Центробежный сепаратор

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле центробежных сил. Цель изобретения - повышение точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора . Центробежный сепаратор содержит ротор , состоящий из крышки 1 и основания 2, связанных между собой зажимным кольцом 3, и имеющий камеру 4 разделения, снабженную трубопроводом 5 для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне, представляющим собой напорный диск 6, устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру 7 последнего, и сообщенную с ней и с камерой разделения отводящие каналы 8 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 04 В 1/08, 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

-о 3.

1 (21) 4202131/13 (22) 11.03.87 (31) 8601153-3 (32) 12.03.86 (33) SE (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) Альфа-Лаваль Сепарейшн АВ (SE) (72) Геран Крук и Пер Карлссон (SE) (53) 66.067.57(088.8) (56) Патент США М 4162760, кл. В 04 В

11/02, 1979. (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР (57) Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле центробежных сил. Цель изобретения — повыше„„5U„„1743339 АЗ ние точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора, Центробежный сепаратор содержит ротор, состоящий из крышки 1 и основания 2, связанных между собой зажимным кольцом

3, и имеющий камеру 4 разделения, снабженную трубопроводом 5 для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне, представляющим собой напорный диск 6, устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру

7 последнего, и сообщенную с ней и с камерой разделения отводящие каналы 8 со

1743339 средством 9 ограничения величины потока тяжелого компонента, тарелкодержателем

10 и пакетом конических разделительных тарелок 11, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры 12, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала 13 для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости его увеличение, Приемная камера 7 с отводящими каналами 8 размещена внутри ротора и снабжена устИзобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле центробежных сил.

Известен центробежный сепаратор, содержащий ротор, имеющий камеру разделения, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода мелкого компон:-нта смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого компонента; и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости — его увеличение, и устройство для подачи части отделенного

30 ройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, состоящим из патрубков 15 и подключенного к ним центрального трубопровода 16, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру 4 разделения, которое следует выполнить в виде отверстия

17, и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную в виде отверстия 18 в центральном трубопроводе 16. 2 з.п, ф-лы, 4 ил, тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную камеру.

Известная конструкция центробежного сепаратора не может обеспечить достаточно точное регулирование концентрации тяжелого компонента, поскольку необходимо значительное время на переток тяжелого компонента от устройства для его отвода из ротора к по крайней мере одному каналу для возврата тяжелого компонента в камеру разделения.

Цель изобретения — повышение точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора.

Для достижения указанной цели в предложенном центробежном сепараторе, содержащем ротор, имеющий камеру разделения, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси. устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого компонента, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей для возврата некоторого количества выде1743339

25

35

50

55 ленного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения сред.ства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости— его увеличение, и устройство для подачи части отделенного тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную камеру, приемная камера тяжелого компонента с отводными каналами размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру разделения v, средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную.

Средство для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, может быть выполнено в виде отверстия.

Устройство для удаления тяжелого компонента из приемной камеры и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, должно состоять из центрально установленного трубопровода и связанных с ним пат. рубков, при этом средство для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную представляет собой отверстие, выполненное в трубопроводе.

На фиг. 1 схематично изображен. ротор сепаратора, продольный разрез; на фиг, 2— часть ротора сепаратора; на фиг. 3 — ротор сепаратора, вариант выполнения; на фиг, 4 — верхняя часть ротора, Центробежный сепаратор содержит ротор, состоящий из крышки 1 и основания 2, связанных между собой зажимным кольцом

3, и имеющий камеру 4 разделения, снабженную трубопроводом 5 для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне, представляющем собой напорный диск 6, устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру

7 последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы 8 со средством 9 ограничения величины потока тяжелого компонента, тарелкодержателем

10 и пакетом конических разделительных тарелок 11, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры 12, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала 13 для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости — его увеличение, Приемная камера 7 образована перегородкой

14, которая выполнена конусообразной и укреплена на основании 2 ротора. Кроме того, перегородка выполнена в виде кольцевого диска, прикрепленного в верхней части ротора к стенке канала 8.

