CS198564B1 - Separátor nerozpustných látek z kapalin - Google Patents

Description

Vynález se týká separátoru nerozpustných látek z kapalin, jejichž měrná hmotnost je menší než měrná hmotnost nerozpustných látek.

U známých nejprogresivnějších zařízení se používá k separaci nerozpustných látek z kapalin odstředivé síly. Používá se rovněž cezení na různě konstrukčně řešených sítech, obecně je však účinek separace nižší. Ve vzláštních případech se používá lisování. Doposud známé odstředivé separátory jsou tvořeny vnějším bubnem, jehož rychlé otáčení vytvoří dělicí odstředivé pole. Přiváděná kapalina tvoří uvnitř vnějšího hubnu prstenec, jehož výška je dána polohou otvorů v čele vnějšího bubnu, část vnějšího bubnu nebo i celý je kuželovité se zúžující. Do této kuželovité části se shrnují odstředivou silou na stěnu vyloučené nerozpustné látky. Na konoi kuželovité části vnějšího hubnu jsou otvory, kterými vyloučené nerozpustné látky vypadávají ven. Shrnovací zařízení tvoří vnitřní huben otáčející se oproti vnějšímu hubnu s malým rozdílem otáček. Na vnitřním hubnu je navinuta šroubovice, jejíž vnšjší tvar je shodný s tvarem vnitřního povrchu vnějšího bubnu. Rozdílnými otáčkami vnějšího a vnitřního bubnu a vhodným stoupáním šroubové plochy se dosahuje odsunování odaeparovanýoh nerozpustných látek. Tato šroubová plooha však brání nerušenému odtoku čištěné kapaliny. Kapalina musí protékat kanálem tvořeným šroubovou ploohou a vnitřní stěnou vnějšího bubnu a to proti směru otáčení šroubové plochy nesené vnitřním bubnem. Tímto uspořádáním se zvětšuje relativní rychlost proudící kapaliny a k dosažení potřebného výkonu i plocha

198 564

198584 průtočného průřezu a tim i rozměry separátoru. Mimo to jsou ve snaze dosáhnout co nejlepšího účinku při separaci nerozpustných látek vnější bubny poměrné dlouhé. Poměr vnitřního průměru vnějšího bubnu k délce vnějšího bubnu bývá 1 t 2,5 & větší. Důvodem je, že dělicí odstředivá síla roste s druhou mocninou růstu otáček, kdežto se zvětšováním průměru bubnu pouze lineárně. Vysoké otáčky přinášejí kromě náročného konstrukčního řešeni prodlouženi průtočných šroubových kanálů a omezení jejich plochy. Při tomto konstrukčním řešeni opět narůstají relativní rychlosti čištěné kapaliny a k separaci nerozpustných látek dochází v oblasti turbulentního proudění. Pro separaci nerozpustných látek se tak vytváří nevhodné podmínky, které u nových konstrukoí vedou k dalšímu zvětšování odstředivé síly a tím i otáček a výše popsané negativní vlivy působící na průběh separace se dále zvětšují. Příkladem takového řešení může být odlučovač sespensí, zejména škrobárenskýoh podle čs. patentu č. 129478, Vnější buben má vnitřní průměr 420 mm, celkovou délku 1 220 mm, poměr průměru k déloe 1 : 2,9 a pracovní otáčky 3 000 min”\

Nedostatky dosud známýoh separátorů odstraňuje předmětný vynález, jehož podstata spočívá ve zvětšení průtočných průřezů pro průtok čištěné kapaliny, kterého se dosahuje dvojím způsobem. Za prvé je poměr vnitřního průměru vnějšího bubnu k déloe bubnu v poměru 1 : 2,25 a nižším. Tímto uspořádáním při zachování stejné plochy pro sedimentaci jako u doposud známých zařízení se při stejném stoupání vyhrnovacího šneku zvětší plooha jednotlivých kanálů tvořená stěnami šnekovnice a vnitřní stěnou vnějšího bubnu. Vnější buben má přitom část válcovou a kuželovou jejichž délky jsou v poměru 1 : 1,5 a nižším.

Za druhé je šnekový dopravník v oblasti, kde dosahuje čištěná kapalina tvořen pouze šroubovité tvarovaným pásem, který je na unášecí vnitřní buben připevněn rameny. Počet a rozměry ramen jsou dány pouze, pevnostními požadavky. Výška šroubovité tvarovaného shrnovacího dopravníku je menší než tloušťka vrstvy čištěné kapaliny, která je dána polohou otvorů pro odtok vyčištěné kapaliny. Tímto uspořádáním není čištěná kapalina nucena protékat ve směru šroubovice, nýbrž protéká axiálním směrem od místa vstupu na rozhraní válcové a kuželové části vnějšího bubnu k výstupním otvorům v čele válcové části vnějšího bubnu. Dosáhne se tak velkého průtočného průřezu a tím snížení průtočné rychlosti čištěné kapaliny. Separování nerozpustných látek při tomto konstrukčním řešení probíhá v oblasti laminárního proudění nebo v přechodové oblasti mezi prouděním laminárním a turbulentním, kdy výrazně klesá odpor kapaliny a zvětšují se sedimentační rychlosti nerozpustných látek.

