Przedmiotem wynalazku jest wirnik separato¬ ra obrotowego do rozdzialu zawiesin i emulsji stosowany w separatorach uzywanych w nastepu¬ jacych galeziach przemyslu jak chemicznym, zyw¬ nosciowym, metalurgicznym, budowy maszyn, far¬ maceutycznym i innych.Znane sa wirniki separatorów obrotowych do oddzielania zawiesin i emulsji. Separatory te po¬ siadaja beben z umieszczona w nim wiazka stoz¬ kowych tarcz z zamocowanymi nakladkami roz¬ lozonymi w zasadzie od srodkowej czesci tarczy do jej brzegu. Nakladki te oddzielaja sasiednie tarcze miedzy soba. Wirnik . wyposazony jest w urzadzenia do doprowadzania plynów przezna¬ czonych do oddzielania i odprowadzania osadu z bebna. Nakladki, które umocowane sa na stoz¬ kowych tarczach, maja jednakowa dlugosc w ca¬ lej wiazce tarcz i jednakowa jest ich ilosc na kazdej stozkowej tarczy. Przeznaczona do oddzie¬ lenia zawiesina albo emulsja, doprowadzone sa przez odpowiednie urzadzenia do komory ograni- czpnej sciankami bebna i wiazka stozkowych tarcz, a z komory do wiazki stozkowych tarcz.W przestrzeni miedzy tarczami w czasie ruchu plynu nastepuje osiadanie czasteczek na tarczach od najwiekszej ich srednicy do najmniejszej. Osa¬ dzane czesteczki tworza na jednej stronie tarczy warstwe osadu, który bezustannie splywa do ko¬ mory miedzy bebnem a wiazka tarcz i osiada na sciankach bebna. Za pomoca urzadzen do usuwa¬ lo 15 25 50 nia osadu z bebna, osad jest odprowadzany na ze¬ wnatrz okresowo lub ciagle. Oddzielony plyn Jeat odprowadzony z wiazki tarcz za pomoca odpo¬ wiednich urzadzen.Znane wirniki maja trzy podstawowe wady, któ¬ re w zasadzie obnizaja jakosc oddzielania i wy¬ dajnosc separatorów, a mianowicie: powoduja wsteczny ruch plynu i osadu w przestrzeni mie¬ dzytarczowej, w której nastepuje proces oddzie¬ lania, ponowne wciaganie osiadlych czastek do oddzielnego juz plynu w wyniku duzej szybkosci w warstwach plynu przy powierzchni osadu, nie¬ równomierne obciazenie miedzytarczowych prze¬ strzeni wzdluz wiazki stozkowych tarcz.. Znane sa konstrukcje wirników obrotowych separatorów, w których usunieto czesciowo podane wyzej wa¬ dy.Na przyklad znane sa wirniki, w których wmon¬ towano dodatkowo w kazdej miedzytarczowej przestrzeni perforowana tarcze. W takiej kon¬ strukcji miedzytarczowa przestrzen podzielona jest na dwie czesci: górna i dolna. Przeplyw plynu przez górna przestrzen jest zmniejszony poprzez zamocowanie na stozkowej tarczy o najmniejszej srednicy specjalnego dlawikowego pierscienia. Od¬ dzielny plyn wplywa do wiazki tarcz od strony najwiekszej srednicy tarczy. Twarde czasteczki znajdujace sie w plynie osiadaja w dolnej prze¬ strzeni miedzytarczowej na perforowanej tarczy i przez otwory w niej przesuwaja sie do górnej 107 1453 przestrzeni, w której ruch plynu jest nieznaczny, w wyniku czego czasteczki po osadzeniu sie w górnej miedzytarczowej przestrzeni na scian¬ kach tarcz tworza warstwe osadu, który przesu¬ wa sie z nieznacznym wstecznym ruchem ply¬ nu w strone najwiekszej srednicy tarcz stozko¬ wych. W takim wirniku usunieto pierwsze dwie wskazane wyzej wady, natomiast trzecia wada — nierównomierne obciazenie miedzytarczowych przestrzeni wzdluz wiazki stozkowych tarcz — pozostala. Oprócz tego wprowadzenie dodatkowej perforowanej tarczy pomiedzy kazda