Центробежный сепаратор

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле действия центробежных сил. Цель изобретения заключается в улучшении качества тяжелой фракции путем обеспечения возможности изменения скорости рециркуляции независимо от заданной концентрации тяжелой фракции. Центробежный сепаратор включает установленный на валу 1 ротор, содержащий крышку 2 и основание 3, связанные 47 я - О ю ел 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (sl)s В 04 В 1/08, 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТ(10 11

20 (21) 4202127/13 (22) 11.03.87 (31) 8601154-1 (32) 12.03.86 (33) SE (46) 29.02.92. Бюл. M 8 (71) Альфа-Лаваль Сепарейшн, АБ ($Е) (72) Геран Крук ($Е) (53) 66.067.57 (088.8) (56) Патент США N -4278200, кл. В 04 В 11/00, 1981.

2 (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ CERAPATOP (57) Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле действия центробежных сил. Цель изобретения заключается в улучшении качества тяжелой фракции путем обеспечения возможности изменения скорости рециркуляции независимо от заданной концентрации тяжелой . фракции. Центробежный сепаратор включает установленный на валу 1 ротор, содержащий крышку 2 и основание 3, связанные

1716958 между собой посредством зажимного кольца 4, разделительную камеру 5, центральный канал. 6 для подвода исходной суспензии, пакет конических тарелок 7, центральные каналы 8и9для отделенных легкой и тяжелой фракций, первое неподвижное средство 10,. образующее входную полость

11 с впускным каналом 12, сообщенную с центральным каналом для подвода исход. ной сусп ензии, второе неподвижное средство 13, образующее выходную полость 14 с выпускным каналом 15 для отделенной легкой фракции, сообщенную с центральным ,каналом ротора для этой фракции, третье неподвижное средство 16, образующее.выходную полость 17 с выпускным каналом

18 для тяжелой фракции, соединенную с центральным каналом ротора этой фракции, центральную приемную камеру 19, расположенную в роторе и сообщающуюся с центральным каналом для подвода исходИзобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле действия центробежных сил, Известен центробежный сепаратор., включающий установленный на валу ротор, содержащий разделительную камеру, центральный канал для подводэ исходной суспензии, центральные каналы для отделенных легкой и тяжелой фракций, первое неподвижное средство, образующее входную полость с впускным каналом, сообщенную с центральным каналом для подвода исходной суспензии ротора, второе . неподвижное средство, образующее выходную полость с выпускным каналом для отделенной легкой фракции, сообщенную с центральным каналом ротора для этой фракции, третье неподвижное средство, образующее выходную полость с выпускным каналом для тяжелой фракции, соединенную с центральным каналом ротора этой фракции, центральную приемную камеру, расположенную в роторе и сообщающуюся с центральным каналом для подвода исходной суспензии, расположенные в роторе первые каналы, соединяющие центральную приемную камеру с разделительной камерой, вторые каналы, соединяющие зону расположения легкой фракции разделительной камеры с центральным каналом для отделенной легкой фракции, третьи каналы, сообщающие зону накопления тяжелой фракции разделительной камеры с центральным каналом для этой фракции, насос, ной суспензии, расположенные в роторе первые каналы 20, соединяющие центральную приемную камеру с разделительной камерой, вторые каналы 21, соединяющие зону расположения легкой фракции разделительной камеры,с центральным каналом для отделенной легкой фракции, третьи каналы 22, сообщающие зону накопления тяжелой фракции разделительной камеры с центральным каналом для этой фракции, насос 23,,подключенный к первому неподвижному средству 10, запорные средства

24 и 25 для регулирования соотношения между отводимыми из ротора потоками легкой и тяжелой фракций и устройство для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции, которое должно включать на- сос 26, подключенный при помощи трубопроводов 27 — 29 к выпускному каналу

18 для тяжелой фракции третьего неподвиж-. ного средства. 1 ил.

l подключенный к первому неподвижному средству для подвода исходной суспензии в центральную приемную камеру ротора, запорные средства для регулирования соотно5 шения между отводимыми из ротора потоками легкой и тяжелой фракций и устройство для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции в разделительную камеру.

10 Недостатком известного центробежного сепаратора является то, что при небольшом, содержании тяжелой фракции в суспензии, подаваемой в ротор, одни и те же частицы этой фракции подвергаются по15 вторной рециркуляции и при многократных изменениях давления в каналах подвергаются разрушению, что приводит к ухудшению качества этой фракции.

