Центробежный сепаратор

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения смеси двух жидкостей в поле центробежных сил. Цель изобретения заключается в уменьшении нагревания жидкости, находящейся в выпускной камере для тяжелой фракции при закрытом отводящем патрубке последней, и улучшении таким образом ее качества. Центробежный сепаратор содержит установленный на валу 1 барабан, состоящий из основания 2 и связанной с ним при помощи стопорного кольца 3 крышки 4. Внутри барабана размещен кольцевой поршень 5, служащий для открывания и закрывания выгрузочных отверстий 6 для осадка, выполненных в основании. Между кольцевым поршнем 5 и крышкой 4 барабана расположена сепарационная камера 7, а между указанным поршнем и основанием - камера 8 для рабочей жидкости. Барабан снабжен патрубком 9 для подвода исходной суспензии, выпускными камерами 10 и 11 для легкой и тяжелой фракций жидкости, образованными радиально расположенными перегородками 12 и 13 и имеющими впускные отверстия по центру, размещенными в этих камерах выпускными устройствами 14 и 15 с отводящими патрубками 16 и 17 и клапаном 18 для закрывания и открывания отводящего патрубка 17 тяжелой фракции жидкости. Выпускное устройство 15 имеет средство для рециркуляции жидкости в зону барабана перед выпускной камерой 11, выполненное в виде калиброванного отверстия 19. Радиальная перегородка 13, образующая стенку этой камеры, имеет перепускное калиброванное отверстие 20, образующее вход в камеру. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (61)6 В 04 В 1/12, 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ д

Ф6

25 27 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 3826153/23-13 (22) 20. 12. 84 (31 ) 8307075-5 (32) 21. 12.83 (33) SE (46) 15. 06.90. Бюп. №- 22 (7 1) Альфа-Лаваль Карин э нд Пауэр

Инджиниринг АБ (SE} (72) Вилгот Нилссон (SE) (53) 66.067.57 (088.8) (56) Патент СССР ¹ 1088652, кл. В 04 В 11/06, 1980.

Патент Великобритании ¹ 1359157, кл. В 2 P 1974.

„„SU,, 1572402 А3

2 (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР (57} Изобретение относится к оборудовании для разделения смеси двух жидкостей в поле центробежных сил.

Цель изобретения заключается в уменьшепип нагревания жидкости, находящейся в- выпускной камере для тяжелой фракции при закрытом отводящем патрубке последней, и улучшении таким образом ее качества. Центробежный сеп .ратор содержит установленный на валу 1 барабан, состоящий из основания 2 и связанной с ним при помощи топорного кольца 3 крышки 4. Внутри

1572402 барабана размещен кольцевой . поршень 5, служащий для открывания и закрывания выгрузочных отверстий 6 для осадка, выполненных в основании. Между кольцевым поршнем 5 и. крышкой 4 барабана расположена сепарационная камера 7, а между указанным поршнем и основанием — камера

8 для рабочей жидкости. Барабан 10 снабжен патрубком 9 для подвода исходной суспензии, выпускными камерами 10 и 11 для легкой и тяжелой фракций жидкости, образованными радиально расположенными перегородками 12 и 13 и имеющими впускные отI

Изобретение относится к оборудованию для разделения смеси двух жидкостей в поле центробежных сил.

Цель изобретения — уменьшение нагревания жидкости, находящейся в выпускной камере для тяжелой фракции при закрытом отводящем патрубке последней, и улучшения таким образом ее качества.

На фиг.1 схематично изображен предложенный центробежный сепаратор, продольный .разрез, на фиг.2 — верхняя часть барабана.

Центробежный сепаратор содержит установленный на валу I барабан, состоящий из основания 2 и связанной с ним при помощи стопорного кольца 3 крышки 4. Внутри барабана размещен кольцевой поршень 5, служащий для открывания и закрывания выгрузочных отверстий 6 для осадка, выполненных в основании. Между кольцевым поршнем 5 и крышкой барабана рас- 45 положена сепарационная камера 7, а между указанным поршнем и основаниемкамера 8 для рабочей жидкости.

Барабан снабжен патрубком 9 для подвода исходной суспензии, выпускными камерами 10 и 11 для легкой и тяжелой фракции жидкости, образованными радиально расположенными перегородками 12 и 13 и имеющими впускные отверстия по центру, размещенными в

55 этих камерах выпускными. устройствами

14 и 15 с отводящими патрубками 16 и 17 и клапаном 18 для закрывания и открывания отводящего патрубка 17 верстия по центру, размещенными в этих камерах выпускными устройствами 14 и 15 с отводящими патрубками

16 и 17 и клапаном 18 длй закрывания и открывания отводящего патрубка 17 тяжелой фракции жидкости. Выпускное устройство !5 имеет средство для рециркуляции жидкости в зону барабана перед выпускной камерой 11, выполненное в виде калиброванного отверстия -19. Радиальная перегородка

