Непрерывно-проточная вертикальная центрифуга для разделения неоднородной жидкой системы

Использование - технологические процессы различных отраслей промышленности, связанные с извлечением полезных компонент или удалением нежелательных примесей из содержащих твердые фазы жидкостей.

Цель - расширение области применения непрерывно-проточной центрифуги, предусматривающее возможность использования ее для разделения НЖС с содержанием твердых фаз, и упрощение конструкции.

Сущность полезной модели: разделяемая НЖС вводится в камеру разделения из промежуточного малой емкости приемника, концентрично закрепленного над камерой разделения, ниже которой на неподвижном основании центрифуги закрепляются концентрично оси ротора цилиндрические приемники разделенных фракций НЖС, со входами которых неконтактно сопряжены движущиеся по соответствующим окружностям патрубки вращающейся камеры разделения.

Технический результат: а) расширение области применения непрерывно-проточной вертикальной центрифуги за счет - применение последней для разделения НЖС на фракции, содержащие твердые фазы; б) упрощение конструкции известной центрифуги.

Полезная модель относится к технике разделения неоднородной жидкой системы (НЖС), преимущественно с твердыми фазами, может использоваться для очистки, например, смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) от примесей после шлифования абразивным инструментом заготовок из немагнитного хрупкого материала (оптического стекла, ситалла и др.) с одновременным выделением из нее фракций с частицами алмаза, эльбора и др. дорогостоящих составных компонент износа абразивного инструмента в процессе его обработки [1].

Известны центрифуги в составе фильтрующих, осадительных и сепарирующих машин [2], продуктом выделения которых является твердая фаза. Недостаток этих центрифуг - они выделяют твердую фазу из НЖС без разделения на компоненты.

Известны непрерывно-проточные вертикальные центрифуги для разделения гетерогенной многофазной системы на ряд фракций [3]. Недостаток центрифуг: они разделяют сложные жидкости без твердых фаз, кроме того одни из этих центрифуг имеют сложную конструкцию вертлюг-устройств, другие - сложный привод ротора (эпициклический [4], электромагнитный [5], магнитный [6]) и все они имеют достаточно сложные по конструкции перистальтические насосы.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой модели является непрерывно-проточная вертикальная центрифуга, содержащая ротор с концентрически закрепленной в нем разделительной камерой, выполненной в виде пустотелого прямоугольного профиля разомкнутого кольца (чертеж 1) с патрубком ввода разделяемой НЖС на одном концевом его сечении и с патрубками вывода фракций разделения НЖС на другом концевом сечении [7].

Недостатки этой центрифуги: ограниченная область применения (разделяемая жидкость не должна содержать твердой фазы), а также сложность конструкции, предопределяемая использованием вертлюг-устройства и перистальтических насосов.

Цель заявленной модели-прототипа: расширение области применения и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что непрерывно-проточная вертикальная центрифуга, содержащая ротор с концентрически закрепленной в нем камерой разделения, выполненной в виде пустотелого прямоугольного профиля разомкнутого кольца, снабжена промежуточным малой емкости приемником разделяемой НЖС, концентрически закрепленным на верхнем конце вала ротора, и конечными цилиндрическими приемниками фракций разделения НЖС, концентрически закрепленными на станине центрифуги ниже ротора, а также снабжена трубкой соединения разделительной камеры с промежуточным малой емкости приемником и патрубками соединения камеры с конечными приемниками фракций разделения НЖС.

На чертеже 2 изображена схема предлагаемой полезной модели центрифуги. Центрифуга содержит ротор 1 с разделительной камерой 2, имеющей патрубок 3 ввода разделяемой НЖС и патрубки 4 вывода фракций разделения НЖС, при этом патрубок 3 соединен с промежуточным малой емкости приемником 5, закрепленным осесимметрично на торце вала 6 ротора 1, а патрубки 4 сопряжены бесконтактно с цилиндрическими приемниками 7 фракций разделения НЖС, закрепленными на основании центрифуги концентрично относительно оси ротора центрифуги (на чертеже приведена схема модели для разделения НЖС на три фракции, при большем числе последних количество патрубков 4 и приемников 7 соответственно возрастает).

Патрубки 4 разделительной камеры 2 выполнены из механически прочного жесткого материала.

Заявленная модель центрифуги работает следующим образом. Разделяемая НЖС из промежуточного приемника 5 по выводной его трубке поступает в разделительную камеру 2, где под действием центробежно-гравитационного силового поля происходит разделение жидкости на фракции, которые поступают по патрубкам 4 в неподвижные (расположенные концентрически ниже ротора 1) приемники 7 фракций разделения НЖС, откуда последние следуют по назначению.

Источники информации

1. Станция подачи СОЖ. Патент на полезную модель №38666. - 2004. Авторы: Сорокин В.М., Пучков В.П., Глебов В.В., Шурыгин А.Ю., Новичихин В.А.)

2. Лукьяненко В.М., Таранец А.В. Центрифуги: Справ, изд. - М.: Химия, 1988. 384 с. (см. стр.10-12)

3. Современное состояние и тенденции развития аппаратов для разделения крови. Информприбор, ТС - 4, вып.3. - М.: 1987. - 47 с. (см. стр.7-13)

4. CS-3000 Blood Cell Separator Protocols: Проспект / Fenwal Laboratories Co. - 1984. США.

5. А.с. 1779410 СССР, МКИ В 04 В 5/02. Центрифуга для разделения биологических жидкостей. - Опуб. 07.12.92. Бюл. №45. (Авт. Новичихин В.А., Калинин Н.Н.)

6. А.с. 1726052 СССР, МКИ В 04 В 5/02. Центрифуга для разделения биологических жидкостей. - Опуб. 15.04.92. Бюл. №14. (Авт. Новичихин В.А.)

7. Vivacell ВТ 798/С: Проспект / Dideco S.р. А. - 1985. Италия.

1. Непрерывно-проточная вертикальная центрифуга для разделения жидкости (неоднородной жидкой системы - НЖС) на составные фракции, включающая ротор с закрепленной в нем камерой разделения, выполненной в виде пустотелого прямоугольного профиля разомкнутого кольца с патрубком ввода разделяемой жидкости на одном концевом его сечении и с патрубками вывода разделенных фракций на другом, отличающаяся тем, что центрифуга содержит жестко закрепленную на верхнем торце вала ротора промежуточную емкость, соединенную трубопроводом с камерой разделения, а также содержит неподвижно закрепленные на основании центрифуги расположенные ниже ротора внешне коаксиально ему промежуточные цилиндрические приемники, свободно (неконтактно) сопряженные своими кольцевыми входами с механически прочными жесткими трубопроводами вывода фракций из вращающейся камеры разделения.

2. Непрерывно-проточная центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что промежуточная емкость 5 жестко связана с неподвижным корпусом 8 центрифуги и сообщается с камерой 2 посредством патрубка 9, который жестко закреплен на роторе 1 концентрично его оси вращения и сопряжен с корпусом 8 через самоустанавливающий радиальный с соответствующим уплотнительным устройством подшипник 10, кроме того, для поддержания уровня НЖС в камере 5 она снабжена клапаном 11 с поплавком.