SU1507450A1

SU1507450A1 - Device for thickening suspensions

Info

Publication number: SU1507450A1
Application number: SU874254398A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Быков; Владимир Александрович Распопов; Геннадий Никитович Новоселов; Нил Иванович Родионов
Original assignee: Опытно-Конструкторское Бюро Приборов Контроля И Автоматики
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1989-09-15

Abstract

Изобретение относитс к устройствам дл сгущени суспензий, преимущественно микробиологических , и может быть использовано в микробиологической, медицинской , пищевой и других отрасл х промышленности. Целью изобретени вл етс заключаетс в повышении производительности и расширении функциональных возможностей путем сгущени нар ду с другими лабильных микробиологических суспензий. Обрабатываема суспензи поступает в рабочую полость 10 ротора. Избыток суспензии по каналам 14 поступает в камеру 15 и выводитс за пределы устройства. За счет разности уровней Д₂ и Д₁ жидкость продавливаетс через перфорированную обечайку и мембранный фильтр и выводитс за пределы устройства. Скопившийс на периферии ротора осадок выводитс за его пределы посредством поршневой заслонки 21 и регулируемого упора 25. При необходимости замены фильтровального патрона устройство останавливают, откручивают кольцевую гайку 7, вынимают фильтровальный патрон из полости ротора, устанавливают новый патрон, закрепл ют его кольцевой гайкой 7 и вновь разгон ют ротор до требуемой скорости. 2 ил.The invention relates to devices for thickening suspensions, mainly microbiological, and can be used in the microbiological, medical, food and other industries. The aim of the invention is to increase productivity and enhance functionality by condensing microbial suspensions along with other labile microbiological suspensions. The treated suspension enters the working cavity 10 of the rotor. Excess slurry through the channels 14 enters the chamber 15 and is brought out of the device. Due to the difference in the levels of D ₂ and D _{1, the} liquid is forced through the perforated shell and the membrane filter and out of the device. The sediment accumulated on the periphery of the rotor is brought out of its limits by means of a piston damper 21 and an adjustable stop 25. If necessary, replace the filter cartridge, stop the device, unscrew the ring nut 7, remove the filter cartridge from the rotor cavity, install the new cartridge, fix it with the ring nut 7 and again accelerate the rotor to the required speed. 2 Il.

Description

10 1 6 1 l 1В10 1 6 1 l 1B

Ч H

2121

XX

елate

о about

4: Сл4: Sl

315074315074

Изобретение относитс к устройствам дл сгущени сусйензий, преимущественно микробиологических, с использованием мембранного фильтра и может быть использовано в микробиологичес- кой медицинской, пищевой и других отрасл х промышленности.The invention relates to devices for thickening suspensions, mainly microbiological, using a membrane filter and can be used in microbiological medical, food and other industries.

Целью изобретени вл етс повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем разделени лабильных микробиологических суспензий.The aim of the invention is to increase productivity and enhance functionality by separating labile microbiological suspensions.

На фиг. 1 схематично изображено устройство дл сгущени суспензий, продольный разрез; на фиг. 2 - узел ,выгрузки концентрата.FIG. 1 shows schematically a device for thickening suspensions, a longitudinal section; in fig. 2 - site, concentrate unloading.

Устройство содержит корпус 1 и ротор , включающий две конусообразные тарели 2 и 3, установленные на при- водном валу 4 и св занные большими основани ми. На периферии ротор имеет щели 5 дл выгрузки концентрата. Внутри ротора размещен фильтровальный патрон, состо щиГ из крышки 6, при- креплеппой к верхней тарели 1 кольцевой гайкой 7, и перфорированной обечайки 8 с дном 9 дл установки мембранного фильтра, ограничивающего уровень Uj обрабатываемой суспензии в рабочей полости 10 ротора. Мембранный фильтр вл етс сменным элементом и представл ет собой полупроницаемую мембрану, нанесенную па пористую подложку из нержавеющей CTajni. The device comprises a housing 1 and a rotor comprising two cone-shaped plates 2 and 3, mounted on a drive shaft 4 and connected with large bases. At the periphery, the rotor has slots 5 for discharging the concentrate. Inside the rotor there is a filter cartridge, consisting of a cover 6, attached to the upper plate 1 by an annular nut 7, and a perforated shell 8 with a bottom 9 for installing a membrane filter limiting the level Uj of the treated suspension in the working cavity 10 of the rotor. The membrane filter is a replaceable element and is a semipermeable membrane, applied on a porous CTajni porous substrate.

