ЦЕНТРИФУГА ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ МЕЛАССЫ ОТ КРИСТАЛЛОВ САХАРА В УТФЕЛЕ
CENTRIFUGE OF CYCLIC OPERATION, PARTICULARLY FOR SEPARATION OF MOLASSES FROM CRYSTALS OF SUGAR IN MASSECUITE

Изобретение касается центрифуги циклического действия, в частности выполненной с возможностью отделения мелассы от кристаллов сахара в утфеле.
В области промышленного производства сахара известны центрифуги циклического действия. Эти устройства содержат перфорированную вращающуюся емкость, называемую также барабаном центрифуги, в которую загружают утфель продукта.
Посредством привода барабан приводится во вращение для отделения мелассы от кристаллов сахара через перфорированную поверхность, в частности сетку с использованием, например, устройства клерования.
Устройство клерования, образованное одной или несколькими установленными в барабане насадками, позволяет производить промывку кристаллов в барабане сиропом, водой или паром.
В конце обработки нижнюю поверхность барабана открывают, и из вращающегося барабана удаляют продукты посредством разгрузочного устройства.
Известные разгрузочные устройства содержат скребковый элемент, называемый также лопатой, выполненный в единственном числе с возможностью очистки перфорированной стенки барабана для удаления продуктов.
Согласно первому варианту выполнения лопата имеет небольшой размер по сравнению с высотой барабана и может приводиться в поступательное движение во время вращения барабана по всей его высоте.
Согласно другому варианту выполнения в частности, описанному в документе US 6177021, разгрузочное устройство содержит одну лопату, размер которой несколько меньше высоты барабана, для его очистки по всей высоте с небольшим вертикальным перемещением в сторону нижней части.
Однако барабан в известных устройствах в процессе очистки испытывает локальные напряжения, которые со временем приводят к преждевременному износу устройства, в частности вращающихся узлов, а именно двигателя, приводного вала, подшипников и т.д.
Из документа DE 346233 известна центрифуга циклического действия, содержащая барабан центрифугирования и привод вращения барабана вокруг вертикальной оси. Эта центрифуга содержит две лопаты, шарнирно установленные внутри барабана. Лопаты установлены соответственно в нижней и верхней частях барабана.
Из документа FR 1394980 известно разгрузочное устройство для центрифуги циклического действия. Центрифуга содержит барабан центрифугирования с перфорированной боковой частью, в дне которого выполнено центральное отверстие для разгрузки барабана. Эта центрифуга содержит единственную лопату, которая опускается вниз во время выгрузки продуктов.
Из документа JP 01-015164 известна центрифуга циклического действия, содержащая барабан центрифугирования, а также привод вращения барабана вокруг вертикальной оси. Эта центрифуга содержит две лопаты, жестко соединенные друг с другом и установленные с возможностью свободного вращения относительно вала барабана. Под действием продуктов эти лопаты вращаются вокруг вала во время центрифугирования. Во время фазы разгрузки барабан продолжает вращаться при помощи двигателя, но при этом вращение лопат прекращается тормозным диском.
Из документа JP 01-315360 известна центрифуга, содержащая барабан центрифугирования и две лопаты, расположенные диаметрально противоположно относительно оси вращения барабана и позволяющие соскабливать продукты с проницаемой стенки барабана. Эти лопаты установлены в барабане на одном уровне и могут одновременно опускаться под действием силового цилиндра.
В документе GB 738825 описана центрифуга циклического действия, содержащая барабан центрифугирования с перфорированной боковой стенкой и две лопаты, позволяющие производить очистку внутренней перфорированной стенки барабана.
Задачей настоящего изобретения является создание центрифуги циклического действия, в которой устранены вышеупомянутые недостатки и обеспечивается лучшее распределение усилий во время операций очистки.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание центрифуги циклического действия, позволяющей увеличить производительность, в частности, за счет сокращения времени, необходимого для выгрузки центрифугируемого продукта.
Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничивающего примера.
Объектом настоящего изобретения является центрифуга циклического действия, в частности, для отделения мелассы от кристаллов сахара в утфеле, содержащая следующие элементы:
- барабан центрифугирования, предназначенный для загрузки в него обрабатываемых продуктов и содержащий проницаемую стенку;
- привод вращения барабана вокруг вертикальной оси;
- разгрузочное устройство, содержащее средства очистки внутренней поверхности проницаемой стенки барабана;
- указанные средства очистки представляют собой узел из по меньшей мере двух лопат, называемых первой лопатой и второй лопатой, при этом первая и вторая лопаты расположены внутри барабана и установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси для перехода из отведенного положения, в котором лопата оказывает меньшее сопротивление вращению барабана, в контактное положение для очистки проницаемой стенки барабана, причем лопаты выполнены с возможностью поступательного перемещения в вертикальном направлении во время выгрузки продуктов.
