RU2104802C1

RU2104802C1 - Centrifugal separator

Info

Publication number: RU2104802C1
Application number: RU96118727A
Authority: RU
Inventors: Александр Тимофеевич Борисов; Борис Васильевич Еремин; Владимир Иванович Николаичев; Игорь Алексеевич Сеславинский
Original assignee: Александр Тимофеевич Борисов; Борис Васильевич Еремин; Владимир Иванович Николаичев; Игорь Алексеевич Сеславинский
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: centrifugal separation of liquid mixtures, food, dairy and meet industry. SUBSTANCE: centrifugal separator has drum put on shaft. Inside drum there are plate holder with central cavity, package of plates, chambers to supply separated liquid into package of plates, feeding and gas release conduits connecting central cavity of plate holder with mentioned chambers and receiving and discharge gear. Drum is fitted with gas separation chambers communicating with feeding and gas release and chambers to supply separated liquid into package of plates. Walls of each gas separating chamber are curvilinear for impact-free turn of stream of liquid before it is injected into package of plates. EFFECT: increased productivity. 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике центробежного разделения жидких смесей и может быть использовано в молочной, мясной и других отраслях промышленности. The invention relates to techniques for centrifugal separation of liquid mixtures and can be used in dairy, meat and other industries.

Известен центробежный сепаратор, содержащий барабан, включающий тарелкодержатель с центральной полостью и помещенным в ней стаканом для раскручивания исходной жидкости, пакет тарелок, питающие каналы, соединяющие полость тарелкодержателя с пакетом тарелок, приемно-выводное устройство, включающее установленную по оси барабана питающую трубу для ввода сепарируемой жидкости в полость тарелкодержателя и привод /1/. Known centrifugal separator containing a drum, including a plate holder with a Central cavity and placed in it a glass for untwisting the source fluid, a package of plates, feed channels connecting the cavity of the plate holder with a package of plates, a receiving-output device including a feed pipe mounted along the axis of the drum for inputting the separated fluid into the cavity of the plate holder and drive / 1 /.

Недостатками этого сепаратора является низкое качество сепарирования и в связи с этим большие потери дисперсной фазы. The disadvantages of this separator is the low quality of separation and in this regard, large losses of the dispersed phase.

Это обусловлено недостаточным удалением газа из исходной жидкости (лишь из полости тарелкодержателя) и разрушением дисперсной фазы из-за резких изменений скорости при выходе жидкости из питающей трубы, при выходе из каналов в стакане, а также из-за механического воздействия на жидкость нагнетающими ребрами, расположенными в полости тарелкодержателя. This is due to the insufficient removal of gas from the initial liquid (only from the plate holder cavity) and the destruction of the dispersed phase due to sudden changes in speed when the liquid leaves the supply pipe, when leaving the channels in the glass, and also due to the mechanical action of the liquid by injection ribs, located in the cavity of the plate holder.

Ближайшим техническим решением к предложенному является центробежный сепаратор, содержащий барабан, включающий тарелкодержатель с центральной полостью, пакет тарелок, питающие камеры, расположенные в тарелкодержателе для подвода сепарируемой жидкости к пакету тарелок, питающие и газоотводные каналы, соединяющие полость тарелкодержателя с питающими камерами, приемно-выводное устройство, включающее установленную по оси барабана питающую трубу для ввода сепарируемой жидкости в полость тарелкодержателя, и привод /2/. The closest technical solution to the proposed one is a centrifugal separator containing a drum, including a plate holder with a central cavity, a package of plates, feeding chambers located in a plate holder for supplying the separated liquid to the plate package, supply and gas channels connecting the cavity of the plate holder with feeding chambers, receiving and output a device comprising a feed pipe mounted along the axis of the drum for introducing the separated liquid into the cavity of the tray holder, and a drive / 2 /.

