SU1726048A1

SU1726048A1 - Sedimentation centrifuge

Info

Publication number: SU1726048A1
Application number: SU894750750A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Михайлович Хобатков; Феликс Аббович Корецкий
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Горного Машиностроения
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1992-04-15

Abstract

Изобретение относитс к защите окружающей среды и может быть использовано в угольной промышленности дл очистки сточных вод. Цель изобретени - повышение степени разделени суспензии. Осади- тельна центрифуга включает ротор 2, содержащий основание 9 и св занную с ним крышку 6 в виде усеченного конуса, расположенные в основании 9 и крышке 6 отверThe invention relates to environmental protection and can be used in the coal industry for wastewater treatment. The purpose of the invention is to increase the degree of separation of the suspension. The precipitation centrifuge includes a rotor 2 containing a base 9 and a cover 6 in the form of a truncated cone, connected to it, located in the base 9 and the cover 6

Description

сти дл вывода осадка и фугата, трубопровод 10 дл подачи исходной суспензии, обтекатель 7, установленный над этим трубопроводом, и разделительный диск, размещенный над основанием 9 и имеющий отверсти дл прохода осадка. При этом обтекатель 7 имеет форму, аналогичную крышке , и его большее основание расположено над разделительным диском, причем к основанию 9 обтекател 7 и к диску прикреплены радиальные раскручивающие лопатки 14 дл исходной суспензии. 3 ил.for extracting sediment and centrifuge, pipe 10 for supplying the initial suspension, fairing 7 installed above this pipeline, and separating disc placed above base 9 and having openings for passage of sediment. In this case, the fairing 7 has a shape similar to the lid, and its larger base is located above the separating disk, with radial spinning vanes 14 for the initial suspension attached to the base 9 of the fairing 7 and to the disk. 3 il.

Изобретение относитс к области защиты окружающей среды и может быть исполь- зовано, например, в угольной .промышленности дл очистки производственных сточных вод от тонко- и среднедис- персных частиц (2...80 мкм) угл и породы.The invention relates to the field of environmental protection and can be used, for example, in the coal industry for the purification of industrial wastewater from fine and medium-dispersed particles (2 ... 80 microns) of coal and rock.

В практике очистки сточных вод от механических примесей наиболее широкое распространение получили отстойники, представл ющие собой обширные бассейны дл осаждени частиц примеси под собственным весом.In the practice of wastewater purification from mechanical impurities, the most widely used are septic tanks, which are large basins for sedimentation of impurity particles under their own weight.

Недостатками таких устройств вл ютс большие габариты и низка эффективность очистки от тонкодисперсных частиц (2-10 мкм), св занна с образованием в бассейнах местных течений, скорость которых превышает скорость осаждени частиц.The drawbacks of such devices are the large size and low cleaning efficiency from fine particles (2-10 microns), which is associated with the formation of local currents in the basins, the speed of which exceeds the particle deposition rate.

С целью уменьшени габаритов очистных устройств широко примен ют также гидроциклоны, принцип действи которых основан на осаждении частиц примеси в центробежном поле вращающейс исходной жидкости.In order to reduce the dimensions of the cleaning devices, hydrocyclones are also widely used, the principle of action of which is based on the deposition of impurity particles in the centrifugal field of a rotating source fluid.

Однако в св зи с образованием внутри циклонов вторичных течений со скоростью, превышающей скорость осаждени частиц, они также малоэффективны дл частиц мельче 10 мкм.However, due to the formation of secondary currents within a cyclone at a rate exceeding the deposition rate of particles, they are also ineffective for particles smaller than 10 microns.

Наиболее эффективными устройствами дл этой цели вл ютс осадительные центрифуги .Precipitation centrifuges are the most efficient devices for this purpose.

Известна, например, ма тникова центрифуга (периодического действи ), включа- юща корпус и ротор, внутренн поверхность которого снабжена ребрами.For example, a mannik centrifuge (batch operation) is known, including a housing and a rotor, the inner surface of which is provided with ribs.

Недостаток таких центрифуг заключаетс в ручной выгрузке осадка, что ограничивает область их применени ввиду низкой производительности и неудобств при эксплуатации .The disadvantage of such centrifuges is the manual unloading of sediment, which limits the scope of their use due to low productivity and inconvenience during operation.

