CS225410B1 - VlceStěrbinový separátor - Google Patents

Description

Vynález se týká víceštěrbinového separátoru určeného k sepa raci jemných pevných částic obsažených v kapalinách a plynech, který tvoří samostatný celek nezávislý konstrukčně na aparátu v němž je kapalina zpracovávána, s možností přesného nastavení velikosti průtokových otvorů - štěrbin·

V průmyslové praxi, zvláště v odvětví chemie, farmacie, bio chemie a lékařství, jsou využívány technologie, u nichž je t^eba oddělit z kapalin jemné částice pevné látky, jejichž přítomnost v hotovém produktu nebo polotovaru nesmí přesáhnout určenou mez. Ta bývá kvantitativně určena· Kvalitativně se velikost pevných částic pohybuje v rozmezí setin až jednotek milimetrům Typickou operací je jemná dispergace na perlových dispergátorech· Dále jsou to práce na kontrolních filtrech, reaktorech a podobných aparaturách.

Nej starším způsobem odstraňování pevných částic je nucený průtok tkaninou - sítem· Oddělování na sítě vyniká jednoduchostí konstrukce, ale má řadu nedostatků. Jedním z hlavních je možnost zanášení (ucpávání) ok síta, které si vyžaduje přerušování pracovního cyklu, následné čištění nebo náhradu novým sítem. Automatické čištění bývá již konstrukčně velmi náročné, drahé a často v konkrétní praxi neupotřebitelné. Další nevýhodou např· při dispergování, kde je síto vloženo do pracovního prostoru s inten zivním mícháním, je vystavení síta značnému opotřebování vlivem abraze, což často vede až k protržení síta. Je proto nutné provádět včasnou výměnu sít. Při přecenění životnosti síta dochází k haváriím, které vedou v nejlepším případě k značným kapacitním ztrátám, někdy i k znehodnocení již dříve zpracovaného produktu.

Odběr pomocí sít je proto např. u perlových dispergátorů

- 2 225 410 nahrazen nuceným průtokem kapaliny štěrbinou. Tímto způsobem řeší separaci světoví výrobci perlových dispergátorů W.A.Bachofen, Dreis a Netzsch. Toto řešení spočívá v tom, že na hřídeli s míchadly, který je součástí dispergačního zařízení, je umístěn zvláštní rotující prstenec vytvářející jednoduchou štěrbinu se stabilním prstencem, uloženým na ucpávkovém víku. Kapalina proudí z pracovního prostoru jednoduchou štěrbinou k odváděcímu hrdlu. Pracovní šířka štěrbiny je dána vzdáleností mezi stabilním a rotujícím prstencem a je nastavena tak, aby nemohlo dojít k průtoku větších než optimálních částic. Toto uspořádání má několik konstrukčních nedostatků. Jsou to velké nároky na přesnost výroby a montáž, nutnost vyprázdnění nádoby při opravě a seřizování, otáčky rotujícího prstence jsou totožné s otáčkami hřídele míchadla, nelze je měnit a volit optimální obvodovou rychlost, což má za následek zbytečně velké tření a opotřebení funkčních částí štěrbiny. Velký průměr prstenců klade značné nároky na spotřebu materiálu a zvyšuje výrobní náklady.

Podle jiného řešení je štěrbinový separátor uspořádán ve zvláštním nástavci pláště nádoby. Rotující kruhová deska je na samostatném hřídeli, stabilní deska je upevněna na plášti nástavce. Vzdálenost mezi stabilní deskou a rotující kruhovou deskou je nastavena tak, aby nemohlo dojít k průchodu větších než optimálních částic. K dosažení průtokového průřezu štěrbiny je třeba opět desek velkých průměrů. Vzhledem k náročným podmínkám z hlediska odolnosti proti abrazi a korozi vyžad^uje i toto uspořádání vysoké nároky na kvalitu materiálu funkčních částí štěrbiny. Navíc při výrobě prstenců rotující i stabilní desky dochází ke značnému odpadu drahého materiálu.

K odstranění výše uvedených a dalších nevýhod bylo navrženo nové zařízení, víceštěrbinový separátor jemných pevných částic, který má universální použití. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tvoří samostatný celek nezávislý konstrukčně na vlastním aparátu z něhož je zpracovávaná tekutina odebírána. Více štěrbinový sepárátor jemných pevných částic obsažených v kapalinách a plynech dle tohoto vynálezu je tvořen tělesem separátoru, v němž je uložen hřídel separátoru s jedním nebo více vni- 3 22S 410 třními pohyblivými disky a prstenci a dva nebo více nepohyblivých disků s prstenci, které jsou střídavě uloženy tak, že mezery mezi nimi tvoří násobnou štěrbinu. Vnitřní pohyblivý disk může být opatřen průtokovými otvory. Na hřídeli separátoru může být upevněn ještě vnější pohyblivý disk s prstencem. Pracovní šířka násobné štěrbiny je plynule seřiditelná v rozmezí 0,01 až 1,5 mm.

Proti dosud používaným štěrbinám má nové konstrukční uspořádání separátoru se dvěma nebo více štěrbinami řadu výhod. Je to zejména značné snížení nároků na spotřebu materiálu, tfspora hmotnosti spotřebeváného materiálu činí cca 30 až 50 %. Při vyšším počtu štěrbin úspora vzrůstá.