Výsledkem je buJto dokonalejší čisticí efekt v případě zachování stejného odstředivého zrychlení při separaci nerozpustných látek z kapaliny nebo- výrazné snížení potřebného odstředivého zrychlení při zachování stejného čistícího efektu ve srovnání se současně používanými separátory. Použití druhého řešení vede ke snížení namáhání všech součástí, ke zvýšené životnosti a k jednoduššímu konstrukčnímu řešení.

Na přiložených výkresech je na obr. 1 znázorněn podélný řez jednoho z možných řešení separátoru podle vynálezu, ze kterého jsou patrny zejména geometrické poměry vnějšího bubnu a celkové provedení a na obr. 2 je znázorněn příčný řez v oblasti největšího průměru vnějšího bubnu, ze kterého je zejména zřejmé uspořádání šnekového dopravníku.

198 564

Na vnější buben X jsou připevněna čela 2 a χ s nosnými hřídelemi X, na kterých je rotující část uložena v ložiskových tělesech 2· J®1° £, otvory 2 P^r0 obvod vyčištěné kapaliny. Jelo 2 uzavírá vnější buben χ na straně odsunu zachycených nerozpustných látek, které buben X opouštějí otvory 2 na konoi kuželovité části. Otvory 6 mohou být opatřeny nastavitelnou přepadovou hranou 8, které umožňuje ovlivňovat pracovní výšku hladiny čištěné kapaliny 2* Vnější buben 1 má část válcovou a kuželovou rozděleny v poměru 1:1. Ve váloové části dochází při otáčení vnějšího bubnu i k oddělování nerozpustných látek z kapaliny.

Tyto odseparované látky jsou šnekovým dopravníkem 10 upevněném na vnitřním bubnu 11 dopravovány do kuželové části vnějšího bubnu χ a k vyprazdňovaoím otvorům 2· Výška šnekového dopravníku 10 je menší než tloušťka vrstvy kapaliny určená přepadovou hranou 8. Šnekový dopravník 10 je na poháněči vnitřní buben χχ upevněn rameny X2 jejichž počet a velikost jsou určeny pevnostními požadavky. Šnekový dopravník 10 se otáčí oproti vnějšímu bubnu χ s rozdílnými otáčkami. Rozdíl a přenos hnací síly zajišťuje převodovka 13 známé konstrukce. Znečistěná kapalina se přivádí plnící rourou 14 nejprve do vnitřního bubnu 11 a odtud otvory 15 do vnějšího bubnu 1, kde dochází k vlastní separaci nerozpustných látek obsažených v přiváděné kapalině. Vyčištěná kapalina a zahuštěné nerozpustné látky opouštějí příslušnými otvory rotor a jsou usměrňovány krytem 16 do otvoru 17 pro odvod kapaliny a do výsypky 18 pro odvod zahuštěných nerozpustných látek. Celé soustrojí je uloženo na rámu 12. na kterém je i poháněči motor, který předává hnací sílu sadou klínových řemenů 20. Při otáčení vnějšího bubnu χ dochází ve vrstvě vody omezené hladinou 2 ^k separaci nerozpustných látek vlivem odstředivé síly a k jejioh usazování na vnitřní stěnu vnějšího bubnu χ. Vzhledem k tomu, že šnekový dopravník 10 je zcela ponořen pod hladinu kapaliny 2· vytváří se pod hladinou kapaliny vrstva, která proudí malou rychlostí k otvorům 2 P^r° odvod vyčištěné kapaliny axiálním směrem. Tloušťka proudící vrstvy a rychlost proudění vytváří podmínky pro laminární proudění nebo pro proudění v přechodové oblasti mezi prouděním laminárním a turbulentním v axiálním směru.

Zařízení lze použít pro zahušťování nerozpustných látek rozptýlených v kapalinách, např. pro zahušťování kalových suspensí z čistíren odpadních vod nebo úpraven vody, v potravinářském průmyslu pro odlučování suspenzí ve výrobním prooesu a všude tam, kde je nutno oddělit kapalnou fázi od tuhé.

Claims (2)

1. Separátor nerozpustných látek z kapalin sestávající z rotačního vnějšího bubnu s náplní kapaliny, obsahující nerozpustné látky, ve kterém je uspořádán šnekový dopravník na odsun zachycených nerozpustných látek, vyznačující se tím, že šnekový dopravník (10) je upevněn rameny (11) na vnitřní buben (12) tak, že ve váloové části vnějšího bubnu (1) je nejmenší vzdálenost odtokových otvorů (7) od vnitřního povrchu vnějšího bubnu (1) větší než výěka šnekového dopravníku (10).

2. Separátor nerozpustných látek z kapalin podle bodu 1, vyznačený tím, že vnější buben (1) a šnekový dopravník (10) se na jedné straně kuželovité zúžují.