Центрифуга осадительная
PRECIPITATING CENTRIFUGE

Изобретение относится к устройствам для разделения гетерогенных смесей, в частности, суспензий, и может быть использовано в угольной и других отраслях промышленности.
Известна центрифуга, содержащая корпус, установленный в нем ротор, состоящий из трех частей, центральная из которых выполнена виде цилиндра, две другие - в виде усеченных конусов, соединенных с цилиндром большими основаниями, расположенный внутри ротора коаксиально шнек, выполненный в виде барабана с укрепленными на нем витками спирали. Окна для выгрузки твердой фазы размещены в каждом из усеченных конусов. При этом части шнека, расположенные в разных конусах ротора, имеют противоположное направление спирали. В процессе работы центрифуги выгрузка твердой фазы происходит со стороны меньших оснований конусов. (Патент США №4037781, оп. 26.07.77 г.).
Известна также центрифуга для разделения суспензий, включающая корпус, установленный в нем ротор, состоящий из цилиндра и связанных с ним с двух сторон большими основаниями усеченных конусов, один из которых имеет окна для выгрузки грубодисперсной фракции твердой фазы, а другой имеет окна для выгрузки высокодисперсной фракции твердой фазы, расположенный в роторе коаксиально шнек, содержащий полый барабан и укрепленные на нем витки спирали, трубу питания, расположенную в барабане шнека, и устройство для отвода фугата, при этом части шнека, расположенные в конусах ротора, имеют противоположное направление витков спирали. В процессе работы центрифуги выгрузка твердой фазы происходит со стороны меньших оснований конусов, но из одного конуса выгружают грубодисперсную фракцию твердой фазы, а из другого конуса выгружают высокодисперсную фракцию твердой фазы. (Патент Российской Федерации на изобретение №2185892, опубл. 27.07.2002 г.).
Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является центрифуга, включающая корпус, ротор, состоящий из цилиндрической и конической частей с окнами для слива фугата и окнами для выгрузки осадка и шнек, расположенный коаксиально ротору и выполненный в виде барабана с укрепленными на нем витками спирали (патент Украины на полезную модель №27997, опубл. 26.11.2007 г.).
В данном аналоге выгрузка твердой фазы осуществляется в одном месте - через окна для выгрузки твердой фазы, расположенные в районе меньшего основания конуса.
К недостаткам наиболее близкого аналога следует отнести большие энергетические затраты на транспортирование твердой фазы шнеком вдоль всей длины цилиндрической части ротора к окнам ее выгрузки.
В основу изобретения поставлена задача создания такой центрифуги осадительной, в которой за счет новой конструктивной формы ротора и шнека удалось бы обеспечить уменьшение энергетических затрат на транспортирование твердой фазы к окнам ее выгрузки.
Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, заключается в снижении энергетических затрат на транспортирование твердой фазы к окнам ее выгрузки.
Данный технический результат достигается тем, что центрифуга осадительная, включающая корпус, установленный в нем ротор, состоящий из двух частей, одна из которых представляет собой усеченный конус, а другая - цилиндр, усеченный конус большим основанием соединен с цилиндром, в усеченном конусе выполнены окна для выгрузки твердой фазы, расположенный внутри коаксиально ротору шнек, выполненный в виде барабана с укрепленными на нем витками спирали, согласно изобретению в роторе с противоположной стороны дополнительно сформирован второй усеченный конус, в котором выполнены отверстия для отвода жидкой фазы, при этом часть шнека, расположенная в усеченном конусе с окнами для выгрузки твердой фазы, имеет шаг, выполненный последовательно увеличенным в сторону окон для выгрузки твердой фазы.
При этом отверстия для отвода жидкой фазы имеют заслонки разного уровня относительно оси центрифуги.
Анализ сопоставления с наиболее близким аналогом свидетельствует, что в роторе с противоположной стороны дополнительно сформирован второй усеченный конус, в котором выполнены отверстия для отвода жидкой фазы, при этом часть шнека, расположенная в усеченном конусе с окнами для выгрузки твердой фазы, имеет шаг, выполненный последовательно увеличенным в сторону окон для выгрузки твердой фазы.
При этом отверстия для отвода жидкой фазы имеют заслонки разного уровня относительно оси центрифуги.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков технического решения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
В противоточной центрифуге, в которой твердая фаза двигается в одну сторону, а жидкая фаза - в противоположную, достигается снижение энергетических затрат за счет вышеназванных признаков.
В данном техническом решении ротор состоит из двух усеченных конусов и цилиндра, что обеспечивает большее снижение энергетических затрат на транспортирование твердой фазы вдоль образующей усеченного конуса, чем вдоль образующей цилиндра (как в наиболее близком аналоге).
Выполнение части шнека, расположенной в усеченном конусе с окнами для выгрузки твердой фазы, с шагом, выполненным последовательно увеличенным в сторону окон для выгрузки твердой фазы, способствует уменьшению давления на твердую фазу, при этом снижается коэффициент трения, что также обеспечивает снижение энергетических затрат, т.е. достижение технического результата.
В частном случае выполнения окна для отвода фугата имеют заслонки разного уровня относительно оси центрифуги, что позволяет разделять легкую фракцию жидкости от тяжелой.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид центрифуги.
Центрифуга осадительная содержит корпус 1, установленный в нем ротор 2, состоящий из двух частей, одна из которых выполнена в виде цилиндра 3, вторая - в виде усеченного конуса 4, который соединен своим большим основанием с цилиндром 3.
В роторе 2 с противоположной стороны дополнительно сформирован второй усеченный конус 5. В усеченном конусе 4 выполнены окна 6 для выгрузки твердой фазы. Во втором усеченном конусе 5 расположены отверстия 7 для отвода жидкой фазы.
Внутри ротора 2 коаксиально последнему расположен шнек 8, выполненный в виде барабана 9 с укрепленными на нем витками спирали 10.
Часть 11 шнека 8 имеет шаг L, выполненный последовательно увеличенным в сторону окон для выгрузки твердой фазы 6.
Центрифуга оборудована трубой питания 12 для подачи суспензии в ротор 2.
Отверстия для отвода жидкой фазы 7 имеют заслонки 13 разного уровня относительно оси 0-0
Центрифуга работает следующим образом.
Суспензия, подлежащая разделению, по трубе питания 12 попадает в ротор 2 центрифуги, заполняет ротор.
В роторе 2 под воздействием центробежных сил, образующихся при вращении ротора 2, происходит разделение суспензии на твердую фазу и жидкую.
Твердая фаза отбрасывается к стенкам ротора 2.
Витки спирали 10 шнека 8 перемещают твердую фазу вдоль усеченного конуса 4 ротора к окнам для выгрузки твердой фазы 6.
Жидкая фаза, образующаяся в процессе разделения суспензии, течет в противоположном направлении - с отверстиям для отвода жидкой фазы 7, размещенными в части 5 ротора 2.
Таким образом, данное техническое решение обеспечивает снижение энергетических затрат на перемещение твердой фазы к окнам ее выгрузки.