8крьш1ке 6 фильт15овапьного патрона выполнены окна 11 дл сбора фильтрата в камеру 12, снабженную заборной трубкой 13. Избыток суспензии при уменьшении ее оптимального уровн D, из рабочей полости 10 ротора по каналам 14 в крышке 6 фильтровального патрона отводитс в камеру 15, снабженную заборной трубкой 16. Каналы 14 служат и дл отвода воздуха из полости 10 ротора. Оптимальный уровень суспензии D равен диаметру подвод щего канала 17. Приспособление дл ввода суспензии включает патрубок 18, подвод щий канал 17 и конусообразный щелевой канал 19, образованный дномAn 8-column filter cartridge is provided with openings 11 for collecting the filtrate into the chamber 12, equipped with a suction pipe 13. Excess suspension when its optimal level D decreases, from the working cavity 10 of the rotor through the channels 14 in the filter cartridge's cover 6 is withdrawn into the chamber 15, equipped with an intake tube 16 Channels 14 serve also for exhausting air from the cavity 10 of the rotor. The optimum level of suspension D is equal to the diameter of the inlet channel 17. The device for injecting the suspension includes a nozzle 18, an inlet channel 17 and a cone-shaped slot channel 19 formed by the bottom

9фильтровального патрона и основанием 20 тарели 2.9 filter cartridge and base 20 of the plate 2.

Окна 11 камеры 12 с заборной трубкой 13 составл ют приспособление дл вывода фильтрата.The windows 11 of the chamber 12 with the suction pipe 13 constitute a device for the withdrawal of the filtrate.

Снаружи ротора установлена поршнева заслонка 21, перекрывающа щели 5 дл выгрузки концентрата. Под заслонA piston damper 21 is installed outside the rotor, overlapping the slots 5 for discharging the concentrate. Under the barrier

0 5 0 50 5 0 5

0 5 0 5

5five

кой 21 к нижней тарели 2 кольцевой гайкой 22 прикреплено с образованием камеры 23 запирани основание 24 и установлен регулируемый упор 25, положение которого фиксируетс винтом 26.With the bottom nut 2, an annular nut 22 is attached to the bottom plate 2 to form a chamber 23, lock the base 24, and an adjustable stop 25 is installed, the position of which is fixed by a screw 26.

Камера 23 запирани соединена посредством каналов 27, выполненных в основании 20 тарели 2, с кольцевой камерой 28 дл нодачи управл ющей жидкости. Подача управл ющей жидкости в камеру 28 осуществл етс через штуцер 29. Поршнева заслонка 21 имеет перегородку 30, образующую глухую и проточную камеры соответственно 31 и 32. Максимальный диаметр D глухой камеры 31 меньше максимапьного диаметра D проточной камеры 32. Управл юща жидкость из проточно камеры 32 удал етс по каналам 33, выцол- ненным в поршневой заслонке 21.The locking chamber 23 is connected via channels 27, formed in the base 20 of the plate 2, to the annular chamber 28 for the supply of control fluid. The control fluid is supplied to the chamber 28 through the fitting 29. The piston damper 21 has a partition 30 forming a blind and flow-through chamber 31 and 32, respectively. The maximum diameter D of the blind chamber 31 is less than the maximum diameter D of the flow chamber 32. The control liquid from the flow chamber 32 is removed by channels 33 ascended in piston valve 21.

Отвод концентрсТ.-а за пределы центрифуги осуществлкечч . через патрубок 34.Concentration withdrawal T.-and outside the centrifuge carried out. through pipe 34.

Центрифуга работает следующим образом .The centrifuge works as follows.

Подлежаща обработке суспензи через патрубок 18, подвод щий канал 17 и конусообразный щелевой канал 19 поступает в рабочую полость 10 вращающегос ротора. Наличие конусообразного щелевого канала 19 позвол ет эффективно раскрутить подаваемую су1:аензию до скорости, близкой к скорости вращени ротора, и обеспечить перепад давлени на фильтре, близкий к расчетному. The suspension to be processed through the pipe 18, the inlet channel 17 and the cone-shaped slot channel 19 enters the working cavity 10 of the rotating rotor. The presence of a cone-shaped slotted channel 19 makes it possible to effectively unwind the cy1 supplied: asenia up to a speed close to the speed of rotation of the rotor, and to provide a pressure drop across the filter that is close to the calculated one.

Приспособление дл ввода суспензии обеспечивает м гкий ввод подаваемой суспензии и исключает травмирование лабильных микроорганизмов.The device for introducing the suspension provides a soft injection of the supplied suspension and eliminates the trauma of labile microorganisms.

Максимальна степень заполнени Maximum Fill Level

о about

ротора определ етс диаметром D подвод щего канала 17 фильтровального патрона.the rotor is determined by the diameter D of the inlet channel 17 of the filter cartridge.