13, образующая стенку этой камеры, имеет перепускное калиброванное отверстие 20, образующее вход в камеру, 2 ил. тяжелой фракции жидкости. Выпускное устройство 15 имеет средство для ее рециркуляции в зону барабана перед выпускной камерой 11, выполненное в виде калиброванного отверстия 19. Радиальная перегородка 13, образующая стенку этой камеры, имеет перепускное калиброванное отверстие 20, образующее вход в ка.меру. Размеры сечений калиброванных отверстий 19 и 20 выбраны из условия пропускания одного и того же количества жидкости в единицу времени при заданном уровне ее в выпускной камере 11 для тяжелой фрак- ° . ции, когда клапан 18 закрывает отводящий патрубок последней. Барабан снабжен также патрубком 21 для подачи рабочей жидкости в полость 22,. которая при помощи канала 23 сообщена с камерой 8. Основание 2 барабана в последней имеет дроссельный канал

24 для слива рабочей жидкости. Внутри сепарационной камеры 7 установлен на тарелкодержателе 25 пакет конических тарелок 26. Нижнее основание тарелкодержателя образует с конусом

27 канал 28 для прохода исходной жидкости в камеру 7.

Над пакетом тарелок 26 установлена коническая пластина 29, имеющая толщину большую, чем у тарелки, и обра-, зующая с крышкой 4 барабана канал 30 для отвода тяжелой фракции жидКости.

Коническая пластина 29 примерно на уровне наружных краев тарелок 26 имеет сквозное отверстие 31 и кольцевой фланец 32, образующий с перегородкой

12 камеру 10. Между перегородкой 13

1572402 и фланцем 32 расположен канал 33, который сообщается с каналом 30. Патрубок 9 для подвода исходной суспензии расположен коаксиально внутри трубы 34, подключенной к выпускному устройству 14, выполненному в виде напорного диска 35. Труба 34 в свою очередь охвачена коаксиальной трубой

36, подключенной к выпускному устройству 15, также представляющему собой напорный диск 37, имеющий несколько каналов 38, распределенных внутри диска, которые через кольцевой канал 39 сообщаются с отводящим патрубком 17. Напорный диск 35 имеет каналы 40, которые через кольцевой канал 41 сообщаются с отводящим патрубком 16. В нем установлен датчик

42 любого обычного типа. 20

Через цепи 43 и 44 к датчику 42: и клапану 18 соответственно подключен блок 45 управления.

Центробежный сепаратор работает следующим образом. 25

Смесь, например, тяжелого дизельного топлива, воды и твердых частиц, нагретая до 100 С, подается по патэ рубку 9 и через канал 28 в сепарационную камеру 7. В это время коль- .30 ценой поршень 5 под действием рабочей жидкости, находящейся в камере 8, поджат к прокладке 46. Небольшое количество рабочей жидкости непрерывно вытекает из камеры 8 через канал 24, но через патрубок 21 непрерывно поступает соответствующее количество новой рабочей воды.

В сепарационной камере 7 разделенное топливо перемещается к центру 40 барабана и течет в выпускную камеру 10, откуда оно нагнетается напорным диском 35 через каналы 40 и 41 к отводящему патрубку 16. Направленная радиально внутрь перегородка 12 45 образует сливное выпускное отверстие из сепарационной камеры 7 для разделенного топлива, потому что уровень жидкости в этой камере определяется положением. внутреннего 50 края перегородки 12.

Разделенное топливо будет течь к центру барабана даже внутри канала

30, образованного между конической пластиной 29 и крышкой 4 барабана.

Из канала 30 топливо входит в канал

33, где поверхность его устанавливается на том же уровне, что и в сепарационной камере 7.

Определенное количество .топлива течет через калиброванное отверстие

20 в перегородку 13 и выпускную ка. меру 11. Оттуда топливо нагнетается напорным диском 37 через каналы 38 и 39 в отводящий патрубок 17 и далее к клапану 18. В начальном положении клапан 18 закрыт и поэтому дальше топливо не течет через патрубок 17 после того, как заполнятся каналы

38 и 39. Однако напорный диск 37 продолжает нагнетать топливо из выпускной камеры 11, которое вытекает через калиброванное отверстие 19 (см. фиг.2), выполненное на некотором расстоянии внутри одного из каналов диска 37. Топливо, вытекающее из отверстия 19, собирается в канале 33, где оно не может влиять на уровень жидкости и откуда оно может снова протекать в выпускную камеру

11 через отверстие 20.

Размеры отверстий 19 и 20 выбраны такими, что через них в единицу времени будет протекать одно и то же количество топлива, тем самым уровень жидкости в выпускной камере

11 может поддерживаться в радиальном наружу направлении настолько, насколько это необходимо для .достижения удовлетворительного слива отделенной воды, как будет описано ниже.

Если бы не было калиброванного отверстия 19 и/или калиброванного отверстия 20, уровень жидкости в выпускной камере li на рассматриваемой стадии работы был бы тем же, что и в сепарационной камере 7. Это бы означало, что сравнительно большая часть поверхности напорного диска 37 находилась бы в контакте с топливом, вращающимся внутри камеры 11, что привело к повышению его температуры до нежелательного уровня.

