RU2191636C1

RU2191636C1 - Receiving-and-discharging device of airtight centrifugal separator

Info

Publication number: RU2191636C1
Application number: RU2001105141A
Authority: RU
Inventors: Р.К. Кильметов; К.А. Атаманенко
Original assignee: ОАО "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко"
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-10-27

Abstract

FIELD: equipment for separating mixture of two fluids in field of centrifugal forces. SUBSTANCE: receiving-and-discharging device includes centrifugal pumps for discharge of separated fractions. Centrifugal pumps have chambers installed on separator cover and accommodating impellers attached to shaft. Located on said shaft are bushing forming concentric channels for supply of heavy and light fractions to centrifugal pumps. Inlet channel of initial fluid is located inside device shaft which is rigidly connected with shaft of separator drum. Device has contactless seals of centrifugal pump chambers including circular chambers accommodating impellers mounted on shaft. Said impellers during their rotation form a circular layer of heavy fraction in said chambers. EFFECT: increased service life, and reduced expenditures for servicing of separator. 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для разделения смеси двух жидкостей в поле действия центробежных сил, а более конкретно к устройствам для подвода исходной жидкости в барабан центробежного сепаратора и отвода продуктов сепарации из него. The invention relates to equipment for separating a mixture of two liquids in the field of action of centrifugal forces, and more particularly to a device for supplying a source liquid to a centrifugal separator drum and removing separation products from it.

Известно приемно-отводное устройство центробежного сепаратора, содержащее неподвижные напорные диски, закрепленные на вертикально расположенной трубе, внутри которой выполнен канал для подвода исходной жидкости в барабан. Напорные диски расположены внутри вращающихся отводных камер барабана, в котором выполнены каналы для подвода к отводным камерам разделенных фракций (ЕР N 0148598 В1, 24.02.88, В 04 В 11/00). It is known the receiving and tapping device of a centrifugal separator containing fixed pressure disks mounted on a vertically arranged pipe, inside of which a channel is made for supplying the initial liquid to the drum. Pressure disks are located inside the rotating outlet chambers of the drum, in which channels are made for supplying divided fractions to the outlet chambers (EP N 0148598 B1, 02.24.88, 04 V 11/00).

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно обеспечивает лишь частичную герметичность сепаратора, т.к. отводные камеры барабана сообщаются с воздушной полостью внутри сепаратора, что приводит к постоянному контакту разделенных фракций с воздухом, что ухудшает качество продуктов сепарации, например, при сепарации молока. The disadvantage of this device is that it provides only partial tightness of the separator, because drum exhaust chambers communicate with the air cavity inside the separator, which leads to constant contact of the separated fractions with air, which affects the quality of the separation products, for example, during milk separation.

Ближайшим техническим решением к предложенному является приемно-отводное устройство герметичного центробежного сепаратора, включающее центробежные насосы для отвода разделенных фракций, содержащие установленные неподвижно на крышке сепаратора камеры и расположенные в них рабочие колеса, укрепленные на валу, размещенные на нем втулки, образующие концентрично расположенные каналы подвода легкой и тяжелой фракций к центробежным насосам (РСТ WО 90/05572, 31.05.1990г., фиг.3). The closest technical solution to the proposed one is a receiving and diverting device of a sealed centrifugal separator, including centrifugal pumps for discharging the separated fractions, containing stationary mounted chambers on the cover of the separator and impellers mounted on the shaft, bushings placed on it, forming concentrically arranged supply channels light and heavy fractions for centrifugal pumps (PCT WO 90/05572, 05/31/1990, figure 3).

По обе стороны каждой из камер центробежных насосов установлены контактные торцовые уплотнения, исключающие перетекание отводимых фракций из камеры одного насоса в камеру другого, а также исключающие утечку фракций наружу. Канал подвода исходной жидкости размещен внутри вертикального вала барабана. On both sides of each of the chambers of centrifugal pumps, contact mechanical seals are installed, which exclude the flow of the removed fractions from the chamber of one pump into the chamber of the other, and also exclude leakage of fractions to the outside. The channel for supplying the source fluid is placed inside the vertical shaft of the drum.

Недостаток известного приемно-отводного устройства заключается в том, что установленные в нем контактные торцовые уплотнения конструктивно сложны, дороги в изготовлении, а их трущиеся элементы при работе устройства подвержены износу и требуют при работе постоянной подачи охлаждающей жидкости. A disadvantage of the known receiving-diverting device is that the contact mechanical seals installed in it are structurally complex, expensive to manufacture, and their friction elements are subject to wear during operation of the device and require a constant supply of coolant during operation.

