RU14016U1

RU14016U1 - CENTRIFUGE

Info

Publication number: RU14016U1
Application number: RU99127887/20U
Authority: RU
Inventors: С.А. Светлов; Ю.П. Волков
Original assignee: Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2000-06-27

Abstract

1. Центрифуга, содержащая ротор, установленный на валу, состоящий из двух обращенных одна к другой большими основаниями конусообразных обечаек, расположенного между ними диска с лопастями, устройство фильтрации жидкости, укрепленное в нижней обечайке, имеющей возможность осевого перемещения, корпус и привод, отличающаяся тем, что устройство фильтрации выполнено из колец, установленных с зазором между диском и нижней обечайкой, причем диск выполнен большего диаметра, чем кольца.2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что отношение наружного диаметра диска к наружному диаметру устройства фильтрации составляет 1,1 - 1,2.3. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что отношение наружного и внутреннего диаметров кольца составляет не менее 1,5.4. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что кольца имеют антиадгезионное покрытие.1. A centrifuge containing a rotor mounted on a shaft, consisting of two cone-shaped shells facing one another with large bases, a disk with blades between them, a liquid filtration device mounted in a lower shell with axial movement, a housing and a drive, characterized in that the filtering device is made of rings installed with a gap between the disk and the lower shell, and the disk is made of a larger diameter than the rings. 2. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the ratio of the outer diameter of the disk to the outer diameter of the filtration device is 1.1 - 1.2.3. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the ratio of the outer and inner diameters of the ring is at least 1.5.4. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the rings have a release coating.

Description

Техническое решение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных сред под действием центробежных сил, в частности к центрифугам, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.The technical solution relates to devices for separating inhomogeneous liquid media under the action of centrifugal forces, in particular to centrifuges, and can be used in chemical, oil refining, food, pharmaceutical and other industries.

Известен центробежный аппарат для разделения суспензий 1, включающий корпус, укрепленное на валу лопастное колесо, состоящее из профилированных дисков, образующих камеру для входа суспензии и нижерасположенную камеру для отвода осветленной фракции, патрубки для подачи суспензии и выгрузки осадка, полый вал, имеющий центральное сливное отверстие и ряд отверстий в стенке, связывающих полость вала с камерой для отвода осветленной фракции. Основным недостатком данного устройства является недостаточное качество разделения суспензии, вследствие взмучивания сгущенной суспензии, находящейся в корпусе аппарата, турбинкой ротора и захвата высокодисперсной твердой фазы восходящим потоком жидкости, поступающим через сливное отверстие в полый вал.Known centrifugal apparatus for separating suspensions 1, including a housing mounted on the shaft of the impeller, consisting of profiled disks forming a chamber for entering the suspension and a downstream chamber for removing the clarified fraction, pipes for feeding the suspension and unloading sediment, a hollow shaft having a central drain hole and a series of holes in the wall connecting the cavity of the shaft with the chamber for removal of the clarified fraction. The main disadvantage of this device is the insufficient quality of the separation of the suspension, due to the stirring up of the thickened suspension located in the apparatus body, the impeller of the rotor and capture of the finely dispersed solid phase by an upward flow of liquid entering the hollow shaft through the drain hole.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является центрифуга 2, содержащая ротор, состоящий из двух обращенных одна к др)той больпшми основаниями конусообразных тарелей, одна из которых установлена с возможностью осевого перемещения, устройство для фильтрации, представляющее перфорированную обечайку с установленным на её торце диском, прикрепленную к нижней тарели. Недостатками указанного устройства являются: малая производите;п.ность, ограниченная площадью проходного сечения перфорированной обечайки и значительнымThe closest technical solution to the proposed one is a centrifuge 2, containing a rotor, consisting of two cone-shaped plates facing one with the other large bases, one of which is mounted with the possibility of axial movement, a filtering device representing a perforated shell with a disk mounted on its end, attached to the bottom plate. The disadvantages of this device are: small produce; P., limited by the area of the orifice of the perforated shell and significant

&9127Ш& 9127Sh

М1СИ в 04 в 1/10 ЦЕНТРИФУГАM1SI in 04 in 1/10 CENTRIFUGA

сопротивлением фильтрующего элемента; быстрое закупоривание отверстий перфорации фильтра, так как зона разделения суспензии находится в непосредственной близости от фильтрующего устройства; невозможность использования данной центрифуги для разделения суспензий, содержащих потенциально опасные вещества, вследствие неполного удаления среды из ротора во время остановки его вращения, так как твердые частицы оседают на поверхности фильтра.filter element resistance; quick clogging of the holes of the perforation of the filter, since the separation zone of the suspension is in close proximity to the filtering device; the impossibility of using this centrifuge to separate suspensions containing potentially hazardous substances, due to incomplete removal of the medium from the rotor during the stop of its rotation, since solid particles settle on the filter surface.

Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить производительность центрифуги за счет уменьшения сопротивления фильтрующего устройства и обеспечения высокой пропускной способности центрифзти по очищенной жидкости, а также ул)Д1пшть качество очистки жидких сред от твердой фазы при использовании тонкослойного разделения на завершающей стадии процесса, повысить безопасность процесса.The proposed technical solution allows to increase the performance of the centrifuge by reducing the resistance of the filter device and ensuring a high throughput of centrifuges for the purified liquid, as well as ul) quality of cleaning liquid media from the solid phase when using thin-layer separation at the final stage of the process, to increase process safety.

Это достигается тем, что устройство фильтрации выполнено из колец, установленных с зазором между диском и нижней обечайкой, причем диск выполнен большего диаметра, чем кольца. Отношение наружного диаметра диска к наружному диаметру устройства фильтрации составляет от 1,1 до 1,2. Отношение наружного и внутреннего диаметров кольца составляет не менее 1,5. Кольца имеют антиадгезионное покрытие.This is achieved by the fact that the filtering device is made of rings installed with a gap between the disk and the lower shell, and the disk is made of a larger diameter than the ring. The ratio of the outer diameter of the disk to the outer diameter of the filtration device is from 1.1 to 1.2. The ratio of the outer and inner diameters of the ring is at least 1.5. Rings have a release coating.

Уменьшение отношения наружного диаметра диска к наружному диаметру устройства фильтрации ниже 1Д увеличива&т концентрацию твердой фазы в осветленной жидкости, вследствие того, что тонкодисперсная фаза не успевает осесть на стенках ротора. Увеличение отношения указанных диаметров более 1,2 нриводит к аналогичным результатам, так как уменьшается величина центробежной силы, действующей на входе в устройство фильтрации. При отношении наружного и внутреннего диаметров кольца менее 1,5 в устройстве фильтрации может происходить турбулизация разделяемой среды, что снижает качество разделения. Антиадгезионное покрытие поверхности колец значительно уменьшает трение суспензии оReducing the ratio of the outer diameter of the disk to the outer diameter of the filtration device below 1D increases the concentration of the solid phase in the clarified liquid, due to the fact that the finely dispersed phase does not have time to settle on the walls of the rotor. An increase in the ratio of the indicated diameters of more than 1.2 leads to similar results, since the magnitude of the centrifugal force acting at the inlet to the filtration device decreases. When the ratio of the outer and inner diameters of the ring is less than 1.5, turbulization of the shared medium can occur in the filtration device, which reduces the quality of separation. Release coating of the surface of the rings significantly reduces the friction of the suspension o

99/2U)f599 / 2U) f5

стенки канала, образованного соседними кольцами, и исключает осаждение тонкодисперсной твердой фазы в устройстве фильтрации при остановке ротора.the walls of the channel formed by adjacent rings, and eliminates the deposition of a finely divided solid phase in the filtering device when the rotor stops.

На фиг. представлена центрифуга, продольный разрез.In FIG. represented by a centrifuge, a longitudinal section.

Центрифуга состоит из корпуса 1 с патрубками 2,3 и 4, соответственно, для ввода исходной суспензии, вывода фильтрата и осадка, размещенный на валу 5 ротор, состоящий из двух, обращенных одна к другой больщими основаниями конусообразных обечаек 6 и 7. Между обечайками установлен диск 8, деляпщй внутреннее пространство ротора на две части. На поверхности диска установлены лопасти 9. Внутри ротора размещено устройство фильтрации, содержащее кольца 10, установленные с зазором 11 между собой, диском 8 и нижней обечайкой 6 с образованием камеры 12 для сбора и отвода очищенной жидкости (фильтрата) через сливные отверстия 13. На валу центрифуги расположено устройство 14 для перемещения нижней обечайки 6 ротора вдоль вала 5. Нривод ротора центрифуги условно не показан.The centrifuge consists of a housing 1 with nozzles 2,3 and 4, respectively, for introducing the initial suspension, withdrawing the filtrate and sediment, a rotor located on shaft 5, consisting of two conical shells 6 and 7 facing one another with large bases. Between the shells is installed disk 8, dividing the inner space of the rotor into two parts. Blades 9 are installed on the surface of the disk. Inside the rotor there is a filtration device containing rings 10 installed with a gap 11 between themselves, the disk 8 and the lower shell 6 with the formation of a chamber 12 for collecting and draining the purified liquid (filtrate) through the drain holes 13. On the shaft a centrifuge is a device 14 for moving the lower shell 6 of the rotor along the shaft 5. The rotor drive of the centrifuge is not shown conventionally.

