SU1071212A3 - Centrifuge for separating slurries - Google Patents

Abstract

A centrifuge for sepg. slurries has an outer casing with an inner drum from which the thickened material is periodically removed through apertures whose opening and closing is controlled by a device which rotates w.r.t. the drum. This rotation is derived from differential drive mechanism which can be adjusted to the materials involved. The controlling device can be inside or outside the drum, and may be a disc whose movements free the exit apertures for thickened slurry. The apertures may be in nozzle bodies screwed from the outside into the drum, with an insert of wear-resistant material. The centrifuge may be of the worn type or a rotary separator. The controlling device is simple, needs no precisely made components, and has high wear resistance. Known valve units , and irregular opening causes damaging are complex, whereas known controls with closure effected by sudden acceleration and deceleration are subject to damaging inertia forces.

Description

Изобретение относитс  к оборудованию дл  разделени  суспензий в поле центробежных сил и может быть использовано в различных отрасл х промышленности. Известна центрифуга дл  разделени  суспензий, содержаща  вращающийс  барабан с соплами дл  выгрузк осадка и устройство дл  открыти  и закрыти  сопел, включающее автоматически действующие клапаны, срабатыванвдие в зависимости от давлени  1сгущенной твердой фазы и обеспечивающие выброс последней из барабана Cl. Недостатком данной центрифуги  вл етс  то, что клапаны состо т из сложных и изготовленных с высокой точностью мелких деталей, которые выход т из стро  при работе центрифуги. Нет гарантии, что кла.паны, расположенные по окружности на барабане, откроютс  в одно и то же врем . Это приводит к дисбалансу барабана и выходу центри фуги из стро « Известна также центрифуга дл  разделени  суспензии, цилиндроконический ротор которой имеет на большем диаметре отверсти  дл  выво да сгущенной твердой фазы, при этом центрифуга снабжена устройством дл  открывани  и закрывани  отверстий, состо щим из укрепленных на валу радиально запорных элементов, которые привод тс  в действие при резки торможени х или ускорени х центрифуги С23. Указанна  центрифуга  вл етс  сложной по конструкции, что требует больших трудозатрат при изготовле .НИИ. Недостатком центрифуги  вл етс также использование возникающих при торможении и ускорении ротора рывко необходимых дл  приведени  в действие устройства дл  открывани  и зак рывани  отверстий, применение котор в центрифугах больших размеров запр щаетс . Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  центрифуга дл  разделени  суспензий, содержаща  ротор, снабженный расположенными на его корпус соплами дл  выгрузки осадка, и устройство дл  периодического открыва ни , и закрывани  сопел, установленн с возможностью вращени  относительн ротора. Внутри ротора установлен шнек дл  транспортировани  осадка к соплам, при этом устройство дл  пер одического открывани  и закрывани  сопел состоит из эластичных вклады шей, укрепленных на барабане шнека зазором относительно друг друга по окружности. Устройство дл  периодического открывани  и закрывани  сопел может быть выполнено в виде ленты с отверсти ми СзЗс. Недостатком известной центрифуги  вл етс  то, что йри больших скорост х вращени  ротора вкладыши прижимаютс  под большим давлением к корпусу ротора, что преп тствует их вращению и вызывает их повышенный износ, особенно при разделении суспензий с минеральными твердыми частицами. При выполнении устройства в виде ленты последн   также подвергаетс  сильному износу и, кроме того, отверсти , выполненные в ней, легко забиваютс . Всё это приводит к ненадежности работы центрифуги. Цель изобретени  - повышение надежности работы центрифуги. Дл  достижени  поставленной цели в центрифуге дл  разделени  суспензий , содержащей ротор, снабженный расположенными на его корпусе соплами дл  выгрузки осадка, и устройство дл  периодического открывани  и закрыв ни  сопел, установленное с возможностью вращени  относительно ротора, устройство дл  периодического открывани  и закрывани  сопел выполнено в виде диска, бокова  цилиндрическа  поверхность которого расположена непосредственно у входных отверстий сопел и имеет высоту, превышающую диаметр указанных от .