RU2460588C2

RU2460588C2 - Drum-type filtration centrifuge

Info

Publication number: RU2460588C2
Application number: RU2010148549/05A
Authority: RU
Inventors: Валерий Григорьевич Жуков (RU); Валерий Григорьевич Жуков; Валерий Макарович Чесноков (RU); Валерий Макарович Чесноков
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2012-09-10
Also published as: RU2010148549A

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to separation of suspensions by rotary machines and may be used in food and chemical industries, etc. Proposed device comprises casing accommodating drive to run the drum made up of solid of revolution with distance between bottom and cover contracting toward periphery ahead of filtration web, collar of suspension overflow at suspension excess in drum, and feed branch pipe. Said contraction is made up of curved shape of bottom and/or cover that forms surface upward concavity.

EFFECT: higher efficiency of centrifuge.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области механического разделения суспензий, в пищевых, химических и других производствах с помощью центробежных машин.The invention relates to the field of mechanical separation of suspensions in food, chemical and other industries using centrifugal machines.

Известны фильтрующие центрифуги барабанного типа, содержащие корпус с размещенными в нем приводом, вращаемым им барабаном в виде тела вращения с сужающимся к периферии перед фильтрующей перегородкой расстоянием между днищем и крышкой и буртом перелива суспензии при ее избытке в барабане, а также питающий патрубок (Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. - М: Машиностроение, 1967, стр.320, рис.122). Сужение барабана перед фильтрующей поверхностью выполнено за счет конических стенок днища и крышки и обусловлено повышением их жесткости, а также удобством выгрузки осадка. При работе таких центрифуг суспензия подается в барабан по питающему устройству, попадает на цилиндрическую фильтрующую поверхность, сквозь которую под действием центробежных сил инерции отводится фильтрат. Подача суспензии в барабан должна быть достаточной, чтобы перед осадком имелось кольцо жидкости, обеспечивающее сплошное заполнение пористого осадка потоком фильтрата. При некоторой толщине осадка внутренняя поверхность напорного кольца достигает радиуса бурта перелива, и дальнейшая подача суспензии должна быть снижена. Продолжающийся набор осадка приведет к появлению разрывов сплошного потока фильтрата на струи перед фильтрующей перегородкой. При продолжающемся наборе осадка радиус окружности струеобразования будет уменьшаться. Значит, толщина слоя осадка, где фильтрат течет струями, будет увеличиваться, и струи будут вымывать себе постоянные русла для течения. Этот факт отрицательно влияет на качество осадка и режим его промывки, т.к. в зоне струйной фильтрации осадок промывается лишь там, где течет струя. При этом объемы непромываемых зон могут составлять половину от объема осадка. Конический профиль днища и крышки не может обеспечить отсутствие зон струйной фильтрации в осадке. Для предотвращения появления зон струйной фильтрации ограничивают набираемую толщину осадка или радиус окружности фильтрующей поверхности, т.е. самого барабана, что ограничивает продолжительность набора осадка и потому общую производительность центрифуги.Known drum-type filtering centrifuges containing a housing with a drive placed therein, rotated by a drum in the form of a body of revolution with the distance between the bottom and the cover and the overflow of the suspension tapering to the periphery in front of the filtering partition when there is an excess in the drum, and also a supply pipe (Sokolov B .I. Modern industrial centrifuges. - M: Mechanical Engineering, 1967, p. 320, Fig. 122). The narrowing of the drum in front of the filtering surface is made due to the conical walls of the bottom and cover and is due to the increase in their rigidity, as well as the convenience of unloading the sediment. During the operation of such centrifuges, the suspension is fed into the drum through a feeding device, enters a cylindrical filter surface through which the filtrate is removed under the action of centrifugal inertia. The supply of the suspension to the drum should be sufficient so that there is a liquid ring in front of the sediment, which ensures continuous filling of the porous precipitate with a filtrate stream. At a certain sediment thickness, the inner surface of the pressure ring reaches the radius of the overflow collar, and the further supply of the suspension should be reduced. Continued sedimentation will result in discontinuities in the continuous flow of filtrate onto the jets in front of the filter baffle. With continued collection of sediment, the radius of the circle of jet formation will decrease. This means that the thickness of the sediment layer, where the filtrate flows in streams, will increase, and the streams will wash out permanent channels for the flow. This fact negatively affects the quality of the precipitate and the mode of washing, as in the jet filtration zone, the sediment is washed only where the stream flows. In this case, the volumes of non-washed zones can be half of the sediment volume. The conical profile of the bottom and cover cannot ensure the absence of zones of jet filtration in the sediment. To prevent the appearance of jet filtering zones, the accumulated sludge thickness or the radius of the circumference of the filtering surface is limited, i.e. the drum itself, which limits the duration of the collection of sediment and therefore the overall performance of the centrifuge.