Цель изобретения -улучшение качества

20 тяжелой фракции путем обеспечения возможности изменения скорости рециркуляции независимо от заданной концентрации тяжелой фракции.

Для достижения указаиной цели цент25 робежный сепаратор, включающий установленный на валу ротор, содержащий разделительную камеру, центральный канал для подвода исходной суспензии, центральные каналы для отделенных легкой и

30 тяжелой фракций, первое неподвижное средство, образующее входную полость с впускным каналом, сообщенную с центральным каналом ротора для этой фракции, третье неподвижное средство, образующее

1716958

А

35 выходную полость с выпускным каналом для тяжелой фракции, соединенную с центральным каналом ротора этой фракции; центральную приемную камеру, расположенную в роторе и сообщающуюся с цен- 5 тральным. каналом для подвода исходной суспензии, расположенные в роторе первые каналы, соединяющие центральную приемную камеру с разделительной камерой, вторые каналы, соединяющие зону 10 расположения легкой фракции разделительной камеры с центральным каналом для отделенной легкой фракции, третьи каналы, сообщающие зону накопления тяжелой фракции разделительной камеры с цент- .15 ральным каналом для этой фракции, насос; подключенный к первому неподвижному средству для подвода исходной суспензии в. центральную приемную камеру ротора, эапорные средства для регулирования соот- 20 ношения между отводимыми из ротора потоками легкой и тяжелой фракций и уст.ройство для рециркуляции части отделен-, ной тяжелой фракции в разделительную камеру, снабжен уплотнительными, сред- 25 ствами, герметично соединенными с po-

i тором и с соответствующими первым, вторым и третьим неподвижными средствами для изоляции внутреннего пространства ротора от окружающей среды, при этом устройство для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции в разделительную камеру имеет средство для его герметизации, а насос предназначеН для поддержания в процессе работы такого давления, которое обеспечивает гидрав.лическое соединение впускного канала.первого неподвижного средства через внутреннее пространство ротора с выпускными каналами второго и третьего неподвижных 40 средств, Устройство для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции в разделительную камеру должно содержать насос, подключенный при помощи трубопроводов к выпускному, каналу тяжелой фракции третьего неподвижного средства.

На чертеже схематично изображен предложенный центробежный сепаратор, продольный разрез.

Центробежный сепаратор, включаЮ- 50 щий установленный на валу 1 ротор, срдержащий крышку 2 и основание 3, связанные между собой посредством зажимного кольца 4, разделительную камеру 5, центральный канал 6 для подвода исходной,55 суспензии, пакет конических тарелок 7, цен-. тральные каналы 8 и 9 для отделенных легкой и тяжелой фракции, первое неподвижное средство 10, образующее входную полость

11 с впускным каналом 12, сообщенную с центральным каналом для подвода исходной суспензии, второе неподвижное средство 13, образующее выходную полость 14 с выпускным каналом 15 для отделенной легкой фракции, сообщенную с центральным каналом ротора для этой фракции, третье неподвижное средство 16, образующее выходную полость 17 с выпускным каналом 18 для тяжелой фракции, соединенную с центральным каналом ротора этой фракции, центральную приемную камеру 19, расположенную в роторе и сообщающуюся с центральным каналом для подвода исходной суспензии, расположенные в роторе первые каналы 20, соединяющие центральную приемную камеру с разделительной камерой, вторые каналы 21, соединяющие зону расположения легкой фракции разделительной камеры с центральным каналом для отделенной легкой фракции, третьи каналы 22, сообщающие зону накопления тяжелой фракции разделительной камеры с центральным каналом для этой фракции, на.сос 23, подключенный к первому неподвижному средству 10 для подвода исходной суспензии в центральную приемную камеру ротора, запорные средства 24 и 25 для регулирования соотношения между отводимыми из ротора потоками легкой и тяжелой фракций и устройство для рециркуляции части отделейной тяжелой фракции, которое должно включать. насос 26, подключенный при помощи трубопроводов 27, 28 и 29 к выпускному каналу 18 тяжелой фракции третьего неподвижного средства.