Наиболее близким по технической сущности решением к предлагаемой вл етс осадительна центрифуга, котора состоит из двухкамерного цилиндроконического корпуса дл сбора и отвода осадка и фугата и ротора, содержащего основание в виде круглого диска с управл емым устройством в виде упругой кольцевой диафрагмы дл вывода из ротора осадка и св занную с основанием крышку в виде оболочки в форме усеченного конуса, расположенные в основании и крышке ротора отверсти дл вывода осадка и фугата, трубопровод дл подачиThe closest to the technical essence of the proposed solution is a centrifugal centrifuge, which consists of a two-chamber cylindrical housing for collecting and draining sediment and centrifuge and a rotor containing a base in the form of a circular disk with a controlled device in the form of an elastic annular diaphragm for withdrawing sediment from the rotor and a truncated cone-shaped cover in the form of a shell, openings in the base and the rotor cover for sludge and centrifugal discharge, a pipeline for supplying

исходной суспензии, обтекатель, расположенный над этим трубопроводом, а также разделительный диск, размещенный над основанием и имеющий отверсти дл прохода осадка.the original suspension, fairing located above this pipeline, as well as a separating disk placed above the base and having openings for the passage of sediment.

Недостатком известного устройства вл етс невысока степень разделени суспензии вследствие того, что ее ввод в ротор выполнен в его верхней узкой части. В совокупности с центральным выводом фугата иA disadvantage of the known device is the low degree of separation of the suspension due to the fact that it is introduced into the rotor in its upper narrow part. In conjunction with the central output of the fugate and

полым ротором это приводит к тому, что основной поток суспензии в роторе получает недостаточно высокую окружную скорость , а следовательно, и недостаточную величину центробежных сил, действующихa hollow rotor, this leads to the fact that the main suspension flow in the rotor receives an insufficiently high peripheral speed, and consequently, an insufficient amount of centrifugal forces acting

на каждый элементарный объем суспензии. Цель изобретени - повышение степени разделени суспензии.for each elemental volume of suspension. The purpose of the invention is to increase the degree of separation of the suspension.

Поставленна цель достигаетс тем, что осадительна центрифуга включает двухкамерный корпус дл сбора и отвода продуктов разделени и ротор, содержащий основание и св занную с ним крышку в виде усеченного конуса, расположенные в основании и крышке ротора отверсти дл вывода осадка и фугата, трубопровод дл передачи исходной суспензии, установленный над этим трубопроводом обтекатель и разделительный диск, размещенный над основанием и имеющий отверсти дл прохода осадка. Причем обтекатель смонтирован в центральной части ротора и имеет форму, аналогичную крышке, и его большее основание расположено над разделительным диском , к основанию обтекател и к дискуThe goal is achieved by the fact that the centrifugal centrifuge includes a two-chamber case for collecting and withdrawing separation products and a rotor containing a base and a truncated cone-shaped lid located in the base and rotor lid of the outlet for draining and centrifugal, the pipeline for transferring the original suspension mounted above the pipeline fairing and a separating disk placed above the base and having openings for the passage of sediment. Moreover, the fairing is mounted in the central part of the rotor and has a shape similar to the lid, and its larger base is located above the separating disk, to the base of the fairing and to the disk

прикреплены радиальные раскручивающие лопатки дл исходной суспензии.attached radial spinning blades for the initial suspension.

Применение предлагаемой центрифуги позвол ет повысить степень разделени суспензии, так как последн поступаетThe application of the proposed centrifuge allows to increase the degree of separation of the suspension, since the latter comes

сначала в периферийную зону ротора, где получает наибольшую окружную скорость, которую возможно получить в данном роторе , а следовательно, и более значительную величину центробежных сил, действующих на каждый элементарный объем суспензии.first into the peripheral zone of the rotor, where it receives the highest peripheral speed that can be obtained in this rotor, and, consequently, a larger value of the centrifugal forces acting on each elementary volume of the suspension.

