SU1726049A1 - Vertical centrifuge - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  очистки жидкостей в поле центробежных сил и может быть использовано в пищевой , химической и других отрасл х промышленности. Целью изобретени   вл етс  повышение степени очистки фугата от коллоидных частиц. Вертикальна  центрифуга содержит корпус 1, установленный в нем на приводном валу 3 ротор 4 с отверсти ми 5 и 6 дл  вывода легкой и т желой фракций , питающее устройство 7, раскручивающие лопатки 8 и стабилизирующий диск 19. В роторе установлена перегородка 9 с отверсти ми 10 по периферии и с вертикальным патрубком 11 в центре. Перегородка 9 раздел ет ротор по высоте на две камеры. Лопатки 8 размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр 12, содержащий по крайней мере два сло , из которых наружный 13 выполнен из инертного по отношению к отдел емому коллоиду материала, а внутренний 14 - из адсорбирующего коллоид материала. При этом наружный слой 13 кольцевого фильтра выполнен из материала , имеющего большую величину пористости , чем внутренний слой 14, а днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ 17, расположенный между отверсти ми дл  вывода легкой и т желой фракций. Подлежащий очистке фугат подаетс  через питающее устройство 7 на лопатки 8 и через отверсти  10 поступает в слой 13 фильтра 12. Часть фугата уходит через отверсти  6, а остальна  часть фильтруетс  через слой 14, на внешней поверхности которого происходит адсорбци  и коагул ци  коллоида, поступающего с фугатом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л СThe invention relates to devices for cleaning liquids in a field of centrifugal forces and can be used in the food, chemical and other industries. The aim of the invention is to increase the degree of purification of the fugate from colloidal particles. The vertical centrifuge includes a housing 1 mounted on it on a drive shaft 3 a rotor 4 with openings 5 and 6 for outputting light and heavy fractions, a power supply 7, spinning vanes 8 and a stabilizing disk 19. A partition 9 with openings 10 is installed in the rotor on the periphery and with a vertical pipe 11 in the center. The partition 9 divides the rotor in height into two chambers. The blades 8 are located in the upper chamber, and in the lower chamber there is an annular filter 12 containing at least two layers, of which the outer 13 is made of a material inert to the separable colloid, and the inner 14 is made of a material absorbing the colloid. In this case, the outer layer 13 of the ring filter is made of a material having a larger porosity than the inner layer 14, and the bottom of the rotor on the outside has an annular protrusion 17 located between the openings for outputting light and heavy fractions. The centrifuge to be cleaned is fed through the feeding device 7 to the blades 8 and through the holes 10 enters the layer 13 of the filter 12. A part of the joiner leaves through the holes 6, and the rest is filtered through the layer 14, on the outer surface of which the adsorption fugaty. 2 hp f-ly, 1 ill. (Ls

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  очистки жидкостей в поле центробежных сил и может быть использовано в пищевой , химической и других отрасл х промышленности.The invention relates to devices for cleaning liquids in a field of centrifugal forces and can be used in the food, chemical and other industries.

Наиболее близкой по технической сущности и конструктивным признакам к предлагаемой  вл етс  вертикальна  центрифуга, содержаща  корпус, установленный на упругих опорах на приводном валу ротор с отверсти ми дл  вывода разделенных фракций фугата, питающее устройство , лопатки и устройство .дл  стабилизации движени  в виде диска, размещенного в полости ротора с возможностью дифференциального вращени  относительно ротора.The closest in technical essence and design features to the present invention is a vertical centrifuge, comprising a housing mounted on elastic supports on a drive shaft, a rotor with openings for outputting separated fugate fractions, a feeding device, blades and a device for stabilizing movement in the form of a disk placed in the cavity of the rotor with the possibility of differential rotation relative to the rotor.

Недостатком такой центрифуги  вл етс  низка  степень очистки фугата от коллоидных частиц, например ржавой воды от коллоида Ре(ОН)з.The disadvantage of such a centrifuge is the low degree of purification of the fugate from colloidal particles, such as rusty water, from colloid Pe (OH) 3.

