RU88294U1 - FILTERING CENTRIFUGE - Google Patents

Abstract

Фильтрующая центрифуга, содержащая корпус, расположенный в нем перфорированный ротор, привод вращения ротора, патрубки подачи суспензии и слива жидкой фазы и средство для регенерации, выполненное в виде валика, имеющего форму овала, размещенное в зазоре между корпусом и боковой поверхностью ротора и закрепленное осесимметрично на валу, установленном параллельно боковой поверхности ротора и связанным с отдельным приводом, при этом валик выполнен в виде винтовой поверхности, развернутой по его длине на 90°, с образованием между поверхностью валика и боковой поверхностью ротора переменного зазора, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности ротора закреплен фильтровальный материал с минимальным размером пор, выполненный из эластичных нитей.A filtering centrifuge comprising a housing, a perforated rotor located therein, a rotor rotation drive, slurry supply and liquid discharge nozzles, and regeneration means made in the form of an oval-shaped roller placed in the gap between the housing and the rotor side surface and fixed axisymmetrically to a shaft mounted parallel to the side surface of the rotor and connected to a separate drive, while the roller is made in the form of a helical surface, rotated 90 ° along its length, with the formation between the surface ue roller and the lateral surface of the rotor of a variable gap, characterized in that on the inner surface of the rotor is fixed filter material with a minimum pore size made of elastic threads.

Description

Полезная модель относится к устройствам для очистки дисперсных жидкостей при фильтровании в центробежном поле и может найти применение в основных процессах химической технологии, микробиологии и фармакологии, в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности, а также при очистке сточных вод промышленных производств и коммунальных служб.The utility model relates to devices for purifying dispersed liquids during filtration in a centrifugal field and can be used in the main processes of chemical technology, microbiology and pharmacology, in machine building, metallurgy and other industries, as well as in wastewater treatment of industrial plants and public utilities.

В известных конструкциях фильтрующих центрифуг, состоящих из перфорированного ротора с закрепленным на его боковой поверхности фильтровальным материалом предусматривается непрерывное срезание осадка с помощью ножа, сребка, диска, шнека, поршня и т.п. с последующей транспортировкой осадка механическими средствами или сжатым воздухом (Соколов В.И. Центрифугирование. - М.: Химия, 1976, с.312-350).In known constructions of filtering centrifuges consisting of a perforated rotor with filter material fixed on its lateral surface, continuous cutting of the sediment with a knife, scraper, disk, screw, piston, etc. is provided. with subsequent transportation of sediment by mechanical means or compressed air (Sokolov V.I. Centrifugation. - M.: Chemistry, 1976, s.312-350).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится снижение производительности, так как при механическом срезании осадка в поры фильтровального материала втираются частицы тонкодисперсной фазы, уплотненной центробежной силой, что приводит к резкому возрастанию сопротивления и необходимости остановки центрифуги на регенерацию фильтровального материала.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include a decrease in productivity, since particles of a finely dispersed phase compacted by centrifugal force are rubbed into the pores of the filter material by mechanical cutting of the sediment, which leads to a sharp increase in resistance and the need for the centrifuge to stop for regeneration of the filter material.

