RU2032470C1

RU2032470C1 - Centrifugal apparatus for separating mixture consisting of two liquid and one solid fractions

Info

Publication number: RU2032470C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Ефимович Минакер; Евгений Константинович Джинчарадзе
Original assignee: Виктор Ефимович Минакер; Евгений Константинович Джинчарадзе
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: food-processing industry, chemical industry and other branches of industry. SUBSTANCE: apparatus has rotor of cylindrical or cylindrical-taper form, device for introducing the mixture into rotor and device for discharging the light and heavy liquid fractions from rotor. Interior of rotor is divided by at least one partition into zones which are brought in communication in way of motion of mixture for transfer of light and heavy fractions from zone to zone and change of position of interface of fractions in subsequent zone as compared with previous one. Device for discharging one of liquid fractions from rotor is mounted in zone in front of partition. Rotor is provided with at least one additional device for discharging the same fraction from zone located behind the partition. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение касается центрифугосепараторостроения и может быть использовано при разделении смесей, состоящих из двух жидких и одной твердой фракций. The invention relates to centrifuge separator construction and can be used in the separation of mixtures consisting of two liquid and one solid fraction.

Известен центробежный аппарат, содержащий ротор, устройство для ввода жидкой смеси и два устройства для вывода из ротора тяжелой и легкой жидких фракций. Known centrifugal apparatus containing a rotor, a device for introducing a liquid mixture and two devices for removing heavy and light liquid fractions from the rotor.

Наиболее близкой по конструктивному решению является центрифуга фирмы "IHI" (Япония) типа ТР. The closest in design solution is a centrifuge of the company "IHI" (Japan) type TP.

Центрифуга содержит цилиндроконический ротор, включающий устройство для ввода смеси в ротор, шнек для выгрузки твердой фракции через выгрузочные окна в роторе, устройства для вывода тяжелой и жидкой фракций. The centrifuge contains a cylindrical rotor, including a device for introducing the mixture into the rotor, a screw for discharging the solid fraction through the discharge windows in the rotor, and devices for discharging the heavy and liquid fractions.

Недостатком известных конструкций центробежных аппаратов является невысокая эффективность разделения жидких фракций. Это обусловлено тем, что при разделении в роторе жидких фракций различной плотности под воздействием центробежных сил нет четкой границы раздела между жидкими фракциями (особенно при разделении жидких фракций, незначительно отличающихся по плотности). Поэтому аппарат, как правило, настраивают, увеличивая или уменьшая радиус границы раздела с тем, чтобы получить одну из жидких фракций качественно очищенной. При этом другая жидкая фракция получается в значительной степени загрязнена первой жидкой фракцией и требует последующей доочистки на другом аппарате. Иногда удается получить требуемую чистоту разделенных жидких фракций за счет резкого снижения производительности аппарата по исходному продукту, в результате применение последнего становится нерентабельным. A disadvantage of the known designs of centrifugal apparatus is the low efficiency of the separation of liquid fractions. This is due to the fact that when separating liquid fractions of different densities in a rotor under the influence of centrifugal forces, there is no clear interface between liquid fractions (especially when separating liquid fractions that differ slightly in density). Therefore, the apparatus, as a rule, is tuned by increasing or decreasing the radius of the interface in order to obtain one of the liquid fractions that is qualitatively purified. In this case, the other liquid fraction is largely contaminated with the first liquid fraction and requires subsequent post-treatment on another apparatus. Sometimes it is possible to obtain the required purity of the separated liquid fractions due to a sharp decrease in the productivity of the apparatus in the initial product, as a result, the use of the latter becomes unprofitable.

Цель изобретения повышение эффективности разделения жидких фракций путем снижения концентрации каждой из жидких фракций в другой жидкой фракции. The purpose of the invention is to increase the efficiency of separation of liquid fractions by reducing the concentration of each of the liquid fractions in another liquid fraction.