Сепаратор снабжен уплотнительными средствами 30 — 33, герметично соединенными с ротором и с соответствующими первым, втбрым и третьим неподвижными средствами для изоляции внутреннего пространства ротора от окружающей среды, при этом устройство для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции в разделительную камеру имеет средство 34 для его герметизации и впускной патрубок 35, к ко- . торому подключен трубопровод 29. Уплотнительное средство 30 содержит верхнее невращающееся уплотнительное кольцо, герметично соединенное с вторым неподвижным средством 13 и окружающее впускной канал 12, и нижнее вращающееся уплотнительное кольцо, герметично соединенное с вращающейся впускной трубой 36, образующей центральный канал 6 для подвода исходной суспензии. Эти два кольца в осевом направлении герметично примыкают друг к другу, причем предпочтительно, чтобы верхнее уплотнительное кольцо поджималось в осевом направлении вниз к нижнему пружиной (на чертеже не показа1716958 на). Другие уплотнительные средства 31, 32 и 33 и средство 34 для герметизации устройства для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции в разделительную камеру имеют аналогичную конструкцию. Вторые каналы 21, соединяющие зону расположения легкой фракции разделительной камеры 5 с центральным каналом 8 для отделенной легкой фракции, образованы трубчатым элементом, связанным с крышкой ротора зажимным кольцом 36.

Насос 23 предназначен для поддержания в процессе работы такого давления, которое обеспечивает гидравлическое соединение впускного канала первого неподвижного средства через внутреннее пространство ротора с выпускными каналами 15 и 18 второго и третьего неподвижных средств.

Пакет конических тарелок 7 укреплен на тарелкодержателе 37; внутри которого укреплены радиально распределительные лопасти 38, между которыми расположены первые каналы 20, соединяющие центральную приемную камеру 19 с разделительной камерой 5. На днище основания 3 установлена при помощи цилиндрической втулки 39 коническая перегородка 40. Во втулке 39 укреплены трубы 41, внутри которых расположены третьи каналы 22, сообщающие зону накопления тяжелой -фракции разделительной камеры 5 через каналы 42 с центральным каналом 9 для отвода этой .фракции, B конической перегородке 40 укреплены трубы 43 для рециркулята, проходящие радиально внутрь от наиболее удаленных от оси частей разделительной камеры 5.

Внутренняя полость этих труб сообщена с каналами 44, проходящими в радиальном направлении к центру ротора, и с трубой 45, установленной внутри вала 1 и имеющей канал 46 для подачи рециркулята тяжелой фракции в трубы 43. Центральный канал 9 для отвода отделенной тяжелой фракции расположен между трубой 45 и внутренней стенкой вала 1. Выход насоса 23,соединен посредством трубопровода 47 с впускным каналом 12 первого неподвижного средства 10. Запорное средство 24 установлено на трубопроводе 48, подключенном к выпускному каналу 15 для отделенной легкой фракции, Центробежный сепаратор работает следующим образом, Суспензию подают в ротор посредством насоса 23. Она поступает по центральному каналу 6 в центральную приемную камеру 19 ротора и теАет дальше между распределительными лопастями 38 по каналам

20 в разделительную камеру 5.

В этой камере 5 твердая фракция отделяется от смеси и собирается в наиболее

5 удаленных от центра частях этой камеры.

Отделенная легкая фракция течет в направлении радиально внутрь и из разделительной камеры по каналам 21, выпускному 15 и трубопроводу 48 удаляется из ротора.

10 Под действием избыточного давления насоса 23 отделенная тяжелая фракция и небольшое количество оставшейся жидкости выжимаются в направлении радиально внутрь по трубам 41 и далее по каналам 42, 15 центральному каналу 9 к выпускному каналу

18.. По трубопроводу 27 часть тяжелой фракции удаляется через запорное средство 25,, а остальную часть тяжелой фракции посредством насоса 26 возвращают в разделитель20 ную камеру 5 через трубопроводы 28 и 29, каналы 46 и 44 и трубы 43.