Известна фильтрующая центрифуга, содержащая корпус, расположенный в нем перфорированный поток, привод вращения ротора, патрубки подачи суспензии и слива жидкой фазы и средство для регенерации, выполненное в виде вала валика, имеющего форму овала или многогранника, а его вал установлен параллельно боковой поверхности ротора, а вал установлен с эксцентриситетом относительно оси валика (патент РФ №2116139, В04 3/00; 15/06), 1988).Known filter centrifuge containing a housing, a perforated stream located in it, a rotor drive, slurry supply and liquid phase discharge nozzles, and regeneration means made in the form of a roller shaft having the shape of an oval or polyhedron, and its shaft is mounted parallel to the side surface of the rotor, and the shaft is mounted with an eccentricity relative to the axis of the roller (RF patent No. 2116139, B04 3/00; 15/06), 1988).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится неполная степень регенерации мелких пор перфорированного ротора из-за постоянства их размера на стадиях фильтрования и регенерации.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the incomplete degree of regeneration of small pores of a perforated rotor due to the constancy of their size at the stages of filtration and regeneration.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятым за прототип является фильтрующая центрифуга, содержащая корпус, расположенный в нем перфорированный ротор, привод вращения ротора, патрубки подачи суспензии и слива фильтрата и средство для регенерации, размещенное в зазоре между корпусом и боковой поверхностью ротора и закрепленное на валу, связанным с отдельным приводом, при этом средство для регенерации выполнено в виде валика, имеющего форму овала, а его вал установлен параллельно боковой поверхности ротора (патент РФ №2250804, В04В 15/06, 2005 г.).The closest technical solution for the totality of features to the claimed object and adopted for the prototype is a filter centrifuge containing a housing, a perforated rotor located therein, a rotor rotation drive, suspension and filtrate discharge nozzles and a regeneration means located in the gap between the housing and the side surface the rotor and mounted on a shaft associated with a separate drive, while the means for regeneration is made in the form of an oval-shaped roller, and its shaft is mounted parallel to the side the rotor surface (RF patent No. 2250804, BB04 15/06, 2005).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность регенерации мелких пор перфорированного ротора из-за постоянства размера этих пор на стадии фильтровании и регенерации.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the difficulty of regeneration of small pores of a perforated rotor due to the constancy of the size of these pores at the stage of filtering and regeneration.

Техническим результатом предлагаемой конструкции фильтрующей центрифуги является увеличение производительности за счет полной регенерации фильтровальной боковой поверхности ротора.The technical result of the proposed design of the filtering centrifuge is an increase in productivity due to the complete regeneration of the filter side surface of the rotor.

Поставленный технический результат достигается тем, что в фильтрующей центрифуге, содержащей корпус, расположенный в нем перфорированный ротор, привод вращения ротора, патрубки подачи суспензии и слива жидкой фазы и средство для регенерации, выполненное в виде валика, имеющего форму овала, размещенное в зазоре между корпусом и боковой поверхностью ротора и закрепленное осесимметрично на валу, установленном параллельно боковой поверхности ротора и связанным с отдельным приводом, валик выполнен в виде винтовой поверхности, развернутой по его длине на 90°, образуя между поверхностью валика и боковой поверхностью ротора переменный зазор, при этом на внутренней поверхности перфорированного ротора закреплен фильтровальный материал с минимальным размером пор, выполненный из эластичных нитей.The technical result achieved is achieved in that in a filtering centrifuge containing a housing, a perforated rotor located therein, a rotor rotation drive, slurry supply and liquid phase discharge nozzles, and regeneration means made in the form of an oval-shaped roller placed in the gap between the housing and the side surface of the rotor and mounted axisymmetrically on a shaft mounted parallel to the side surface of the rotor and connected with a separate drive, the roller is made in the form of a screw surface, deployed of its length by 90 °, forming between the roller surface and the side surface of the rotor a variable gap, wherein the inner surface of the perforated rotor is mounted filter material with a minimum pore size, made of elastic strands.

Закрепление фильтровального материала на боковой поверхности перфорированного ротора позволяет улавливать дисперсную фазу в порах этого фильтровального материала, что позволяет увеличить размеры отверстий, образующих перфорацию в роторе и отказаться от сложной технологической операции - регенерации пор этих перфораций ротора.Fixing the filter material on the lateral surface of the perforated rotor allows you to capture the dispersed phase in the pores of this filter material, which allows you to increase the size of the holes forming the perforation in the rotor and to abandon the complex technological operation - regeneration of the pores of these rotor perforations.

Выполнение фильтровального материала из эластичных нитей с минимальным размером пор (из спандекса или резины), имеющего предельно плотную структуру, позволяет в режиме центробежного фильтрования улавливать в порах частицы самых тонких фракций в суспензии.The implementation of the filter material from elastic filaments with a minimum pore size (of spandex or rubber), which has an extremely dense structure, allows the particles of the finest fractions in suspension to be trapped in the pores in the mode of centrifugal filtration.