Сущность изобретения заключается в том, что внутренняя полость ротора центробежного аппарата для разделения смеси, состоящей из двух жидких и одной твердой фракций, содержащего ротор цилиндрической или цилиндроконической формы, устройство для ввода смеси в ротор и устройства для отвода из ротора легкой и тяжелой жидких фракций, разделена по меньшей мере одной перегородкой на сообщающиеся между собой по ходу движения смеси зоны для перелива легкой и тяжелой жидких фракций из зоны в зону и изменения расположения границы раздела фракций в последующей зоне по сравнению с предыдущей, при этом устройство для отвода из ротора одной из жидких фракций установлено в зоне перед перегородкой, причем ротор снабжен по меньшей мере одним дополнительным устройством для отвода этой же фракции из зоны, расположенной за перегородкой. The essence of the invention lies in the fact that the inner cavity of the rotor of a centrifugal apparatus for separating a mixture consisting of two liquid and one solid fraction containing a cylindrical or cylindrical rotor, a device for introducing the mixture into the rotor and devices for draining light and heavy liquid fractions from the rotor, is divided by at least one partition into zones that communicate with each other along the mixture for overflow of light and heavy liquid fractions from the zone to the zone and change the location of the interface of the fractions in the next zone compared with the previous one, while the device for removing one of the liquid fractions from the rotor is installed in the zone in front of the partition, the rotor is equipped with at least one additional device for removing the same fraction from the zone located behind the partition.

В отличие от известных конструкций ротор центробежного аппарата разделен по меньшей мере одной перегородкой на сообщающиеся между собой зоны и снабжен по меньшей мере одним дополнительным устройством для отвода одной из жидких фракций из зоны между перегородкой и устройством для ввода смеси в ротор. Unlike the known structures, the rotor of the centrifugal apparatus is divided by at least one partition into interconnected zones and equipped with at least one additional device for removing one of the liquid fractions from the zone between the partition and the device for introducing the mixture into the rotor.

При этом зоны рабочего объема ротора соединены с помощью по меньшей мере одного отверстия, образованного в центральной или периферийной части перегородки, а для случая разделения смеси, содержащей значительное (до 50%) количество твердого компонента, зоны рабочего объема ротора соединены кольцевой щелью, образованной наружным краем перегородки и внутренней поверхностью ротора, причем радиус вывода жидкой фракции из первой зоны меньше, чем из второй, дополнительное устройство содержит по меньшей мере одну установленную перед перегородкой трубку с входным отверстием, расположенным на меньшем расстоянии от оси ротора, чем входные отверстия в расположенных за перегородкой устройствах для вывода жидких фракций, причем трубка закреплена на роторе и крепление выполнено разъемным. In this case, the zones of the working volume of the rotor are connected using at least one hole formed in the central or peripheral part of the partition, and for the case of separation of the mixture containing a significant (up to 50%) amount of solid component, the zones of the working volume of the rotor are connected by an annular gap formed by the outer the edge of the partition and the inner surface of the rotor, and the radius of the withdrawal of the liquid fraction from the first zone is less than from the second, the additional device contains at least one installed in front of the partition th tube with an inlet located at a smaller distance from the axis of the rotor than the inlets in the devices for outputting liquid fractions located behind the baffle, and the tube is mounted on the rotor and the mount is detachable.

Такое выполнение позволяет снизить содержание жидких компонентов друг в друге при их разделении, т.е. повысить их качество. This embodiment allows to reduce the content of liquid components in each other during their separation, i.e. improve their quality.

На фиг. 1 изображен центробежный аппарат со шнековой выгрузкой осадка (твердой фракции), осевой разрез; на фиг. 2 центробежный аппарат с пакетом сепарирующих тарелок и сопловой выгрузкой осадка, осевой разрез; на фиг. 3 центробежный аппарат с ручной выгрузкой осадка и несколькими дополнительными устройствами для вывода жидких фракций, осевой разрез. In FIG. 1 shows a centrifugal apparatus with screw discharge of sediment (solid fraction), axial section; in FIG. 2 centrifugal apparatus with a package of separating plates and nozzle discharge of sediment, axial section; in FIG. 3 centrifugal apparatus with manual discharge of sediment and several additional devices for outputting liquid fractions, axial section.

