RU2194561C1

RU2194561C1 - Self-discharging liquid separator

Info

Publication number: RU2194561C1
Application number: RU2001110557/12A
Authority: RU
Inventors: В.А. Старокожев; А.В. Старокожев
Original assignee: Старокожев Виктор Алексеевич; Старокожев Алексей Викторович; Старокожев Александр Викторович
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2002-12-20

Abstract

FIELD: separation of liquids, particularly, liquid separators with periodic centrifugal discharge of sediments; applicable in dairy and meat, chemical and other industries, and in agriculture. SUBSTANCE: self-discharging liquid separator has drum mounted on vertical shaft and including base and cover with sealing ring, plate holder with a set of conical plates, piston with sealing edge and channel in piston body coming to sealing edge, buffer chamber under piston, chamber for controlling liquid, channel in base for partial withdrawal of buffer liquid from buffer chamber. Channel in piston body communicates buffer chamber. Chamber for controlling liquid is made in base and is communicated by means of radial channel with base outer surface. Channel for partial withdrawal of buffer liquid from buffer chamber is communicated with radial channel. EFFECT: simplified design, reduced drum metal usage and liquid (water) consumption for controlling operation of mechanism for sediment centrifugal discharge. 3 dwg

Description

Изобретение относится к жидкостным сепараторам с периодической центробежной выгрузкой осадка, использующимся в мясомолочной, пищевой, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to liquid separators with periodic centrifugal discharge of sludge used in meat and dairy, food, chemical and other industries.

Известен сепаратор а.с. 1667933 СССР, содержащий установленный на вертикальном валу барабан, включающий основание и крышку с уплотнительным кольцом, тарелкодержатель с пакетом конических тарелок, поршень с уплотняющей кромкой и каналом, имеющим выход к уплотняющей кромке, буферную камеру, камеру для управляющей жидкости, канал в основании для вывода буферной жидкости из буферной камеры. Known separator and.with. 1667933 USSR, containing a drum mounted on a vertical shaft, including a base and a cover with a sealing ring, a plate holder with a package of conical plates, a piston with a sealing edge and a channel having an outlet to the sealing edge, a buffer chamber, a chamber for the control fluid, a channel in the base for output buffer fluid from the buffer chamber.

Однако образованная между поршнем и специальным диском камера для управляющей жидкости у этого сепаратора усложняет конструкцию и увеличивает металлоемкость барабана, а также к недостатку этой конструкции следует отнести и повышенный расход управляющей жидкости. However, the chamber for the control fluid formed between the piston and the special disk in this separator complicates the design and increases the metal consumption of the drum, and the increased consumption of the control fluid should also be attributed to the drawback of this design.

Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции, снижении металлоемкости барабана и уменьшении расхода жидкости (воды) на управление работой механизма центробежными разгрузками осадка. The technical result of the invention is to simplify the design, reduce the metal consumption of the drum and reduce the flow of liquid (water) to control the operation of the mechanism by centrifugal discharge of sediment.

Для достижения этого результата в предложенном сепараторе канал в поршне, имеющий выход к уплотняющей кромке, сообщен с буферной камерой, камера для управляющей жидкости выполнена в основании и сообщена радиальным каналом с наружной поверхностью основания, при этом канал для вывода буферной жидкости из буферной камеры сообщен с радиальным каналом. To achieve this result, in the proposed separator, the channel in the piston having an outlet to the sealing edge is in communication with the buffer chamber, the control fluid chamber is made in the base and communicated with a radial channel with the outer surface of the base, while the channel for withdrawing the buffer fluid from the buffer chamber is communicated with radial channel.

На фигуре 1 представлен установленный на вертикальном валу барабан сепаратора в частичном разрезе с питающей трубой, напорными дисками для вывода легкой и тяжелой фракций и устройством для подачи в барабан буферной и управляющей жидкости, а на фигуре 2, 3 представлены варианты исполнения. Figure 1 shows a separator drum mounted on a vertical shaft in partial section with a feed pipe, pressure disks for outputting light and heavy fractions and a device for supplying buffer and control fluid to the drum, and Figures 2, 3 show embodiments.