В режиме локальной регенерации, там, где от вращающегося валика в зоне минимального зазора между его боковой поверхностью и боковой поверхностью ротора создается высокое пульсирующее противодавление, поры эластичного фильтровального материала увеличивают свои размеры и уловленные в них частицы легко выдавливаются внутрь потока.In the mode of local regeneration, where a high pulsating back pressure is created from the rotating roller in the zone of the minimum gap between its lateral surface and the lateral surface of the rotor, the pores of the elastic filter material increase in size and particles trapped in them are easily squeezed out into the flow.

Все вышесказанное приводит к полной регенерации пор фильтровального материала, что увеличивает производительность центрифуги. Кроме того, предельно плотная структура фильтровального материала, выполненного из эластичных нитей, позволяет в режиме фильтрования улавливать самые тонкие частицы суспензий, что увеличивает качество фильтрата, а в режиме регенерации обратный локальный поток фильтрата в зоне пульсирующего противодавления разрушает осадок накопленных частиц, образующийся на поверхности фильтровального материала, что облегчает их удаление из ротора.All of the above leads to complete regeneration of the pores of the filter material, which increases the performance of the centrifuge. In addition, the extremely dense structure of the filter material made of elastic threads allows to capture the thinnest suspension particles in the filtering mode, which increases the quality of the filtrate, and in the regeneration mode, the reverse local filtrate flow in the pulsating backpressure zone destroys the sediment of accumulated particles formed on the filter surface material, which facilitates their removal from the rotor.

На фиг.1 представлен общий вид конструкции фильтрующей центрифуги. На фиг.2 - разрез в зоне локальной регенерации пор фильтровального материала.Figure 1 presents a General view of the design of the filtering centrifuge. Figure 2 is a section in the area of local regeneration of pores of the filter material.

Фильтрующая центрифуга содержит корпус 1, расположенный в нем перфорированный ротор 2, привод вращения ротора 3, патрубки 4 и 5 подачи исходной суспензии и слива фильтрата, средство для регенерации боковой поверхности ротора 2 в виде валика 6, установленного на валу 7, параллельно боковой поверхности ротора 2. Валик 6 с валом 7 размещены в зазоре между боковой поверхностью ротора 2 и корпуса 1. При этом валик выполнен в виде винтовой поверхности, развернутой по его длине на 90°, с образованием между поверхностью валика и боковой поверхностью ротора переменного зазора. Вал 7 связан с отдельным приводом вращения 8. Внутри перфорированного ротора 2 на его боковой поверхности закреплен фильтровальный материал 9, выполненный из эластичных нитей и имеющий предельно плотную структуру с минимальным размером пор.The filtering centrifuge contains a housing 1, a perforated rotor 2 located therein, a rotor 3 rotation drive, nozzles 4 and 5 for supplying the initial suspension and draining the filtrate, means for regenerating the side surface of the rotor 2 in the form of a roller 6 mounted on the shaft 7, parallel to the side surface of the rotor 2. The roller 6 with the shaft 7 is placed in the gap between the lateral surface of the rotor 2 and the housing 1. In this case, the roller is made in the form of a helical surface, rotated 90 ° along its length, with the formation between the roller surface and the lateral surface of the rotor variable clearance. The shaft 7 is connected with a separate rotation drive 8. Inside the perforated rotor 2, filter material 9 is fixed on its lateral surface, made of elastic threads and having an extremely dense structure with a minimum pore size.

Фильтрующая центрифуга работает следующим образом.Filter centrifuge operates as follows.

Приводы 3 и 8 приводят во вращение ротор 2 и валик 6. По патрубку 4 подается исходная суспензия, которая под действием центробежного поля равномерно распределяется внутри ротора 2 по поверхности фильтровального материала 9.Drives 3 and 8 rotate the rotor 2 and the roller 6. The initial suspension is fed through the pipe 4, which, under the action of a centrifugal field, is evenly distributed inside the rotor 2 along the surface of the filter material 9.