Цель изобретени  - повышение степени очистки фугата от коллоидных частиц.The purpose of the invention is to increase the degree of purification of the fugate from colloidal particles.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вертикальной центрифуге, содержащей корпус, установленный в нем на приводном валу ротор с отверсти ми дл  вывода легкой и т желой фракций, питающее устройство.This goal is achieved by the fact that in a vertical centrifuge, comprising a housing, a rotor mounted therein on a drive shaft with openings for outputting light and heavy fractions, feeds the device.

 

О 4 ОO 4 o

раскручивающие лопатки и стабилизирующий диск, в роторе установлена перегородка с отверсти ми по периферии и с вертикальным патрубком в центре,раздел юща  ротор по высоте на две камеры, при этом лопатки размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр, содержащий по меньшей мере два сло , наружный из которых выполнен из инертного по отношению к отдел емому коллоиду материала, а внутренний - из адсорбирующего коллоид материала.spinning vanes and a stabilizing disk, in the rotor there is a partition with holes around the periphery and with a vertical pipe in the center, dividing the rotor in height into two chambers, with the blades placed in the upper chamber, and in the lower chamber there is an annular filter containing at least at least two layers, the outer of which is made of a material that is inert to the colloid being separated, and the inner layer is made of a material that absorbs the colloid.

Наружный слой кольцевого фильтра выполнен из материала, имеющего большую величину пористости, чем внутренний слой.The outer layer of the annular filter is made of a material having a greater amount of porosity than the inner layer.

Днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ, расположенный между отверсти ми дл  вывода легкой и т желой фракций.The bottom of the rotor externally has an annular protrusion located between the openings for outputting light and heavy fractions.

На чертеже схематично представлена центрифуга, вертикальный разрез.The drawing schematically shows a centrifuge, a vertical section.

Вертикальна  центрифуга состоит из корпуса 1, в котором на упругих опорах 2 смонтирован приводной вал 3 с ротором 4, имеющим отверсти  5 и 6 дл  вывода легкой и т желой фракций фугата соответственно, питающее устройство 7. В верхней части ротора 4 расположены раскручивающие лопатки 8, отделенные от остальной части по- лости ротора 4 перегородкой 9 с расположенным на периферии р дом отверстий 10 и вертикальным патрубком 11. В нижней части полости ротора 4 расположен фильтр 12, состо щий по меньшей мере из двух слоев: крупнопористого сло  13, выполненного из материала, инертного по отношению к извлекаемому из фугата коллоиду, и мелкопористого сло  14, выполненного из адсорбирующего данный коллоид материала. Прокладка 15преп тствует проникновению адсорбента из сло  14 в слой 13. Центрифуга приводитс  во вращение двигателем 16. Дл  предотвращени  перемешивани  разделенных потоков фугата, вытекающих из окон 5 и б, на нижнем днище ротора 4 снаружи предусмотрен кольцевой выступ 17. Дл  сбора потоков в корпусе центрифуги выполнены патрубки 18. На продолжении вала 3 в нижней полости ротора 4 размещён стабилизирующий диск 19.The vertical centrifuge consists of a housing 1 in which a drive shaft 3 is mounted on elastic supports 2 with a rotor 4 having openings 5 and 6 for outputting light and heavy fractions of a centrifuge, respectively, feeding device 7. In the upper part of the rotor 4 there are spinning vanes 8, a partition 9 separated from the rest of the rotor cavity 4 with a series of holes 10 and a vertical pipe 11 located on the periphery. In the lower part of the rotor cavity 4 there is a filter 12, consisting of at least two layers: a large-pore layer 13, from a material inert with respect to the colloid extracted from the centrifuge, and a finely porous layer 14 made from a material that absorbs the colloid. The gasket 15 prevents the adsorbent from penetrating layer 14 into layer 13. The centrifuge is driven by engine 16. In order to prevent the separated centrifuge flows from windows 5 and b from mixing, an annular protrusion 17 is provided on the bottom bottom of the rotor 4. For collecting flows in the centrifuge body nozzles 18 are made. A stabilizing disk 19 is placed on the extension of the shaft 3 in the lower cavity of the rotor 4.

Центрифуга работает следующим образом .The centrifuge works as follows.