para stozko¬ wych tarcz powieksza wymiary wirnika.' W niektórych znanych wirnikach usunieto tylko trzecia wade — nierównomierne obciazenie prze¬ strzeni miedzytarczowej wzdluz wysokosci wiazki stozkowych tarcz.Na przyklad. w takim wirniku strumien plynu w przestrzeni miedzytarczowej dlawi sie za po¬ moca umocowania pierscieniowej przegrody na brzegach stozkowych tarcz, na wplywie oczysz¬ czonego plynu z wiazki. Pierscieniowa przegroda tworzy z przylegajaca tarcza pierscieniowa szcze¬ line. Przy dlawieniu ogólny spadek cisnienia przy ruchu plynu przez przestrzen miedzytarczowa v wzrasta o tyle, ze istniejaca róznica w spadkach cisnien w przestrzeniach miedzytarczowych, po¬ miedzy warstwami plynu najwiecej oddalonymi od urzadzenia do doprowadzania plynu a znajdu¬ jacymi sie najblizej niego, stanowi mala stosun¬ kowo wielkosc.Ta droga wyrównuje sie obciazenia miedzytar¬ czowej przestrzeni wzdluz wiazki tarcz. Jednak w takim wirniku zmniejszona jest jego wydaj¬ nosc. Oprócz tego, technicznie trudno jest wy¬ konac szczeline pierscieniowa, równomiernej sze¬ rokosci nieprzewyzszajacej 0,2.10^m,. miedzy pierscieniowa przegroda a stozkowa tarcza.W takim wirniku zachowane sa dwie pierwsze wady — wsteczny ruch plynu i osadu w mie¬ dzytarczowej przestrzeni oraz wciaganie juz osia¬ dlych czasteczek znów w oczyszczony plyn ro- przez duzy spadek szybkosci w warstwach plynu, przy powierzchni osadu.Znane sa wirniki, w których czesciowo usunie¬ ta jest nierównomiernosc obciazenia miedzytar¬ czowych przestrzeni droga odprowadzania oczysz¬ czonego plynu z dwu stron wirnika to jest dro¬ ga podzialu wirnika na dwie czesci, lecz z ogól¬ nym bebnem i z urzadzeniem do wprowadzania plynu. Jednak w takich wirnikach nie sa usunie¬ te dwie pierwsze wady wskazane poprzednio.Znany jest równiez wirnik, w którym w celu wyrównywania obciazen przestrzeni miedzytar¬ czowej zastosowano specjalne regulacje urzadze¬ nia, usytuowane poza wiazka stozkowych tarcz, jednak taka konstrukcja jest technicznie bar¬ dzo trudna do wykonania.Celem wynalazku jest opracowanie takiego wirnika separatora obrotowego dla oddzielania zawiesin i emulsji, w którym zmniejszony jest wsteczny ruch plynów i osadu w miedzytarczo¬ wej przestrzeni, zmniejszona jest róznica szyb¬ kosci w warstwach plynu przy powierzchni osa¬ du i jest równomierne obciazenie oddzielanym 145 * plynem miedzytarczowej przestrzeni na calej dlugosci wiazki tarcz, co pozwala na kilkakrot¬ ne zwiekszenie wydajnosci separatora i znaczne ulepszenie jakosci oddzielania. 5 Cel ten osiagnieto dzieki temu, ze w wirniku obrotowego separatora do oddzielania zawiesin i emulsji zgodnie z wynalazkiem na kazdej stoi* kowej tarczy, sa najmniej dwa wystepy, na któ¬ rych opieraja sie tarcze a wysokosc tych wy- [0- stepów jest taka, aby zabezpieczone przez nie szczeliny miedzy tarczami przewyzszaly grubosc nakladek. Celowym jest umieszczenie wystepów na nakladkach. Pozadane jest aby wystepy na tarczach mialy rózna dlugosc zwiekszajaca sie 15 w miare oddalania sie tarczy od urzadzenia do wprowadzania plynów. Pozadane jest równiez aby ilosc nakladek na stozkowych ^tarczach byla rózna, zwiekszajaca sie w miare oddalenia tarcz od urzadzenia do wprowadzania plynów. ffl W takim wirniku obrotowego separatora zmniej¬ szono wsteczny ruch plynu i osadu, zmniejszono szybkosc w warstwach plynu przy powierzchni osa¬ du i równomiernie obciazono oddzielanym plynem miedzytarczowe przestrzenie na calej dlugosci wia- s zki stozkowych -tarcz, co pozwala na zwieksze¬ nie wydajnosci separatora, bez zwiekszenia wy¬ miarów bebna i wiazki tarcz, o 2—5 razy w po¬ równaniu ze znanymi separatorami przy jedna¬ kowej jakosci oddzielanych plynów, natomiast 0 przy równej wydajnosci w separatorze z wirni¬ kiem, wedlug wynalazku, kilkakrotnie zwieksza sie jakosc oddzielanych plynów. Zwiekszenie kon¬ centracji czasteczek w rozdzielanej zawiesinie lub emulsji wplywajacej w wirnik, nieznacznie 5 dziala na jakosc oddzielania w wirniku zgodnie z wynalazkiem, co zwieksza pewnosc pracy se¬ paratora w warunkach przemyslowych nawet wówczas, gdy wahania koncentracji czasteczek w plynie wplywajacym do wirnika moga byc 0 znaczne. Druga zaleta wirnika zgodnie z wyna¬ lazkiem jest to, ze jego konstrukcja pozwala przy nieduzych kosztach przerobic znane wirniki se¬ paratorów róznych typów, na wirnik zgodnie z wynalazkiem 5 Jeszcze jedna zaleta wirnika zgodnie z wy¬ nalazkiem, jest mozliwosc zwiekszenia wydajnos¬ ci separatora, w którym wirnik byl zastosowa¬ ny, o wiecej anizeli 2—5 razy droga zwiekszenia ilosci stozkowych tarcz w wiazce, co w znanych , wirnikach byloby niecelowe, ze wzgledu na nie¬ równomierne obciazenie miedzytarczowej prze¬ strzeni w dlugosci wiazki tarcz.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 5 przedstawia wirnik . separatora obrotowego w przekroju podluznym, fig. 2 — dwie polaczone stozkowe tarcze w przekroju podluznym w zwie¬ kszonej skali, fig. 3 — stozkowa tarcze wirnika najblizsza urzadzenia do wprowadzania plynów. , fig. 4 — stozkowa tarcza oddalona od urzadze¬ nia do wprowadzania plynu, fig. 5 — przekrój wzdluz linii V—V wedlug fig. 3, fig. 6 — prze¬ krój wzdluz linii VI—VI wedlug fig. 3, fig. 7 — wariant umiejscowienia nakladki na tarczy, fig. 8 i — inny wariant umiejscowienia nakladki z wyste-5 pem na tarczy, fig. 9 — wariant umiejscowienia wystepu, a fig. 10 — inny wariant wykonania wy¬ stepu.Wirnik separatora obrotowego posiada beben 1 w którym umieszczona jest wiazka 2 stozkowych tarcz 3 przymocowanych do podpory 4. Podpora 4 umocowana jest na korpusie 5 wirnika, który jest przymocowany do tulei 6 osadzonej na wale 7 separatora. Urzadzenie do wprowadzania plynu do wiazki 2 stozkowych tarcz 3 posiada wykonana w korpusie 5 pierscieniowa komore 8 z odchodza¬ cymi od niej kanalami 9. Kanaly 9 polaczone sa z kanalami powstalymi miedzy zebrami 10 przy podstawie 4 mocujacej tarcze. Urzadzenie do od¬ prowadzania oddzielonego od osadu plynu z wia¬ zki 2 stozkowych tarcz? 3 posiada kanaly 11 wy¬ konane w podstawie 4.Kanaly 11 polaczone sa z kanalami 12 w korpu¬ sie 5 a takze ze zbiorcza pierscieniowa komora 13, która poleczona jest z kanalami 12. Z komory 13 odbiór plynu nastepuje za pomoca ssawnej rury (na rysunku nie uwidocznionej). W innych warian¬ tach wykonania wirnika, kanaly do wprowadzania plynu do oddzielania i odparowania oddzielonego plynu moga byc wykonane w oddzielnych deta¬ lach i umieszczone z przeciwnych stron wiazki stozkowych tarcz (nie uwidoczniono).Urzadzenie do usuwania osadu z bebna 1 jest przedstawione