CS198564B1

CS198564B1 - Seprator of insoluble substances from liquids

Info

Publication number: CS198564B1
Application number: CS814577A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Spilka; Stanislav Polasek
Original assignee: Vladimir Spilka; Stanislav Polasek
Priority date: 1977-12-07
Filing date: 1977-12-07
Publication date: 1980-06-30

Description

Vynález se týká separátoru nerozpustných látek z kapalin, jejichž měrná hmotnost je menší než měrná hmotnost nerozpustných látek.The present invention relates to an insoluble matter separator from liquids whose specific gravity is less than that of the insoluble matter.

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 plochaIn the known most progressive devices, centrifugal forces are used to separate insoluble matter from liquids. Sieving is also used on differently designed sieves, but generally the effect of separation is lower. In special cases pressing is used. The prior art centrifugal separators are formed by an outer drum whose rapid rotation creates a separating centrifugal field. The supply liquid forms an inner ring of an outer ring, the height of which is determined by the position of the openings in the front of the outer drum, part of the outer drum or even the whole conically tapering. The insoluble matter deposited into the conical part by centrifugal force is summed up by the centrifugal force. On the conical part of the outer sponge there are openings through which the insoluble matter precipitated out. The swathing device forms an inner hub rotating relative to the outer hub with a small speed difference. A helix is wound on the inner sponge, the outer shape of which is identical to the shape of the inner surface of the outer drum. The different revolutions of the outer and inner drums and a suitable pitch of the helical surface result in the removal of the separated insoluble substances. However, this screw face prevents unhindered flow of purified liquid. The liquid must flow through the channel formed by the helical surface and the inner wall of the outer drum, in the opposite direction of the rotation of the helical surface carried by the inner drum. This arrangement increases the relative velocity of the flowing liquid and the area to achieve the required power

198 564198 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”\198584 flow cross section and thus the dimensions of the separator. In addition, the outer drums are relatively long in order to achieve the best effect in the separation of insoluble matter. The ratio of the inner diameter of the outer drum to the length of the outer drum is 1 t 2.5 & greater. The reason for this is that the separating centrifugal force increases with the square of the speed increase, while the diameter increases only linearly. In addition to the sophisticated design, the high speeds also result in an extension of the flow channels and a reduction in their area. In this design, the relative velocities of the purified liquid again increase and the insoluble matter separation occurs in the region of turbulent flow. Thus, unsuitable conditions are created for the separation of insoluble substances which, in new constructions, lead to a further increase in the centrifugal force and hence the speed and the above-described negative effects on the course of the separation are further increased. An example of such a solution is a separator, in particular a starch-making plant according to U.S. Pat. No. 129478, the outer drum has an inner diameter of 420 mm, a total length of 1220 mm, a diameter to length ratio of 1: 2.9, and a working speed of 3000 rpm. \

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.The drawbacks of the prior art separators are overcome by the present invention, which is based on increasing the flow cross-sections for the flow of purified liquid, which is achieved in two ways. First, the ratio of the inner diameter of the outer drum to the length of the drum is 1: 2.25 or less. This arrangement, while maintaining the same sedimentation area as in the prior art devices, increases the area of the individual channels formed by the auger walls and the inner wall of the outer drum at the same pitch of the discharge auger. The outer drum has a cylindrical and conical part whose lengths are in the ratio of 1: 1.5 and lower.

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.Second, the screw conveyor in the area where the liquid to be cleaned reaches is only a helically shaped belt, which is attached to the driving inner drum by the arms. The number and dimensions of the arms are determined only by strength requirements. The height of the helical shaped scraper conveyor is less than the thickness of the purified liquid layer, which is determined by the position of the openings for the discharge of the purified liquid. With this arrangement, the purified liquid is not forced to flow in the helical direction, but flows axially from the point of entry at the interface of the cylindrical and conical portion of the outer drum to the outlet openings in the cylindrical portion of the outer drum. This results in a large flow cross section and thus a reduction in the flow rate of the purified liquid. In this design, the insoluble matter separation takes place in the region of the laminar flow or in the transition region between the laminar flow and the turbulent flow, where the resistance of the liquid decreases significantly and the sedimentation velocities of the insoluble substances increase.

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.The result is either a better cleaning effect if the same centrifugal acceleration is maintained while separating insoluble matter from the liquid, or a significant reduction in the required centrifugal acceleration while maintaining the same cleaning effect compared to the currently used separators. The use of the second solution results in reduced stress on all components, increased service life and simpler design.

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.In the accompanying drawings, FIG. 1 shows a longitudinal section of one of the possible separator solutions according to the invention, showing in particular the geometric conditions of the outer drum and the overall embodiment, and FIG. 2 shows a cross section in the area of the largest diameter of the outer drum from which in particular the obvious arrangement of the screw conveyor.

198 564198 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.The outer drum are mounted faces X 2 and χ X with a support shaft on which is mounted a rotating part of the bearing housings 2 · J®1 £ °, the holes 2 P ^r0 purified liquid circuit. Jelo 2 closes off the outer drum χ at the displacement side of the suspended insoluble matter that the drum X exits through the apertures 2 at the conical portion. The openings 6 may be provided with an adjustable overflow edge 8 which allows the working level of the liquid to be purified 2 to be influenced. * The outer drum 1 has a cylindrical and conical portion divided in a 1: 1 ratio. In the valving part, when the outer drum is rotated, the insoluble matter is separated from the liquid.

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.These separated materials are conveyed by a screw conveyor 10 mounted on the inner drum 11 to the conical part of the outer drum χ and to the discharge openings 2. The height of the screw conveyor 10 is less than the thickness of the liquid layer determined by the overflow edge. X2 whose number and size are determined by strength requirements. The screw conveyor 10 rotates with respect to the outer drum χ at different speeds. The difference and transmission of the driving force is ensured by a gearbox 13 of known construction. The contaminated liquid is fed through the feed tube 14 first to the inner drum 11 and from there through the openings 15 to the outer drum 1, where the insoluble substances contained in the feed liquid are separated. The cleaned liquid and the concentrated insoluble matter leave the respective holes of the rotor and are directed by the cover 16 into the liquid discharge opening 17 and into the hopper 18 for the concentrated insoluble matter discharge. The whole set is mounted on the frame 12. on which also the drive motor which transmits the driving force of a set of V-belts 20. During rotation of the outer drum χ occurs in the layer of surface water is reduced ^to two separate insoluble matter by centrifugal force when jejioh deposition on the inner wall of the outer drum χ. Since the screw conveyor 10 is completely submerged below the liquid level 2, a layer is formed below the liquid level which flows at a low speed to the apertures 2 P ^r ° to discharge the purified liquid in the axial direction. The thickness of the flow layer and the flow velocity create conditions for the laminar flow or for the flow in the transition region between the laminar flow and the turbulent flow in the axial direction.

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.The device can be used to concentrate insoluble matter dispersed in liquids, eg to concentrate sludge slurries from sewage treatment plants or water treatment plants, in the food industry to separate slurries in the production process and wherever it is necessary to separate the liquid phase from the solid phase.

Claims

A liquid insoluble liquid separator comprising a rotating outer drum filled with liquid, comprising insoluble matter, in which a screw conveyor is arranged for the removal of suspended insoluble matter, characterized in that the screw conveyor (10) is fixed by the arms (11) to the inner the drum (12) such that in the valving part of the outer drum (1) the smallest distance of the outflow openings (7) from the inner surface of the outer drum (1) is greater than the height of the screw conveyor (10).

Liquid insoluble separator according to Claim 1, characterized in that the outer drum (1) and the screw conveyor (10) are tapered on one side.