Подлежащий очистке фугат, содержащий коллоидные частицы, подаетс  через питающее устройство 7 на раскручивающие лопатки 8, расположенные в верхней камере полости ротора 4, после чего через отверсти  10 поступает на периферию нижней камеры полости ротора 4 в слой 13 фильтра 12. Проходное сечение сливных отверстий 6The centrifuge containing colloidal particles to be cleaned is fed through the feeding device 7 to the spinning vanes 8 located in the upper chamber of the rotor cavity 4, after which through the holes 10 it enters the periphery of the lower chamber of the rotor cavity 4 into the layer 13 of the filter 12. Cross-section of the drain holes 6

выбрано таким, что лишь часть фугата, поступающего в полость ротора 4 через питающее устройство 7, может ее покинуть через данные отверсти . Вследствие этогоchosen such that only part of the fugate entering the cavity of the rotor 4 through the power supply device 7 can leave it through these openings. Therefore

остальна  часть фугата фильтруетс  через слой 14 во внутреннюю часть нижней полости ротора 4. При этом на внешней поверхности сло  14 происходит адсорбци  и коагул ци  коллоида, поступающего с фугатом; образующиес  частицы под действием центробежных сил и вибрации отрываютс  от поверхности зерен сорбента и отбрасываютс  в слой 13, обладающий более низким по сравнению со слоем 14the remainder of the centrifuge is filtered through layer 14 into the inner part of the lower cavity of the rotor 4. At the same time, an adsorption and coagulation of colloid entering with the centrate occurs on the outer surface of layer 14; the particles formed by the action of centrifugal forces and vibrations are detached from the surface of the sorbent grains and thrown into the layer 13, which is lower than layer 14

гидродинамическим сопротивлением. Здесь частицы коллоида подхватываютс  потоком фугата, направленным вдоль боковой стенки полости ротора 4, и сбрасываютс  через сливные отверсти  6. Черезhydrodynamic resistance. Here, the colloid particles are picked up by a flow of centrifuge, directed along the side wall of the cavity of the rotor 4, and discharged through the drain holes 6. Through

сливные отверсти  5 из полости ротора 4 сбрасываетс  прошедша  через слой сорбента и, следовательно, очищенна  от коллоида часть фугата. Стабилизаци  движени  достигаетс  с помощью стабилизатора 19.The drain holes 5 of the rotor cavity 4 are discharged after passing through a layer of sorbent and, therefore, a part of the centrate is cleared of colloid. Stabilization of movement is achieved by means of a stabilizer 19.

Если сорбент не допускает предварительного формовани  в виде полого цилиндра перед сборкой ротора, его загрузка в нижнюю камеру полости ротора 4 осуществл етс  через центральный патрубок 11 перегородки 9, после чего центрифуга работает, как указано выше.If the sorbent does not allow pre-molding in the form of a hollow cylinder before assembling the rotor, it is loaded into the lower chamber of the rotor cavity 4 through the central nozzle 11 of the partition 9, after which the centrifuge operates as described above.

Таким образом, предлагаема  центрифуга позвол ет в проточном режиме разделить поступающий фугат на два потока:Thus, the proposed centrifuge allows in a flow-through mode to divide the incoming centrifuge into two streams:

очищенный от содержащегос  в фугате коллоида и обогащенный им, При этом не происходит загр знени  сорбента оседающим коллоидом, что и повышает степень очистки фугата от коллоидных частиц.cleared of the colloid contained in the centrate and enriched with it. At the same time, the sorbent does not contaminate with the settling colloid, which increases the degree of purification of the centrate from colloidal particles.

Пример. Вертикальна  центрифуга консольного типа с нижней шарнирной и верхней упругой опорами имеет следующие параметры: диаметр полости ротора 200 мм; высота полости ротора J20 мм; скоростьExample. A cantilever-type vertical centrifuge with a lower hinge and an upper elastic support has the following parameters: rotor cavity diameter 200 mm; rotor cavity height J20 mm; speed

вращени  до 1000 рад диаметр отверстий дл  слива обогащенной коллоидом компоненты фугата 2x0,7 мм; диаметр отверстий дл  слива очищенной от коллоида компоненты фугата 2x8 мм; диаметр стабилизирующего диска 85 мм; диаметр отверстий в периферийной части поперечной перегородки в полости ротора 48x2 мм.rotation up to 1000 rad diameter of the holes for the colloid-enriched centrifuge components 2x0.7 mm; the diameter of the holes for draining the component of the centrifugate cleared of 2x8 mm; diameter of the stabilizing disk is 85 mm; the diameter of the holes in the peripheral part of the transverse partition in the cavity of the rotor 48x2 mm.