Согласно изобретению первая и вторая лопаты смещены по высоте барабана для очистки соответственно верхней и нижней частей барабана. При этом центрифуга содержит средства для вертикального поступательного перемещения второй лопаты с ограничением хода, средства для вертикального поступательного перемещения первой лопаты с ограничением хода и средства для независимого управления двумя лопатами.
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания, со ссылками на чертежи.
На фиг.1 упрощенно показана центрифуга циклического действия в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку в разрезе;
на фиг.2 - то же, вид сверху;
на фиг.3 упрощенно показана центрифуга циклического действия, изображенная на фиг.1, вид сбоку.
Объектом настоящего изобретения является центрифуга 1 циклического действия, в частности, для отделения мелассы от кристаллов сахара в утфеле.
Центрифуга содержит следующие элементы:
- барабан 2 центрифугирования, предназначенный для загрузки в него обрабатываемых продуктов и содержащий проницаемую стенку 40;
- привод 3 вращения барабана 2 вокруг вертикальной оси;
- разгрузочное устройство, содержащее средства очистки внутренней поверхности проницаемой стенки 40 барабана 2.
Указанные средства очистки стенки 40 представляют собой узел из по меньшей мере двух лопат 5 и 6, расположенных внутри барабана и установленных с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.
Как показано на фиг.1, барабан 2 установлен в вертикально расположенном чане 15, в частности, на коаксиальном валу 7 вращения. Привод 3, в частности, электропривод установлен сверху над чаном посредством несущей конструкции 16.
Боковая стенка барабана 2 выполнена перфорированной полностью или частично в виде проницаемой стенки 40. Как и в известных решениях, барабан 2 открыт в верхней части. Центрифуга содержит канал 12 для загрузки продукта, в частности утфеля, который позволяет заполнять барабан определенным количеством обрабатываемого продукта, например, при помощи клапана 17, в частности управляемого силовым цилиндром.
Отделяемая в результате центрифугирования жидкость удаляется из чана 15 через сливной выход 14, в частности, расположенный сбоку.
Барабан центрифуги дополнительно оборудован устройством 9 открывания/закрывания, расположенным в самой нижней части барабана и обеспечивающим выгрузку обработанных продуктов в бункер 13, расположенный под чаном 15.
Каждая из лопат 5 и 6 закреплена вертикально на конце штоков 21 и 22. Каждый шток 21 и 22 установлен с возможностью поворота. Поворот каждой из лопат 5 и 6 в барабане 2 обеспечивается посредством силовых цилиндров.
Таким образом, за исключением фазы разгрузки барабана лопаты 5 и 6 находятся в отведенном положении, оказывая минимальное сопротивление вращению барабана 2.
Во время фазы разгрузки барабана каждая из лопат 5 и 6 поворачивается в сторону проницаемой стенки 40 барабана 2.
Как показано на фиг.1, первая и вторая лопаты 5 и 6 могут быть смещены по высоте барабана для очистки, соответственно верхней и нижней частей барабана 2.
В представленном варианте выполнения высота лопат 5 и 6 соответствует по существу половине высоты стенки 40 барабана 2, слегка перерывая центральную часть.
Предпочтительно первая лопата 5 находится в верхней части барабана, установленного неподвижно в вертикальном направлении. При этом устройство дополнительно содержит средства 23 вертикального поступательного перемещения второй лопаты 6 с ограничением хода.
Эти средства позволяют перемещать шток 21 в вертикальном направлении. В этом случае шток 21 может быть установлен посредством скользящего поворотного соединения.
Барабан 2 закреплен на валу 7 привода 3 на уровне ступицы 8, расположенной в нижней части барабана. Как показано на фиг.1, ступица 8 может быть конусной, выступая внутрь барабана 8.
Для очистки нижней части барабана на уровне ступицы 8 вторая лопата 6 выполнена с возможностью вертикального поступательного перемещения с ограниченным ходом из промежуточного положения в барабане 2.
В указанном промежуточном положении вторая лопата 6 может занимать указанное отведенное положение, при этом ступица 8 не создает препятствий в этом положении лопаты.
Первая лопата, так же как и вторая лопата, может быть оборудована средствами вертикального поступательного перемещения с ограниченным ходом. В этом случае шток 22 может быть установлен посредством скользящего поворотного соединения.
