RU2649448C1

RU2649448C1 - Precipitating centrifuge

Info

Publication number: RU2649448C1
Application number: RU2017101511A
Authority: RU
Inventors: Георгий Петрович Трошин; Андрей Александрович Шкоп; Наталья Георгиевна Пономарева
Original assignee: Георгий Петрович Трошин; Андрей Александрович Шкоп; Наталья Георгиевна Пономарева
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-04-03

Abstract

FIELD: coal industry.

SUBSTANCE: invention relates to devices for separating variegated liquid systems, in particular suspensions, and can be used in coal and other industries. Precipitating centrifuge contains a body, a rotor installed therein, consisting of two parts, one of which is conoid, and another – a cylinder located inside coaxial to rotor screw, made in form of a drum with coils of helix fixed on it. A conoid with large base is connected to a cylinder, in the conoid, windows for discharging solid phase are made. In the rotor on the opposite side, the second conoid is additionally formed, in which apertures for withdrawing liquid phase are made. In this case, a part of the screw, located in a conoid with windows for unloading solid phase, has a step that is successively enlarged towards the windows for discharge of the solid phase.

EFFECT: technical result consists in reducing energy costs for transporting solid phase to the windows of its unloading.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения гетерогенных смесей, в частности, суспензий, и может быть использовано в угольной и других отраслях промышленности.The invention relates to devices for the separation of heterogeneous mixtures, in particular suspensions, and can be used in coal and other industries.

Известна центрифуга, содержащая корпус, установленный в нем ротор, состоящий из трех частей, центральная из которых выполнена виде цилиндра, две другие - в виде усеченных конусов, соединенных с цилиндром большими основаниями, расположенный внутри ротора коаксиально шнек, выполненный в виде барабана с укрепленными на нем витками спирали. Окна для выгрузки твердой фазы размещены в каждом из усеченных конусов. При этом части шнека, расположенные в разных конусах ротора, имеют противоположное направление спирали. В процессе работы центрифуги выгрузка твердой фазы происходит со стороны меньших оснований конусов. (Патент США №4037781, оп. 26.07.77 г.).A known centrifuge containing a housing, a rotor installed in it, consisting of three parts, the central of which is made in the form of a cylinder, the other two in the form of truncated cones connected to the cylinder by large bases, a coaxial screw located inside the rotor, made in the form of a drum with it spiral coils. Windows for unloading the solid phase are placed in each of the truncated cones. In this case, the parts of the screw located in different cones of the rotor have the opposite direction of the spiral. During the operation of the centrifuge, the solid phase is unloaded from the smaller bases of the cones. (US Patent No. 4037781, op. 26.07.77).

Известна также центрифуга для разделения суспензий, включающая корпус, установленный в нем ротор, состоящий из цилиндра и связанных с ним с двух сторон большими основаниями усеченных конусов, один из которых имеет окна для выгрузки грубодисперсной фракции твердой фазы, а другой имеет окна для выгрузки высокодисперсной фракции твердой фазы, расположенный в роторе коаксиально шнек, содержащий полый барабан и укрепленные на нем витки спирали, трубу питания, расположенную в барабане шнека, и устройство для отвода фугата, при этом части шнека, расположенные в конусах ротора, имеют противоположное направление витков спирали. В процессе работы центрифуги выгрузка твердой фазы происходит со стороны меньших оснований конусов, но из одного конуса выгружают грубодисперсную фракцию твердой фазы, а из другого конуса выгружают высокодисперсную фракцию твердой фазы. (Патент Российской Федерации на изобретение №2185892, опубл. 27.07.2002 г.).A centrifuge for separating suspensions is also known, including a housing, a rotor installed in it, consisting of a cylinder and large bases of truncated cones connected on both sides, one of which has windows for unloading the coarse fraction of the solid phase, and the other has windows for unloading the finely divided fraction a solid phase located in the rotor coaxially with the screw, containing a hollow drum and spiral coils fixed on it, a feed pipe located in the screw of the screw, and a device for removing the centrate, while parts of the screw located in the cones of the rotor have the opposite direction of the spirals. During the operation of the centrifuge, the solid phase is unloaded from the smaller bases of the cones, but a coarse fraction of the solid phase is unloaded from one cone, and a highly dispersed solid phase fraction is unloaded from the other cone. (Patent of the Russian Federation for the invention No. 2185892, publ. 07.27.2002).

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является центрифуга, включающая корпус, ротор, состоящий из цилиндрической и конической частей с окнами для слива фугата и окнами для выгрузки осадка и шнек, расположенный коаксиально ротору и выполненный в виде барабана с укрепленными на нем витками спирали (патент Украины на полезную модель №27997, опубл. 26.11.2007 г.).The closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result is a centrifuge comprising a housing, a rotor, consisting of a cylindrical and conical parts with windows for draining the centrate and windows for unloading sediment and a screw located coaxially to the rotor and made in the form of a drum with mounted on it spiral turns (Ukrainian patent for utility model No. 27997, published on November 26, 2007).