Причем дальнейшее движение суспензии сMoreover, the further movement of the suspension with

периферии к центру ротора (в направлении отверстий дл вывода фугата) в силу закона сохранени количества движени сопровождаетс возрастанием угловой скорости суспензии, а следовательно, и возрастанием центробежных сил, действующих на каждый ее элементарный объем.the periphery to the center of the rotor (in the direction of the holes for the withdrawal of the centrifuge), by virtue of the law of conservation of momentum, is accompanied by an increase in the angular velocity of the suspension, and consequently, an increase in the centrifugal forces acting on each of its elemental volumes.

На фиг. 1 изображена центрифуга, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез, Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 shows a centrifuge, a slit; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a section, bb in FIG. one.

Устройство содержит корпус 1, ротор 2 и двигатель 3.The device includes a housing 1, a rotor 2 and an engine 3.

Корпус 1 состоит из двух камер 4 и 5, служащих соответственно сборниками очищенной жидкости (фугата) и осадка.Case 1 consists of two chambers 4 and 5, which serve respectively as collections of purified liquid (centrate) and sediment.

Ротор 2 закреплен непосредственно на валу двигател 3 и содержит наружную крышку 6 в форме усеченной конической оболочки, внутренний обтекатель 7, имеющий форму, аналогичную форме крышки 6, верхний торцовый фланец 8, основание 9 и входной трубопровод 10, выполненный за одно целое с основанием 9. Наружна поверхность обтекател 7 и внутренн повер- хность крышки 6 образуют гладкий конический кольцевой канал 11, служащий разделительной камерой.The rotor 2 is mounted directly on the motor shaft 3 and contains an outer cover 6 in the shape of a truncated conical shell, an inner fairing 7 having a form similar to the cover 6, the upper end flange 8, the base 9 and the inlet pipe 10, made in one piece with the base 9 The outer surface of the finer 7 and the inner surface of the lid 6 form a smooth conical annular channel 11 serving as a separation chamber.

Верхний фланец 8 крышки б выполнен в форме центробежного колеса с лопатками 12, загнутыми назад, а его внутренн полость (межлопаточные каналы) соединена с разделительной камерой 11 с помощью осевых отверстий 13. Входна нижн часть обтекател 7 выполнена также в форме центробежного колеса, но с лопатками 14, загнутыми вперед, а его межлопаточные каналы соединены с внутренней полостью входного трубопровода 10с помощью осевых отверстий 15 в разделительном диске 16. Кроме того, в основании 9 выполнены радиальные каналы 17 дл вывода из ротора осадка, которые сообщают периферийную зону разделительной камеры 11 с осевыми отверсти ми 18.The upper flange 8 of the cover b is made in the form of a centrifugal wheel with blades 12 bent back, and its internal cavity (interscapular channels) is connected to the separation chamber 11 by means of axial holes 13. The entrance lower part of the fairing 7 is also made in the form of a centrifugal wheel, but with blades 14, bent forward, and its interscapular channels are connected to the internal cavity of the inlet pipeline 10 with the help of axial holes 15 in the separating disk 16. In addition, radial channels 17 are made in the base 9 to lead out of the rotor axis So, which report the peripheral zone of the separation chamber 11 with axial holes 18.

Сборные камеры 4 и 5 сообщаютс с наружной атмосферой и оснащены устройствами дл отвода фугата и осадка (не показаны ).The collecting chambers 4 and 5 are connected to the outside atmosphere and are equipped with devices for withdrawing the centrate and sludge (not shown).

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При вращении ротора 2 в направлении, указанном на фиг. 2 и 3 стрелками, лопатки 12 и 14 создают т гонапорный эффект центробежного насоса, обеспечивающий последовательное перемещение исходной суспензии через входной трубопровод 10, осевые отверсти 15, межлопаточные каналы обтекател 7, разделительную камеру 11, осевые отверсти 13 и межлопаточные каналы фланца 8.When the rotor 2 rotates in the direction indicated in FIG. 2 and 3 arrows, the blades 12 and 14 create a pressure effect of the centrifugal pump, ensuring the sequential movement of the initial suspension through the inlet pipe 10, the axial bores 15, the inter-blade chutes of the fairing 7, the separating chamber 11, the axial bores 13 and the inter-blade channels of the flange 8.

