RU2027520C1 - Центрифуга для разделения суспензии - Google Patents
Центрифуга для разделения суспензии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027520C1 RU2027520C1 RU92003555A RU92003555A RU2027520C1 RU 2027520 C1 RU2027520 C1 RU 2027520C1 RU 92003555 A RU92003555 A RU 92003555A RU 92003555 A RU92003555 A RU 92003555A RU 2027520 C1 RU2027520 C1 RU 2027520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sediment
- section
- rotor
- hole
- cover
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к оборудованию для разделения жидких неоднородных систем и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: центрифуга для разделения суспензии включает корпус, имеющий приемную камеру суспензии и сборники фугата и легкой фракции осадка с отводными патрубками, установленный на вертикальном валу конический ротор с крышкой, имеющей переливное отверстие, снабженный в нижней части, сообщенной с приемной камерой, транспортирующим средством, расположенным внутри ротора под крышкой разделительным диском, образующим с ней камеру отбора легкой и тяжелой фракций осадка, имеющую входное отверстие, средством для отвода фугата из зоны разделения ротора и трубкой для вывода тяжелой фракции осадка, имеющей горизонтально расположенный в указанной камере отбора заборный участок с входным отверстием и выходной участок. Заборный участок этой трубы имеет в поперечном сечении прямоугольную форму и установлен так, что одна из его больших боковых стенок расположена в одной плоскости с осью вращения ротора с противоположной стороны набегающего потока осадка и входное отверстие выполнено в этой стенке, при этом ось отверстия расположена на радиусе от оси вращения, определяемом из следующего условия где r1 - радиус переливного отверстия крышки; r2 - радиус оси отверстия заборного участка; En - значение критерия Эйлера для режима течения жидкости в зоне входного отверстия заборного участка. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к центрифугам для разделения жидких неоднородных систем, в особенности к центрифугам для разделения суспензий с непрерывным выводом осадка, и может быть использовано в химической, фармацевтической и пищевой промышленности.
Известна центрифуга для разделения суспензии, включающая корпус с приемной камерой суспензии и сборниками фугата, легкой и тяжелой фракций осадка, установленный на вертикальном валу конический ротор с крышкой, транспортирующим средством, камерой сбора легкой и тяжелой фракций осадка, средством для отвода фугата [1]. Тяжелая фракция осадка выводится из камеры сбора через отверстие - сопло в стенке ротора.
Недостатком центрифуги является малая величина диаметра сопла, необходимая для поддержания приосевого вывода фугата и легкой фракции осадка, и связанная с этим повышенная вероятность закупорки сопла осадком.
Наиболее близкой к предлагаемой является центрифуга для разделения суспензии, включающая корпус, имеющий приемную камеру суспензии и сборники фугата и легкой фракции осадка с отводными патрубками, установленный на вертикальном валу конический ротор с крышкой, имеющей переливное отверстие, снабженный в нижней части сообщенным с приемной камерой транспортирующим средством, расположенным внутри ротора под крышкой разделительным диском, образующим с ней камеру отбора легкой и тяжелой фракций осадка, имеющую входное отверстие, средством для отвода фугата из зоны разделения ротора и трубкой для вывода тяжелой фракции осадка, имеющей горизонтально расположенный в указанной камере отбора заборный участок с входным отверстием и выходной участок [2] . При разделении суспензии трубка для вывода тяжелой фракции осадка расположена вне камеры отбора, в которой происходит накопление этой фракции вплоть до максимальной величины. После этого ввод и разделение суспензии прекращается, угловая скорость ротора уменьшается, в ротор подается промывная жидкость, а в камеру отбора вводится упомянутая трубка с входным отверстием, ориентированным навстречу потоку осадка.
Недостатком центрифуги является уменьшение производительности, связанное с необходимостью прекращения разделения суспензии в период выгрузки тяжелой фракции осадка, а также малая величина сечения входного отверстия трубки для вывода тяжелой фракции осадка и возможность закупорки этого отверстия осадком.
Целью изобретения является повышение производительности центрифуги, увеличение площади сечения входного отверстия трубки для вывода тяжелой фракции осадка, повышение степени сгущения осадка и обеспечение регулировки количества выгружаемой тяжелой фракции осадка.