верстий, при этом а цилиндрической боковой поверхности выполнена по меньшей мере одна выемка дл  прохода осадка к соплам. Диск целесообразно снабдить упругим скребком дл  очистки сопел,. На фиг. 1 изображена предлагаема  центрифуга, продольный разрез; на фиг. 2 - часть разреза центрифуги на фиг. 1 в увеличенном масилтабе без продольного разреза шнекового органа; на фиг. 3 - часть поперечного раз- реза центрифуги на фиг. 1 в увеличенном масштабе с устройством дл  периодического открывани  и закрывани  сопел и упругим скребком; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг„ 1,- на фиг. 5-9 - устройство дл  периодического открывани  и закрывани  сопел, варианты; на фиг„ 10 - вариант конструкции центрифуги, продольный разрез; на фиг. 11 - то же, дл  разделени  суспензии на три фазы, продольный разрез/ на фиг. 12 узел Г на фиг. 11; на фиг. 13 - разрез Б-Б на фиг. 11; на фиг„ 14 пакет тарелок, /аксонометри . Центрифуга дл  разделени  суспензии {фиг., 1) содержит кожух 1, установленный в нем горизонтально ротор 2, на цилиндроконическом.корпусе которого расположены сопла 3 дл  выгрузки осадка., размещенный внутри ротора шнек, состо щий из барабана 4 и укрепленной на нем спирали 5 , и устройство б дл  периодического открывани  и закрывани  сопел, укрепленное на барабане 4 шнека. Тверда  фаза оса)1одаетс  на внутренней поверхности ротора 2, при этом уровень жидкости регулируетс  по высоте затворами 7,. которые наход тс  у предусмотренных дл  слива жидкой фазы отверстий 8 торцовой закрываххцей плиты 9 ротора 2 Опорой ротора 2 с конически сужающейс  стороны служит опорный фланец 10, который в свою очередь установлен в подшипниковой опоре 11. Приво ротора осуществл етс  при помощи шкива 12 клиноременной передачи и электродвигател  (не показаны). Ввод суспензии происходит, как указано стрелкой, 13, через загрузочную трубу 14 вовнутрь барабана 4 шнека. Направление движени  шнека обозначено стрелкой 15. Шнек установлен внутри ротора 2 на промежуточных подшипниковых опорах 16 и 17 Вращательное движение, передаваемое через шкив 12 на ротор 2, передаетс  через торцовую плиту 9 на установленный в подшипниковой опоре 18 пустотелый вал 19 и от него на дифференциальную передачу 20, котора  в свою очередь на выходе через вал 21 прочно соединена с торцовой стенкой 22. Спираль шнека при своем вращательном движении по направлению стрелки 15 перемещает осаждаемо твердое вещество в направлении стре ки 23. Устройство 6 дл  периодического открывани  и закрывани  сопел выпол нено в виде диска 24, бокова  цилин рическа  поверхность 25 которого ра положена непосредственно у входных отверстий 26 сопел 3 и имеет высоту превышающую диаметр указанных отвер стий, при этом на цилиндрической боковой поверхности выполнена по меньшей мере одна выемка 27 дл  про хода осадка к соплам, спираль 5 мне ка проходит через эту выемку, Диск 24 снабжен упругим скребком 28 дл  очистки сопел 3, который выс тупает над диском. Скребок 28 закре лен в зажимном устройстве 29 о На фиг. 6 изображен диск, имеющий Т-образное поперечное сечение. На фиг. 7 изображено сопло 3, имеющее Г-образную форму, входные отверсти  которого взаимодействуют с диском 24 имеющим на торцовой, поверхности 30 бобышки 31, которые открывают или закрывают отверсти  сопел 3 На фиг. 9 изображено сопло 3 с износостойкой вставкой 32, при этом диск 24 размещен на рассто нии, обоз наченном цифрой 33„ Это рассто ние может измен тьс  при прмотк резьбового соединени  34 сопла 3; Величина зазора составл ет 20-500 мкм. На фиг. 8 изображен диск 24, имеющий Г-образное поперечное сечение , а корпус сопла имеет измен ющуюс  в поперечном сечении эластичную вставку 35, котора  может измен тьс  в диаметре 36, благодар  более или менее глубокому ввинчиванию винта 37 Центрифуга работает следующим образом.. . При вращении ротора 2 суспензи  по загрузочной трубе 14 поступает в барабан 4 шнека и из него ротора 2, где осуществл етс  ее разделение на фракции. Жидка  фаза удал етс  из ротора через отверсти  8, а тверда  - шнеком, вращакхчимс  со скоростью, отличной от скорости ротора, транспортируетс  к соплам 3. Разность между числами оборотов ротора и шнека составл ет 2-10 об/мин. Устройство б дл  периодического открывани  и закрывани  сопел вращаетс  со скоростью шнека. Диск 24 проходит мимо сопел 3 и при совпадении одной из выемок 27 с выпускным отверстием сопла осадок поступает в последнее и выбрасываетс  из ротора Z. При дальнейшем вращении диска 24 сопла 3 закрываютс  его ци линдрической боковой поверхностью |и осадок не выбрасываетс . Таким образом, указанные циклы повтор ютс . Центрифуга согласно фиг. 10 и 11 представл ет собой сепаратор, содержащий ротор; состо щий из основани  38 и крышки 39, тарелкодержатель 40 с пакетом тарелок 41, питающую