SU579858A3 - Центробежный сепаратор дл разделени суспензий - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  отдепени  твердых веществ от жидкости и относитс  к центробежным сепараторам дл  раздепеци  суспензий .

Известны анапогичные сепараторы, содержащие установленный на валу ротор, выполненный в виде конического барабана с верхним большим основанием, крышкой и днищем, устройство дл  подвода суспензии, камеру дл  вывода осадка, котора  образована крышкой и горизонтальной пластиной, установленной на валу в барабане, устройства дл  отвода жидксх;ти и выгрузки осадка, а также привод Щ

Однако эти сепараторы недостаточно эффективны в работе.

С целью повышени  эффективности раздепенв  в предлагаемом центробежном сепараторе ротор имеет чашеобразную форму, горизонтальна  пластина установлена с образованием кольцевого зазора, а во внутренней полости ротора под горизонтальной пластиной на валу установлен диск, причем между диском и внутренней-поверхностью ротора имеетс  зазор, а между торцовой поверхностью циска и торцовой поверхностью горизонтальной пластины - канал дл  исходной раздел емой суспензии.

При этом устройство дл  выгрузки осадка состоит из поворотных платформ, на которых размещены ковши, снабженньш кулачковым устройством дл  их подъема над ротором при выгрузке осадка и последующего опускани . В камере дл  вывода осадка установлена каретка, планетарно св занна  с поворотными платформами, Устр9йство дл  отвода жидкости представл ет собой сопла, вставленные в отверсти  днища ротора.