Поставленная цель достигается в центрифуге для разделения суспензии, включающей корпус, имеющий приемную камеру суспензии и сборники фугата и легкой фракции осадка с отводными патрубками, установленный на вертикальном валу конический ротор с крышкой, имеющей переливное отверстие, снабженный в нижней части сообщенным с приемной камерой транспортирующим средством, расположенным внутри ротора под крышкой разделительным диском, образующим с ней камеру отбора легкой и тяжелой фракции осадка, имеющую входное отверстие, средством для отвода фугата из зоны разделения ротора и трубкой для вывода тяжелой фракции осадка, имеющий горизонтальной расположенный в указанной камере отбора заборный участок с входным отверстием и выходной участок. Заборный участок трубки для вывода тяжелой фракции осадка имеет в поперечном сечении прямоугольную форму и установлен так, что одна из его больших боковых стенок расположена в одной плоскости с осью вращения ротора с противоположной стороны набегающего потока осадка, и входное отверстие выполнено в этой стенке, при этом ось отверстия расположена на радиусе от оси вращения, определяемого из следующего условия:
r1/r2< , где r1 - радиус переливного отверстия крышки;
r2 - радиус оси отверстия заборного участка;
Еu - значение критерия Эйлера для режима течения жидкости в зоне входного отверстия заборного участка.
r1/r2< , где r1 - радиус переливного отверстия крышки;
r2 - радиус оси отверстия заборного участка;
Еu - значение критерия Эйлера для режима течения жидкости в зоне входного отверстия заборного участка.
Отводный патрубок сборника легкой фракции осадка подключен к приемкой камере для ее рециркуляции, а выходной участок трубки для вывода тяжелой фракции осадка снабжен средством для регулирования его количества.
На фиг.1 изображена центрифуга для разделения суспензии, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - центрифуга с подключенным к приемной камере отводным патрубком сборника легкой фракции осадка, общий вид.
Центрифуга для разделения суспензии включает корпус 1, имеющий приемную камеру 2 суспензии и сборники фугата 3 и легкой фракции осадка 4 с отводными патрубками 5 и 6 соответственно, установленный на вертикальном валу 7 конический ротор 8 с крышкой 9, имеющей переливное отверстие 10, снабженный в нижней части сообщенным с приемной камерой 2 транспортирующим средством 11, расположенным внутри ротора 8 под крышкой 9 разделительным диском 12, образующим с ней камеру 13 отбора легкой и тяжелой фракций осадка, имеющую входное отверстие 14, средством 15 для отвода фугата из зоны разделения 16 ротора 8 и трубкой 17 для вывода тяжелой фракции осадка, имеющей горизонтально расположенный в камере 13 заборный участок 18 с входным отверстием 19 и выходной участок 20. Заборный участок 18 имеет в поперечном сечении прямоугольную форму и установлен так, что одна из его больших боковых стенок 21 расположена в одной плоскости с осью вращения ротора 8 с противоположной стороны набегающего по стрелке Б потока осадка, и входное отверстие 19 выполнено в этой стенке 21. Отводный патрубок 6 подключен к приемной камере 2, а выходной участок 20 трубки 17 снабжен регулирующим средством 22, например вентилем. Приемная камера 2 снабжена входным патрубком 23, средство 15 выполнено в виде трубки, имеющей перелив 24, а вал 7 установлен в подшипниковой опоре 25 и через муфту 26 сочленяется с приводом 27.
Центрифуга для разделения суспензии работает следующим образом.
Исходную суспензию по входному патрубку 23 подают в приемную камеру 2, откуда она транспортирующим средством 11 направляется внутрь ротора 8, где в зоне разделения 16 под действием центробежной силы разделяется на два потока - фугат и осадок. Фугат из приосевой части зоны разделения 16 через перелив 24 и трубку 15 выводится в сборник фугата 3 и по отводному патрубку 5 наружу центрифуги. Осадок транспортируется в периферийную часть зоны разделения 16 в потоке жидкости и частично по конусной стенке ротора 8, через входное отверстие 14 поступает в камеру 13 отбора к неподвижному заборному участку 18, где за счет турбулентного завихрения жидкости переходит во взвешенное состояние и разделяется на два потока. Поток легкой фракции осадка транспортируется к переливному отверстию 10 в крышке 9, выводится в сборник 4 легкой фракции осадка и по отводному патрубку 6 наружу центрифуги. Поток тяжелой фракции осадка через входное отверстие 19 заборного участка 18 по трубке 17 и через выходной участок 20 непрерывно выводится наружу центрифуги.
При вращении ротора 8 по стрелке Б и обтекании потоком осадка заборного участка 18 между его боковыми передней и задней 21 по потоку стенками возникает перепад давления, в результате чего избыточное над атмосферным давление осадка у задней боковой стенки 21 и входного отверстия 19 уменьшается. Избыточное давление осадка у входного отверстия 19 достигает нуля при равенстве указанного перепада давления сумме статического и динамического давлений осадка на передней по потоку боковой стенке заборного участка 18, что соответствует при постоянных по радиусу плотности и угловой скорости осадка значению критерия Эйлера Еu:
Eu = = 1-0,5,
где Р - сумма статического и динамического давлений осадка в зоне входного отверстия 19, Па;
ρ- плотность осадка, кг/м3;
W - скорость потока осадка в зоне входного отверстия 19, м/с;
r1 - радиус переливного отверстия 10 в крышке 9, м;
r2 - радиус оси входного отверстия 19, м.
