RU2545555C1

RU2545555C1 - Centrifuge for separation of suspensions

Info

Publication number: RU2545555C1
Application number: RU2014100208/05A
Authority: RU
Inventors: Лев Иванович Анучин
Original assignee: Лев Иванович Анучин
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: centrifuge for the separation of water-based suspensions comprises a rotor with a coalescing chuck, a shaft with channels for the supply of emulsion and withdrawal of the separated components - water and light phase, a light phase chamber mounted on the inner side of a branch pipe, packing units of the channels to supply emulsion and to withdraw the separated components and a sensor of the separated light phase in the form of an electrode. A perforated branch pipe is coaxially installed inside the coalescing chuck. The light phase chamber is communicated with the light phase withdrawal channel. The electrode is of rod type and is fixed on the packing unit of the channel to withdraw the separated components so that the sensitive electrode part is set coaxially in the plane of the light phase withdrawal channel.

EFFECT: increased throughput capacity of a centrifuge and improved separation efficiency.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к центрифугам с вращающимся ротором, предназначенным для разделения эмульсий на водной основе, содержащих дисперсионную легкую фазу органического происхождения в виде тонкодисперсной капельной нефти, нефтепродуктов, жиров и т.п.The invention relates to centrifuges with a rotating rotor, intended for the separation of water-based emulsions containing a dispersion light phase of organic origin in the form of finely divided drop oil, oil products, fats, etc.

Известна центрифуга (устройство для очистки воды от нефтепродуктов, SU 700162 А1, публикация 30.11.1979), содержащая ротор с объемным коалесцирующим патроном, вал с каналами подачи исходной загрязненной жидкости и отвода разделенных компонентов - воды и легкой фазы. В известном устройстве входные отверстия каналов отвода легкой фазы размещены в периферийной зоне ротора в непосредственной близости от каналов для отвода отделенной воды. Близость расположения этих каналов обуславливает наличие условий для повторного смешивания воды и отделенных нефтепродуктов и ухудшения качества разделения.A known centrifuge (a device for purifying water from oil products, SU 700162 A1, publication 11/30/1979), containing a rotor with a volumetric coalescing cartridge, a shaft with channels for supplying the original contaminated liquid and for removing the separated components - water and light phase. In the known device, the inlet openings of the channels for withdrawing the light phase are located in the peripheral zone of the rotor in the immediate vicinity of the channels for draining the separated water. The proximity of these channels determines the conditions for repeated mixing of water and separated oil products and the deterioration of the quality of separation.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является центрифуга (сепаратор) для разделения водонефтяной эмульсии, содержащая ротор с объемным коалесцирующим патроном и с коаксиальным перфорированным патрубком, верхний полувал с каналом подачи эмульсии в ротор, нижний полувал с каналом отвода воды, размещенную внутри перфорированного патрубка камеру легкой фазы, сообщенную с каналом отвода легкой фазы, стационарные уплотнительные картриджи каналов подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов, а также сенсор отделенной легкой фазы, соединенный с блоком управления клапанами сброса воды и легкой фазы (SU 944670 А1, публикация 23.07.1982). В известной центрифуге сенсор отделенной легкой фазы является принадлежностью ротора и выполнен в виде кольцевых электродов, которые закреплены на верхнем полувале и размещены внутри камеры легкой фазы. Этот сенсор имеет сложную в конструктивном отношении электрическую связь с блоком управления посредством коллектора, закрепленного на торцевой поверхности ротора, и щеточного устройства. Помимо конструктивной сложности наличие щеточного устройства накладывает ограничения на возможность использования центрифуги во взрывоопасных зонах. Размещение сенсора известного устройства внутри камеры легкой фазы приводит к необходимости увеличения объема данной камеры за счет уменьшения объема коалесцирующего патрона, что в свою очередь приводит к уменьшению пропускной способности данной центрифуги. Кроме того, в известном устройстве выходные отверстия каналов подачи эмульсии к коалесцирующему патрону непосредственно примыкают к внутренней поверхности перфорированного патрубка, что приводит к неравномерному распределению потока жидкости по объему коалесцирующего патрона и, как результат, к ухудшению условий разделения эмульсии на фазы.The closest analogue of the proposed invention is a centrifuge (separator) for separating a water-oil emulsion containing a rotor with a volumetric coalescing cartridge and with a coaxial perforated nozzle, an upper half shaft with an emulsion feed channel into the rotor, a lower half shaft with a water discharge channel, a light phase chamber located inside the perforated nozzle communicated with the channel for the removal of the light phase, stationary sealing cartridges of the channels for supplying the emulsion and removal of the separated components, as well as the sensor of the separated l soft stage coupled to water discharge valve control unit and the light phase (SU 944670 A1, publication 07.23.1982). In the known centrifuge, the sensor of the separated light phase is an accessory of the rotor and is made in the form of ring electrodes that are mounted on the upper half shaft and placed inside the light phase chamber. This sensor has a structurally difficult electrical connection with the control unit by means of a collector mounted on the end surface of the rotor and a brush device. In addition to the structural complexity, the presence of a brush device imposes restrictions on the possibility of using a centrifuge in hazardous areas. The placement of the sensor of the known device inside the chamber of the light phase leads to the need to increase the volume of this chamber by reducing the volume of the coalescing cartridge, which in turn leads to a decrease in the throughput of this centrifuge. In addition, in the known device, the outlet openings of the emulsion supply channels to the coalescing cartridge are directly adjacent to the inner surface of the perforated nozzle, which leads to an uneven distribution of the fluid flow over the volume of the coalescing cartridge and, as a result, to deterioration of the phase separation conditions of the emulsion.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение пропускной способности и эффективности разделения.An object of the invention is to simplify the design, increase throughput and separation efficiency.