Под действием центробежного давления жидкая фаза фильтруется через предельно плотную структуру фильтровального материала 9 с минимальным размером пор. Тонкие частицы суспензии улавливаются этими порами, а сверху на поверхности фильтровального материала образуется слой осадка из средних и крупных частиц.Under the action of centrifugal pressure, the liquid phase is filtered through an extremely dense structure of the filter material 9 with a minimum pore size. Fine suspension particles are captured by these pores, and a sediment layer of medium and large particles forms on top of the surface of the filter material.

Попадая в зону локальной регенерации, которая периодически охватывает все точки фильтровального материала 9 и возникает в момент минимального зазора между поверхностями валика 6 и ротора 2 под действием эффектов гидроклина и гидроудара при пульсациях противодавления в этом зазоре эластичные нити фильтровального материала 9 растягиваются, при этом размер пор увеличивается и уловленные мелкие частицы противодавлением выносятся внутрь ротора, а гидроудар разрушает образовавшийся осадок, частицы которого удаляются из ротора без контакта и повреждения нитей фильтровального материала 9.Getting into the zone of local regeneration, which periodically covers all points of the filter material 9 and occurs at the time of the minimum gap between the surfaces of the roller 6 and rotor 2 under the action of the effects of hydrocline and water hammer during back pressure pulsations in this gap, the elastic threads of the filter material 9 are stretched, while the pore size increases and small particles caught by backpressure are carried out into the rotor, and water hammer destroys the formed sediment, the particles of which are removed from the rotor without contact and damage to the threads of the filter material 9.

Таким образом, предлагаемая конструкция фильтрующей центрифуги позволяет увеличить производительность за счет применения фильтровального материала из эластичных нитей, имеющего предельно плотную структуру и минимальный размер пор в режиме центробежного фильтрования и увеличенный размер пор при растяжении нитей в режиме локальной регенерации при создании противодавления и гидроудара от работы средства регенерации. Кроме того, предельно плотная структура фильтровального материала с минимальным размером пор позволяет улавливать тонкие фракции частиц суспензий, что увеличивает качество фильтрата, а обратный поток фильтрата, образующийся в режиме локальной регенерации при создании противодавления и гидроудара не только выбивает уловленные частицы из увеличенных пор фильтровального материала, но и разрушает осадок, что облегчает удаление частиц из ротора и увеличивает производительность.Thus, the proposed design of the filtering centrifuge allows you to increase productivity through the use of filter material from elastic threads having an extremely dense structure and a minimum pore size in the centrifugal filtering mode and an increased pore size when stretching the threads in the local regeneration mode when creating backpressure and water hammer from the means regeneration. In addition, the extremely dense structure of the filter material with a minimum pore size makes it possible to capture fine fractions of suspension particles, which increases the quality of the filtrate, and the filtrate backflow generated in the local regeneration mode when creating backpressure and hydraulic shock not only knocks the trapped particles from the enlarged pores of the filter material, but also destroys the sediment, which facilitates the removal of particles from the rotor and increases productivity.

Claims (1)

Фильтрующая центрифуга, содержащая корпус, расположенный в нем перфорированный ротор, привод вращения ротора, патрубки подачи суспензии и слива жидкой фазы и средство для регенерации, выполненное в виде валика, имеющего форму овала, размещенное в зазоре между корпусом и боковой поверхностью ротора и закрепленное осесимметрично на валу, установленном параллельно боковой поверхности ротора и связанным с отдельным приводом, при этом валик выполнен в виде винтовой поверхности, развернутой по его длине на 90°, с образованием между поверхностью валика и боковой поверхностью ротора переменного зазора, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности ротора закреплен фильтровальный материал с минимальным размером пор, выполненный из эластичных нитей.

A filtering centrifuge comprising a housing, a perforated rotor located therein, a rotor rotation drive, slurry supply and liquid discharge nozzles, and regeneration means made in the form of an oval-shaped roller placed in the gap between the housing and the rotor side surface and fixed axisymmetrically to a shaft mounted parallel to the side surface of the rotor and connected to a separate drive, while the roller is made in the form of a helical surface, rotated 90 ° along its length, with the formation between the surface ue roller and the lateral surface of the rotor of a variable gap, characterized in that on the inner surface of the rotor is fixed filter material with a minimum pore size made of elastic threads.