трубу 42, напорные устройства 43 и 44 дл  отвода разделенных фракций , сопла 45 и 46 дл  выгрузки осадка, расположенные на наибольшем диаметре ротора, и устройство 47 дл  периодического открывани  и закрывани  сопел, установленное с возможностью вращени  относительно ротора, и выполненное в виде диска 48, бокова  цилиндрическа  поверхность которого расположена непосредственно у входных отверстий сопел и имеет высоту поверхности,превышающую диаметр указанных отверстий. На цилиндрической боковой поверхности выполнена по меньшей мере одна выемка 49 дл  прохода осадка к соплам. Ротор установен на пустотелом валу 50 в подшипниковой опоре 51 Тарелкодержатель 40 с пакетом тарелок 41 установлен на валу 52. Между пустотелым валом 50 и валом 52 расположен игольчатый подшипник 53. Валы 50 и 52 снабжены отдельными приводными шкивами 54 и 55, приводимыми во вращение от электрохвигател  56 через вариаторную передачу 57. Это обеспечивает различную скорость вращени  ротору и тарелкодержателю с пакетом тарелок Устрой .етво 47 дл  периодического открывани  и закрывани  сопел смонтировано на валу 52. Сепаратор, изображенный на фиг. 1 предназначен дл  разделени  суспензи на три фракции. Согласно этому варианту внутри ротора может быть установлено одно или два устройства 47. На фиг. 10 и 11 изображен вариант конструкции сепаратора, согласно которому пакет тарелок снабжен поворотными согнутыми лопатками 58, выполненными , например, путем удлинени промежуточных перегородок 59 между тарелками 41, Поворотные изогнутые лопатки обес печивают движение т желой сгущенной фракции в направлении сопел 45. Верхний край конечной части 60 поворотной изогнутой лопатки 58 (фиг. 14)повернут вокруг оси 61, проход щей через центр т жести лопатки, в направлении 62 вращени  на угол oi (0-90, преимущественно 60° так,что осевое направление потока усиливаетс . По отношению к промеJ ч 62 жуточной перегородке 59 поворотна  лопатка может дополнительно придать потоку т желой фазы направление движени  параллельно оси вращени , .Сепаратор работает следукхцим образом. Исходна  суспензи  по питаиицей трубе 42 поступает внутрь тарелкодержател  и затем направл етс  с периферии в пакет тарелок 41, на которых осуществл етс  разделение на две или три фракции. Т жела  сгущенна  фракци  скапливаетс  в шламовом пространстве рОтор и при совпадении выемок 49 диска 48 с отверсти ми сопел осуществл ете выброс сгущенной т желой фракции из ротора. Более легкие жидкие фракции вывод тс  через напорные устройства 43 и 44, При вращении устройства 47 дл  периодического открывани , и закрывани  сопел 45 осуществл етс  выгрузка осадка Изобретение обеспечивает повышеие надежности работы центрифуги и прощает ее конструкцию, поскольку е нужны детали, изготавливаемые высокой точностьюThe invention relates to equipment for separating suspensions in the field of centrifugal forces and can be used in various industries. A known centrifuge for separating suspensions, containing a rotating drum with nozzles for unloading sediment and a device for opening and closing nozzles, including automatically acting valves, is activated depending on the pressure of 1 condensed solid phase and ensures the release of the latter from Cl. The disadvantage of this centrifuge is that the valves consist of complex and precision-made fine details that go out of order when the centrifuge is operating. There is no guarantee that the circumferential valves on the drum will open at the same time. This leads to an imbalance of the drum and the exit of the centrifugal center. The centrifuge for separating the suspension is also known, the cylindrical conical rotor of which has openings for removing thickened solid phase on a larger diameter, and the centrifuge is equipped with a device for opening and closing the openings consisting of a shaft of radially locking elements which are actuated by cutting braking or accelerating the C23 centrifuge. This centrifuge is complex in design, which requires a lot of labor costs when manufactured. The disadvantage of centrifuges is the use of the jerk arising during braking and acceleration of the rotor for activating the device for opening and closing the openings, the use of which in large-sized centrifuges is prohibited. Closest to the present invention is a centrifuge for separating suspensions, comprising a rotor, fitted with nozzles disposed on its housing, and a device for periodically opening and closing the nozzles, rotatably mounted relative to the rotor. An auger is installed inside the rotor