Поставленная задача решается тем, что в центрифуге для разделения эмульсий на водной основе, содержащей ротор с коалесцирующим патроном, внутри которого коаксиально размещен перфорированный патрубок, вал с каналами подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов - воды и легкой фазы, размещенную с внутренней стороны патрубка камеру легкой фазы, сообщенную с каналом отвода легкой фазы, уплотнительные узлы каналов подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов и сенсор отделенной легкой фазы в виде электрода, согласно предложению электрод выполнен стержневым и закреплен на уплотнительном узле каналов отвода разделенных компонентов таким образом, что чувствительная часть электрода размещена коаксиально в полости канала отвода легкой фазы.The problem is solved in that in a centrifuge for separating emulsions on a water basis, containing a rotor with a coalescing cartridge, inside which a perforated nozzle is coaxially placed, a shaft with channels for emulsion supply and removal of separated components - water and a light phase, a light chamber placed on the inside of the nozzle phase communicated with the channel for withdrawing the light phase, the sealing nodes of the channels for supplying the emulsion and removal of the separated components and the sensor of the separated light phase in the form of an electrode, according to the proposal The cathode is made rod-shaped and mounted on the sealing assembly of the channels for the removal of the separated components so that the sensitive part of the electrode is placed coaxially in the cavity of the channel for the removal of the light phase.

Закрепление сенсора на стационарном картридже, выполнение сенсора в виде коаксиального стержневого электрода, чувствительная часть которого размещена в полости канала отвода легкой фазы, обеспечивают технический результат изобретения - упрощение конструкции за счет отказа от использования сложной электрической связи в виде коллектора и щеточного устройства, дает возможность уменьшить объем камеры легкой фазы и увеличить пропускную способность центрифуги.Fixing the sensor on a stationary cartridge, making the sensor in the form of a coaxial rod electrode, the sensitive part of which is placed in the cavity of the light phase channel, provides the technical result of the invention — simplifying the design by avoiding the use of complex electrical communications in the form of a collector and brush device, makes it possible to reduce light phase chamber volume and increase centrifuge throughput.

Кроме того, выполнение камеры легкой фазы в виде кольцевой полости между внутренней поверхностью перфорированного патрубка и внешней поверхностью вала и сообщение камеры с каналами подачи эмульсии дает возможность обеспечить равномерность потока в объеме коалесцирующего патронаа и существенно улучшить условия для разделения фаз.In addition, the implementation of the chamber of the light phase in the form of an annular cavity between the inner surface of the perforated pipe and the outer surface of the shaft and the communication of the chamber with the emulsion supply channels makes it possible to ensure uniform flow in the volume of the coalescing cartridge and significantly improve the conditions for phase separation.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется с помощью чертежа.The essence of the invention is illustrated using the drawing.