В процессе работы центробежного сепаратора, в котором отсутствуют калиброванное отверстие 19 и перегородка 13 с отверстием 20, в камере

11 температура повышается до 150 С.

О

3а счет введения предложенного усовершенствования температура могла быть снижена до 105 С.

По истечении некоторого времени с начала работы, когда в радиально крайней части сепарационной камеры накапливается такое количество отделенной воды, что граница раздела

1572402 между топливом и водой находится на уровне А, фракции воды начинают захватываться отделенным топливом, вытекающим через отводящий патрубок.

Это обнаруживается датчиком 42, ко5 торый выдает сигнал на блок 45 уп равления. Блок 45 управления в свою очередь открывает клапан. 18 и держит его. открытым заданный промежуток времени. В течение этого промежутка . ..времени обеспечивается возможность вытекания из сепарационной камеры 7 через канал 30 и прохождения через отверстие 20 такого количества от-.

15 деленной воды, что граница раздела в сепарационной камере 7 между топливом и водой смещается к уровню В.

После закрывания клапана 18 вода, имеющаяся в этот момент в выпускной камере 11, канале 33 и канале 30, будет стекать обратно в сепарационную камеру, после чего топливо начи нает протекать через отверстие 31 в конической пластине 29 и повторно 25 заполняет указанные каналы до уровней, изображенных на чертеже.

Отделенная вода может порциями отводиться из сепарационной камеры 7.

Твердые частицы, отделяемые в ней,. 30 могут удаляться еще реже ° Это осуществляется путем прекращения подачи рабочей жидкости через патрубок 21.

Затем блок-45 управления может быть запрограммирован так, что каждый

35 четвертый раз, когда к нему поступает сигнал, ° указывающий на то, что граница раздела между топливом и водой в разделительной камере достигла уровня А, клапан 18 закрывается и временно прекращается подача рабочей жидкости через патрубок 21. Таким образом, кольцевой поршень 5 перемещается аксиально вниз и открывается отверстие между ним и прокладкой 46. Затем из сепарационной ка меры 7 через отверстие и отверстия 6, расположенные радиально снаружи от этого отверстия в основании 2 ротора, выводятся отделенные твердые час- 50 тицы и желаемое количество воды.

При определении размеров калиброванных отверстий 19 и 20 можно исходить иэ определенного уровня жидкости в выпускной камере 11 и определенного размера отверстия 20.

Путем регулирования перепада давлений, который будет преобладать в жидких массах с обеих сторон перегородки 13 в зоне отверстия 20 можно определять поток через его отверстие.

Для поддержания таким образом выб-! раиного уровня жидкости для топлива в выпускной камере 11 требуется, чтобы точно такой же поток, который проходит через калиброванное отверстие

20, должен также проходить через калиброванное отверстие 19, пока клапан 18 в отводящем патрубке 17 закрыт. Затем необходимо измерить, давление, преобладающее в канале 38 напорного диска 37 вблизи калиброванного отверстия 19, когда уровень жидкости в выпускной камере 11 находится на желаемой отметке. После этого может быть определен размер калиброванного отверстия 20, чтобы два указанных потока были одинаковы.

После правильного выбора размеров калиброванных отверстий 19 и 20 и приведения в действие сепаратора поверхность жидкости в выпускной камере 11 будет автоматически поддерживаться на желаемом уровне.

В моменты открывания клапана 18, когда жидкость .течет через каналы 38 напорного диска 37, статическое давление жидкости в каналах будет снижаться, что будет приводить к уменьшению потока жидкости через калиброванные отверстия 19.

Формула и з о б р е т е н и я

Центробежный сепаратор, содержащий барабан, имеющий сепарационную камеру, патрубок для подвода исходной суспензии в. последнюю, выпускные камеры для легкой и. тяжелой фракции жидкости, образованные радиально расположенными перегородками и имеющие выпускные отверстия, размещенные в этих камерах выпускные устройства с отводящими,патрубками и клапан для закрывания и открывания отводящего патрубка тяжелой фракции жидкости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нагревания жидкости, находящейся в выпускной камере для тяжелой фракции при закрытом отводящем патрубке последней, и улучшения таким образом ее качества, выпускное устройство для тяжелой фракции имеет средство для ее рециркуляции в зону барабана перед выпуск37 ю

Составитель Г.Лошкарева

Редактор А.Долинич Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Заказ 1523 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101

9 1 ной камерой, выполненное в виде калиброванного отверстия; при этом радиальная перегородка, образующая стенку укаэанной камеры, также имеет перепускное калиброванное отверстие, образующее вход в камеру, причем

32

Ю5

572402 размеры сечения указанных калиброванных отверстий выбраны из условия прохождения одинакового количества жидкости в единицу времени при заданном уровне жидкости в выпускной камере для тяжелой фракции.