Устройство для разделения жидкостей по плотности
DEVICE FOR SEPARATING LIQUIDS BY DENSITY

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к разделению жидкостей по плотности, например, при повышении или понижении концентрации ценных пищевых веществ, содержащихся в промывных водах при переработке растительного или животного сырья.
Известны устройства и технологии очистки воды с помощью изменения физических свойств суспензий, например вязкости, за счет воздействия на них постоянного магнитного поля [1].
Описанные технологические средства несколько повышают потребительские свойства воды, однако часто недостаточно полно удаляют легкие фракции жидкости, а также малопроизводительны.
Описано устройство для разделения жидкостей, включающее ванну, верхнюю и нижнюю пары отжимных и транспортирующих валков, из которых верхний транспортирующий валок выполнен полым и перфорированным, с размещенной на них упругой пористой лентой [2].
Выполнение одного из отжимных валков полым и перфорированным и размещение внутри него диаметрально противоположно зоне контакта с упругой пористой лентой и вторым валком желоба для отвода легкой фракции позволяет существенно повысить производительность процесса и упростить конструкцию устройства.
Известно также устройство для разделения жиросодержащих эмульсий, включающее ванну, верхние и нижние отжимные и транспортирующие валки, из которых верхний транспортирующий валок выполнен полым и перфорированным, с размещенной на них упругой пористой лентой, на верхний транспортирующий валок оперты два отжимных валка, шарнирно закрепленных на корпусе ванны посредством стоек, причем эти стойки соединены между собой тарированной сменной пружиной, а отжимной валок расположенный, со стороны набегания упругой пористой ленты, выполнен обогреваемым [3].
Безусловным достоинством известного устройства является некоторое облегчение «отжима» упругой пористой ленты, заполненной отделяемой легкой фракцией жидкости после ее нагрева одним из валков.
Вместе с тем для суспензий, содержащих жировые фракции, достаточно проблемной является зона отжима извлеченной из ванны фракции на верхнем валке и отвод ее через перфорацию этого валка в желоб. Для эффективной работы устройства необходимо существенно снижать скорость перемещения ленты, что резко снижает эффективность работы устройства.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для разделения жиросодержащих эмульсий, включающее корпус ванны, сборный лоток, верхние и нижние отжимные и транспортирующие валки, из которых верхний транспортирующий валок выполнен полым и перфорированным, с размещенной на них упругой пористой лентой с опертыми на верхний транспортирующий валок двумя отжимными валками, шарнирно закрепленными на корпусе ванны посредством стоек, и выполнением валка, расположенного со стороны набегания упругой пористой ленты, обогреваемым, при этом оба опертых на верхний транспортирующий валок отжимных валка снабжены внутренними отверстиями в виде усеченных конусов и выполнены перфорированными, причем обогреваемый отжимной валок установлен большим диаметром отверстия влево по ходу набегания ленты, а другой отжимной валок размещен с противоположной ориентацией отверстия и каждый снабжен выступом относительно торца верхнего транспортирующего валка, кроме того, эти выступы направлены в противоположные стороны с размещением над сборным лотком [4].
Такая конструкция устройства частично решает проблему удаления жидкости в слоях, прилежащих к верхнему транспортирующему валку, хотя жидкость, расположенная ближе к отжимным валкам, особенно в срединном по ширине валка сечению, из-за значительного гидродинамического сопротивления пор упругой ленты остается в ней, не отжимаясь в сборный лоток.
Кроме того, «отжатая» более легкая фракция, попадая на конусную часть отжимных валков, перемещается при работе устройства как по направлению к сборному лотку, так и в окружном направлении. И в том, и в другом случаях часть этой фракции попадает в отверстия перфорации, лежащие слева или справа от линии контакта транспортирующего и отжимного валков. Из этих отверстий она опять попадает на упругую пористую ленту, что снижает эффективность ее сжатия в ванне с разделяемой жидкостью, а следовательно и уменьшает эффективность работы устройства.