В результате этого контактные уплотнения ограничивают продолжительность непрерывной работы сепаратора из-за необходимости замены изношенных деталей на новые, что удорожает затраты на обслуживание сепаратора. As a result of this, contact seals limit the duration of continuous operation of the separator due to the need to replace worn parts with new ones, which increases the cost of maintaining the separator.

Технический результат изобретения заключается в повышении ресурса работы приемно-отводного устройства и сепаратора в целом, снижении затрат на обслуживание сепаратора, при обеспечении герметичности, исключающей также контакт продуктов сепарации с воздухом. The technical result of the invention is to increase the service life of the receiving-outlet device and the separator as a whole, reducing the cost of maintaining the separator, while ensuring tightness, which also eliminates the contact of separation products with air.

Для достижения этого результата предложенное приемно-отводное устройство герметичного центробежного сепаратора для разделения смеси жидкостей включает центробежные насосы для отвода разделенных фракций, содержащие установленные неподвижно на крышке сепаратора камеры насосов и расположенные в них рабочие колеса, укрепленные на валу, размещенные на нем втулки, образующие концентрично расположенные каналы подвода легкой и тяжелой фракций к центробежным насосам и входной канал для подвода исходной жидкости. To achieve this result, the proposed receiving-diverting device of a sealed centrifugal separator for separating a mixture of liquids includes centrifugal pumps for removing the separated fractions, containing stationary pump chambers and the impellers mounted on them on the shaft, mounted on the shaft, bushings placed on it, forming concentric located channels for supplying light and heavy fractions to centrifugal pumps and an inlet channel for supplying the initial liquid.

Устройство снабжено бесконтактными уплотнениями камер центробежных насосов, состоящими из кольцевых камер и размещенных в них и укрепленных на валу импеллеров, образующих при вращении в этих камерах кольцевой слой тяжелой фракции, при этом входной канал для исходной жидкости расположен внутри вала устройства, причем этот вал жестко связан с барабаном сепаратора. The device is equipped with non-contact seals of centrifugal pump chambers, consisting of annular chambers and impellers placed on them and mounted on the shaft, forming an annular layer of heavy fraction during rotation in these chambers, while the input channel for the initial fluid is located inside the device shaft, and this shaft is rigidly connected with a separator drum.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен продольный разрез приемно-отводного устройства с элементами его крепления к крышке и барабану сепаратора. The invention is illustrated by a drawing, which schematically shows a longitudinal section of a receiving-outlet device with elements of its attachment to the lid and the drum of the separator.

Приемно-отводное устройство герметичного центробежного сепаратора включает камеры 1 и 2 центробежных насосов, закрепленные на крышке 3 сепаратора через переходник 4, рабочие колеса 5 и 6 центробежных насосов, закрепленные на валу 7, на котором закреплена также втулка 8 и обтекатель 9, образующие концентричные каналы 10 и 11 для протока разделенных фракций. The receiving and receiving device of a sealed centrifugal separator includes chambers 1 and 2 of a centrifugal pump, mounted on the cover 3 of the separator through an adapter 4, impellers 5 and 6 of a centrifugal pump, mounted on a shaft 7, on which a sleeve 8 and a fairing 9 are also fixed, forming concentric channels 10 and 11 for the flow of the separated fractions.

Внутренние стенки 12, 13 камер 1 и 2 центробежных насосов, стенка 14 переходника 4 образуют кольцевые камеры 15, 16 и 17, внутри которых размещены установленные на валу 7 импеллеры 18, 19 и 20 с рабочими лопатками на обеих сторонах. Вал 7 выполнен полым и его внутренняя сквозная расточка образует канал 21 для подвода в барабан 22 исходной жидкости, при этом вал 7 жестко связан с валом барабана 22 через тарелкодержатель 23. The inner walls 12, 13 of the chambers 1 and 2 of the centrifugal pumps, the wall 14 of the adapter 4 form the annular chambers 15, 16 and 17, inside of which there are installed impellers 18, 19 and 20 with working blades on both sides. The shaft 7 is made hollow and its internal through bore forms a channel 21 for supplying the source liquid into the drum 22, while the shaft 7 is rigidly connected to the shaft of the drum 22 through the plate holder 23.