Недостатком этого сепаратора является пониженное качество сепарирования и в связи с этим повышенные потери дисперсной фазы. Это обусловлено недостаточным удалением газа из исходной жидкости, производимым через боковое отверстие в питающем канале, при этом на части длины питающего канала, примыкающей к питающей камере, происходят выделение газа и его унос в пакет тарелок, а также разрушением дисперсной фазы из-за резкого поворота потока на выходе жидкости из питающего канала в питающую камеру. The disadvantage of this separator is the reduced quality of separation and, therefore, increased loss of the dispersed phase. This is due to the insufficient removal of gas from the initial liquid produced through a side opening in the supply channel, while gas is released and carried into the plate package on a part of the length of the supply channel adjacent to the supply chamber, as well as the destruction of the dispersed phase due to a sharp turn flow at the outlet of the fluid from the feed channel to the feed chamber.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества сепарирования, а значит, в уменьшении потерь дисперсной фазы сепарируемой жидкости. The technical result of the invention is to improve the quality of separation, and therefore, to reduce the loss of the dispersed phase of the separated liquid.

Это достигается тем, что в предложенном центробежном сепараторе, включающем установленный на валу барабан, содержащий тарелкодержатель с центральной полостью, пакет тарелок, расположенные в тарелкодержателе камеры для подвода сепарируемой жидкости в пакет тарелок, питающие и газоотводные каналы, соединяющие центральную полость тарелкодержателя с указанными камерами, приемно-выводное устройство с установленной по оси барабана трубой для ввода сепарируемой жидкости в полость тарелкодержателя и привод барабана, последний снабжен газоотделительными камерами, сообщенными с питающими и газоотводящими каналами и камерами для подвода сепарируемой жидкости в пакет тарелок, при этом стенки каждой газоотделительной камеры выполнены криволинейными для безударного поворота в ней потока жидкости перед вводом в пакет тарелок. This is achieved by the fact that in the proposed centrifugal separator, which includes a drum mounted on the shaft, containing a plate holder with a central cavity, a package of plates located in the plate holder of the chamber for supplying the separated liquid to the plate package, supply and gas channels connecting the Central cavity of the plate holder with these cameras, receiving and output device with a pipe installed along the drum axis for introducing the separated liquid into the cavity of the tray holder and the drum drive, the latter being equipped with a gas separation chambers in communication with the supply and exhaust channels and chambers for supplying the separated liquid to the plate package, while the walls of each gas separation chamber are curved for shockless rotation of the liquid stream in it before entering the plate package.

На фиг. 1 схематично изображен центробежный сепаратор в продольном разрезе, на фиг. 2 - камера для подвода сепарируемой жидкости и газоотделительная камера в продольном разрезе; на фиг. 3 на разрез по А-А фиг. 2. In FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a centrifugal separator; FIG. 2 - a chamber for supplying the separated liquid and a gas separation chamber in longitudinal section; in FIG. 3 to a section along AA of FIG. 2.

Центробежный сепаратор включает установленный на валу 1 барабан 2, содержащий основание 3, крышку 4, тарелкодержатель 5 с центральной полостью 6 и конусообразным основанием 7, пакет тарелок 8, размещенный на тарелкодержателе, выполненные в его основании камеры 9 для подвода сепарируемой жидкости в пакет тарелок, питающие 10 и газоотводные 11 каналы, соединяющие центральную полость тарелкодержателя с камерами 9, приемно-выводное устройство, состоящее из установленной по оси барабана неподвижно трубы 12 для ввода сепарируемой жидкости в полость тарелкодержателя и напорных дисков 13 для отвода разделенных фракций, и привод 14 барабана. Тарелкодержатель имеет на внутренней поверхности в центрально полости кольцевую проточку 15, которая сообщена с газоотводящими каналами. The centrifugal separator includes a drum 2 mounted on the shaft 1, comprising a base 3, a cover 4, a tray holder 5 with a central cavity 6 and a cone-shaped base 7, a tray of plates 8 placed on a tray holder, chambers 9 made in its base for supplying the separated liquid to the tray package, supplying 10 and gas outlet 11 channels connecting the Central cavity of the plate holder with cameras 9, a receiving-output device, consisting of a pipe 12 fixed along the axis of the drum to enter the separated liquid into the cavity t areelkoderzhatel and pressure disks 13 for removal of the separated fractions, and the drive 14 of the drum. The plate holder has an annular groove 15 on the inner surface of the central cavity, which is in communication with the exhaust channels.

