Способ измерения уровня жидкости в фугатных и питающих каналах вращающегося ротора тарельчатой центрифуги

 

Изобретение касается исследования и изучения гидродинамики процессов сепарирования и позволяет достоверно судить о равномерности загрузки исходной суспензией межтарелочных зазоров по длине пакета тарелок. Целью изобретения является повышение точности измерения. Для этого в межтарелочные зазоры вводят манометрические зонды в виде трубок, одни концы которых размещают у питающих каналов, другие - в фугатных каналах открытой стороной к оси ротора. Внутри трубок и на ребрах тарелкодержателя в фугатных каналах закрепляют полоски засвеченной фотопленки. Затем пропускают через ротор проявитель и закрепитель с промежуточной промывкой водой до появления на фотопленке светлых и темных полос. При этом объемную подачу фоторастворов и воды в ротор увеличивают при каждом последующем воздействии при промывке. В качестве проявителя может быть использована технологическая суспензия, например суспензия белково-витаминного концентрата. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение касается исследования и изучения гидродинамики процессов сепарирования, а именно способа измерения уровня (давления) жидкости в фугатных и питающих каналах вращающегося ротора тарельчатых центрифуг или сепараторов. Целью изобретения является повышение точности измерения. Способ измерения уровня жидкости в фугатных и питающих каналах вращающегося ротора тарельчатой центрифуги заключается в воздействии проявителя и закрепителя с промежуточной промывкой водой на помещенные в ротор полоски засвеченной фотопленки до появления на ней светлой и темной полос, при этом в межтарелочные зазоры вводят манометрические зонды в виде, например, трубок, одни концы которых размещают у питающих каналов, а другие - в фугатных каналах откpытой стороной к оси ротора, причем полости засвеченной фотопленки закрепляют внутри трубок и на ребрах тарелкодержателя в фугатных каналах. Кроме того, полоски засвеченной фотопленки подвергают последовательному многократному воздействию проявителя, воды и закрепителя, причем объемную подачу фоторастворов и воды в ротор увеличивают при каждом последующем воздействии или промывке. В качестве проявителя может быть использована технологическая суспензия, например суспензия белково-витаминного концентрата. На фиг.1 представлен ротор сепаратора, разрез (стрелками __→ обозначен ввод в ротор исходной суспензии; ···__→ - вывод фугата; _ _ _→ _ вывод сгущенной фазы); на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1 (крышка ротора не показана); на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2 по манометрическим зондам. Ротор центробежного сепаратора состоит из основания 1, крышки 2, тарелкодержателя 3, внутри которого установлена труба 4 для подвода фоторастворов и воды, а снаружи - ребра 5, на которые насажены тарелки 6. В тарелках 6 и тарелкодержателе 3 выполнены вертикальные питающие каналы 7. Фугатные каналы 8 образованы тарелкодержателем 3, ребрами 5 и внутренним диаметром тарелок 6. В межтарелочные зазоры 9, образованные за счет дистанционирующих перегородок (на чертежах не показаны), и в фугатные каналы 8 по высоте пакета тарелок введены манометрические зонды 10, выполненные в виде тонкостенных трубок. Расплющенные концы трубок размещены в межтарелочных зазорах у вертикальных питающих каналов 7, а другие - - не расплющенные - в фугатных каналах 8 открытой стороной к оси ротора. На радиальном участке внутри трубок-зондов 10 прикреплены полоски 11 засвеченной фотопленки. Полоски 12 фотопленки закреплены и по всей высоте ребер 5 тарелкодержателя 3. Для отвода сгущенной фазы из ротора в основании 1 имеются сопла 13. Измерения уровня (давления) жидкости в фугатных и питающих каналах вращающегося ротора осуществляют следующим образом. Стандартный проявитель фотопленок, разбавленный водой в соотношении 1:50, подают через трубу 4 с расходом, обеспечивающим минимальный слив фотораствора из фугатных каналов 8 через переливную кромку крышки 2. Заполняя ротор, часть проявителя сливается через сопла 13, а другая поступает в вертикальные питающие каналы 7 и, распределяясь по межтарелочным зазорам 9, переливается в фугатные каналы 8, а далее - через кромку крышки 2 из ротора. Одновременно проявитель поступает и в манометрические зонды 10, где устанавливается уровень растворителя, соответствующий давлению жидкости у кромок питающих каналов 7. Движения растворителя в манометрических зондах после их заполнения и установления неизменного технологического режима нет. В результате 30-минутной работы в циркуляционном режиме на полосках засвеченной фотопленки, установленной внутри манометрических зондов 10 и на ребрах 5, появляется темная полоса (дальняя от оси ротора темная полоса). Ближайшая к оси ротора кромка этой полосы практически параллельна оси ротора и расположена на одном радиусе на всех полосках фотопленок по длине пакета тарелок. (Это, так называемая, нулевая линия, необходимая в дальнейшем при определении радиусов свободной поверхности фоторастворов на различных расходах внутри манометрических зондов 10 и в фугатных каналах 8 по длине пакета тарелок). После прекращения подачи в ротор проявитель полностью освобождает последний, вытекая через сопла 13. В ротор подается вода с производительностью, на 10% превышающей расход фотораствора. Принцип течения и поведения воды подобен раствору проявителя в предыдущей операции с той лишь разницей, что уровень свободной поверхности воды на полосках пленок сдвигается к оси ротора. После 10-минутной работы с подачей свежей воды операция промывки полосок фотопленки считается законченной. Подача воды прекращается, вода вытекает из ротора через сопла 13. Стандартный закрепитель, разбавленный водой в соотношении 1:60, подают в ротор с расходом, равным номинальной производительности исследуемого сепаратора. После 30-минутной работы в циркуляционном