Техническая задача, решаемая в заявляемом техническом решении, состоит в устранении описанных недостатков, для чего устройство для разделения жидкостей по плотности, включающее корпус ванны, сборный лоток, нижние и верхние полые и перфорированные отжимные и транспортирующие валки с размещенной на них упругой пористой лентой, отличается тем, что внутри верхнего полого отжимного валка установлен асимметрично его оси с возможностью касания внутренней поверхности со стороны контакта с верхним транспортирующим валком шнек, с возможностью вращения противоположно вращению верхнего отжимного валка, причем под шнеком закреплен верхний сборный лоток.
Технический эффект в предлагаемом устройстве реализуется за счет того, что устройство для разделения жидкостей по плотности, включает корпус ванны, куда набирают разделяемую жидкость, сборный лоток для сбора основной части выделенной фракции, нижние и верхние полые и перфорированные отжимные и транспортирующие валки с размещенной на них упругой пористой лентой, причем внутри верхнего полого отжимного валка, куда поступает дополнительно выделенная часть легкой фракции, установлен шнек асимметрично оси верхнего перфорированного отжимного транспортирующего валка с возможностью касания внутренней поверхности со стороны контакта с верхним транспортирующим валком. Он имеет возможность вращения противоположно вращению верхнего отжимного валка, а для сбора дополнительно выделяемой легкой фракции под шнеком закреплен верхний сборный лоток.
Кроме того, при выделении легкой фракции различных вязкостей меняется скорость вращения шнека. Причем для фракции с меньшей вязкостью скорость вращения шнека увеличивается.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2, где изображены общая схема устройства и вид его сечения по линии А-А, соответственно. Стрелки указывают направление движения упругой пористой ленты и направление вращения шнека.
Устройство состоит из ванны, наполняемой разделяемой на фракции жидкостью 1, нижних: отжимного валка 2 и транспортирующего валка 3, установленных на входе в ванну, и размещенной на них упругой пористой ленты 4. Кроме того, над ванной установлен верхний полый перфорированный транспортирующий валок 5 и сборный лоток 6. Полый размещенный над транспортирующим валком 5 по вертикальной оси устройства верхний отжимной валок 7 выполнен перфорированным. Внутри верхнего отжимного валка 7 асимметрично его оси с возможностью касания внутренней поверхности со стороны контакта с верхним транспортирующим валком установлен шнек 8. Под шнеком для сбора дополнительно выделенной легкой фракции закреплен верхний сборный лоток 9.
Работает устройство следующим образом. Пористая упругая лента 4 поступает в зону размещения нижних отжимного валка 2 и транспортирующего валка 3, где под действием пружины деформируется. При ее сжатии из отдельных пор легко удаляется находящийся там воздух, поскольку поверхности ленты не испытывают на себе никакого дополнительного воздействия. Перемещаясь в ванну 1 с разделяемой жидкостью, лента за счет упругих свойств начинает восстанавливать свою геометрическую форму, вбирая в себя легкую фракцию. Имея строго заданную толщину, лента воздействует только на определенный удаляемый слой жидкости, не перемешивая его с другими. Приходя по мере перемещения в соприкосновение с верхними транспортирующим 5 и отжимным валком 7, размещенными вне ванны, пористая лента снова деформируется, освобождая свои поры от собранной с поверхности ванны легкой фракции. Собранная легкая фракция через перфорацию валка 5 поступает в размещенный внутри него сборный лоток 6, после чего удаляется для дальнейшей переработки. Попадающая внутрь верхнего перфорированного отжимного валка 7 легкая фракция удаляется шнеком 8, вращающимся в сторону, противоположную вращению отжимного валка 7. Собранная фракция жидкости посредством сборного лотка 9 направляется на дальнейшую переработку. В последующем описанный цикл деформирования упругой ленты с поглощением удаляемой фракции повторяется.
Использование описанного устройства позволяет достаточно просто и точно разделять отдельные фракции жидкостей различной плотности, обеспечивая при этом высокую производительность за счет соответствующего выбора значений скорости валка 7 и значений скорости шнека 8.
[1] Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1978, с. 238.
[2] Патент РФ №2239485, МПК В01D 17/00. Устройство для разделения жидкостей, 10.11.2004.
[3] Патент РФ №142481, МПК 01D 17/022. Устройство для разделения жиросодержащих эмульсий, 6.12.2013.
[4] Патент РФ №2570673, МПК 01D 17/022. Устройство для разделения жиросодержащих эмульсий, 10.12.2015.