Сечение камеры 11 и расход жидкости через ротор 2 подбираетс таким образом, чтобы скорость жидкости в активной части камеры 11 была меньше скорости осаждени самых мелких частиц примеси, а сечение радиальных каналов 17, закрытых сверху разделительным диском 16, подбираетс таким образом, чтобы скорость жидкости в них превосходила скоростьThe cross section of the chamber 11 and the flow rate through the rotor 2 are selected so that the velocity of the fluid in the active part of chamber 11 is lower than the deposition rate of the smallest particles of impurity, and the cross section of the radial channels 17, which are closed on top of the separator disk 16, is adjusted so that the velocity of the fluid in they surpassed speed

осаждени самых крупных частиц примеси, улавливаемых аппаратом.deposition of the largest particles of impurity, captured by the apparatus.

Под действием центробежных сил частицы примеси в камере 11 осаждаютс на внутреннюю наклонную поверхность крышки 6 и стекают по ней в периферийную зону камеры 11, откуда через каналы 17 и осевые отверсти 18 выбрасываютс (под действием разности давлений внутри ротора 2 и наружной атмосферой) вместе с частью исходной суспензии в сборную камеру 5. Таким образом, в отверсти 13 поступает очищенна жидкость (фугат), который выбрасываетс в камеру 4, а в каналы 17 и отверсти 18 поступает обогащенна уловленными частицами исходна суспензи (осадок).Under the action of centrifugal forces, the impurity particles in the chamber 11 are deposited on the inner inclined surface of the lid 6 and flow down into the peripheral zone of the chamber 11, where through the channels 17 and the axial holes 18 are ejected (under the pressure difference inside the rotor 2 and the outside atmosphere) along with the part the initial suspension into the collecting chamber 5. Thus, the cleaned liquid (centrate) enters the holes 13, which is thrown into the chamber 4, and the initial suspension enriched by the captured particles enters the channels 17 and the holes 18.

Поскольку разделительна камера 11 представл ет собой сужающийс кольцевой канал с гладкими стенками, перемещениеSince the separation chamber 11 is a tapered annular channel with smooth walls, the movement

по нему очищаемой жидкости от периферии к центру сопровождаетс возрастанием ее угловой скорости, в результате чего возрастает величина действующих на жидкость центробежных сил, что способствует болееthrough it, the fluid being cleaned from the periphery to the center is accompanied by an increase in its angular velocity, as a result of which the centrifugal forces acting on the fluid increase, which contributes more

высокой степени разделени суспензии-на фугат и осадок,a high degree of separation of the suspension-on fugat and sediment,

Выполнение лопаток 14 обтекател 7 загнутыми вперед обеспечивает дополнительную закрутку исходной суспензии в разделительной камере 11, что увеличивает центробежные силы, а также обеспечивает окружное перемещение суспензии относительно каналов 17, в результате чего повышаетс равномерность вывода через нихThe implementation of the blades 14 of the flap 7 curved forward provides an additional twist of the original suspension in the separation chamber 11, which increases the centrifugal forces, and also provides a circumferential movement of the suspension relative to the channels 17, resulting in increased uniformity of output through them

осадка и исключаютс услови дл накоплени последнего в промежутках между ними. Выполнение лопаток 12 фланца 8 загнутыми назад способствует более спокойному (с меньшей относительной-скоростью) выбросу фугата в камеру 4 и снижению потребл емой мощности.sediment and conditions are excluded for the accumulation of the latter in between. The implementation of the blades 12 of the flange 8 curved backwards contributes to a quieter (with a lower relative velocity) discharge of the centrifuge into the chamber 4 and the reduction of power consumption.

Использование предлагаемой центрифуги дл очистки сточных вод от тонко- и среднедисперсных механических примесейThe use of the proposed centrifuge for wastewater treatment from fine and medium-sized mechanical impurities

позвол ет повысить степень разделени исходной суспензии на фугат и осадок.allows to increase the degree of separation of the initial suspension into a fugate and sediment.

Claims

Claims A sedimentation centrifuge comprising a rotor containing a base and an associated

with it a truncated cone cover located in the base and rotor cover of the outlet for sediment and fugate, the pipeline for supplying the initial suspension, the fairing installed above this pipeline and the separating disk placed above the base and having openings for the passage of sediment, distinguish / 7- / 7

So that, in order to increase the degree of separation of the suspension, the fairing has a shape similar to the lid, and its larger base is located above the separating disk, while radial spinning blades for the initial suspension are attached to the base of the fairing and to the disk.