Саморазгружающийся сепаратор жидкости содержит установленный на вертикальном валу 1 барабан, включающий основание 2 и крышку 3 с уплотнительным кольцом 4, скрепленные кольцевой гайкой 5, тарелкодержатель 6 с пакетом конических тарелок 7, поршень 8 с уплотняющей кромкой 9 и сообщенным с ней и буферной камерой 10 каналом 11 в теле поршня. В днище основания выполнен канал 12 для частичного вывода буферной жидкости из буферной камеры и радиальный канал 13, сообщенный с камерой для управляющей жидкости 14, сообщенной радиальным каналом с наружной поверхностью основания, при этом канал 12 и канал радиальный 13 сообщены между собой. В основании барабана также выполнена приемная камера 15 для буферной жидкости, сообщенная каналом 16 с буферной камерой 10, а под основанием размещены устройства 17 и 18 для подачи буферной и управляющей жидкости. The self-unloading liquid separator contains a drum mounted on a vertical shaft 1, including a base 2 and a cover 3 with a sealing ring 4, fastened with a ring nut 5, a plate holder 6 with a package of conical plates 7, a piston 8 with a sealing edge 9 and a channel communicated with it and the buffer chamber 10 11 in the piston body. In the bottom of the base there is a channel 12 for partial withdrawal of the buffer fluid from the buffer chamber and a radial channel 13 in communication with the chamber for the control fluid 14 communicated by the radial channel with the outer surface of the base, while the channel 12 and the radial channel 13 are interconnected. At the base of the drum there is also a receiving chamber 15 for buffer fluid, communicated by channel 16 with the buffer chamber 10, and devices 17 and 18 for supplying the buffer and control fluid are placed under the base.

В верхней части барабана размещены с зазорами питающая труба 19 и напорные диски 20 и 21 для вывода легкой и тяжелой фракций. In the upper part of the drum, a feed pipe 19 and pressure disks 20 and 21 are placed with gaps to output light and heavy fractions.

На фиг. 2, 3 показаны 2 варианта выполнения устройства, в которых вход канала 12 в канал 13 расположен на меньшем радиусе R₂ по сравнению с рассчетным R₁, при этом радиус выхода канала 12 из буферной камеры может быть увеличенным от рассчетного, что в совокупности позволит повысить четкость работы механизма разгрузки осадка и значительно сократить расход буферной жидкости.In FIG. 2, 3 show 2 embodiments of the device in which the input of channel 12 to channel 13 is located at a smaller radius R ₂ compared to the calculated R ₁ , while the radius of the output of channel 12 from the buffer chamber can be increased from the calculated one, which together will increase the clarity of the operation of the sediment unloading mechanism and significantly reduce the consumption of buffer fluid.

Варианты исполнения устройства показаны схематично в разрезе по вертикальной плоскости. При конструкторском исполнении следует выбирать наиболее рациональное взаимное расположение канала 12, радиального канала 13 и камер 14 и 15. Embodiments of the device are shown schematically in section along a vertical plane. When designing, you should choose the most rational mutual arrangement of the channel 12, the radial channel 13 and the cameras 14 and 15.

Работает сепаратор следующим образом. The separator operates as follows.

После набора рабочей частоты вращения барабана из устройства 17 в приемную камеру 15 подается буферная жидкость (вода), которая через канал 16 заполняет буферную камеру 10 и поршень 8 под гидростатическим давлением поднимается вверх, упираясь в уплотнительное кольцо крышки 4, надежно запирая рабочую полость барабана, причем количество буферной воды подается значительно больше в единицу времени утечки ее через каналы 11 и 12, а избыток ее, переливаясь через кольцевой бурт камеры 15, поступает в сборник под барабаном (на чертеже не показан). После закрытия поршня подача буферной жидкости прекращается, а остается только подача подпитывающей воды в количестве, превышающем ее выход через каналы 12 и 13. В таком состоянии сепаратор готов к работе. After setting the working frequency of the drum’s rotation from the device 17, a buffer liquid (water) is supplied to the receiving chamber 15, which fills the buffer chamber 10 through the channel 16 and the piston 8 rises up under hydrostatic pressure, resting against the sealing ring of the cover 4, reliably locking the working cavity of the drum, moreover, the amount of buffer water is supplied much more per unit time of its leakage through channels 11 and 12, and its excess, overflowing through the annular shoulder of chamber 15, enters the collector under the drum (not shown in the drawing). After closing the piston, the supply of buffer fluid is stopped, and only the supply of feed water remains in an amount exceeding its output through channels 12 and 13. In this state, the separator is ready for operation.