Кроме того, вокруг крышки ротора установлен цилиндрический сборник осадка, снабженный природом. В.сборнике радиально установлены ножи дл  удалени  осадка с его поверхности. Через внутреннюю полость ротора проходит вал, а устройство дл  подвода суспензии состоит из вертикального канала и радиальных расточек, выполненных в валу; кулачковое устройство св зано с поворотной кареткой. На периферии поворотной каретки установлены плуги, расположенные в зазоре между горизонтальной пластиной и внутренней поверхностью ротора.. На фиг. 1 схематично : изображен описыпаемый центробежный сепаратор, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез фиг. 1; на фиг, 3сепаратор , вид сверху:, на фиг. 4 - сечение Б-Б фиг. 3} на фиг. S - разрез В-В фиг. 3; не фиг. 6 - разрез Г-Г фиг. 4; на фиг. 7 сечеше Д-Д фиг. 1; на фиг. 8 и 9 сечение Е-Е фиг. 5; на фиг. 10 - элемент, несущий ковши, в аксонометрии; на фиг. 11 привод и пл&нетарна  зубчата  передача в аксонометрии; на фиг. 12 - ковшова  платформа , вид сверху; на фиг. 13 - то же, ковш подн т; на фиг. 14 - то же, ковш опущен; на фиг. 15 - разрезЖ-Ж фаг. 12; на 4sir. 16 - разрез 3-3 фиг. 13j на 4мг, 17 разрез И-И фиг. 14. Центробежный сепаратор дл  разделени  суспензий содержит ротор, ус -ройство дл  подвода суспензии, камеру дл  вывода осадка , устройства дл  отвода жидкости и выгруаки осадка и привод. Ротор 1 сепаратора выполнен чашеобразным , Пбд ним установлено устройство дл  отвода жидкости, выполненное в виде кольцевого поддона 2. Жидкость попадает в поддон из ротора 1 через выпускиое сопла 3. Ротор установлен на валу 4 и имеет днище б и крышку 6. Устройство дл  подвода сус-. певзй в ротор содержит патрубок 7. Между Зкрышкой 6 и горизонтальной пластиной 8, установпенной на валу в роторе, образована камерадл  вывода осадка. Под пластиной 8 внутри ротора установлен шеек 9 с образованием зазора между его кра ми н внутренней поверхностью ротора, причем между торцовой поверхностью диска н TqpaoBofi поверхностью пластины 8 имеетс  канал дл  исходной раздел емой суспензии . Уст{эойство дл  выгрузки осадка содержит поворотные ковши 1О, установленные на ос  поворачивающихс  вокруг вала 4. Ковши опи раютс  на каретку 11, вращающуюс  вокруг вала,и креп тс  на поворотщ 1Х платформах 12, которые вращаютс  на каретке 11 и также поворачиваютс  относительно централ ного вала 4. Таким образом каретки 11 и кажда  поворотна  платформа 12 находатс  в планетарном зацеплении. Скорость вращени  ка ретки. 11 несколько больше, чем вала 4 и ротора.. Например, если вал и ротор вращаютс  со скоростью ЗООО об/мин, то каретка 11 совершает 3002 об/мин. В этом, случае каждый р д ковшей 10 вращаетс  вокруг каретки 11 со скоростью 2 об/мин, а кажда  поворотна  платформа 12 вращаетс  на каретке 11с небольшой скоростью. Л л  подъема и опускани  ковшей имеетс  кулачковое устройство с поверхност ми 13 ( дл  подъема) и 14 (дл  опускани ;, которое перемещаетс  вместе с кареткой 11. На каретке установлены плуги 15 дл  разрыхлени  шламового уплотнени , расположенные в зазоре между пластиной 8 и внутренней поверхностью ротора. Вокруг, ротора размешен вращающийс  цилиндрическйй сборник 16 осадка. Во внутренней полости сборника радиально установлены ножи 17 дл  удалени  осадка с его поверхности . Рама центробежного сепаратора содержит основание 18, состо щее из переднего и заднего швеллеров 19 и 2О и продольных щвеллеров 21 и 22. /Зва вертикальных передних уголка 23 служат в качестве опоры дл  передней части выпycкaю цeгo жидкость поддона 2. Швеллеры 24 установлены впереди швеллеров 21 и 22, а поддерживающа  поддон пластина 25 расположена между швеллерами 24 и уголками 23 и поддерживает заднюю часть поддона 2. Швеллеры 24 размещены над ротором 1, их верхние концы поддерживают конструкцию 26, состо шую из пластиньь 27, пластины 28 и двух боковых пластин 29 и 30. Лополнительные уголки 31 и 32 отход т от швеллеров 21 и 22 и поддерживают регулируемое крепление 33 электродвигател . Горизонтальна  рама 34 расположена между швеллерами 24 и поддерживает другое крепление 35 электродвигател . Поддон 2 имеет кольцевую нижнюю стенку 36, наружную стенку 37 и внутреннюю стенку 38 и снабжен корытом 39 дл  удерживани  жидкости. Наружна  стенка 37 выполнена с ободком 40. Нижнее сопло 41 направл ет жидкость из выпускного отверсти  42. Ротор имеет закругленное днише 5, кото-, рое переходит в узкую верхнюю крайнюю часть 43, имеющую выступающий наружу фланец 44 с ободком 45. Лнище имеет центральное Отверстие 46, через которое проходит вал 4. В край отверсти  входит кольцевой выступающий; фланец 47 вала 4, прикрепл емый болтами48. . В отверстии 49 дл  выпуска жидкости вставлены сопла/50, опущенные ниже уровн  кра  поддона 2 так, что выпускаема  жидкость беспор дочно не разбрасываетс  под действием центробежной силы. Жидкость из сопл 5О выбрасываетс  наружу к цилиндрической стенке 37 поддона, собираетс  в нем и выпускаетс  через нижнее сопло 41. Лиск 9 имеет центральное отверстие 51, через которое проходит центральный вал 4. Лкск 9 и пластина 8 поддерживаютс  распорными узлами 52, включающими верхшою и нижнюю распорные втулки 53 и 54. Пластина 8 опираетс  на кольцевой эаппечик 55 центрального вала 4.

Крышка 6 расположена на некотором рассто нии от ппастины 8 и прикреплена болтами к ободку 45 фланца 44. Она имеет большое центральное отверстие 56 и служит дл  ограничени  твердых частиц, которые по даютс  вверх по окружности пластины 8 при помоши шламовых плугов 15. Перва  зубчата  шестерн  57 планетарной передачи прикреплена болтами к пластине 8 и приводит Б движение поворотные платформы 12. Вал 4 выполнен с каналом 58, соединенным с муфтой 59Jпри помощи которой суспензи  подаетс  к каналу 58 под давлением. ВерхНИИ конец канала 58 соедин етс  с серией радиальных расточек 60 (см, фиг. 5), направл ющих суспензию в центр ротора 1,

Каретка 11 включает верхнюю кулачковую плиту 61 (см. фиг, 4, 5 и 6), нижнюю пластину 62 дл  плугов и среднюю раздепнтельную пластину 63. Эти пластины скреплены вместе.