По мере заполнени ротора воздух из его полости-вытесн етс через каналы 14. Избыток суспензии по каналам 14 поступает в камеру 15 и выводитс а пределы центрифуги заборной трубкой 16. Под дей твием давлени , развиваемого вращающимс слоем наход щейс в роторе суспензии, ограниченным диаметрами уровней D и D,, жидкость продавливаетс через мем- бранньп фильтр, установленный на перфорированной обечайке 8. Из полости патрона фильтрат через окна 11 посту 150As the rotor fills, air from its cavity is displaced through channels 14. Excess suspension through channels 14 enters chamber 15 and the centrifuge limits are drawn out by a suction pipe 16. Under the pressure developed by a rotating layer, the suspensions in the rotor are limited by the level diameters D and D, the liquid is forced through a membrane filter installed on the perforated shell 8. From the cavity of the cartridge the filtrate is through the windows 11 of the post 150

пает в кольцевую камеру 12 и выводитс за пределы центрифуги заборной трубкой 13.it goes into the annular chamber 12 and is led out of the centrifuge by the suction tube 13.

Наличие отвод нщх каналов 14 в крышке 6 фильтровального патрона позволило надежно разделить поток подаваемой с-успензии от потока вытесн емого из полости ротора воздуха и, те самым, исключить образование на по- верхности мембранного фильтра воздушной прослойки, снижающей производительность процесса безосадочного фильтровани .The presence of tapping channels 14 in the lid 6 of the filter cartridge made it possible to reliably separate the flow of C-suspension from the flow of air displaced from the rotor cavity and, thus, eliminate the formation of an air gap on the surface of the membrane filter, which reduces the productivity of the non-settled filtration process.

В рабочей полости 10 ротора за счет действи пол центробежных сил крупные частицы отбрасываютс к периферии ротора. Мелкие частицы, увлекае мые потоком жидкости, задерживаютс на поверхности мембранного фильтра, соединжотс между собой и, достигнув определенных размеров и массы, отбрасываютс к периферии ротора. Таким образом, мембранный фильтр в процессе эксплуатации освобождаетс от ос- новной массы осадка. Полна очистка мембранного фильтра происходит в период выгрузки, при которой рабочее давление на фильтре снимаетс , и под действием пол центробежных сил и про тивотока фильтрата из полости фильтровального патрона мембранный фильтр полностью очищаетс . Процесс безосадочного фильтровани ведетс при закрытых С1елевых отверсти х 5. Щели 5 закрыты поршневой заслонкой 21, наход щейс в крайнем верхнем положении, за счет разницы давлений в камерах 31 и 32. Разница давлений объ сн етс тем, что давление в глухой-камере 31 при вращении ротора превышает атмосферное за счет действи центробежных сил во вращающемс слое управл ющей жидкости, наход щейс в камере 31, а давление в проточной камере 32 равно атмосферному, так как управл юща жидкость подаетс в камеру 31 с расходом , равным расходу ее через каналы 33. При необходимости вывода концентрата из ротора через штуцер 29 и каналы 27 в камеру 23 запирани устройства дл выгрузки подаетс управл юща жидкость с расходом, превьш:аю- щим расход ее через каналы 33.In the working cavity 10 of the rotor, due to the action of the floor of centrifugal forces, large particles are thrown to the periphery of the rotor. Small particles entrained by the fluid flow are retained on the surface of the membrane filter, connected to each other and, having reached a certain size and mass, are thrown to the periphery of the rotor. Thus, the membrane filter during operation is released from the main mass of sediment. Full cleaning of the membrane filter occurs during the unloading period, at which the working pressure on the filter is removed, and under the action of centrifugal forces and counter flow of filtrate from the cavity of the filter cartridge, the membrane filter is completely cleaned. The process of non-sedimentation filtering is carried out with closed CIel holes 5. The slots 5 are closed by a piston damper 21, which is in its extreme upper position, due to the pressure difference in chambers 31 and 32. The pressure difference is explained by the fact that the pressure in the blind chamber 31 at rotor rotation exceeds atmospheric due to centrifugal forces in a rotating layer of control fluid in chamber 31, and pressure in flow chamber 32 is equal to atmospheric, because control fluid is supplied to chamber 31 with a flow rate equal to its flow through channels 33. If it is necessary to withdraw the concentrate from the rotor through fitting 29 and channels 27 into the chamber 23 of the locking device for unloading, the control fluid is supplied with a flow rate that exceeds its flow through the channels 33.