Поперечное сечение полости 6 имеет радиус меньше радиуса перелива отсепарированных фракций из барабана, что позволяет исключить образование гидрозатвора при поступлении жидкости в питающие каналы 10 и обходиться без нагнетающих ребер в полости 6. Питающие каналы образованы сужающимися пазами, выполненными в основании 3 барабана, и внутренней поверхностью конусообразного основания тарелкодержателя. The cross section of the cavity 6 has a radius less than the radius of the overflow of the separated fractions from the drum, which eliminates the formation of a water seal when liquid enters the supply channels 10 and dispenses with injection ribs in the cavity 6. The supply channels are formed by tapering grooves made in the base 3 of the drum and the inner surface cone-shaped base of the plate holder.

Суммарное поперечное сечение каналов 10 меньше поперечного сечения полости 6, что позволяет при работе сепаратора поддерживать уровень поступающей исходной жидкости выше среза трубы 12 и тем самым обеспечить "мягкий" безударный ввод жидкости в виде затопленной струи в полость 6. The total cross-section of the channels 10 is less than the cross-section of the cavity 6, which allows the separator to maintain the level of the incoming source liquid above the cut of the pipe 12 and thereby provide a “soft” shock-free liquid inlet in the form of a flooded stream into the cavity 6.

Барабан снабжен газоотделительными камерами 16, выполненными в его основании 3 и снабженными вставками 17, образующими криволинейные стенки для безударного поворота в нем потока жидкости перед вводом в пакет тарелок. Вставки 17 выполнены из материала, более прочного чем материал основания 3, для защиты от эрозии, возникающей от воздействия протекающей жидкости. The drum is equipped with gas separation chambers 16, made in its base 3 and provided with inserts 17 that form curved walls for shockless rotation of the fluid flow in it before entering the plate package. The inserts 17 are made of a material more durable than the material of the base 3, to protect against erosion arising from the action of a flowing fluid.

Каждая газоотделительная камера 16 отделена от камеры 9 перегородкой 18, в которой для ввода исходной жидкости выполнено конусное отверстие 19, обеспечивающее плавное расширение струи жидкости, протекающей через камеру в пакет тарелок 8. Газоотделительная камера 16 соединена с каналом 20 с газоотводным каналом 11. Each gas separation chamber 16 is separated from the chamber 9 by a baffle 18, in which a conical hole 19 is made for introducing the initial liquid, which provides a smooth expansion of the jet of liquid flowing through the chamber to the stack of plates 8. The gas separation chamber 16 is connected to the channel 20 with the gas outlet channel 11.

Сепаратор работает следующим образом. The separator works as follows.