jako otwory 14 w dolnej czesci bebna 1. W innych rozwiazaniach wirnika, zgod¬ nie z wynalazkiem, do usuwania osadu moga byc stosowane inne urzadzenia, na przyklad, dysze, przenosniki slimakowe, otwierajace szczeliny itp. przy czym usuwanie osadu moze byc dokonywane okresowo lub ciagle.Na tarczach 3 umocowane sa nakladki 15 ukie¬ runkowane promieniowo i usytuowane w szczeli¬ nach miedzy sasiednimi tarczami 3. Nakladki 15 moga byc rozlozone pod pewnym katem w stosun¬ ku do tworzacej stozkowej tarczy 3 lecz powinny bys skierowane w zasadzie do osi tarczy 3 i umieszczone na jej brzegu.Nakladki 15 wykonane sa o zmiennej dlugosci, zwiekszajacej sie w miare oddalania sie tarcz 3 od urzadzenia dla wprowadzania plynu. O ile na¬ kladki 15 na stozkowej tarczy 3 przedstawione na fig. 3 ulozonej w wiazce 2, jako pierwszej w kie¬ runku od kanalów utworzonych za pomoca zeber 10 sa krótsze, o tyle nakladki 15' (fig. 4) na tar¬ czy 3', ulozonej w wiazce 2 (fig. 1) na wiekszej odleglosci od kanalów utworzonych za pomoca ze¬ ber 10 sa dluzsze. Ilosc nakladek 15 (fig. 3) na tarczy 3 jest mniejsza od ilosci nakladek 15' (fig. 4) na tarczy 3'. Mozna jednak wykonywac wirni¬ ki, zgodnie z wynalazkiem, których tarcze posia¬ daja nakladki zmiennej dlugosci, jak opisano wy¬ zej, a ilosc ich jest jednakowa na wszystkich tar¬ czach w wiazce.Doborem ilosci i dlugosci nakladek mozna re¬ gulowac obciazenia miedzytarczowych przestrzeni wzdluz dlugosci wiazki 2 tarcz 3, wyrównujac w ten sposób hydrauliczne opory przy przeplywie plynu z kanalów utworzonych za pomoca zeber 10 do kanalów 11 w dowolnej miedzytarczowej prze¬ strzeni wiazki 2 stozkowych tarcz 3. Nakladki 15 7145 6 moga byc umocowane na zewnetrznej jak i we¬ wnetrznej stronie tarczy 3 w zaleznosci od za¬ wartosci czastek, które oddzielane sa od plynu w wiazce 2. Jezeli zawartosc czasteczek jest wiek- 5 sza od zawartosci plynu, wówczas umocowanie nakladek odpowiada umocowaniu nakladek 15 przedstawionemu na fig. 5 i 6, natomiast jezeli zawartosc czasteczek jest mniejsza od zawartosci plynu, wówczas nakladki umocowuje sie na we- 10 wnetrznej stronie tarczy, jak nakladki 15" (fig. 7 i 8).Na tarczach 3 sa wystepy 16 (fig. 2 i 3) na któ¬ rych opieraja sie sasiednie tarcze 3. Ilosc wyste¬ pów 16 na wszystkich tarczach 3 jest jednakowa 15 i nie mniejsza od dwu na jednej tarczy 3, przy— montazu wszystkie wystepy 16 ustawia sie do¬ kladnie jeden nad drugim. Wystepy 16 zabezpie¬ czaja szczeline miedzy sasiednimi tarczami 3 prze¬ wyzszajaca wysokosc .nakladek 15. 20 Wystepy 16 umocowuje sie na nakladkach 15 tarcz 3. Jednak moga one byc zamocowane i bez¬ posrednio na tarczach 3- jak na przyklad wyste¬ py 16* (fig. 9) jednak takie ustawienie wystepów doprowadza do powstawania burzliwych stref 25 przy oplywie wystepu strumieniem plynu. Przy ustawieniu wystepów 16 na nakladkach 15, "znaj¬ duja sie one w strefie o nieznacznej szybkosci plynu, przeto powstawanie burzliwych stref nie nastepuje. 