Центробежный аппарат содержит ротор 1, устройство 2 для ввода смеси в ротор, устройство 3 для вывода тяжелой жидкой фракции из ротора, устройство 4 для вывода легкой жидкой фракции, дополнительное устройство 5 для вывода одной из жидких фракций, а также камеры 6, 7, 8 для сбора выведенных из ротора жидких фракций. Ротор 1 разделен перегородкой 9 на сообщающиеся между собой зоны. The centrifugal apparatus contains a rotor 1, a device 2 for introducing the mixture into the rotor, a device 3 for outputting a heavy liquid fraction from the rotor, a device 4 for outputting a light liquid fraction, an additional device 5 for outputting one of the liquid fractions, as well as chambers 6, 7, 8 for collecting liquid fractions removed from the rotor. The rotor 1 is divided by a partition 9 into interconnected zones.

Центробежный аппарат (см. фиг. 1) представляет собой осадительную шнековую центрифугу, внутри ротора 1 который расположен шнек 10 для транспортирования твердой фракции, и снабжен камерой 1 для сбора последний. The centrifugal apparatus (see Fig. 1) is a precipitation screw centrifuge, inside the rotor 1 which is located a screw 10 for transporting the solid fraction, and is equipped with a chamber 1 for collecting the latter.

Центробежный аппарат (см. фиг. 2) представляет собой тарельчатый сепаратор, на периферии ротора 1 которого расположены сопла 10 для выгрузки твердой фракции, и снабжен камерой 11 для сбора последний. Внутри ротора 1 установлены пакеты сепарирующих тарелок 12 с распределительными каналами 13. Перегородка 9 имеет входное отверстие 14 и выходное отверстие 15 для прохода смеси из нижнего пакета тарелок в верхний. The centrifugal apparatus (see Fig. 2) is a disk separator, on the periphery of the rotor 1 of which there are nozzles 10 for unloading the solid fraction, and is equipped with a chamber 11 for collecting the latter. Inside the rotor 1, packages of separating plates 12 with distribution channels 13 are installed. The partition 9 has an inlet 14 and an outlet 15 for passage of the mixture from the lower package of plates to the upper.

В соединительной центрифуге показана возможность реализации изобретения с несколькими дополнительными устройствами для вывода жидких компонентов. Она содержит еще одну перегородку 10 с окнами 11 для перетекания смеси из одной зоны в другую и еще одно дополнительное устройство 12 для вывода жидкой легкой фракции в камеру 13. The connecting centrifuge shows the possibility of implementing the invention with several additional devices for outputting liquid components. It contains another partition 10 with windows 11 for the mixture to flow from one zone to another and another additional device 12 for outputting the light liquid fraction into the chamber 13.

Центробежный аппарат работает следующим образом. Centrifugal apparatus operates as follows.

Подлежащая разделению смесь подается во вращающийся ротор 1 с помощью устройства 2. Под действием поля центробежных сил смесь распределяется по ротору 1 и разделяется на осадок (в случае, если смесь содержит твердую фракцию) и две жидких фракции: легкую и тяжелую. При этом легкая жидкая фракция располагается ближе к оси ротора, а тяжелая на периферии. В осадительной шнековой центрифуге (см. фиг. 1) осадок выгружается шнеком 10 в камеру 11, а в сепараторе (см. фиг. 2) через сопло 10 в камеру 11. Легкая и тяжелая жидкие фракции выводятся из ротора 1 через устройства 3 и 4 и дополнительное устройство 5 в камеры 6, 7, 8. The mixture to be separated is fed into the rotating rotor 1 using the device 2. Under the action of the centrifugal force field, the mixture is distributed along the rotor 1 and is divided into a precipitate (if the mixture contains a solid fraction) and two liquid fractions: light and heavy. In this case, the light liquid fraction is located closer to the axis of the rotor, and heavy on the periphery. In a precipitation screw centrifuge (see Fig. 1), the precipitate is discharged by a screw 10 into the chamber 11, and in the separator (see Fig. 2) through the nozzle 10 into the chamber 11. Light and heavy liquid fractions are removed from the rotor 1 through devices 3 and 4 and an additional device 5 to the cameras 6, 7, 8.