В данном аналоге выгрузка твердой фазы осуществляется в одном месте - через окна для выгрузки твердой фазы, расположенные в районе меньшего основания конуса.In this analogue, the unloading of the solid phase is carried out in one place - through the windows for unloading the solid phase, located in the region of the smaller base of the cone.

К недостаткам наиболее близкого аналога следует отнести большие энергетические затраты на транспортирование твердой фазы шнеком вдоль всей длины цилиндрической части ротора к окнам ее выгрузки.The disadvantages of the closest analogue include the high energy costs of transporting the solid phase with a screw along the entire length of the cylindrical part of the rotor to the windows of its discharge.

В основу изобретения поставлена задача создания такой центрифуги осадительной, в которой за счет новой конструктивной формы ротора и шнека удалось бы обеспечить уменьшение энергетических затрат на транспортирование твердой фазы к окнам ее выгрузки.The basis of the invention is the task of creating such a precipitation centrifuge, in which due to the new structural form of the rotor and screw it would be possible to ensure a reduction in energy costs for transporting the solid phase to the windows of its discharge.

Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, заключается в снижении энергетических затрат на транспортирование твердой фазы к окнам ее выгрузки.The technical result achieved by using the present invention is to reduce the energy costs of transporting the solid phase to the windows of its discharge.

Данный технический результат достигается тем, что центрифуга осадительная, включающая корпус, установленный в нем ротор, состоящий из двух частей, одна из которых представляет собой усеченный конус, а другая - цилиндр, усеченный конус большим основанием соединен с цилиндром, в усеченном конусе выполнены окна для выгрузки твердой фазы, расположенный внутри коаксиально ротору шнек, выполненный в виде барабана с укрепленными на нем витками спирали, согласно изобретению в роторе с противоположной стороны дополнительно сформирован второй усеченный конус, в котором выполнены отверстия для отвода жидкой фазы, при этом часть шнека, расположенная в усеченном конусе с окнами для выгрузки твердой фазы, имеет шаг, выполненный последовательно увеличенным в сторону окон для выгрузки твердой фазы.This technical result is achieved by the fact that a centrifuge is precipitating, including a housing, a rotor installed in it, consisting of two parts, one of which is a truncated cone, and the other is a cylinder, a truncated cone with a large base connected to a cylinder, windows for a solid phase unloading, a screw arranged coaxially to the rotor inside, made in the form of a drum with spiral coils attached to it, according to the invention, a second whisker is additionally formed in the rotor from the opposite side The truncated cone, in which the holes for draining the liquid phase are made, while the part of the screw located in the truncated cone with the windows for unloading the solid phase has a step made sequentially increased towards the windows for unloading the solid phase.

При этом отверстия для отвода жидкой фазы имеют заслонки разного уровня относительно оси центрифуги.In this case, the openings for draining the liquid phase have valves of different levels relative to the axis of the centrifuge.

Анализ сопоставления с наиболее близким аналогом свидетельствует, что в роторе с противоположной стороны дополнительно сформирован второй усеченный конус, в котором выполнены отверстия для отвода жидкой фазы, при этом часть шнека, расположенная в усеченном конусе с окнами для выгрузки твердой фазы, имеет шаг, выполненный последовательно увеличенным в сторону окон для выгрузки твердой фазы.An analysis of the comparison with the closest analogue indicates that a second truncated cone is additionally formed in the rotor from the opposite side, in which holes for removing the liquid phase are made, while a part of the screw located in the truncated cone with windows for discharging the solid phase has a step made sequentially enlarged towards the windows for unloading the solid phase.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков технического решения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.A causal relationship between the totality of the essential features of a technical solution and the technical result achieved is as follows.

В противоточной центрифуге, в которой твердая фаза двигается в одну сторону, а жидкая фаза - в противоположную, достигается снижение энергетических затрат за счет вышеназванных признаков.In a counterflow centrifuge, in which the solid phase moves in one direction and the liquid phase in the opposite direction, a reduction in energy costs is achieved due to the above features.

В данном техническом решении ротор состоит из двух усеченных конусов и цилиндра, что обеспечивает большее снижение энергетических затрат на транспортирование твердой фазы вдоль образующей усеченного конуса, чем вдоль образующей цилиндра (как в наиболее близком аналоге).In this technical solution, the rotor consists of two truncated cones and a cylinder, which provides a greater reduction in energy costs for transporting the solid phase along the generatrix of the truncated cone than along the generatrix of the cylinder (as in the closest analogue).

