УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ

Изобретение относится к оборудованию для разделения полидисперсных суспензий в поле действия центробежных сил и может быть использовано во многих отраслях промышленности
Известно устройство для обезвоживания суспензий, включающая ротор, состоящий из двух частей, первая из которых предназначена для осаждения тяжелой фракции суспензии, а вторая часть - для фильтрации сгущенной тяжелой фракции, расположенный в первой части ротора транспортер, служащий для перемещения тяжелой фракции вдоль первой части к выходу из нее и подачи сгущенной фракции во вторую часть ротора и имеющий ступицу, с которой соединена вторая часть ротора, ускоритель для тангенциального ускорения сгущенной тяжелой фракции на входе во вторую часть ротора (Патент РФ №2223151, МПК В04В 1/20, В04В 3/04, приоритет от 08.10.1998, опубликовано 10.02.2004)
Известно также устройство для обезвоживания суспензий, включающее цилиндроконический ротор с окнами для вывода фугата и осадка, имеющий зоны осаждения и осушки, размещенный внутри ротора шнек для транспортировки осадка, питающую трубу для подвода исходной суспензии, камеру для предварительного разделения суспензии с отверстиями для отвода сгущенной и осветленной фракций, сообщенную с питающей трубой, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества продуктов разделения, камера для предварительного разделения суспензии расположена внутри барабана шнека так, что отверстие для отвода сгущенной фракции расположено у большего основания конусообразной части ротора, а отверстие для отвода осветленной фракции - у меньшего основания перед зоной осушки (Патент РФ №1446740, МПК В04В 1/20, В04В 5/10, приоритет от 27.08.1986, опубликовано 15.12.1994).
Недостатками известных устройств является то, что они не позволяют извлекать из суспензий механические фракции мелких размеров, включая микронные составляющие.
Известно также устройство центрифуга осадительная горизонтальная с ножевой выгрузкой осадка типа ОГН, для обезвоживания суспензий, взятое в качестве прототипа, включающее ротор, ось которого расположена горизонтально, содержащий с одной стороны фланец с центральным отверстием, а с другой стороны сплошной фланец, вал, выполненный сплошным, вращающийся в подшипниках качения, установленных в станине, механизм среза осадка, разгрузочный лоток, питающую трубу, механизм отвода осветленной жидкости, состоящий из отводящей трубы с силовым гидроцилиндром («Промышленные центрифуги» /ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1971 г, стр.63-64).
Недостатками известного устройства является то, что оно позволяет извлекать из суспензий механические фракции мелких размеров, с очень высокой влажностью, практически в виде жидкой грязи.
Перед авторами ставилась задача разработать устройство для обезвоживания суспензий, позволяющее извлекать из суспензий методом осаждения механические фракции любых размеров, включая микронные составляющие в сильно обезвоженном состоянии.
Задача решается тем, что устройство для обезвоживания суспензий включающее ротор, ось которого расположена горизонтально, расположенные на роторе с одной стороны фланец с центральным отверстием, а с другой стороны сплошной фланец, вал, вращающийся в подшипниках качения, установленных в станине, механизм среза осадка, разгрузочный лоток, питающую трубу, дополнительно снабжено, по меньшей мере, двумя окнами в сплошном фланце ротора, при этом вал выполнен полым, имеющим прорези возле сплошного фланца ротора, коромыслом проходящим сквозь полый вал через прорези, заглушками, закрепленными на коромысле, изготовленными с возможностью закрывания и открывания окон, штоком, соединенным с коромыслом и выполненным с возможностью поступательного перемещения внутри полого вала, подшипниковым узлом, выполненным с возможностью передачи поступательного перемещения, которое производит на шток внешний механизм, развязывающий шток и внешний механизм по вращению.
Техническим эффектом заявляемой полезной модели является в обеспечение возможности извлечения из суспензий механических фракции любых размеров, включая микронные составляющие, имеющих волокнистые, слипающиеся, пористые и т.п. структуры, при обеспечении возможности сильного обезвоживания уловленных примесей до «сыпучего» состояния.