Таким образом, центрифуга может содержать две лопаты 5 и 6, каждая из которых установлена с возможностью поступательного движения и поворота. Во время фазы выгрузки продуктов обе лопаты могут управляться как одновременно, так и независимо друг от друга.
Предпочтительно центрифуга может содержать средства независимого управления каждой из двух лопат, что позволяет обеспечить не одновременное вертикальное перемещение лопат для лучшего удаления продуктов.
Во время испытаний было установлено, что одновременное вертикальное перемещение лопат приводит к выбросам на противоположную лопату. В этом случае скапливающиеся на лопатах продукты не удаляются и приводят к потерям при конечной промывке.
Указанные средства управления двумя лопатами позволяют, например, поступательно перемещать первую, верхнюю лопату 5 вниз, затем поступательно перемещать вторую, нижнюю лопату вверх, со смещением друг относительно друга.
Эти две лопаты позволяют производить в час от 18 до 35 полных циклов обработки утфеля в количестве от 750 кг до 2500 кг. Высота барабана может находиться в пределах от 900 мм до 1300 мм.
Предпочтительно вал 7 может быть оборудован отражателем 4, позволяющим загружать барабан 2 без скапливания продуктов в центре барабана, в частности, на уровне ступицы 8.
Кроме того, в одном из вариантов осуществления изобретения для обеспечения возможности перемещения вверх второй лопаты 6 отражатель 4 выполнен с возможностью его подъема для исключения контакта его нижней части со второй лопатой 6.
Первая и вторая лопаты 5 и 6 расположены диаметрально противоположно по обе стороны от оси вращения барабана 2. Это предпочтительное расположение позволяет наиболее оптимально распределить усилия во время очистки, в частности, для предохранения вращающихся узлов центрифуги от перегрузок. Вместе с тем, могут быть использованы и другие варианты расположения лопат.
В ступице 8 выполнены прорези, образующие разгрузочный выход для удаления содержащихся в барабане 2 продуктов. В этом случае центрифуга содержит заслонку 9, выполненную с возможностью закрывания или открывания указанного разгрузочного выхода.
Как показано на фиг.1, заслонка 9 снабжена средством 10 ее поступательного перемещения для отвода заслонки 9 от дна 41 барабана 2 и открывания таким образом разгрузочного выхода. Согласно этому варианту выполнения средство 10 поступательного перемещения может быть выполнено в виде гидроцилиндра, поднимающего или опускающего заслонку 9.
Центрифуга 1 может быть снабжена неподвижным или подвижным устройством клерования. Как показано на фиг.1, устройство клерования может быть выполнено в виде по меньшей мере одного патрубка 11, расположенного вертикально в барабане, при этом указанный патрубок 11 содержит одну или несколько насадок, позволяющих распылять текучую среду, такую как воду, сироп, пар и т.д.
Объектом настоящего изобретения является также способ обработки продукта, в частности, предназначенный для отделения мелассы от кристаллов сахара в утфеле, применяемый в центрифуге 1 циклического действия в соответствии с настоящим изобретением.
Согласно этому способу:
- барабан 2 заполняют предназначенными для обработки продуктами;
- постепенно, в частности, в несколько этапов увеличивают скорость вращения барабана 2 до заданной скорости центрифугирования, при этом каждая из лопат 5 и 6 удерживается в отведенном положении;
- заданную скорость центрифугирования поддерживают в течение определенного времени;
- снижают скорость вращения барабана 2 и после этого выгружают продукты путем очистки.
Объектом настоящего изобретения является также способ выгрузки продуктов из барабана 2 центрифугирования центрифуги 1 циклического действия в соответствии с настоящим изобретением, согласно варианту его выполнения, в котором барабан 2 приводится во вращение. Указанный способ включает следующие этапы, на которых:
- каждую из лопат 5 и 6 переводят в направлении стенки барабана из отведенного положения в положение контакта с продуктами для соскабливания их, например, при помощи лезвия, направленного противоположно направлению вращения барабана;
- продукты соскабливают, дополнительно поступательно перемещая вторую лопату 6 и/или первую лопату 5 вниз, и,
- после этапа соскабливания вторую лопату 6 и/или первую лопату 5 поднимают и каждую из них перемещают из контактного положения в отведенное положение.
Естественно, специалист может предусмотреть и другие варианты выполнения, не выходя при этом за рамки настоящего изобретения, например, путем установки более двух лопат-скребков для лучшего распределения усилий на барабан во время очистки.