Отмеченное ограничивает производительность и эффективность использования фильтрующей центрифуги.The above limits the performance and efficiency of the use of a filter centrifuge.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения общей производительности центрифуги за счет увеличения радиуса расположения окружности фильтрующей поверхности, т.е. самого барабана, при обеспечении сплошного режима течения фильтрата по осадку.The present invention solves the problem of increasing the overall performance of the centrifuge by increasing the radius of the circumference of the filter surface, i.e. the drum itself, while ensuring continuous flow of the filtrate through the sediment.

С целью достижения указанного технического результата заявляемая фильтрующая центрифуга барабанного типа содержит корпус с размещенными в нем приводом, вращаемым им барабаном в виде тела вращения с сужающимся к периферии перед фильтрующей перегородкой расстоянием между днищем и крышкой и буртом перелива суспензии при ее избытке в барабане, а также питающий патрубок. При этом сужение обеспечено тем, что днище и/или крышка имеет криволинейный профиль, образующий поверхность с вогнутостью внутрь барабана. К днищу и/или крышке с криволинейным профилем может быть пристыкована со стороны оси вращения часть с плоским или коническим профилем.In order to achieve the specified technical result, the inventive drum-type filtering centrifuge contains a housing with a drive placed therein, the drum rotates by it in the form of a body of revolution, tapering to the periphery in front of the filtering partition, the distance between the bottom and the cover and the overflow of the suspension overflow in the drum, and feed pipe. Moreover, the narrowing is ensured by the fact that the bottom and / or cover has a curved profile forming a surface with a concavity inside the drum. A part with a flat or conical profile can be joined to the bottom and / or cover with a curved profile.

Отличительными признаками предлагаемой центрифуги от известной, указанной выше в качестве прототипа, является выполнение сужения за счет того, что днище и/или крышка имеет криволинейный профиль, образующий поверхность с вогнутостью внутрь барабана. Кроме того к днищу и/или крышке с криволинейным профилем может быть пристыкована со стороны оси вращения их часть с плоским или коническим профилем.Distinctive features of the proposed centrifuge from the known one, indicated above as a prototype, is the narrowing due to the fact that the bottom and / or cover has a curved profile forming a surface with a concavity inside the drum. In addition to the bottom and / or cover with a curved profile can be docked on the side of the axis of rotation of their part with a flat or conical profile.

Благодаря выполнению сужения за счет того, что днище и/или крышка имеет криволинейный профиль, образующий поверхность с вогнутостью внутрь барабана, резко повышается на периферии сопротивление потоку фильтрата, что позволяет увеличить радиус барабана, т.е. толщину набираемого осадка без возникновения в нем струеобразования и, значит, повышает общую производительность центрифуги.By narrowing due to the fact that the bottom and / or cover has a curved profile forming a surface with a concavity inside the drum, the filtrate flow resistance increases sharply at the periphery, which allows to increase the radius of the drum, i.e. the thickness of the accumulated sediment without the occurrence of jet formation in it and, therefore, increases the overall performance of the centrifuge.

Пристыкованная к днищу и/или крышке с криволинейным профилем со стороны оси вращения их часть с плоским или коническим профилем обеспечивает больший объем осадка в зоне, где струеобразование невозможно вследствие близости напорного кольца жидкости перед осадком, а также удобство подачи суспензии и выгрузки осадка. Это также приводит к повышению общей производительности центрифуги.Docked to the bottom and / or cover with a curvilinear profile on the side of the axis of rotation, their part with a flat or conical profile provides a larger amount of sediment in the area where jet formation is impossible due to the proximity of the pressure ring of the liquid before the sediment, as well as the convenience of feeding the suspension and discharge of sediment. This also leads to an increase in the overall performance of the centrifuge.