На фиг.1 приведена блок схема заявляемой полезной модели с закрытыми окнами, где 1 - цилиндрический ротор, 9 и 10 окна для вывода фугата, 2 и 6 заглушки, 3 - коромысло, 4 - шток, 5 - подшипниковый узел, 7 - полый вал с прорезями, 8 - осадок, 11 - фугат.
На фиг.2 приведена блок схема заявляемой полезной модели с открытыми окнами, где 1 - цилиндрический ротор, 9 и 10 окна для вывода фугата, 2 и 6 заглушки, 3 - коромысло, 4 - шток, 5 - подшипниковый узел, 7 - полый вал с прорезями, 8 - осадок.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом. Устройство для обезвоживания суспензий содержит механизм среза осадка, разгрузочный лоток, питающую трубу, вал 7, вращающийся в подшипниках качения, установленных в станине, ротор 1, ось которого расположена горизонтально, содержащий с одной стороны фланец с центральным отверстием, а с другой стороны сплошной фланец с окнами 9 и 10, служащими для удаления остаточной жидкости из ротора 1 и влаги из осадка 8. При этом вал 7 выполнен полым, имеющим прорези возле сплошного фланца ротора 1. Внутри полого вала 7 установлен шток 4, выполненный с возможностью поступательного перемещения. С одной стороны шток 4 соединен с подшипниковым узлом 5, с другой стороны к штоку 4 подсоединено коромысло 3, проходящее через прорези полого вала 7. На коромысле 3 закреплены заглушки 2 и 6, изготовленные с возможностью закрывания и открывания окон 9 и 10.
В ротор 1 устройства посредством питающей трубки подается суспензия, в которой присутствуют механические примеси. При вращении ротора 1 центрифуги, происходит осаждение механических примесей на его стенках, а осветленный фугат 11 выводится из ротора 1, переливаясь через буртик фланца с центральным отверстием. По одному из критериев, время или количество осадка, подача суспензии в ротор 1 прекращается.
Внешний механизм посредством подшипникого узла 5 перемещается шток 4 в направлении от ротора 1, шток 4 тянет коромысло 3, которая отводит заглушки 2 и 6 от окон 9 и 10. Внешний механизм может быть выполнен в виде линейного привода, как отдельного устройства, выполненного на основе гидравлического или пневматического толкателя, винтовой подачи, кривошипа и т.д. Конкретная реализация внешнего механизма зависит от условий применения предлагаемого устройства для обезвоживания суспензий.
Через открывшиеся окна 9 и 10 происходит отекание остаточной жидкости из ротора 1 с дальнейшим обезвоживанием осадка 8. Критерием обезвоживания осадка 8 может являться либо выдержка по времени, либо прекращение истекания жидкости через окна 9 и 10. При этом ротор 1 все время вращается на номинальных оборотах.
Полученный обезвоженный осадок 8 извлекается из ротора 1 через разгрузочный лоток механизмом среза осадка. Срезание проходит на номинальных или частично уменьшенных оборотах ротора 1. Далее внешним механизмом посредством подшипникого узла 5 шток 4 вместе с коромыслом 3 и заглушками 2 и 6 перемещается обратно, заглушки закрывают окна 9 и 10, и в ротор 1 снова подается суспензия.
При истекании жидкости из ротора 1 через окна 9 и 10 часть верхнего слоя осадка смоется и загрязнит фугат 11. В случаях, когда требуется чистый фугат, тогда фугат, вышедший через открывшиеся окна 9 и 10, отправляется на повторное центрифугирование, что добивается простым сегментированием корпуса центрифуги, разделяющим потоки фугата из фланца с центральным отверстием и из фланца с окнами. В случаях, когда нет требований к чистоте фугата, корпус центрифуги не сегментируется.
Преимущество заявляемой центрифуги заключается в том, что сохраняя свойство прототипа улавливать микронные механические примеси, благодаря наличию окон, уловленные механические примеси из суспензий, обезвоживаются до «сыпучего» состояния.