Приемная камера 7 с отводящими каналами 8 размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в камере разделения, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, состоящим из патрубков 15 и подключенного к ним центрального трубопровода 16, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру 4 разделения, которое следует выполнить в виде отверстия 17, и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную, которое представляет собой отверстие 18, выполненное в центральном трубопроводе 16. Средство 9 ограничения величины потока тяжелого компонента представляет собой дроссель

19, расположенный на выходном участке каждого отводящего канала 8. Рециркуляционная камера 12 в роторе сепаратора образована конусообразной перегородкой 20, имеющей размер в радиальном направлении меньший, чем у перегородки 14, и соединенной с ней.

1743339

Каналы 8 имеют значительно больший диаметр, чем каналы 13. Дроссели 19 в каналах 8 полностью определяют расход через них. Кажды и дроссел ь имеет очень малый размер, поэтому ожидаемые во время работы изменения вязкости отделенного тяжелого компонента, протекающего по каналам 8, не должны влиять в значительной степени на расход через эти каналы, Каждый канал 13 имеет по всей длине проходное сечение настолько малое по отношению к его длине, что на расход отделенного тяжелого компонента через него в значительной степени влияет вязкость этого компонента. При прочих постоянных условиях увеличение вязкости приводит к уменьшению расхода через каналы 13. Концентрично центральному трубопроводу 16 расположены трубопровод 5 для подвода разделяемой смеси и трубопровод 21 для отвода легкого компонента смеси, Центральный трубопровод 16 снабжен клапаном

22 постоянного давления. Подобный клапан может быть установлен и на трубопроводе

21.

Трубопровод 5 для подвода разделяемой смеси сообщен через отверстие 22 с центральной впускной камерой 23. Внутри тарелкодержателя 10 к его основанию прикреплены радиальные лопасти 24. Центральная впускная камера 23 сообщается с камерой 4 разделения через промежутки между радиальными лопастями 24 и через отверстия 25 в основании тарелкодержателя.

Ротор (фиг. 3) содержит верхнюю тарелку 26, при этом отводящие каналы 8 и каналы 13 для возврата тяжелого компонента расположены между ней и крышкой 1 и образованы, например, посредством радиальных канавок на наружной поверхности указанной тарелки, Ротор также имеет верхнюю кольцевую стенку 27, связанную с крышкой 1 посредством зажимного кольца

28, Приемная камера 7 в данной конструкции образована торцовой стенкой 27 и перегородкой 14. В верхней части ротора укреплены также кольцевые перегородки 29 и 30. Циркуляционная камера 12 образована кольцевой перегородкой 29 и перегородкой 14, Кольцевая перегородка 30 имеет кольцевое переточное отверстие 31 для перетока легкого компонента из камеры 4 разделения в разгрузочную камеру 32, в которой расположен напорный диск 6. Ротор установлен на приводном валу 33.

B роторе (фиг. 4) имеется дополнительный элемент, которым является кольцевой золотник 34, способный поворачиваться вокруг собственной оси и оси ротора. Золот5

".:5

55 ник 34 имеет трубчатую часть, расположенную в радиальном направлении между кольцевыми стенками, образующими центральный трубопровод 16 и трубопровод

21 соответственно. На нижнем конце трубчатая часть золотника 34 имеет снаружи кольцевой желоб 35, открытый вверх. Часть элемента, образующего центральный трубопровод 16, входит в этот желоб сверху вниз. Ниже желоба 35 в зоне рециркуляционной камеры 12 трубчатая часть золотника

34 имеет радиальное сквозное отверстие 36.

Аналогичное отверстие 37 имеется с диаметрально противоположной стороны в наружной стенке трубопровода 21, Находящаяся в желобе 35 радиально наружная стенка трубопровода 16 имеет радиальное, сквозное отверстие, представляющее собой упомянутое ранее отверстие 18, через которое часть отделенного тяжелого компонента может перетекать из приемной камеры 7 в рециркуляционную камеру 12. Для обеспечения возможности такого перемещения радиально наружная боковая стенка желоба

35 имеет соответствующее сквозное отверстие 38.