При этом давление в камере 32 пре- вышает давление в камере 31 за счет действи центробежных сил во вращающемс слое управл ющей жидкости, обусловленном разностью уровней D и Dj,In this case, the pressure in chamber 32 exceeds the pressure in chamber 31 due to the effect of centrifugal forces in the rotating layer of control fluid, due to the difference in levels D and Dj,

5 0 5 0 Q 0 5 0 5 0 Q 0

5five

что обеспечивает перемещение поршневой заслонки 21 в крайнее нижнее положение , ограниченное регулируемым yndpOM 25, и открывание щелей 5. После выгрузки концентрата расход управл ющей жидкости снижают, выравнива с расходом через каналы 33. При этом давление в камере 32 снижаетс и поршнева заслонка 21 перемещаетс в крайнее верхнее положение, перекрыва щели 5. Положение регулируемого упора 25 фиксируетс с помощью винтов 26. Режимы выгрузки концентрата могут устанавливатьс временем открыти щелей 5, которое обеспечивает система управлени центрифугой, и изменением проходного сечени щелей 5 посредством регулируемого упора 25.which ensures that the piston damper 21 moves to the extreme lower position, limited by the adjustable yndpOM 25, and the opening of the slots 5. After unloading the concentrate, the flow of control fluid is reduced by leveling with the flow through the channels 33. At the same time, the pressure in the chamber 32 decreases and the piston damper 21 moves the uppermost position, closing the slit 5. The position of the adjustable stop 25 is fixed with screws 26. The concentrate discharge modes can be set by the opening time of the slits 5, which is provided by the control system entrifugoy and the change of flow area through the slots 5 of the adjustable stop 25.

Введение в конструкцию регулируемого упора 25 с винтами 26 позволило в сочетании с изменением времени открыти щелей 5 заслонкой 21 произво дить частичный выброс концентрата из полости 10 ротора, после которого уровень DI заполнени ротора превышает незначительно диаметр D фильтровального патрона. Вследствие этого рабочее давление на мембранном фильтре снимаетс и под действием пол центробежных сил и противотока фильтрата из полости фильтровального патрона мембранный фильтр полностью очищаетс . Такой частичный выброс концентрата крайне необходим при работе с суспензи ми с малым содержанием твердой фазы, при которой дп поддержани необходимой степени сгу- щенИ чартые полные выгрузки нежелательны и необходимо организовать частичный выброс концентрата из полости 10 дл полной очистки мембранного фильтра и цоддержани максимально высокой производительности процесса фильтрации.Introduction to the design of the adjustable stop 25 with screws 26, combined with a change in the opening time of the slots 5 by the shutter 21, partially ejected concentrate from the rotor cavity 10, after which the DI fill level of the rotor slightly exceeds the diameter D of the filter cartridge. As a result, the working pressure on the membrane filter is removed and under the action of the floor of the centrifugal forces and the backflow of the filtrate from the cavity of the filter cartridge, the membrane filter is completely cleaned. Such a partial release of the concentrate is extremely necessary when working with suspensions with a low solids content, in which the dp of maintaining the required degree of condensation and the chart full unloading are undesirable and it is necessary to organize a partial release of the concentrate from the cavity 10 in order to completely clean the membrane filter and maintain the highest possible process efficiency. filtering.

При необходимости замены мембранного фильтра на фильтровальном пат- роне центрифугу останавливают, отвинчивают кольцевую гайку 7, вынимают фильтровальный патрон из полости ротора , замен ют мембранный фильтр, устанавливают фильтровальный патрон в ротор, закрепл ют его кольцевой гайкой 7 и вновь раскручивают ротор до рабочей скорости., оIf it is necessary to replace the membrane filter on the filter cartridge, the centrifuge is stopped, the ring nut 7 is unscrewed, the filter cartridge is removed from the rotor cavity, the membrane filter is replaced, the filter cartridge is installed in the rotor, fixed with the ring nut 7, and the rotor is rewound up to the operating speed. , about

Использование данной конструкции позвол ет повысить производительность безосадочного фильтровани за счет эффективного раскручивани суспензииThe use of this construction allows to improve the performance of non-sedimentation filtration due to the effective unwinding of the suspension.

юYu

20Фиг . 220Fig. 2

Claims

Claim

A device for thickening suspensions, predominantly microbiological, comprising a housing, a rotor comprising two cone-shaped plates mounted on a drive shaft with large bases one to the other and having peripheral slots for withdrawing concentrate, a filter cartridge located in the rotor, including a cover and devices for introducing the suspension and the conclusion of the filtrate, which is characterized by the fact that, in order to increase productivity and expand functionality by separation along with other labile microbiological suspension, the filter cartridge lid is attached to the upper rotor plate and it has a chamber for collecting the filtrate and a channel for venting air and excess suspension from the rotor cavity, a piston shutter is installed outside the rotor to close the slots between the plates for concentrate discharge, a. an adjustable stop is installed under the shutter on the lower plate.