Наружный слой фильтра толщиной 15 мм в нижней камере полости ротора изготовлен из гранул полистирола плотностьюThe outer layer of the filter 15 mm thick in the lower chamber of the rotor cavity is made of polystyrene granules with a density of

1,05 г см и диаметром 4-5 мм; внутренней толщиной 15 мм - из отмытого речного песка с фракци ми 0,3-0,8 мм. Слои разделены между собой стеклотканью.1.05 g cm and a diameter of 4-5 mm; an internal thickness of 15 mm is from washed river sand with fractions of 0.3-0.8 mm. The layers are separated by fiberglass.

Дл  разделени  использовали коллоидный раствор гидроокиси желаза Ре(ОН)з в воде с концентрацией 1,89 мг/л Fe(Fe+3 преимуществен но, Fe+2 - следы) в количестве 200л.For separation, a colloidal solution of gel hydroxide Fe (OH) s in water with a concentration of 1.89 mg / l Fe (Fe + 3 predominantly, Fe + 2 - traces) in an amount of 200 l was used.

При скорости вращени  ротора 500 рад с 1 в полость ротора через питающее устройство подавали воду с расходом 10л- . Разделенные компоненты фу- гата анализировали на содержание железа и затем вновь смешивали в исходном резервуаре . Через 2 ч работы центрифуги содержание ионов Ре+3 в очищенном потоке составило 0,03 мг .At a rotor speed of 500 rad, with 1, water was supplied to the rotor cavity through a feeding device with a flow rate of 10 liters. The separated components of the fugate were analyzed for iron content and then re-mixed in the source tank. After 2 h of centrifuge operation, the content of Fe + 3 ions in the purified stream was 0.03 mg.

Дл  сравнени  анализировали эффек- тивность устройства-прототипа. В аналогичных указанным выше услови х не было обнаружено различи  в концентраци х ионов Ре+3 в обоих потоках.For comparison, the effectiveness of the prototype device was analyzed. Under conditions similar to the above, there was no difference in the concentrations of Fe + 3 ions in both streams.

Таким образом, применение предлагав- мой центрифуги позвол ет повысить степень очистки фугата от коллоидных частиц.Thus, the application of the proposed centrifuge allows an increase in the degree of purification of the fugate from colloidal particles.

Claims (3)

1. Вертикальна  центрифуга, содержаща  корпус, установленный в нем на при- водном валу ротор с отверсти ми дл 1. A vertical centrifuge, comprising a housing, a rotor mounted therein on the drive shaft with openings for вывода легкой и т желой фракций, питающее устройство, раскручивающие лопатки и стабилизирующий диск, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  степени очистки фугата от коллоидных частиц, в роторе установлена перегородка с отверсти ми по периферии и с вертикальным патрубком в центре, раздел юща  ротор по высоте на две камеры, при этом лопатки размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр, содержащий по крайней мере два сло , наружный из которых выполнен из инертного по отношению к отдел емому коллоиду материала , а внутренний - из адсорбирующего коллоид материала.output of light and heavy fractions, powering device, spinning blades and a stabilizing disk, which is so that, in order to increase the degree of purification of colloidal particles from the centrate, a partition with perforations along the periphery and with a vertical pipe in the center is installed in the rotor The height of the rotor is two chambers, with the blades placed in the upper chamber, and in the lower chamber there is an annular filter containing at least two layers, the outer of which is made of a material that is inert to the colloid. Ala, and internal - from the adsorbing colloid material. 2.Центрифуга по п. 1,отличающа - с   тем, что наружный слой кольцевого фильтра выполнен из материала, имеющего большую величину пористости, чем внутренний слой.2. A centrifuge according to claim 1, characterized in that the outer layer of the annular filter is made of a material having a greater amount of porosity than the inner layer. 3.Центрифуга по п. 1,отличающа - с   тем, что днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ, расположенный между отверсти ми дл  вывода легкой и т желой фракций.3. A centrifuge as defined in claim 1, characterized in that the bottom of the rotor externally has an annular protrusion disposed between the openings for outputting light and heavy fractions.