Предлагаемая центрифуга иллюстрируется графическим материалом, представленным на фигурах 1-4.The proposed centrifuge is illustrated by the graphic material shown in figures 1-4.

На фиг.1 схематически показан общий вид центрифуги в разрезе. На фиг.2 схематически показан барабан с коническим днищем. На фиг.3 схематически показан барабан с криволинейными стенками днища и крышки и пристыкованными к ним со стороны оси вращения плоскими частями днища и крышки. На фиг.4 схематически показан барабан с криволинейной вогнутой стенкой крышки, дополненной конической частью перед переливным буртом, и выпуклой стенкой днища.Figure 1 schematically shows a General view of a centrifuge in a section. Figure 2 schematically shows a drum with a conical bottom. Figure 3 schematically shows a drum with curved walls of the bottom and cover and flat parts of the bottom and cover docked to them from the axis of rotation. Figure 4 schematically shows a drum with a curved concave wall of the cover, supplemented by a conical part in front of the overflow shoulder, and a convex wall of the bottom.

Фильтрующая центрифуга включает корпус 1, в котором размещены привод 2, вращающий вал с барабаном 3 в виде тела вращения (фиг.1). Барабан 3 имеет сужающееся к периферии расстояние между днищем 4 и крышкой 5 перед фильтрующей перегородкой 6, а также бурт 7 перелива суспензии при ее избытке в барабане 3. Подвод суспензии осуществляется через питающий патрубок 8. В случае перелива она отводится через патрубок 9. Для отвода фильтрата служит патрубок 10. Выгрузка осадка из барабана 3 производится через горловину 11.The filtering centrifuge includes a housing 1, in which a drive 2 is placed, a rotating shaft with a drum 3 in the form of a body of revolution (Fig. 1). The drum 3 has a tapering to the periphery of the distance between the bottom 4 and the cover 5 in front of the filter baffle 6, as well as a shoulder 7 overflow suspension with excess in the drum 3. The suspension is supplied through the supply pipe 8. In the case of overflow, it is discharged through the pipe 9. For drain the filtrate serves as a nozzle 10. Sludge is unloaded from the drum 3 through the neck 11.

При вогнутой внутрь барабана одной торцевой стенки другая торцевая стенка может иметь поверхность произвольной формы, вид которой определяется удобством эксплуатации центрифуги, например, в зависимости от горизонтального или вертикального положения барабана. На фиг.1 - это крышка 5 и днище 4 соответственно. На фиг.2 днище 4 показано коническим, на фиг.3 и 4 - вогнутым. Выпуклое днище показано на фиг.4. Другая стенка должна быть вогнутой. В барабане к криволинейным стенкам днища и крышки могут быть пристыкованы со стороны оси вращения плоская часть 12 днища 4 и плоская часть 13 или коническая часть 14 крышки 5. Профили части 12 днища 4 и частей 13 и 14 крышки 5 не препятствуют обеспечению сплошного потока фильтрата в осадке, поскольку эти части размещены со стороны напорного кольца. Барабан в центрифуге может иметь горизонтальное и вертикальное расположение и быть подвесным с нижним или верхним приводом.When one end wall is concave inside the drum, the other end wall can have a surface of arbitrary shape, the shape of which is determined by the convenience of the centrifuge, for example, depending on the horizontal or vertical position of the drum. Figure 1 is a cover 5 and a bottom 4, respectively. In figure 2, the bottom 4 is shown conical, in figures 3 and 4 - concave. The convex bottom is shown in figure 4. The other wall should be concave. In the drum, the flat part 12 of the bottom 4 and the flat part 13 or the conical part 14 of the cover 5 can be joined to the curved walls of the bottom and the cover 5. The profiles of the parts 12 of the bottom 4 and the parts 13 and 14 of the cover 5 do not interfere with the continuous flow of the filtrate into sediment, because these parts are placed on the pressure ring side. The drum in a centrifuge can be horizontal and vertical and can be suspended with a lower or upper drive.

