ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ

ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСНЕНЗИЙ
Полезная модель относится к устройствам для разделения суспензий под действием центробежных сил и может быть использована в нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известна центрифуга для разделения суспензий, включающая корпус с технологическими патрубками, установленный в нем на валу ротор, состоящий из двух обращенных одна к другой больщими основаниями конусообразных обечаек. Нижняя обечайка расположена с возможностью осевого перемещения для выгрузки осадка, а верхняя имеет отверстия для ввода суспензии. Внутри ротора размещен диск, разделяющий его внутреннее пространство на две части. Камера сбора и отвода очищенной жидкости образована прикрепленной к краю диска снизу кольцевой перегородкой с зазором относительно нижней обечайки, которая имеет цилиндрическую форму или форму усеченного конуса, расширяющегося книзу (патент РФ № 2200634, В04В 1/10, 11/02, опубл. 20.03.2003г.).
Недостаток указанной центрифуги состоит в том, что она является однослойной, поэтому имеет низкую производительность и низкое качество разделения суспензий. Кроме того, центрифуга не имеет узла герметизации внутренней полости, поэтому центрифугируемый продукт смешивается с атмосферным воздухом, происходит окисление продукта, что во многих случаях недопустимо. Это обстоятельство существенно снижает область применения указанной центрифуги.
Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является центробежный очиститель жидкости с цилиндрическим ротором, выполненный со вставкой, которая выполнена в виде спирали, обеспечивающей аксиальное направление движения жидкости, причем вставка выполнена из намотанной на втулку тонкой ленты с малыми зазорами, скрепленной по торцам радиальными ребрами (авторское свидетельство № 332863, В04В 7/08, опубл. 21.03.1972г.).
Недостатком известной конструкции центробежного очистителя жидкости является то, что вставка выполнена неразборной и жестко скрепленной с ротором. При такой конструкции трудно удалять осадок из малых зазоров вставки, а при большой липкости осадка его удалить невозможно. Кроме того, малые зазоры в процессе работы постепенно заполняются осадком, площади сечения этих зазоров уменьшаются и, при одной и той же подаче жидкости, ее скорость в зазорах увеличивается, что приводит к ухудшению качества очистки.
2003130860
iiiiiiiiiiiiitiiiiiiiiiijiiiipi
2005130 3y ;|vC
МПК B04B 11/02, 7/08
Задачей заявляемой полезной модели является создание центрифуги, конструкция которой позволяет повысить производительность и улучшить качество разделения суспензий, а также ускорить процесс удаления осадка.
Техническое решение задачи достигается за счет вьшолнения тонкослойной вставки сменной в виде легко разборного набора коаксиальных цилиндров, в котором сплошные цилиндры чередуются с фильтрующими цилиндрами, а также за счет установки вставки с возможностью фиксации от осевого смещения колпаком, быстросъемным за счет узла крепления.
Это достигается тем, что в заявляемой центрифуге для разделения суспензий, включающей ротор, установленный на вертикальной неподвижной полой оси на подшипниках скольжения, выполненный с горизонтальным фланцем в нижней части и скрепленным с ним около осевым толстостенным полым цилиндром и установленную на нем тонкослойную цилиндрическую вставку, герметично закрытую закрепленным на роторе колпаком, согласно полезной модели, тонкослойная вставка выполнена сменной, в виде легко разборного набора коаксиальных цилиндров, в котором сплошные цилиндры чередуются с фильтрующими пористыми цилиндрами, а между цилиндрами имеются кольцевые зазоры, причем кольцевой зазор со стороны наружной поверхности пористого цилиндра открыт снизу и закрыт сверху установленными внахлест друг относительно друга кольцевыми фланцами смежных цилиндров, являющимися также ребрами жесткости, а кольцевой зазор со стороны внутренней поверхности пористого цилиндра открыт сверху и закрыт снизу также установленными внахлест друг относительно друга кольцевыми фланцами смежных цилиндров, при этом крайние сплошные цилиндры имеют по одному кольцевому фланцу, а сменная вставка установлена с возможностью фиксации от осевого смещения колпаком, быстросъемным за счет узла крепления, включающего вмонтированную в колпак гайку, контактирующую с резьбой около осевого цилиндра, в канавке которого установлено эластичное уплотнительное кольцо для герметизации колпака, при этом гайка установлена в закрытую канавку колпака с возможностью вращения относительно последнего и попеременного контактирования торцев гайки с торцевыми стенками указанной канавки колпака, кроме того, между гайкой и колпаком установлены пружины.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где: на фиг. 1 представлена заявляемая центрифуга, разрез вдоль оси.