К камере 1 центробежного насоса прикреплена входная крышка 24 с патрубком 25 для подвода исходной жидкости. An inlet cover 24 is attached to the centrifugal pump chamber 1 with a nozzle 25 for supplying the initial liquid.

Приемно-отводное устройство работает следующим образом. The receiving and tapping device operates as follows.

Разделяемая исходная жидкость, например молоко, по патрубку 25 входной крышки 24 подается в канал 21 внутри вала 7, далее через тарелкодержатель 23 в барабан 22. The separated initial liquid, for example milk, is supplied through the pipe 25 of the inlet cover 24 to the channel 21 inside the shaft 7, then through the plate holder 23 to the drum 22.

В барабане 22 при его вращении осуществляется разделение молока на тяжелую (обрат) и легкую (сливки) фракции. Тяжелая фракция отводится из барабана 22 по каналу 11 в рабочее колесо 6 камеры 2, а легкая фракция по каналу 10 - в рабочее колесо 5 камеры 1. In the drum 22, when it is rotated, milk is separated into a heavy (reverse) and light (cream) fraction. The heavy fraction is discharged from the drum 22 through the channel 11 into the impeller 6 of the chamber 2, and the light fraction along the channel 10 into the impeller 5 of the chamber 1.

В каждую из кольцевых камер 15, 16 и 17 благодаря расположенным в них импеллерам 18, 19 и 20 происходит нагнетание одновременно как легкой, так и тяжелой фракций, в результате чего в кольцевых камерах 15, 16 и 17 на периферии образуется кольцевой слой из более тяжелой фракции. /Молоко по отношению к сливкам также является более тяжелой фракцией/. Due to the impellers 18, 19 and 20 located in each of the annular chambers 15, 16 and 17, both light and heavy fractions are injected simultaneously, as a result of which an annular layer of heavier is formed in the annular chambers 15, 16 and 17 fractions. / Milk in relation to cream is also a heavier fraction /.

Образованный кольцевой слой из более тяжелой фракции препятствует перетеканию легкой фракции в сторону насоса подачи тяжелой фракции. Также и тяжелая фракция из кольцевой камеры не может перетекать в сторону насоса подачи легкой фракции, т. к. лопатки на торце импеллера со стороны легкой фракции препятствует этому. The formed annular layer from the heavier fraction prevents the flow of the light fraction towards the heavy feed pump. Also, the heavy fraction from the annular chamber cannot flow towards the pump for feeding the light fraction, since the blades on the end of the impeller from the side of the light fraction prevent this.

Таким образом, импеллеры 18, 19 и 20, размещенные в кольцевых камерах 15, 16 и 17, обеспечивают полную герметичность полостей приемно-отводного устройства, при этом внутри полостей приемно-отводного устройства отсутствует контакт продуктов сепарации с воздухом. Импеллеры работают как бесконтактные уплотнения камер 1 и 2 центробежных насосов и не подвержены механическому износу в отличие от торцовых уплотнений. Thus, the impellers 18, 19 and 20, placed in the annular chambers 15, 16 and 17, provide complete tightness of the cavities of the receiving and removing device, while inside the cavities of the receiving and removing device there is no contact of the separation products with air. Impellers work as non-contact seals of chambers 1 and 2 of centrifugal pumps and are not subject to mechanical wear, unlike mechanical seals.

При работе приемно-отводного устройства не требуется подача никаких охлаждающих жидкостей, что упрощает эксплуатацию сепаратора. During the operation of the receiving-diverting device, no coolant is required, which simplifies the operation of the separator.

Таким образом, конструкция предложенного приемно-отводного устройства обеспечивает герметичность при упрощении и удешевлении затрат на изготовление и эксплуатацию центробежного сепаратора. Thus, the design of the proposed receiving and tapping device provides tightness while simplifying and cheapening the cost of manufacturing and operating a centrifugal separator.

Claims

Reception and diversion device of a sealed centrifugal separator for separating liquid, mainly milk, including centrifugal pumps for discharging the separated fractions, containing stationary mounted chambers on the cover of the separator and impellers mounted on the shaft, bushings placed on it, forming concentrically arranged supply channels heavy and light fractions to centrifugal pumps, and the input channel for the original liquid, characterized in that it is equipped with contactless seals Kame p of centrifugal pumps, consisting of annular chambers and impellers placed in them and mounted on the shaft, forming an annular layer of a heavy fraction during rotation in these chambers, while the input fluid inlet channel is located inside the device shaft, this shaft being rigidly connected to the separator drum shaft.