Центробежный сепаратор работает следующим образом.

Суспензия по трубопроводу 5 поступает во впускную камеру 23, из которой через промежутки между радиальными лопастями

24 и отверстия 25 она перетекает в камеру 4 разделения. В пакете тарелок 11 происходит разделение суспензии, при этом тяжелый компонент собирается в шламовом пространстве ротора, а легкий компонент течет в направлении к оси ротора и непрерывно выводится через напорный диск 6 и трубопровод 21, Тяжелый компонент, накопившийся в шламовом пространстве ротора, поступает в каналы 8 и через них в приемную камеру 7. Из нее тяжелый компонент через патрубки 15 подается в центральный трубопровод 16 и выводится из ротора. Часть тяжелого компонента из этого трубопровода через отверстие 18 поступает в рециркуляционную камеру 12 и из нее по каналам 13 на периферию камеры 4 разделения, Избыточное количество тяжелого компонента перетекает через отверстие 17 обратно в приемную камеру 7, Во время работы сепаратора производится автоматическое регулирование клапана 22 постоянного давления таким образом, чтобы патрубки 15 поддерживали заданный радиальный уровень свободной поверхности тяжелого компонента в приемной камере 7. Длина патрубков в направлении потока настолько мала, что расход компонента че1743339

5

40

55 рез них по существу не зависит от случающихся изменений его вязкости.

В зависимости от происходящих изменений вязкости (концентрации) тяжелого компонента его поступает в рециркуляционную камеру 12 больше или меньше, при этом тяжелый компонент поступает по каналам

13 в зону осаждения, либо перетекает через отверстие 17 в приемную камеру 7. При увеличении вязкости меньшая часть тяжелого компонента будет течь по каналам 13 и одновременно увеличится его переток через отверстие 17. Таким образом, если вязкость тяжелого компонента и его расход через отверстие 17 увеличиваются,.то увеличивается также и отвод компонента через патрубки 15 и центральный трубопровод 16.

При использовании конструкции ротора, изображенной на фиг. 4, золотник 34 в процессе работы находится в показанном положении. При этом отверстия 18 и 38 расположены один напротив другого и, следовательно, возможен сквозной поток из трубопровода 16 в рециркуляционную камеру 12. В то же самое время отверстие 37 закрыто нижней частью золотника 34.

При возникновении необходимости очистки ротора сепаратора золотник 34 поворачивают на 180 вокруг его оси, в результате чего нижнее отверстие 36 в золотнике встанет напротив отверстия 37. Одновременно не имеющая отверстия часть боковой стенки желоба 35 закроет отверстие 18.

Это предотвратит возврат части жидкости, поступившей в приемную камеру 7 из радиально наружных частей камеры 4 разделения в нее чеоез рециркуляционную камеру

12 и каналы 13. В результате, вся эта жидкость будет выведена из ротора через трубопровод 16.

Однако часть тяжелого компонента, выходящей из камеры 4 разделения через переточное отверстие 31, разгрузочную камеру 32 и трубопрнвод 21, поступает через отверстия 37 и 36 в рециркуляционную камеру 12, что обеспечивает промывку этой камеры и каналов 13.

Предложенная конструкция сепаратора позволяет повысить точность регулирования концентрации тяжелого компонента по сравнению с известным сепаратором.

Формула изобретения

1, Центробежный сепаратор, содержащий ротор, имеющий камеру разделения, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода .легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого компонента, и устройство для рециркуля ции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости — его увеличение, о т ли ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора, приемная камера тяжелого компонента с отводящими каналами размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близкой к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру разделения и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную.

2. Сепаратор по и. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что средство для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, выполнено в виде отверстия.

3. Сепаратор по п. 1, о тл ич à ю щи йс я тем, что устройство для удаления тяжелого компонента из приемной камеры и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном на радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, состоит из центрально установленного трубопровода и связанных с ним патрубков, при этом средство для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную представляет

- собой отверстие, выполненное в трубопроводе.

1743339

1743339

13

40

50

Составитель Г.Лошкарева

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор А.Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2296 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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