режиме на полосках засвеченной фотопленки появляется светлая полоса (дальняя от оси ротора светлая полоса). Ближайшая к оси ротора кромка этой полосы для полосок фотопленки, установленной внутри зондов 10 - это уровень свободной поверхности закрепителя, установившийся при данном расходе внутри зондов 10. Для полосок фотопленки, установленной на ребрах 5 в фугатных каналах 8 - это линия свободной поверхности закрепителя при течении его в фугатных каналах 8, откуда он сливается из ротора через кромку крышки 2. Далее проводится промывка полосок фотопленки водой, после чего в ротор снова подают разбавленный проявитель с расходом, средним между максимальной пропускной способностью ротора и номинальной его производительностью. После 30-минутной работы в циркуляционном режиме на полосках фотопленок появляется еще одна темная полоска. После водной промывки в ротор подается закрепитель с максимально возможной производительностью для исследуемого сепаратора (максимальная пропускная способность). На полосках пленок появляется вторая светлая полоса. После промывки пленок водой ротор разбирают, полоски пленок снимают и маркируют. С помощью микроскопа с точностью до 0,05 м на каждой полоске фотопленки замеряют толщины черных и светлых полос и с помощью нулевой линии определяют радиусы свободных поверхностей фоторастворов при различных расходах последних. Теперь нетрудно рассчитать давление жидкости в питающих и фугатных каналах по длине пакета тарелок. Давление в питающих каналах Р_п.к. P_п.к= (r²_п.к-r²_{0 п.к}), кгс/м² где ρ_ф- плотность фоторастворов, кгс x x с²/м⁴; ω- угловая скорость ротора, 1/с; r_п.к. - радиус установки манометрического зонда в межтарелочном зазоре (у кромки питающего канала), м; r_о.п.к. - радиус свободной поверхности фоторастворов внутри зондов при трех исследуемых производительностях (номинальной, средней между номинальной и максимальной, а также максимальной), м. Давление в фугатных каналах Р_ф.к. рассчитывают по аналогичной формуле P= (r²_ф.к-r²_{0 ф.к}), кгс/м² где r_ф.к. - радиус нулевой линии, практически равный радиусу внутренней отбортовки тарелок, м; r_о.ф.к - радиус свободной поверхности течения фоторастворов в фугатных каналах на трех исследуемых производительностях сепаратора, м. Оценку равномерности загрузки межтарелочных зазоров исходной суспензией по высоте пакета тарелок проводят сравнением перепадов давлений межтарелочных зазоров-разница значений, полученных по формулам (1) и (2), для каждого межтарелочного зазора для конкретной производительности сепаратора. При неудовлетворительной равномерности загрузки межтарелочных зазоров исходной суспензией в питающие каналы вводят желоба и проводят контрольные замеры уровней (давлений) жидкости в питающих и фугатных каналах указанным способом. Более достоверную картину распределения исходной суспензии по межтарелочным зазорам по длине пакета тарелок можно наблюдать при использовании в качестве проявителя той суспензии, для переработки которой предназначен исследуемый тип сепаратора, например суспензию белково-витаминного концентрата (такими же свойствами обладают спиртовые суспензии). В этом случае на распределение исходной суспензии по межтарелочным зазорам оказывает влияние и осаждающаяся в них твердая фаза, т.е. фиксируется реальная картина гидродинамической обстановки в роторе. Применяя в качестве растворителя реальную технологическую суспензию, можно видоизменить методику использования данного способа с тем, чтобы проводить исследования на всех производительностях сепаратора только на указанной суспензии. После получения на полосках фотопленки нулевой линии (внутренний радиус тарелок) в ротор подается промвода, а за ней закрепитель, но с производительность, незначительно превышающей производительностью суспензии на 10-15%. На полосках появляется светлая полоса небольшой толщины. После промывки водой в ротор подается суспензия с номинальной производительностью сепаратора - на фотопленке появляется широкая темная полоса. Далее после промывки подается закрепитель с производительностью, незначительно (на 10-15%) превышающей номинальную. На фотопленке появляется новая светлая тонкая полоса. Промывка водой, подача суспензии со средней производительностью между номинальной и максимальной - на полосках появляется еще одна темная широкая полоса и т.д. Появляется возможность выявления реальной картины распределения исходной суспензии по межтарелочным зазорам пакета тарелок практически для всех типов тарельчатых центрифуг и сепараторов. Это, в свою очередь, позволяет исключить неравномерность распределения суспензии по межтарелочным зазорам, обеспечить максимальную производительность центробежных тарельчатых машин при допустимых уносах твердой фазы или улучшить чистоту фугата при прежней производительности.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В ФУГАТНЫХ И ПИТАЮЩИХ КАНАЛАХ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ РОТОРА ТАРЕЛЬЧАТОЙ ЦЕНТРИФУГИ, заключающийся в воздействии проявителя и закрепителя с промежуточной промывкой водой на полоски засвеченной фотопленки до появления на ней светлой и темной полос, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в межтарелочные зазоры вводят манометрические зонды в виде трубок, одни концы которых размещают у питающих каналов, а другие - в фугатных каналах открытой стороной к оси ротора, причем полоски засвеченной фотопленки закрепляют внутри трубок и на ребрах тарелкодержателя в фугатных каналах. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полоски засвеченной фотопленки подвергают последовательно многократному воздействию проявителя, воды и закрепителя, причем объемную подачу фоторастворов и воды в ротор увеличивают при каждом последующем воздействии или промывке. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве проявителя используют технологическую суспензию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---