Исходная жидкость вводится в процессе работы через неподвижную трубу 12 в центральную полость 6 тарелкодержателя 5, где приобретает начальное вращение и поступает в питающие каналы 10, Поступление в них жидкости происходит за счет подпора, создаваемого столбом жидкости в полости 6, без какого-либо механического воздействия. В каждом питающем канале 10 исходная жидкость протекает в виде слоя со свободной поверхностью 21 (см. фиг. 3), прижатого к стенке 22 питающего канала, обращенной по направлению вращения сепаратора. По питающим каналам 9 жидкость поступает в газоотделительные камеры 16 и затем, направляемая вставкой 17, вводится через конусные отверстия 19 в перегородках 18 в камеры 9. Из них она поступает в пакет тарелок 8, где происходит процесс сепарации. Отсепарированные фракции жидкости выводятся из барабана с помощью напорных дисков 13. Газ, выделяющийся из исходной жидкости с ее свободной поверхности 21 в газоотделительных камерах 16, выводится по каналам 20 и газоотделительных камерах 16, выводится по каналам 20 в газоотводные каналы 11, куда также отводится и газ, выделяющийся в камерах 9. о газоотводным каналам 11 газ поступает в кольцевую проточку 15, откуда выходит за пределы барабана через вертикальные отверстия в напорных дисках 13 и по вертикальным кольцевым зазорам между вращающимися и неподвижными деталями сепаратора. The initial fluid is introduced during operation through a fixed tube 12 into the central cavity 6 of the tray holder 5, where it acquires the initial rotation and enters the feed channels 10. The flow of fluid into them occurs due to the backwater created by the fluid column in the cavity 6, without any mechanical impact . In each feed channel 10, the initial fluid flows in the form of a layer with a free surface 21 (see Fig. 3), pressed against the wall 22 of the feed channel, facing in the direction of rotation of the separator. Through the supply channels 9, the liquid enters the gas separation chambers 16 and then, guided by the insert 17, is introduced through the conical openings 19 in the partitions 18 into the chambers 9. Of these, it enters the package of plates 8, where the separation process takes place. The separated fractions of the liquid are discharged from the drum using pressure disks 13. The gas released from the initial liquid from its free surface 21 in the gas separation chambers 16 is discharged through the channels 20 and gas separation chambers 16, is discharged through the channels 20 to the gas discharge channels 11, where it is also discharged and the gas released in the chambers 9. about the gas outlet channels 11, the gas enters the annular groove 15, from where it extends beyond the drum through vertical holes in the pressure disks 13 and along the vertical annular gaps between the rotating and epodvizhnymi separator items.

Основной газоотвод производится в газоотделительной камере, соединенной с газоотводящим каналом. Оставшийся в жидкости газ, выделяясь в камере 9, отводится по газоотводящему каналу в полость тарелкодержателя. Вследствие такового последовательного газоотвода в двух камерах достигается наиболее полное удаление выделяющегося из сепарируемой жидкости газа и уменьшение его уноса в пакет тарелок. Наличие криволинейных стенок в загоотделительной камере обеспечивает плавный поворот потока жидкости без вредных завихрений и ударов, разрушающих дисперсную фазу жидкости. Таким образом, благодаря наличию газоотделительных камер с криволинейными стенками в барабане сепаратора достигается улучшение качества сепарирования и, значит, уменьшение потерь дисперсной фазы сепарируемой жидкости. The main gas outlet is made in a gas separation chamber connected to the gas exhaust channel. The gas remaining in the liquid, released in the chamber 9, is discharged through the exhaust channel into the cavity of the plate holder. Due to such a sequential gas outlet in two chambers, the most complete removal of the gas released from the separated liquid and the reduction of its entrainment into the plate package is achieved. The presence of curved walls in the separation chamber ensures a smooth rotation of the fluid flow without harmful swirls and shocks that destroy the dispersed phase of the fluid. Thus, due to the presence of gas separation chambers with curved walls in the separator drum, an improvement in the quality of separation is achieved and, therefore, a decrease in the loss of the dispersed phase of the separated liquid.

Уменьшение потерь дисперсной фазы в предложенном сепараторе позволит без увеличения габаритов барабана за счет улучшения качества сепарирования увеличить его производительность и тем самым снизить удельные затраты электроэнергии. Reducing the loss of the dispersed phase in the proposed separator will allow without increasing the dimensions of the drum by improving the quality of separation to increase its productivity and thereby reduce the specific cost of electricity.

Claims

A centrifugal separator, including a drum mounted on the shaft, containing a plate holder with a central cavity, a package of plates located in the plate holder of the chamber for supplying the separated liquid to the plate package, supply and exhaust ducts connecting the central cavity of the plate holder with the indicated chambers, a receiving and output device with installed the axis of the drum with a pipe for introducing the separated liquid into the cavity of the plate holder and the drum drive, characterized in that the latter is equipped with gas separation chambers The troughs connected with the supply and exhaust channels and chambers for supplying the separated liquid to the plate package, while the walls of each gas separation chamber are made curved for shockless rotation of the liquid flow in it before entering the plate package.