Кажда  ковшова  поворотна  платформа 12 (см, фиг. 4, 5 и Ю) закреплена на одном из йубчатых колес 64 планетарной передачи . Причем кажда  поворотна  платфор .va и соединенное с ней зубчатое колесо планетарной передачи расположены между верхней кулачковой плитой 61 и нижней пластиной 62 и наход тс  в горизонтальной плоскости разделительной пластины 6 3, Кажда  поворотна  платформа и ее зубчатое колесо 64 планетарной передачи могут врашатьс  самс то тельно вокруг центрального вала в5 Противополож1&1е концы каждого вала -3;; закреплены в отверсти х 66 и 67 верхней кулачковой ппиты 61 и ппастины 62 (см. фиг.4 ). Кроме самосто тельного вращени  кажда  поворотна  платформа может поворачи ватьс  относительно .центрального вапа4. Когда кулачкова  плита 61 медленно перемещаетс  вокруг основной шестерш 57 планетарной передачи (солнце) примерно на 2 об/мин, то два губчатых колеюа 64 медленно поворачиваютс  вокруг шестерни 57 (солнце), заставл   тем самым поворотные платформы поворачиватьс  относительно валов 65 так, что отдельные ковши 1О будут поворачиватьс  относительно этих валов. Из-за многоступенчатого планетарного соединени  между валом 4 и валами 65 и ковшами 1О различные ковши будут перемещатьс  в пространстве по гипоциклоиде, но по отношению к периферии ротора 1 они будут далать повтор ющиес  тангенциальные проходы через шламовое кольцо, которое собираетс  в периферийной зоне ротора. Каждый проход будет постепенно удал тьс  по окружности от предыдущего прохода.Кольцева , закрываюи1а  ротор крышка t; образует шламовое перекрытие, поперек которого подн тые уплотне1шые кусочки шла.ма выбрасываютс  нарухсу из подн тых ковшей. Образующа  перекрытие крышка 6 вместе с круглой горизонтальной ограждающей стенкой 68, расположенной непосредственно }iaii ней, ограничивает канал 69 (см.фиг. 5) дл  отвода наружу уплотнешоых кусков шлама.

Кажда  из двух.поворотных платформ преставл ет собой толстую кольцевую пластину 7О, имеющую восемь периферийных пр моугольных вырезов 71 (по одному вырезу дл каждого ковша). Каждый ковш 1О включает деталь корпуса 72 и пр моугольную хвостовую часть 73, котора  свободно п;х:ажена внутри каждого выреза 71 и крепите;; :ам при помощи поперечного поворотного пальца.

Корпус 72 имеет форму  щика, образован наружной боковой стенкой 74, внутр нней стенкой 75, задней стенкой 76 и нижней стенкой 77. Передн   и верхн   стороны каждого ковша открыты. Поворотные платформы 12 вращаютс  по часовой стреле (см. фиг. 1О), а направл ющие кром.си аружной 74 и нижней 77 ti..;eior форму кромок ножа.

Поворотные ппйт-фсиг-i 2 перемещаютс  с бопьг.юй скоростью по окружности относигельно ценгралького вала 4, и поэтому они Г)са прем  подвергаютс  воздействию большой центробежной силы. Центробежна , сипа, котора  создаетс  в результате вращени  повооотных платформ вокруг своей оси, незначительна . В св зи с этим кажда  тверда  частица, наход ща с  в ковше Ю, стремитс  выброситьс  радиапьно наружу из ротора. Каждый ковш, продвига сь тангенциально через твердое вещество, поднимаемое плутами

15, заполн етс  твердым шламом.

При работе сепаратора каждый ковш, поворачива сь , занимает такое положение, при котором его открыта  направл юща  сторона оказываетс  обращенной наружу от ротора . При этом ковш зацепл етс  с одной из поверхностей 13 купачкового устройства 78 и поднимаетс .

Кулачковое устройство (см. фиг, 5, 8 и 9) прикреплено горизонтальными болтами к кронщтейну 79, который прикреплен к конструкции 80 в виде револьверной головки.