Центрифуга работает следующим образом. Суспензия подается в барабан 3 по питающему патрубку 8. Касаясь элементов вращаемого приводом 2 барабана 3, она отбрасывается к периферии. В процессе центробежной фильтрации перед фильтрующей перегородкой 6 нарастает слой осадка, а вытекший фильтрат выводится из корпуса 1 по патрубку 10. Перед осадком образуется напорное кольцо разделяющейся суспензии. Оно обеспечивает на некоторой толщине осадка сплошной поток фильтрата. Чем больше слой напорного кольца, тем толще слой сплошного потока фильтрата в осадке. Толщина напорного кольца ограничена радиусом бурта 7 перелива суспензии, через который выливаются излишки суспензии и выводятся из корпуса центрифуги по патрубку 9.The centrifuge operates as follows. The suspension is fed into the drum 3 along the supply pipe 8. Touching the elements of the drum 3 rotated by the drive 2, it is discarded to the periphery. In the course of centrifugal filtration, a sediment layer builds up in front of the filter baffle 6, and the leaked filtrate is discharged from the housing 1 through the nozzle 10. A pressure ring of a separable suspension is formed before the precipitate. It ensures a continuous filtrate flow at a certain sediment thickness. The larger the layer of the pressure ring, the thicker the layer of a continuous stream of filtrate in the sediment. The thickness of the pressure ring is limited by the radius of the shoulder 7 of the overflow of the suspension, through which excess suspension is poured out and removed from the centrifuge housing through the nozzle 9.

При резком сужении расстояния между днищем и крышкой за счет вогнутости стенки днища 4 и/или стенки крышки 5 барабана 3 интенсивно возрастает сопротивление потоку фильтрата, что позволяет продолжать фильтрование с набором осадка, т.е. увеличивать толщину осадка. При этом поток фильтрата остается сплошным по всей толщине осадка. Вследствие этого радиус барабана, на котором расположена фильтрующая перегородка 6, может быть увеличен. При этом увеличится объем накапливаемого в барабане 3 осадка и общая производительность центрифуги. Осадок удаляется из барабана 3 через горловину 11.With a sharp narrowing of the distance between the bottom and the cover due to the concavity of the wall of the bottom 4 and / or the wall of the cover 5 of the drum 3, the filtrate flow resistance increases intensively, which allows filtering to continue with a set of sediment, i.e. increase the thickness of the sediment. In this case, the filtrate stream remains continuous over the entire thickness of the precipitate. As a result, the radius of the drum on which the filter baffle 6 is located can be increased. This will increase the volume of sediment accumulated in the drum 3 and the overall performance of the centrifuge. The sediment is removed from the drum 3 through the neck 11.

Поскольку в той части осадка, которая прилегает к напорному кольцу, обеспечивается сплошной поток фильтрата, стенки днища 4 и/или крышки 5 могут быть выполнены в этой части барабана 3 плоскими в виде частей 12 и 13 или коническими в виде части 14. Такая конфигурация барабана имеет увеличенный объем для набора осадка и создает удобство его выгрузки.Since in the part of the sediment adjacent to the pressure ring, a continuous flow of the filtrate is ensured, the walls of the bottom 4 and / or the cover 5 can be made in this part of the drum 3 flat in the form of parts 12 and 13 or conical in the form of part 14. This configuration of the drum has an increased volume for the collection of sediment and creates the convenience of its discharge.

Claims

1. A drum-type filtering centrifuge, comprising a housing with a drive placed therein, rotated by a drum in the form of a body of revolution, tapering to the periphery in front of the filtering partition, the distance between the bottom and the cover and the overflow of the suspension with its excess in the drum, and also a supply pipe, characterized the fact that the narrowing is ensured by the fact that the bottom and / or cover has a curved profile forming a surface with a concavity inside the drum.

2. The drum-type filtering centrifuge according to claim 1, characterized in that a part of them with a flat or conical profile is docked to the bottom and / or cover with a curved profile.