for transporting the sediment to the nozzles, while the device for the first opening and closing of the nozzles consists of elastic inserts of the necks, which are fixed around the circumference of the auger drum. The device for periodically opening and closing the nozzles can be made in the form of a tape with openings SzS. A disadvantage of the known centrifuge is that at high speeds of rotation of the rotor, the liners are pressed under high pressure to the rotor housing, which prevents their rotation and causes their wear to increase, especially when separating suspensions with mineral particles. When the device is made in the form of a tape, the latter is also subjected to heavy wear and, in addition, the holes made in it are easily clogged. All this leads to the unreliability of the centrifuge. The purpose of the invention is to increase the reliability of the centrifuge. To achieve this goal, a centrifuge for separating suspensions containing a rotor, fitted with nozzles disposed on its housing, and a device for periodically opening and closing nozzles, mounted rotatably with respect to the rotor, a device for periodically opening and closing nozzles made in the form of a disk, the lateral cylindrical surface of which is located directly at the inlets of the nozzles and has a height greater than the diameter of the holes indicated, and of cylindrical lateral surface provided with at least one recess for the passage of sludge to the nozzles. It is advisable to provide the disc with an elastic scraper for cleaning the nozzles. FIG. 1 shows the proposed centrifuge, longitudinal section; in fig. 2 is a partial section of the centrifuge in FIG. 1 in an enlarged oil tank without a longitudinal section of the auger organ; in fig. 3 is a partial cross section of the centrifuge in FIG. 1 on an enlarged scale with a device for periodically opening and closing the nozzles and an elastic scraper; in fig. 4 - section A-A in FIG. 1, - in FIG. 5-9 shows a device for periodically opening and closing nozzles, variants; Fig 10 - a variant of the design of the centrifuge, a longitudinal section; in fig. 11 - the same, to divide the suspension into three phases, a longitudinal section / in FIG. 12 node G in FIG. eleven; in fig. 13 shows a section BB in FIG. eleven; Fig 14 "plate pack, / axonometrics. The centrifuge for separating the suspension (fig., 1) contains a casing 1, a horizontally mounted rotor 2 therein, on the cylindrical conical body of which there are nozzles 3 for discharging sediment. A screw inside the rotor, consisting of a drum 4 and a helix 5 fixed on it and a device b for periodically opening and closing the nozzles, mounted on the drum 4 of the screw. The solid wasp phase is located on the inner surface of the rotor 2, while the liquid level is regulated in height by the gates 7 ,. which are located at the holes 8 provided for draining the liquid phase by the end closure of the rotor 2 plate 9. The rotor 2 from the conical tapering side is supported by the support flange 10, which in turn is installed in the bearing support 11. The rotor drive is carried out by means of a pulley 12 of the belt transmission and electric motor (not shown). Entering the suspension occurs, as indicated by the arrow, 13, through the loading pipe 14 inside the drum 4 of the screw. The direction of movement of the screw is indicated by arrow 15. The screw is installed inside the rotor 2 on the intermediate bearing supports 16 and 17. The rotational movement transmitted through the pulley 12 to the rotor 2 is transmitted through the face plate 9 to the hollow shaft 19 installed in the bearing support 18 and to the differential gear 20, which in turn, at the exit through the shaft 21, is firmly connected to the end wall 22. The spiral of the auger, in its rotational movement in the direction of the arrow 15, moves a sedimented solid substance in the direction of the stream 23. The arrangement 6 for periodically opening and closing the nozzles is made in the form of a disk 24, the lateral cylindrical surface 25 of which is located directly at the inlet apertures 26 of the nozzles 3 and has a height exceeding the diameter of said holes, while on the cylindrical side surface at least one a recess 27 for the passage of the sediment to the nozzles; the helix 5 to me passes through this notch; the disk 24 is provided with an elastic scraper 28 for cleaning the nozzles 3, which stands out above the disk. The scraper 28 is clamped in the clamping device 29 