Последовательность операций подъема и опускани  ковша схематично показана на фиг. 12-17. На фиг. 12 и 15 один из ковшей Ю изображен в положении, при котором он взаимодействует с неподвижной поверхностью кулачка при отклонении ковша вверх относительно поворотного штифта 81. фит. 13 и 16 изображен ковш в положемии .при котором он достигает своей паин (.1сшей точки  а поверхности 13, При таком положении центробежна  сипа, действующа  на ковш, заставл ет его отбрасыватьс  в направлении наружу, и ковш отходит ОТ поверхнсх:ти 13 и движетс  вправо (пунктирна  пини ). Так как открыта  сторона ковша в это врем  обращена радиапьно наружу, то уплотненный кусок шлама из ковша выбрасываегс  наружу и проходит нац крышкой 6 (см. фиг. 5) к медленно вращающемус  сборнику 16.Затем ковщ возвращаетс  в свое нижнее положение дть  зачерпывани  шл ма (см. фиг, 12 и 15), Из-за посто$гнно действуюшей на ковщ центробежной силы он бу- дет отходить от кулачковой поверхности 13 и взаимодействовать с кулачковой поверхностью 14 на кулачковой плите 61, Дл  этого разгрузочное отверстие 82 выполнено относительно большим и имеет fD -образную форг му. Внутренний край разгрузочного отверсти  скошен-Так, что каждый ковш 10 сталкиваетс  с кулачковой поверхностью 14 и его хвостова  часть 73 скользит по этой поверхности . Хот  задн   стенка 77 ковша будет находитьс  напротив кулачковой поверхности 13, центробежна  сила будет удерживать ковш на некотором рассто нии от нее. Так как в сепараторе шестнадцать ковшей , то кольцо из шлама (см, фиг, 5} повторно обрабатываетс  ковшами в шестнадцати местах по периферии каретки 11, В результате ковщи 1О перенос т относительно большое количество шлама в сборник 16. Привод сепаратора осуществл етс  от двигател  83 с валом 84. От-двигател  усилие передаетс  на вал 4 через приводной механизм 85, объединеннь1й с ременно-шкивовым узлом-86, в состав которого вход т бесконечный приводной ремень 87, разъемный, смещаемый пружиной приводной шкив 88 и приводной шкив 89 с плоской поверхностью. Первый шкив крепитс  на приводном валу двигател , а другой шкив - нат жном валу 90. Нат жной вал закреплен в верхнем и нижнем подшипниках 91 и 92 и опираетс  на соответствующие поперечины 93 и 94, расположенные между швеллерами 24. На нат жном валу 9О расположен многоканавочный приводной шкив 95 и горизонтальные беско}5ечные ремни 96, проход щие вокруг шкива 95 и также вокруг приводного шкива 97 на центральном привод)ом валу 4; При вращении ручки 98 в одном или другом на.-равионии продольное положение двигател  83 мен етс . Это приводит к изменению соотношени  между выходным jianoM 84 двигател  83 и це)тралы ым валом 4 с целью иэмии1;)111  скорости, Ковшова  каретка 11 может вращатьс  о CKOpocTbtoj нескО( гIpeвьшJaюшeй скоость ьрашени  ротора 1 и центрального вла 4.-Таким образом, необходимое различие корости на 2 об/мин между кареткой 11 и отором может быть получено при гюмоши лока шестерен. Центральный приводной вал 4 установлен подшипниках 99 и 100 и снабжен у верхнего конца частью 101, выступающей над ротором и несущей звездочку 1О2 (см, фиг. 1 и 2), котора  при помощи р да бесконечных цепей 103 приводит в движе1ше подобную звездочку 1О4 на другом нат жном валу 1О5, установленном в подшипниках 1Ов и 107. На нижней части нат жного вала 1О5 расположена шестерн  1О8, котора  сцеплена, с шестерней 109, установленной на нат жном валу 110 (см. фи;г. 11), установленном в подшипниках 111 и 112. Шестерн  113 на верхнем конце нат жного вала 110 сцеплена с приводной шестерней 114 каретки, прикреппен ойболтами 115,(см.фиг.4) к верхнему концу приводной втулки 116. Эта втулка скольз ще посажена на среднюю часть центрального вала 4 и имеет внутренний вкладыш 117. Приводна  втулка 116 снабжена выступающим наружу болтовым фланцем 118, прикреплешсым к кулачковой плите 61, Диаметры двух звездочек, 1О2 и 104 равны , а диаметры и число зубьев на шестерн х 1О8 и 114 также подобраны соответствующим образом. Две шестерни 109 и 113 образуют зубчатую передачу, котора  вызывает вращение приводной шестерни 114 со скоростью на 2 об/мин большей, чем скорость шестерни 108, Таким образом достигаетс  различие в скорости, причем вращаетс  со скоростью ЗООО об/мин, а ковшова  каретка 11-ЗОО2 об/мин. Собирающий шлам сборник 16 и ограждающа  шлам стенка 68 составл ют перевер1 утый поддонообразный собирающий шлам и разгружающий узел 119, расположенн1 1й сверху ротора. Центральный вал 4 выходит наверх через отверстие 120 в стенке 68, Узел 119 выполнен с возможностью ьфаще- ни  с Относительно медле1шой скоростью вокруг этого вала. На выходном валу 121 электродвигател  установлен шкив 122, Бесконечные 123 проход т вокруг шкива и сборника 16 так, что при включении электродвигател  узел 119 будет вращат :1с  со скоростью, например 2-4 об/мнн. Неподв1(Ж1&1е ножи 17 действуют вместе с медленно врашающейс  сгенкой или сборником .16, При работе сепаратир.-j суспе тзи  под давче .нием писгунает rfo вводнок-гу аа трубку 7 в