38 Na stozkowej tarczy 3 majacej nakladki 15 (fig. 8), które umieszczone sa na wewnetrznej stro¬ nie tarczy 3, wystepy 16 sa celowo umieszczone na wewnetrznej stronie tarczy 3. W przekroju ksztalt wystepów 16 moze byc rózny. Na przyklad wy- 18 stepy 16 (fig. 4) ma w przekroju ksztalt wielobo- ku a wystep 17 (fig. 10) ksztalt kola.Wirnik wedlug wynalazku pracuje, jak opisano ponizej.Podczas obrotów wirnika oddzielony plyn do¬ prowadza sie do komory miedzy wiazka 2 stozko¬ wych tarcz 3 a bebnem 1 przez kanaly 9 i kanaly utworzone za pomoca zeber 10, z których przeply¬ wa do miedzytarczowej przestrzeni wiazki 2 tarcz 3. Przy ruchu promieniowym od najwiekszej sred¬ nicy tarcz 3 do najmniejszej, na plyn w miedzy* tarczowej przestrzeni dziala przyspieszenie Corio- lisa. Opór hydrauliczny przy ruchu plynu w prze¬ strzeni pierscieniowej 18 ograniczonej wewnetrzna powierzchnia tarczy 3 a górna powierzchnia na¬ kladek 15 kilkakrotnie jest wiekszy anizeli w przestrzeni miedzy nakladkami 15 ze wzgledu na to, ze ruch plynu w przestrzeni 18 wyprzedza ruch obrotowy tarczy 3, z tych Wzgledów przeplyw ply¬ nu miedzy tymi dwiema przestrzeniami rozdziela sie w taki sposób, ze jego wieksza czesc (80—90%) plynie przez przestrzen miedzy nakladkami 15, na¬ tomiast w przestrzeni 18 tworzy sie strefa uspoko¬ jona^z nieznacznym ruchem plynu. a Stan takiej uspokojonej strefy w przestrzeni 18 prowadzi do znacznego zmniejszenia szybkosci w poblizu warstwy osadu, który zsuwa sie po we¬ wnetrznej sciance tarczy 3. Te zalety sa uwidocz¬ nione w analizie krzywej szybkosci ruchu plynu . w miedzytarczowej przestrzeni na fig. 2, gdzie7 107 145 8 szybkosc przesuwania sie osadu i oddzielonego plynu pokazano strzalkami.W przestrzeni miedzy wkladkami 15 nastepuje proces oddzielania czastek od plynu, natomiast w przestrzeni 18 zeslizgiwania sie warstwy 19 osadu po stozkowej tarczy 3 do komory miedzy bebnem 1, a wiazka 2 tarcz 3.W tej komorze osad osiada na sciance bebna 1 i okresowo usuwany jest przez otwory 14 w cza¬ sie zatrzymania wirnika. Oddzielony od czastek plyn z wiazki 2 tarcz 3, odprowadzany jest przez kanaly 11 i 12 do komory 13. Z komory 13 plyn odbiera sie za pomoca rury ssawnej.Zastrzezenia patentowe 1. Wirnik separatora obrotowego do oddzielania zawiesin i emulsji zawierajacy beben z umiesz¬ czona w nim wiazka stozkowych tarcz z umoco¬ wanymi nakladkami ukierunkowanymi w zasadzie od centralnej czesci stozkowych tarcz, do ich brze¬ gów i rozmieszczonymi w szczelinach miedzy sa- 10 15 20 siednimi stozkowymi tarczami, jak równiez urza¬ dzenie dla doprowadzania oddzielnego plynu do wiazki stozkowych tarcz i urzadzenie do usuwania osadu i odprowadzania oddzielonego od niego ply¬ nu, znamienny tym, ze kazda stozkowa tarcza (3) zaopatrzona jest w co najmniej dwa wystepy (16), na których opiera sie sasiednia stozkowa tar¬ cza (3), zabezpieczajace szczeline miedzy sasied¬ nimi stozkowymi tarczami (3), wieksza niz wy¬ sokosc nakladki (15). 2. Wirnik wedlug zastrz, 1 znamienny tym, ze na nakladkach (15) umieszczone sa wystepy (16). 3. Wirnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze nakladki (15) maja zmienna dlugosc zwiekszajaca sie w miare oddalenia sie stozkowej tarczy (3), na której sa umocowane, od urzadzenia do wpro¬ wadzania plynu. 4. Wirnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ilosc nakladek (15) na stozkowych tarczach (3) jest rózna i zwieksza sie w miare oddalenia sie stoz¬ kowej tarczy (3), na której sA zamocowane, od urzadzenia do wprowadzania plynu.FIE.1 FIB.2107 145 na 4 nas FIB.5 FIEE FIB.7 nu ma PL