o. In FIG. 6 shows a disc having a T-shaped cross section. FIG. 7 shows a nozzle 3 having an L-shape, the inlets of which interact with a disk 24 having on the face 30 surface 30 bosses 31 that open or close the openings of nozzles 3. In FIG. 9 shows a nozzle 3 with a wear-resistant insert 32, and the disk 24 is placed at a distance designated by the figure 33. This distance can be changed when winding the threaded connection 34 of the nozzle 3; The gap is 20-500 microns. FIG. 8 shows a disk 24 having an L-shaped cross section, and the nozzle body has an elastic insert 35 which varies in cross section, which can vary in diameter 36, due to a more or less deep screwing in of the screw 37. The centrifuge operates as follows ... As the rotor 2 rotates, the slurry enters the drum 4 of the screw and the rotor 2 from it through the loading tube 14, where it is divided into fractions. The liquid phase is removed from the rotor through the holes 8, and the solid phase is driven by a screw, which rotates at a speed different from that of the rotor, and is transported to the nozzles 3. The difference between the rotor speeds and the auger is 2-10 rpm. The device b for periodically opening and closing the nozzles rotates at the speed of the auger. The disk 24 passes by the nozzles 3 and if one of the recesses 27 coincides with the outlet of the nozzle, the sediment flows into the latter and is ejected from the rotor Z. With further rotation of the disk 24 of the nozzle 3, it is closed with a cylindrical lateral surface and the sediment is not thrown out. Thus, these cycles are repeated. The centrifuge according to FIG. 10 and 11 is a separator comprising a rotor; consisting of a base 38 and a lid 39, a plate holder 40 with a stack of plates 41, a feed pipe 42, pressure devices 43 and 44 for removal of separated fractions, nozzles 45 and 46 for discharging sediment located on the largest diameter of the rotor, and a device 47 for periodically opening and closing nozzles mounted rotatably with respect to the rotor, and made in the form of a disk 48, the lateral cylindrical surface of which is located directly at the inlets of the nozzles and has a surface height exceeding the diameter indicated holes. At least one recess 49 is made on the cylindrical side surface for the passage of sediment to the nozzles. The rotor is mounted on a hollow shaft 50 in the bearing support 51. The plate holder 40 with a tray of plates 41 is mounted on the shaft 52. A needle bearing 53 is located between the hollow shaft 50 and the shaft 52. The shafts 50 and 52 are equipped with separate drive pulleys 54 and 55, rotated by an electric motor 56 through a variable speed transmission 57. This provides a different speed of rotation for the rotor and the plate holder with a plate package. The device 47 for periodically opening and closing the nozzles is mounted on the shaft 52. The separator shown in FIG. 1 is intended to divide the suspension into three fractions. According to this embodiment, one or two devices 47 can be installed inside the rotor. FIG. 10 and 11 depict a variant of the separator design, according to which the stack of plates is equipped with rotary bent vanes 58, made, for example, by extending intermediate partitions 59 between the plates 41. Rotary curved blades ensure the movement of a heavy condensed fraction in the direction of the nozzles 45. Top end of the end part 60 of the rotary curved blade 58 (Fig. 14) is rotated around an axis 61 passing through the center of the body of the blade, in the direction 62 of rotation through the angle oi (0-90, preferably 60 ° so that the axial direction of the flow With respect to the 62nd septum 59, the pivoting blade may additionally impart a heavy phase flow direction parallel to the axis of rotation, the separator works as follows. The initial suspension through the feeding tube 42 enters the plate holder and then goes from the periphery to the plate pack 41, in which the separation into two or three fractions is carried out. The yellow condensation fraction accumulates in the pOtor sludge space and when the recesses 49 of the disk 48 coincide with the nozzle holes, emit condensed heavy fraction from the rotor. The lighter liquid fractions are discharged through the pressure devices 43 and 44. When the device 47 is rotated to periodically open and close the nozzles 45, the sludge is unloaded. The invention improves the centrifuge's reliability and forgives its design because it needs high-precision parts.