Центрифуга содержит ротор 1 с объемным коалесцирующим патроном 2, вал 3 с каналами 4 подачи эмульсии в ротор и с каналами 5 и 6 отвода разделенных компонентов - воды (5) и легкой фазы (6). Во внутренней полости ротора 1 размещен коаксиальный перфорированный патрубок 7, внутри которого размещена камера 8 легкой фазы, сообщенная с каналом 6. Для уплотнения каналов служат уплотнительные узлы - стационарные картриджи 9 и 10. Для обеспечения сброса отделенной легкой фазы из ротора служит блок 11 управления, электрически связанный с сенсором 12 легкой фазы. Сенсор 12 закреплен на корпусе картриджа 10 и выполнен в виде стержневого электрода, чувствительная часть которого размещена коаксиально в полости канала 6 отвода легкой фазы. Камера 8 легкой фазы образована кольцевой полостью между внутренней поверхностью патрубка 7 и внешней поверхностью вала 3, при этом полость сообщена с каналами 4 подачи эмульсии. Для сброса отделенной легкой фазы из камеры 8 служит автоматический клапан 13, установленный на линии отвода легкой фазы из полости стационарного картриджа 12 и электрически соединенный с блоком 11 управления.The centrifuge contains a rotor 1 with a volumetric coalescing cartridge 2, a shaft 3 with channels 4 for supplying the emulsion to the rotor and with channels 5 and 6 for removing the separated components - water (5) and light phase (6). In the inner cavity of the rotor 1 there is a coaxial perforated pipe 7, inside of which there is a light phase chamber 8 connected with the channel 6. To seal the channels, the sealing assemblies are stationary cartridges 9 and 10. To ensure the discharge of the separated light phase from the rotor, the control unit 11 electrically connected to the sensor 12 of the light phase. The sensor 12 is mounted on the housing of the cartridge 10 and is made in the form of a rod electrode, the sensitive part of which is placed coaxially in the cavity of the channel 6 for removal of the light phase. The light phase chamber 8 is formed by an annular cavity between the inner surface of the pipe 7 and the outer surface of the shaft 3, while the cavity is in communication with the emulsion supply channels 4. To dump the separated light phase from the chamber 8, an automatic valve 13 is used, which is installed on the line for withdrawing the light phase from the cavity of the stationary cartridge 12 and is electrically connected to the control unit 11.

Предлагаемая центрифуга работает следующим образом.The proposed centrifuge operates as follows.

Исходная эмульсия через картридж 9 и канал 4 поступает в кольцевую камеру 8 и далее равномерно распределяется по объему патрона 2. Под действием коалесцирующих свойств патрона 2 происходит укрупнение мелких капель легкой фазы, которые под действием центробежного поля вращающего ротора 1 поступают в камеру 8. Очищенная вода отводится из ротора 1 через канал 5 и далее через картридж 10. По мере накопления легкой фазы в камере 8 происходит вытеснение более тяжелой фазы из полости канала 6 и заполнение его легкой фазой. В результате имеет место изменение электропроводных свойств жидкости, что приводит к срабатыванию сенсора 12 и формированию сигнала на блок 11 управления. Блок 11 управления подает импульс на открытие клапана 13, который обеспечивает сброс легкой фазы из камеры 8.The initial emulsion through the cartridge 9 and channel 4 enters the annular chamber 8 and then is evenly distributed throughout the volume of cartridge 2. Under the influence of the coalescing properties of cartridge 2, small droplets of light phase are enlarged, which, under the action of the centrifugal field of the rotor rotor 1, enter the chamber 8. Purified water is withdrawn from the rotor 1 through the channel 5 and then through the cartridge 10. As the light phase accumulates in the chamber 8, the heavier phase is displaced from the cavity of the channel 6 and filled with its light phase. As a result, there is a change in the electrical conductive properties of the liquid, which leads to the actuation of the sensor 12 and the formation of a signal to the control unit 11. The control unit 11 provides a pulse to open the valve 13, which provides a discharge of the light phase from the chamber 8.

Claims

1. A centrifuge for separating water-based emulsions, containing a rotor with a coalescing cartridge, inside which a perforated nozzle is coaxially placed, a shaft with emulsion supply and discharge channels of separated components - water and a light phase, a light phase chamber located on the inside of the nozzle in communication with the channel light phase outlet, sealing nodes of the emulsion supply channels and removal of separated components and a separated light phase sensor in the form of an electrode, characterized in that the electrode is rod-shaped and fixed on the sealing site of the channels of the removal of the separated components so that the sensitive part of the electrode is placed coaxially in the cavity of the channel of the removal of the light phase.

2. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the light phase chamber is formed by an annular cavity between the inner surface of the perforated nozzle and the outer surface of the shaft, while the chamber is in communication with the emulsion supply channels.