Nová konstrukce umožňuje aplikaci nových hmot. Separátor zaujímá menší pracovní prostor aparátu. Je nezávislý na aparátu s možností dispozičního umístění v libovolném vhodném místě nádoby, z níž je třeba odebírat tekutinu zbavenou nežádoucích pevných částic. Upevnění separátoru je jednoduché - prakticky do běžného hrdla nádoby. Přesné nastavení šíře štěrbiny je možné mimo pracovní prostor aparátu. Závislost změny velikostí štěrbiny na změnách teplot procházející tekutiny je zanedbatelné. Separátor má universální použití pro všechny procesy při zpracovávání kapalin a plynů, u nichž je požadována spolehlivá separace pevných částic s přesnou klasifikací maximální velikosti částic ještě přípustných v produktu.

Známé štěrbinové separátory i víceštěrbinový separátor dle vynálezu a jejich uspořádání v příslušných aparátech jsou schématicky znázorněny na přiložených výkresech.

Obr. 1 a 2 představuje známé separátory s jednoduchou štěrbinou. Na obr. 3, 4 a 5 je znázorněno možné umístění víceštěrbinového separátoru dle vynálezu v aparátu. Obr. 6 ukazuje uspořádání víceštěrbinového separátoru se sudým počtem štěrbin, separátor s lichým počtem štěrbin je znázorněn na obr. 7.

Známé uspořádání štěrbiny dle obr. 1 je následující: v ucpáv kovém víku χ je uložen hřídel 2 s míchadly, na němž je umístěn rotující prstenec 3 jednoduché štěrbiny 7· Stabilní prstenec 4 jednoduché štěrbiny 7 je umístěn na ucpávkovém víku 5» Kapalina

-4225 410 proudí z pracovního prostoru jednoduchou štěrbinou 7 k odváděcímu hrdlu 8.

Na obr. 2 je znázorněno další známé uspořádání štěrbiny. Ve zvláštním nástavci 2 pláště 1 je na samostatném hřídeli 11 umiste na rotující kruhová deska 10. Stabilní deska 12 je umístěna na zvláštním nástavci 9 pláště 1 nádoby. Pracovní šířka štěrbiny 7 je dána vzdáleností mezi rotující kruhovou deskou 10 a stabilní deskou 12.

Na obr. 3 je znázorněno umístění víceštěrbinového separáto ru 13 dle vynálezu v ucpávkovém víku 2 nádoby. Na obr. 4 je víceštěrbinový separátor 13 umístěn v závěsném víku 6 a na obr. 5 na libovolném místě nádoby 1.

Základní uspořádání víceštěrbinového separátoru 13 se sudým počtem štěrbin je zobrazeno^na obr. 6, s lichým počtem štěrbin na obr. 7. Sestává z těles^ST^eparátoru, v němž jsou uloženy hřídel 14 s jedním nebo více vnitřními pohyblivými disky 16 s prstencem a dva nebo více nepohyblivých disků 18 s prstenci, které jsou střídavě uloženy tak, že mezery mezi nimi tvoří násobnou štěrbinu 19. Při lichém počtu štěrbin 19 je na hřídeli 14 upevněn ještě vnější pohyblivý disk 17 s prstencem. Vnitřní pohyblivý disk 16 s prstencem je opatřen průtokovými otvory 20. Pracovní šířka násobné štěrbiny 19 je plynule seřiditelná v rozmezí 0,01 až 1,5 mm.

Zařízení pracuje takto: kapalina je v blízkosti víceštěrbinového separátoru 13 vystavena vlivem pohybu vnitřního pohyblivého disku 16 s prstencem, popřípadě vnějšího pohyblivého disku 17 s prstencem, podle druhu pohybu, působení odstředivé nebo tangenciální síly nebo současnému působení obou sil. Působením těchto sil, jejichž velikost je volitelná, jsou z blízkosti násobné štěrbiny 19 odstraňovány větší než optimální částice. Tekutina zbavená nežádoucích částic proniká násobnou štěrbinou 19» průtokovými otvory 20 ve vnějším pohyblivém disku 16 s prsten cem k odtokovému hrdlu.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU 225 410

1. Víceštěrbinový separátor jemných pevných částic obsažených v kapalinách a plynech, zpracovávaných v perlových dispergátorech, kontrolních filtrech, reaktorech a podobných aparátech, na principu pevných disků a pohyblivých disků qggfrjjfcn děli vytvářejících štěrbinu, vyznačený tím, je tvořeni Tib5, v, němž jsou uloženy hřídel (14) s jedním nebo více vnitřními pohyblivými disky (16) s prstencem a dva nebo více nepohyblivých disků (18) s prstenci, které jsou střídavě uloženy tak, že mezery mezi nimi tvoří násobnou štěrbinu (19).

2. Víceštěrbinový separátor podle bodu 1 vyznačený tím, že vnitřní pohyblivý disk (16) s prstencem je opatřen průtokovými otvory (20).

3. Víceštěrbinový separátor podle bodu 1 a 2 vyznačený tím, že na hřídeli (14) je dále upevněn vnější pohyblivý disk (17) s prstencem.

4. Víceštěrbinový separátor podle bodu 1,2 a 3 vyznačený tím, že pracovní šířka násobné štěrbiny (19) je plynule seřiditelná v rozmezí 0,01 až 1,5 mni.