Центрифуга работает следующим образом.The centrifuge operates as follows.

Исходная разделяемая среда через входной патрубок 2 поступает в ротор, где под действием центробежной силы твердая фаза (осадок) направляется к внутренним стенкам ротора, а суспензия огибает диск 8, разворачивается на 180 и направляется к фильтрующим кольцам 10. Частично очищенная жидкость поступает в зазоры 11 между кольцами, где происходит тонкослойное разделение малоконцентрированной суспензии. Осветленная жидкость через сливные отверстия 13 поступает в корпус и отводится из центрифуги через патрубок 3. Сгущенная суспензия (осадок) периодичесюа выгружается из ротора путем раскрытия обечаек при уменьщении скорости вращения ротора и осевом перемещении нижней обечайки 6 вдоль вала. На фиг. показаны обозначения характерных размеров ротора центрифуги: D, -наружный диаметр диска; DZ, Dj - наружный иThe initial shared medium through the inlet pipe 2 enters the rotor, where, under the action of centrifugal force, the solid phase (sediment) is directed to the inner walls of the rotor, and the suspension bends around the disk 8, turns around 180 and goes to the filter rings 10. Partially purified liquid enters the gaps 11 between the rings, where there is a thin layer separation of a low-concentration suspension. The clarified liquid through the drain holes 13 enters the housing and is discharged from the centrifuge through the nozzle 3. The thickened suspension (precipitate) is periodically discharged from the rotor by opening the shells while decreasing the rotor speed and axially moving the lower shell 6 along the shaft. In FIG. designations of the characteristic sizes of a centrifuge rotor are shown: D, - detectable diameter of a disk; DZ, Dj - external and

внутренний, соответственно, диаметр кольца. Наружный диаметр устройства фильтрации определяется наружным диаметром фильтрующих колец 10.the inner diameter of the ring, respectively. The outer diameter of the filtration device is determined by the outer diameter of the filter rings 10.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить качество разделения малоконцентрированных суспензий, содержащих тонкодисперсную кристаллическую и волокнистую твердую фазу, обеспечить повышение пропускной способности центрифуги по очищенной жидкости в 1,3-1,5 раза, исключить забивку фильтрующего устройства твердой фазой. Центрифуга испытана при очистке промышленных вод ОАО «Подшэкс, содержащих микрокристаллическз ю целлюлозу с концентрацией менее 1% и размером частиц от 5мкм до 200мкм.Using the proposed technical solution allows to improve the quality of separation of low-concentration suspensions containing finely divided crystalline and fibrous solid phases, to increase the throughput of the centrifuge through the purified liquid by 1.3-1.5 times, and to prevent clogging of the filter device by the solid phase. The centrifuge was tested during the industrial water treatment of Podsheks OJSC containing microcrystalline cellulose with a concentration of less than 1% and a particle size of 5 microns to 200 microns.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:Sources of information taken into account when preparing the application:

1.Авт. свид. СССР № 528120, В 04 С 5/12,1976.1.Aut. testimonial. USSR No. 528120, B 04 C 5 / 12.1976.

2.Авт. свид. СССР № 1043882, В 04 В 1/10, С 22 В 9/02, 1985 прототип.2.Aut. testimonial. USSR No. 1043882, 04 V 1/10, C 22 V 9/02, 1985 prototype.

АвторыThe authors

Светлов С.А.Svetlov S.A.

Волков Ю.П.Volkov Yu.P.

РекторRector

Леонов Г.В.Leonov G.V.

Claims

1. A centrifuge containing a rotor mounted on a shaft, consisting of two cone-shaped shells facing one another with large bases, a disk with blades between them, a liquid filtration device mounted in a lower shell with axial movement, a housing and a drive, characterized in that the filtering device is made of rings installed with a gap between the disk and the lower shell, and the disk is made of a larger diameter than the ring.

2. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the ratio of the outer diameter of the disk to the outer diameter of the filtration device is 1.1 to 1.2.

3. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the ratio of the outer and inner diameters of the ring is at least 1.5.

4. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the rings have a release coating.