Eu = = 1-0,5,
где Р - сумма статического и динамического давлений осадка в зоне входного отверстия 19, Па;
ρ- плотность осадка, кг/м3;
W - скорость потока осадка в зоне входного отверстия 19, м/с;
r1 - радиус переливного отверстия 10 в крышке 9, м;
r2 - радиус оси входного отверстия 19, м.
Экспериментально установлено, что в турбулентном режиме обтекания осадком заборного участка 18, имеющего в поперечном сечении прямоугольную форму с заостренной передней стенкой и расположенной в одной плоскости с осью вращения ротора боковой задней стенкой 21, характеризующегося значением критерия Рейнольдса Re> 104, например Re = 4˙104, достигается такое значение критерия Эйлера, например Eu = 0,9, при котором избыточное давление осадка у входного отверстия 19 равно нулю. При этом с увеличением расхода осадка через входное отверстие 14 давление осадка у входного отверстия 19 также увеличивается и при превышении этого давления величины гидростатического давления столба жидкости высотой h, равной разности высот расположения выходного 20 и заборного 18 участков, тяжелая фракция осадка выводится наружу центрифуги.
Давление осадка во входном отверстии 19 уменьшается по сравнению с прототипом в
= Eu·Fr раз, где g - ускорение свободного падения, м/с2;
Fr=ω2 r2/g - критерий Фруда для режима течения жидкости в зоне входного отверстия 19;
ω- угловая скорость ротора, рад/с, например, более чем в 100 раз при Eu≥0,5, Fr≥200 и r2/h≥1. Уменьшение избыточного давления осадка во входном отверстии 19 практически до нуля позволяет увеличить площадь сечения этого отверстия и всего канала трубки 17, что уменьшает вероятность закупорки ее осадком. Полагая, что расход Q тяжелой фракции осадка в трубке 17 удовлетворяет соотношению
Q ~ S2·ΔP, где S - площадь сечения трубки; ΔР - перепад давления между входным и выходным отверстиями трубки, можно получить оценку увеличения площади сечения входного отверстия 19 и всего канала трубки 17 по сравнению с прототипом в
раз например, более чем в 10 раз при Еu1, Fr ≥100 и r2/h≥1.
= Eu·Fr раз, где g - ускорение свободного падения, м/с2;
Fr=ω2 r2/g - критерий Фруда для режима течения жидкости в зоне входного отверстия 19;
ω- угловая скорость ротора, рад/с, например, более чем в 100 раз при Eu≥0,5, Fr≥200 и r2/h≥1. Уменьшение избыточного давления осадка во входном отверстии 19 практически до нуля позволяет увеличить площадь сечения этого отверстия и всего канала трубки 17, что уменьшает вероятность закупорки ее осадком. Полагая, что расход Q тяжелой фракции осадка в трубке 17 удовлетворяет соотношению
Q ~ S2·ΔP, где S - площадь сечения трубки; ΔР - перепад давления между входным и выходным отверстиями трубки, можно получить оценку увеличения площади сечения входного отверстия 19 и всего канала трубки 17 по сравнению с прототипом в
раз например, более чем в 10 раз при Еu1, Fr ≥100 и r2/h≥1.
Для повышения степени сгущения осадка отводный патрубок 6 сборника 4 легкой фракции осадка подключен к приемной камере 2 для рециркуляции этой фракции. Для регулировки количества выгружаемой тяжелой фракции осадка выходной участок 20 трубки 17 снабжен регулировочным средством 22, например вентилем.
Таким образом, предлагаемая центрифуга для разделения суспензии по сравнению с прототипом позволяет:
увеличить производительность центрифуги за счет исключения потерь времени на выгрузку тяжелой фракции осадка;
увеличить площадь сечения входного отверстия и канала трубки для вывода тяжелой фракции осадка и, следовательно, уменьшить вероятность ее забивки осадком;
увеличить степень сгущения осадка и обеспечить регулировку количество выгружаемой тяжелой фракции осадка.
увеличить производительность центрифуги за счет исключения потерь времени на выгрузку тяжелой фракции осадка;
увеличить площадь сечения входного отверстия и канала трубки для вывода тяжелой фракции осадка и, следовательно, уменьшить вероятность ее забивки осадком;
увеличить степень сгущения осадка и обеспечить регулировку количество выгружаемой тяжелой фракции осадка.