Выполнение части шнека, расположенной в усеченном конусе с окнами для выгрузки твердой фазы, с шагом, выполненным последовательно увеличенным в сторону окон для выгрузки твердой фазы, способствует уменьшению давления на твердую фазу, при этом снижается коэффициент трения, что также обеспечивает снижение энергетических затрат, т.е. достижение технического результата.The execution of the part of the screw located in a truncated cone with windows for unloading the solid phase, with a step made successively increased towards the windows for unloading the solid phase, helps to reduce the pressure on the solid phase, while the friction coefficient is reduced, which also reduces energy costs, t .e. achievement of a technical result.

В частном случае выполнения окна для отвода фугата имеют заслонки разного уровня относительно оси центрифуги, что позволяет разделять легкую фракцию жидкости от тяжелой.In the particular case of the execution of the window for the removal of the centrate, the shutters have different levels relative to the axis of the centrifuge, which allows to separate the light fraction of the liquid from the heavy.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид центрифуги.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of a centrifuge.

Центрифуга осадительная содержит корпус 1, установленный в нем ротор 2, состоящий из двух частей, одна из которых выполнена в виде цилиндра 3, вторая - в виде усеченного конуса 4, который соединен своим большим основанием с цилиндром 3.The precipitation centrifuge contains a housing 1, a rotor 2 installed in it, consisting of two parts, one of which is made in the form of a cylinder 3, the second - in the form of a truncated cone 4, which is connected with its large base to the cylinder 3.

В роторе 2 с противоположной стороны дополнительно сформирован второй усеченный конус 5. В усеченном конусе 4 выполнены окна 6 для выгрузки твердой фазы. Во втором усеченном конусе 5 расположены отверстия 7 для отвода жидкой фазы.In the rotor 2, on the opposite side, a second truncated cone 5 is additionally formed. In the truncated cone 4, windows 6 are made for unloading the solid phase. In the second truncated cone 5 there are openings 7 for draining the liquid phase.

Внутри ротора 2 коаксиально последнему расположен шнек 8, выполненный в виде барабана 9 с укрепленными на нем витками спирали 10.Inside the rotor 2, coaxial to the latter is a screw 8, made in the form of a drum 9 with spiral coils 10 fixed thereon.

Часть 11 шнека 8 имеет шаг L, выполненный последовательно увеличенным в сторону окон для выгрузки твердой фазы 6.Part 11 of the screw 8 has a step L, sequentially increased towards the windows for unloading the solid phase 6.

Центрифуга оборудована трубой питания 12 для подачи суспензии в ротор 2.The centrifuge is equipped with a feed pipe 12 for feeding the suspension into the rotor 2.

Отверстия для отвода жидкой фазы 7 имеют заслонки 13 разного уровня относительно оси 0-0The holes for the removal of the liquid phase 7 have valves 13 of different levels relative to the axis 0-0

Центрифуга работает следующим образом.The centrifuge operates as follows.

Суспензия, подлежащая разделению, по трубе питания 12 попадает в ротор 2 центрифуги, заполняет ротор.The suspension to be separated, through the feed pipe 12 enters the rotor 2 of the centrifuge, fills the rotor.

В роторе 2 под воздействием центробежных сил, образующихся при вращении ротора 2, происходит разделение суспензии на твердую фазу и жидкую.In the rotor 2 under the influence of centrifugal forces generated during the rotation of the rotor 2, the suspension is divided into a solid phase and a liquid phase.

Твердая фаза отбрасывается к стенкам ротора 2.The solid phase is discarded to the walls of the rotor 2.

Витки спирали 10 шнека 8 перемещают твердую фазу вдоль усеченного конуса 4 ротора к окнам для выгрузки твердой фазы 6.The turns of the spiral 10 of the screw 8 move the solid phase along the truncated cone 4 of the rotor to the windows for unloading the solid phase 6.

Жидкая фаза, образующаяся в процессе разделения суспензии, течет в противоположном направлении - с отверстиям для отвода жидкой фазы 7, размещенными в части 5 ротора 2.The liquid phase formed during the separation of the suspension flows in the opposite direction - with holes for the removal of the liquid phase 7, placed in part 5 of the rotor 2.

Таким образом, данное техническое решение обеспечивает снижение энергетических затрат на перемещение твердой фазы к окнам ее выгрузки.Thus, this technical solution provides a reduction in energy costs for moving the solid phase to the windows of its discharge.

Claims

A precipitation centrifuge, including a housing, a rotor installed in it, consisting of two parts, one of which is a truncated cone, and the other is a cylinder, the truncated cone is connected to the cylinder with a large base, the windows for solid phase discharge are made in the truncated cone, located coaxially inside a rotor auger made in the form of a drum with spiral coils fixed on it, characterized in that a second truncated cone is additionally formed in the rotor on the opposite side, in which holes for of supernatant water, wherein the portion of the screw located in a truncated cone with windows for discharging the solid phase, has a step formed sequentially increased toward the windows for discharging the solid phase.