Из питающей трубы 19 в барабан подается исходная эмульсия, например молоко, которое в центробежном поле межтарелочных пространств разделяется на сливки и обрат, выводимые из сепаратора напорными дисками 20 и 21. Осадок скапливается у периферии внутренней полости барабана. From the feed pipe 19, an initial emulsion is fed into the drum, for example milk, which is divided into cream and the return in the centrifugal field of the inter-tray spaces, which are discharged from the separator by the pressure disks 20 and 21. The sediment accumulates at the periphery of the inner cavity of the drum.

Центробежная разгрузка осадка осуществляется в следующей последовательности. Centrifugal discharge of sediment is carried out in the following sequence.

Прекращается подача подпитывающей жидкости из устройства 17 и почти одновременно включается подача определенной порции воды из устройства 18, которая по каналу 13 выводится из барабана. The feed liquid from the device 17 stops and almost simultaneously the supply of a certain portion of water from the device 18 is turned on, which is discharged from the drum through the channel 13.

После прекращения подачи подпитывающей воды, компенсирующей расход через канал 12, уровень воды в буферной камере быстро падает, этому способствует как давление, создаваемое самой буферной жидкостью у канала 12, так и подсос ее проходящей по каналу 13 со значительно большей скоростью управляющей воды. After stopping the supply of make-up water, which compensates for the flow through channel 12, the water level in the buffer chamber drops rapidly, this is facilitated by the pressure created by the buffer liquid itself at channel 12, and by its suction passing through channel 13 with a significantly higher control water speed.

Уровень воды в буферной камере падает и давление поршня на уплотнительное кольцо 4 ослабевает. Усилием от сепарируемого молока поршень перемещается вниз, открывая путь осадку на выброс из барабана через щели в основании в сборник осадка (на чертеже не показан). Затем подача управляющей воды прекращается и включается подача буферной и подпитывающей воды в количестве, превышающем ее расход через каналы 11 и 12. Буферная камера быстро заполняется, возвращая поршень в рабочее положение, после чего подача буферной воды прекращается, остается подача подпитывающей воды до следующей разгрузки осадка. The water level in the buffer chamber drops and the pressure of the piston on the o-ring 4 decreases. By the force of the separated milk, the piston moves downward, opening the way for the sediment to be ejected from the drum through the slots in the base into the sediment collector (not shown in the drawing). Then, the supply of control water is stopped and the supply of buffer and feed water in an amount exceeding its flow rate through channels 11 and 12 is turned on. The buffer chamber is quickly filled, returning the piston to its working position, after which the supply of buffer water is stopped, the supply of feed water remains until the next discharge of sediment .

Таким образом, управляющая жидкость, пропускаемая по каналу 13, служит так же, как и канал 11 в теле поршня, более четкой работе поршня при его перемещениях вниз, исключая затяжные разгрузки осадка и возможные при этом потери продуктов сепарирования. Thus, the control fluid, passed through the channel 13, serves in the same way as the channel 11 in the piston body, more precise operation of the piston when it moves down, excluding prolonged unloading of sediment and possible loss of separation products.

Предложенный бесклапанный механизм управления центробежными разгрузками осадка может успешно применяться в сепараторах открытого, полузакрытого и закрытого исполнения и различного назначения. The proposed valveless control mechanism for centrifugal sludge unloading can be successfully applied in separators of open, semi-closed and closed design and for various purposes.

Claims

A self-discharging liquid separator containing a drum mounted on a vertical shaft, including a base and a cover with a sealing ring, a plate holder with a package of conical plates, a piston with a sealing edge and a channel in the piston body with an outlet to the sealing edge, a buffer chamber under the piston, a chamber for the control fluid , a channel in the base for partial withdrawal of the buffer liquid from the buffer chamber, characterized in that the channel in the piston body is made with access to the buffer chamber, the chamber for the control fluid in made in the base and communicated by a radial channel with the outer surface of the base, while the channel for partial withdrawal of the buffer fluid from the buffer chamber is in communication with the radial channel.