Claims (3)
1. ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ, включающая корпус, имеющий приемную камеру суспензии и сборники фугата и легкой фракции осадка с отводными патрубками, установленный на вертикальном валу конический ротор с крышкой, имеющей переливное отверстие, снабженный в нижней части, сообщенной с приемной камерой, транспортирующим средством, расположенным внутри ротора под крышкой разделительным диском, образующим с ней камеру отбора легкой и тяжелой фракций осадка, имеющую входное отверстие, средством для отвода фугата из зоны разделения ротора и трубкой для вывода тяжелой фракции осадка, имеющей горизонтально расположенный в указанной камере отбора заборный участок с входным отверстием и выходной участок, отличающаяся тем, что заборный участок этой трубки имеет в поперечном сечении прямоугольную форму и установлен так, что одна из его больших боковых стенок расположена в одной плоскости с осью вращения ротора с противоположной стороны набегающего потока осадка и входное отверстие выполнено в этой стенке, при этом ось отверстия расположена на радиусе от оси вращения, определяемом из следующего условия:
где r1 - радиус переливного отверстия крышки;
r2 - радиус оси отверстия заборного участка;
Eu - значение критерия Эйлера для режима течения жидкости в зоне входного отверстия заборного участка.
где r1 - радиус переливного отверстия крышки;
r2 - радиус оси отверстия заборного участка;
Eu - значение критерия Эйлера для режима течения жидкости в зоне входного отверстия заборного участка.
2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что отводной патрубок сборника легкой фракции подключен к приемной камере для ее рециркуляции.
3. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что выходной участок трубки для вывода тяжелой фракции осадка снабжен средством для регулирования его количества.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92003555A RU2027520C1 (ru) | 1992-11-03 | 1992-11-03 | Центрифуга для разделения суспензии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92003555A RU2027520C1 (ru) | 1992-11-03 | 1992-11-03 | Центрифуга для разделения суспензии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027520C1 true RU2027520C1 (ru) | 1995-01-27 |
RU92003555A RU92003555A (ru) | 1995-10-27 |
Family
ID=20131394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92003555A RU2027520C1 (ru) | 1992-11-03 | 1992-11-03 | Центрифуга для разделения суспензии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2027520C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460588C2 (ru) * | 2010-11-29 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" (ФГБОУ ВПО "МГУПП" | Фильтрующая центрифуга барабанного типа |
CN108722689A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-11-02 | 南京中船绿洲机器有限公司 | 一种喷嘴式碟式分离机防堵塞系统及其控制方法 |
CN112934485A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-11 | 安徽理工大学 | 基于超重力场细颗粒离心沉降脱水装置及其智能控制方法 |
-
1992
- 1992-11-03 RU RU92003555A patent/RU2027520C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1423141, кл. B 04B 11/04, 1988. * |
2. Informations Chemil N 267, 1985, декабрь, с.125-126. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460588C2 (ru) * | 2010-11-29 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" (ФГБОУ ВПО "МГУПП" | Фильтрующая центрифуга барабанного типа |
CN108722689A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-11-02 | 南京中船绿洲机器有限公司 | 一种喷嘴式碟式分离机防堵塞系统及其控制方法 |
CN112934485A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-11 | 安徽理工大学 | 基于超重力场细颗粒离心沉降脱水装置及其智能控制方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7025890B2 (en) | Dual stage centrifugal liquid-solids separator | |
US3504804A (en) | Centrifugal separator | |
US4857197A (en) | Liquid separator with tangential drive fluid introduction | |
US8333825B2 (en) | Apparatus for and method of separating multi-phase fluids | |
JPH0365259A (ja) | くず粒子を流体から分離するサイクロン装置 | |
JPH01203063A (ja) | デカンタ型遠心分離機 | |
US4795561A (en) | Self regulating cyclonic separator | |
US4717485A (en) | Multi-phase separator with porous filter disks | |
RU2592306C2 (ru) | Способ и устройство для сепарации частиц | |
RU2027520C1 (ru) | Центрифуга для разделения суспензии | |
CN1122262A (zh) | 把微粒固体分为两种颗粒部分的方法和装置 | |
CA2899574A1 (en) | Centrifugal separator with extended post | |
CN216094213U (zh) | 一种钢砂筛选装置 | |
HU209077B (en) | Method and apparatus for separating materials from media | |
WO2000012192A1 (en) | Apparatus for the separation of solids and liquids | |
US5236587A (en) | Process and apparatus for the separation of materials from a medium | |
KR100491353B1 (ko) | 고액분리장치 | |
GB2270009A (en) | Liquid discharge device | |
RU2080188C1 (ru) | Центрифуга для разделения жидкой неоднородной смеси | |
US6090286A (en) | Separator centrifuge | |
US20050178712A1 (en) | Filter device comprising integral centrifugal separation | |
RU2168373C1 (ru) | Бинарный гидроциклон | |
CN221720559U (zh) | 固定式旋流分离装置 | |
CN211099605U (zh) | 一种转鼓内g-f固液分区系统 | |
GB2192230A (en) | A centrifugal pump for conveying gas-containing media |