канал 58 центрального-вала, а затем наружу через радиальные расточки 60 попадает в центр ротора 1. В результате высокой ског рости вращени  ротора твердые частицы суспензии отбрасываютс  радиально наружу через заполненный суспензией канал 69 и подают к периферийному краю ротора. Как только достаточное количество твердого вещества собираетс  вокруг пластины 8, по вл етс  кольцевое шламовое уплотнение 124, j которое удерживает жидкую часть суспензии После этого жидка  часть суспензии под дей ствием силы т жести заполн ет нижнюю ротора под диском 9 до тех , пока она не сможет пройти через вьшускные сопла 3.

/Зл  того чтобы зона, в которой образует с  шламовое уплотнение, не начала забиватьс  твердыми частицами, три неподвижных плуга 15 воздействуют на шлам, собирающийс  в этой зоне. Освобожденный таким разом шлам стремитс  переместитьс  вверх по зазору между периферией пластины 8 и внутренней поверхностью ротора, откуда он периодически удал етс  ковшами 10. Затем каждый наполненный ковш перемещаетс 

внутрь ротора, где он сталкиваетс  с воздействующей кулачковой поверхностью 13 и на-1чинает подниматьс  и измен ть направление движени . Затем под действием центробежной силы уплотненный кусок шлама вы- зо брасываэтс  наружу и попадает в цилиндрический сборник 16. Так как этот сборник вращаетс  с относительно низкой скоростью. то неподвижные соскребывающие ножи 17 освобождают шлам, который падает под деист--35 вием силы т жести и выгружаетс  из сепаратора .

Claims (5)

1. Центробежный сепаратор дл  разделени  суспензий, включающий установленный на валу ротор с крышкой и днищем, устройство дл  подвода суспензии8 камеру дл  вывода 15 осадка, образованную крышкой и горизонтальной пластиной, установленной на валу в роторе , устройства дл  отвода жидкости и выгрузки осадка и привод, отличаюш| ийс   тем, что,.с целью тювышени  эффективности разделени , ротор выполнен чашеобразным , горизонтальна  пластина установлена с образованием кольцевого зазора, а во внутренней полости ротора под горизонтальной пластиной на валу установлен диск с зазором относительно внутренней поверхности ротора и с образованием между торцовой поверхностью диска и торцовой поверхностью горизонтальной пластины канала дл  исходной раздел емой суспензии, при этом устройство дл  выгрузки осадка состоит из поворотных платформ , на которых размещен р д ковшей, взаимодействующих с кулачковым устройством дл  подъема ковшей над ротором при выгрузке осадка и их последующего опускани , причем в камере дл  вывода осадка расположена каретка, планетарно св занна  с поворотными платформами, а устройство дл  отвода жидкости представл ет собой сопла, вставленные в отверсти  днища ротора.

2.Сепаратор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что вокруг крышки ротора установлен цилиндрический сборник осадке, снабженный приводом, при этом во внутренней полости сборника радиально установлены неподвижные ножи дл  удаленпк осадка с его поверхности.

3.Сепаратсг по п. -t, и т ;7 ч ч а ю щ и и с л тем, что вал прокоцит через внутреннюю полость ротора, а устройство дл  подBo/ia суспензии состоит из вертикального канапа и радиальных расточек, выполненнь1х в валу.

4.Сепаратор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что кулачковое устройство св зано с поворотной кареткой.

5.Сепаратор по п. 1, о т л и ч а ю щи йс  тем, что на периферии поворотной каретки установлен р д ппугов, расположенных в зазоре между горизонтальной пластиной и внутренней поверхностью ротора.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № ЗО4982, кл. В 04 В 1/08, 1971.

У . . ш -t-Цц ..

TH:|Jlly 1

Klllllil

А-А 2627 / / сш Фиг.2 Iff

k 5 44,

Q О О

57

72

78

77

74

Фиг.Ш f

И

L

V1Q

76

I

7

Фиг.1 ФигП