5 21 5 21

Гч ЧЧУУ/Ч ЧчЧHCH HCHUU / HHHCH

Физ. 5Fiz. five

2624 302624 30

Ф«з. 7F "h. 7

Pus. 8Pus. eight

ЧH

Фиг. 12FIG. 12

6262

5В5B

99

Фиг, 13FIG. 13

Claims (2)

1. ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ, содержащая ротор, снабженный расположенными на его корпусе соплами для выгрузки осадка,· и устройство для периодического открывания и закрывания сопел, установленное с возможностью вращения относительно ротора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ее работы, устройство для периодического открывания и закрывания сопел выполнено в виде диска, боковая цилиндрическая поверхность которого расположена непосредственно у входных отверстий сопел и имеет высоту, превышающую диаметр указанных отверстий, при этом на цилиндрической боковой поверхности выполнена по меньшей мере одна выемка для прохода осадка к соплам.1. CENTRIFUGE FOR SEPARATION OF SUSPENSIONS, comprising a rotor equipped with nozzles for discharging sludge located on its housing, and · a device for periodically opening and closing nozzles, mounted for rotation relative to the rotor, characterized in that, in order to increase the reliability of its operation, the device for periodic opening and closing of nozzles is made in the form of a disk, the lateral cylindrical surface of which is located directly at the inlet holes of the nozzles and has a height exceeding the diameter indicated holes, while on the cylindrical side surface made at least one recess for passage of sediment to the nozzles. 2. Центрифуга по π. 1, отличающаяся тем, что диск снабжен упругим скребком для очистки сопел.2. Centrifuge on π. 1, characterized in that the disk is equipped with an elastic scraper for cleaning nozzles. 511,..,1071212511, .., 1071212