Поверхность раздела между жидкими компонентами располагается ближе или дальше от оси вращения ротора в зависимости от соотношения радиусов слива легкой и тяжелой жидких фракций и плотностей этих фракций. Чем меньше радиус поверхности раздела жидких фракций, чем в большей степени легкая фракция будет загрязнена тяжелой фракцией и тем более чистым получается тяжелая жидкая фракция и наоборот. Дополнительное устройство 5 для вывода легкой жидкой фракции позволяет установить два различных радиуса поверхностей раздела между легкой и тяжелой фракциями в первой и второй рабочих зонах ротора 1. Из зоны, где поверхность раздела жидких фракций смещена ближе к оси вращения ротора, отводится чистая тяжелая фракция, а из зоны, где поверхность раздела смещена дальше от оси вращения ротора 1, отводится чистая легкая фракция. При этом часть легкой фракции, загрязненной тяжелой фракцией и отводимой через устройство 4, получается незначительной по отношению к общему содержанию в смеси легкой фракции и может быть рециркулирована или доочищена на другом аппарате. Уменьшение количества загрязненной фракции при использовании изобретения снижает расходы на его повторное разделение. The interface between the liquid components is located closer or further from the axis of rotation of the rotor, depending on the ratio of the radii of discharge of light and heavy liquid fractions and the densities of these fractions. The smaller the radius of the interface between the liquid fractions, the more the light fraction will be contaminated with the heavy fraction and the more pure the heavy liquid fraction will be and vice versa. An additional device 5 for outputting a light liquid fraction allows you to set two different radii of the interface between the light and heavy fractions in the first and second working zones of the rotor 1. From the zone where the interface of the liquid fractions is shifted closer to the axis of rotation of the rotor, a clean heavy fraction is discharged, and from the zone where the interface is shifted further from the axis of rotation of the rotor 1, a clean light fraction is removed. In this case, a part of the light fraction contaminated with the heavy fraction and discharged through the device 4 is insignificant with respect to the total content of the light fraction in the mixture and can be recycled or further treated on another device. Reducing the amount of contaminated fraction when using the invention reduces the cost of re-separation.

Еще большее снижение количества загрязненной фракции достигается в аппарате, изображенном на фиг. 3, где чистая тяжелая фракция выводится из ротора 1 через устройство 3 в камеру 6 и через дополнительное устройство 5 в камеру 8, чистая легкая фракция через дополнительное устройство 12 в камеру 13, а загрязненная легкая фракция через устройство 4 в камеру 7. An even greater reduction in the amount of contaminated fraction is achieved in the apparatus of FIG. 3, where the pure heavy fraction is discharged from the rotor 1 through the device 3 into the chamber 6 and through the additional device 5 into the chamber 8, the pure light fraction through the additional device 12 into the chamber 13, and the contaminated light fraction through the device 4 into the chamber 7.

Claims

CENTRIFUGAL APPARATUS FOR SEPARATING A MIXTURE OF TWO LIQUID AND ONE SOLID FRACTIONS, containing a rotor of cylindrical or cylindrical shape, a device for introducing the mixture into the rotor and a device for removing light and heavy liquid fractions from the rotor, characterized in that, in order to increase separation efficiency by reducing the concentration of each of the liquid fractions in another liquid fraction, the inner cavity of the rotor is divided by at least one baffle into overflow zones communicating with each other along the course of the mixture light and heavy fractions from zone to zone and changes in the location of the fraction boundary in the subsequent zone compared to the previous one, while a device for removing one of the liquid fractions from the rotor is installed in the zone in front of the partition, and the rotor is equipped with at least one additional device for removal the same fraction from the zone located behind the partition.