Центрифуга состоит из вертикальной неподвижной полой оси 1, на которой на подшипниках скольжения 2 и 3 установлен ротор 4, имеющий в нижней части горизонтальный фланец 5 и около осевой толстостенный полый цилиндр 6, на котором установлена тонкослойная цилиндрическая вставка 7, герметично закрытая закрепленным на роторе 4 колпаком 8. Вставка 7 выполнена из легко разборного набора коаксиальных цилиндров 9 и 10, где сплошные цилиндры 9 чередуются с фильтрующими пористыми цилиндрами 10, а между смежными цилиндрами имеются кольцевые зазоры 11 и 12, причем кольцевой зазор 11 со стороны наружной поверхности пористого цилиндра 10 открыт снизу и закрыт сверху установленными внахлест друг относительно друга кольцевыми фланцами 13 и 14 смежных цилиндров, а кольцевой зазор 12 - со стороны внутренней поверхности пористого цилиндра 10 открыт сверху и закрыт снизу также установленными внахлест друг относительно друга кольцевыми фланцами смежных цилиндров 13 и 14, при этом крайние сплошные цилиндры имеют по одному кольцевому фланцу, а вставка установлена с возможностью фиксации от осевого смещения колпаком 8.
Узел крепления включает вмонтированнзто в колпак 8 гайку 15, контактир)«эщую с резьбой 16 около осевого цилиндра 6, в канавке которого установлено эластичное уплотнительное кольцо 17 для герметизации колпака 8, при этом гайка 15 установлена в закрытую канавку 18 колпака 8. Торцы гайки 15 попеременно контактируют с торцевыми стенками 19 и 20 канавки 18 колпака 8, а между гайкой 15 и колпаком 8 установлены пружины 21.
Центрифуга имеет также штуцеры 22 и 23 для подвода и отвода центрифугируемой жидкости, торцевое уплотнение 24, напорный диск 25, клапан 26 для выпуска воздуха и фланец 27 для крепления оси 1 к неподвижной опоре.
Центрифуга работает следующим образом. Исходная суспензия под действием напорного диска 25 поступает через штуцер 22 оси 1 в ротор 4, проходит через вставку 7, где в зазорах между цилиндрами 9 и 10, под действием центробежных сил происходит разделение суспензии. Частицы твердой фазы суспензии, имеющие плотность больше плотности жидкости, оседают на внутренние стенки сплошных цилиндров 9, а осветленная жидкость совершает поворот на 90  в сторону осн вращения ротора 4, т.е. навстречу направлению центробежных сил, проходит сквозь поры фильтрующего цилиндра 10, по кольцевому зазору 12 поднимается вверх, выходит из вставки 7, захватывается напорным диском 25, который подает ее в полую ось 1, и, через штуцер 23, на выход из центрифуги (линии тока жидкости показаны стрелками).
Фильтрующий пористый цилиндр 10 задерживает частицы любой плотности, а также механические включения, волокна, пластинчатые образования и т.п., которые недостаточно хорошо отделяются центробежным полем. Центробежные силы направлены на очистку пор фильтрующего цилиндра 10 от частиц с плотностью больше плотности жидкости, поэтому ресурс фильтра увеличивается. Фильтрующий пористый цилиндр 10 выполняет роль автоматического регулятора, поддерживающего примерно одинаковую скорость потока во всех элементарных струйках за счет закрывания пор фильтра частицами, которые задерживают фильтр.
Чем больше скорость жидкости, проходящей через отдельно взятую пору, тем больше в нее доставляется твердых частиц, которые увеличивают гидросопротивление этой поры, скорость жидкости уменьшается и т.д.
В связи с тем, что площадь цилиндрической поверхности фильтрующего цилиндра 10 значительно больше площади сечения зазора между смежными цилиндрами, скорость жидкости у наружной стенки цилиндра 10 резко уменьшается и возрастает эффективность осаждения частиц центробежными силами.
При перерывах в работе центрифуги, осадок, накопившийся на внутренних поверхностях сплошных цилиндров 9, под действием гравитационных сил сползает на фланец 5 ротора 4 и скапливается как в грязесборнике, откуда осадок может удаляться разными способами.
Первый способ - автоматизированное удаление осадка во время работы центрифуги, для чего перекрывается магистраль за штуцером 23. При этом давление жидкости под колпаком 8 возрастает, колпак, преодолевая сопротивление пружин 21, поднимается вверх, между фланцем 5 и колпаком 8 образуется шель, через которую осадок выбрасывается вместе с частью жидкости в кольцевую ловушку (не показана). Затем магистраль за штуцером 23 открывается и колпак 8 под действием пружин 21 возвращается на прежнее место. Указанные действия могут выполняться по программе.
Второй способ выгрузки осадка выполняется путем остановки вращения центрифуги. Колпак 8 с помощью гайки 15 поднимается вверх, осадок вытекает через зазор между фланцем 5 и колпаком 8 вместе с частью жидкости. Для интенсификации выгрузки осадка возможно кратковременное включение вращения центрифуги.
Третий способ выгрузки осадка выполняется путем снятия колпака 8 с ротора 4, очистки деталей от осадка, промывки фильтрующих цилиндров 10 от загрязнений и последующей сборки. Вместо загрязненной вставки 7 может быть установлена заранее подготовленная сменная вставка.
Таким образом, использование центрифуги заявляемой конструкции позволяет обеспечить очистку от загрязнений минеральных топлив и масел, подсолнечного масла, соков, фруктовых вин, разделения молока и т.д. При этом, она обеспечивает высокую производительность и качество разделения суспензий, ускорение вьпрузки осадка, простоту разборки и сборки центрифуги и замены вставок.