В зависимости от содержания твердой фазы в подаваемой смеси и требуемой ее концентрации во фракции, которая должна

25 выходить через выпускной трубопровод 27, запорные средства 24 и 25 устанавливают таким образом, чтобы была обеспечена определенная требуемая связь между расходами через них. Запорные средства 24 и 25

30 служат таким образом в качестве дросселей в трубопроводах 48 и 27 соответственно и связаны гидравлически жесткой связью друг с другом и с насосом 26 на входе через разделительную камеру 5, 35 Насос 26, который имеет регулируемую скорость, регулируют по производительности таким образом, чтобы была обеспечена требуемая степень рециркуляции твердой фракции. Определяющим фактором при

40 этом является, прежде всего, определенная требуемая скорость потока в трубах

41. Эта скорость должна быть достаточно большой, чтобы частицы твердой фракции, котооые должны перемещаться в на45 правлении радиально внутрь в. трубах 41, преодолевали сопротивление центробежной силы и отделялись от небольшого количества несущей жидкости, в которой они взвешены.

50 Если во время работы содержание осадка в подаваемой суспензии будет изменяться, то предпочтительно предусматривают средства для автоматического изменения загрузки, по крайней мере, одного из запор55 ных средств 24 и 25. Такие средства могут содержать чувствительные элементы раз- . личного типа, которые расположены для регулирования загрузки по крайней мере одного из запорных средств 24 и 25. Чувст- . вительные, элементы при этом могут быть

1716958

Составитель Г. Лошкарева

Редактор M. Товтин Техред М.Моргентал Корректор Т, Малец

Заказ 620 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101,встроены в один из трубопроводов 47, 48 и 27. В трубопроводе 47 изменение содержания твердой фракции в подаваемой суспензии может быть воспринято непосредственно. В трубопроводе 48 оно 5 может быть воспринято через увеличение или уменьшение содержания оставшихся в легкой фракции твердых частиц. В трубопроводе 27 оно может быть воспринято через увеличение или уменьшение концентрации 10 твердой фракции. Во всех случаях воспринятое изменение будет вызывать регулирование загрузки одного из запорных средств

24 и 25 или их обоих. Это позволит поддерживать на постоянном уровне концентра-, 15 цию твердой фракции и ее количество, накапливаемое в роторе центрифуги.

Предложенная конструкция сепаратора позволяет улучшить качество тяжелой фракции. 20

Формула изобретения

1. Центробежный сепаратор, включающий установленный на валу ротор, содержащий разделительиую камеру, центральный 25 канал для подвода исходной суепензии, центральные каналы для отделенных лег= кой и тяжелой фракций, первое неподвиж-.. ное средство, образующее входную полость с впускным каналом, сообщенную 30 с центральным каналом для подвода исходной суспензии ротора, второе неподвижное средство, образующее выходную полость с выпускным каналом для отделенной легкой фракции, сообщенную с 35 центральным, каналом ротора для этрй фракции, третье неподвижное средство, образующее выходную полость с выпускным каналом для тяжелой фракции, соединенную с центральным каналом ротора, 40 этой фракции, центральную приемную камеру, расположенную в роторе и сообщающуюся с центральным каналом для подвода исходной суспензии, расположенные в: роторе первые каналы, соединяющие цент- 45

1 ральную приемную камеру с разделительной камерой, вторые каналы, соединяющие зону расположения легкой фракции разделительной камеры с центральным каналом для отделенной легкой фракции, третьи каналы. сообщающие зону накопления тяжелой фракции разделительной камеры с центральным каналом для этой фракции, насос, подключенный к первому непод- вижному средству для подвода исходной суспензии в центральную приемную камеру ротора, запорные средства для регулирования соотношения между отводимыми из ротора потоками легкой и тяжелой фракций и устройство для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции в разделительную, камеру, о т л и ч а ю щ и в с я тем, что, с целью улучшения качества тяжелой фракции путем обеспечения возможности изменения скорости рециркуляции независимо от заданной концентрации тяжелой фракции, сепаратор снабжен уплотнительными средствами, герметично соединенными с ротором и с соответствующими первым, вторым и третьим неподвижными средствами для изоляции внутреннего пространства ротора от окружающей среды, при этом устройство для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции в разделительную камеру имеет средство для его герметизации, а насос предназначен для поддерживания в процессе работы такого давления, которое обеспечивает гидравлическое соединение впускного канала первого неподвижного средства через внутреннее пространство ротора с выпускными каналами второго и третьего неподвижных средств.

2. Сепаратор поп.1, отл ич а ю щи йс я тем, что устройство для рециркуляции части отделенной тяжелой фракции в разделительную камеру содержит насос, подключенный при помощи трубопроводов к выпускному каналу тяжелой фракции третьего неподвижного средства.