Центрифуга

 

Изобретение относится к разделению неоднородных систем, а точнее к устройствам для разделения суспензий фильтрованием в поле центробежных сил, и наиболее эффективно может быть использовано в микробиологической, медицинской, химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение производительности путем интенсификации выгрузки осадка и регенерации устройства для фильтрации. Для этого центрифуга снабжена укрепленными на торцовом диске 9 устройства для фильтрации с возможностью поворота в вертикальной плоскости пластинами 12 из магнитного материала, взаимодействующими с электромагнитами 13, установленными в корпусе 1 на торце 14 ротора 6. 6 ил.

союз советских .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (J9) (И) (Я)9 В 04 В 1/10 0 22 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕН1ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) ЦЕНТРИФУГА

Z7

11 у

29

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4641024/30-13 (22) 25.01.89 (46) 07 12.90. бал. М 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии и Институт кристаллографии им. А,B,Ujóáíèêîâà (72) Ю.В.Агафонов, А.Ф.Зябрев, В.Г.Попов, "

В.А.Распопов и Б.В.Мчедлишвили (53) 621.798.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 463334, кл. С 22 В 9/02, 1973, Авторское свидетельство СССР

М 1043882, кл, В 04 В 1/10, 1981. (57) Изобретение относится к разделению неоднородных систем, а точнее к устройствам для разделения суспенэий фильтрованием в поле центробежных сил, и наиболее эффективно может быть использовано в микробиологической, медицинской, химической и других отраслях промышленности.

Целью .изобретения является повышение производительности и утем интенсификации выгрузки осадка и регенерации устройства для фильтрации. Для этого центрифуга снабжена укрепленными на торцовом диске

1611449

10

20

9 устройства для фильтрации с воэможностью поворота в вертикальной плоскости пластинами 12 из магнитного материала, Изобретение относится к разделению, неоднородных систем, а точнее к устройствам для разделения суспензий фильтрованием в поле центробежных сил, и наиболее аффективно может быть использовано в микробиологической, медицинской, химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности путем интенсификации выгрузки осадка и .регенерации устройства для фильтрации.

На фиг.1 изображена центрифуга, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б — б на фиг,2; на фиг.4 — вид B на фиг.3 (вращающаяся пластина); на фиг.5- гидродинамическая картина обтекания пластины потоком суспензии; на фиг.б — электромагнит с магнитопровадом.

Центрифуга состоит из корпуса 1 с патрубком 2 подвода суспензии и патрубками

3 и 4 соответственно отвода фильтрата и осадка. Внутри корпуса 1 на вертикальном валу 5 коаксиально установлены ротор 6 с днищем 7 и устройство для фильтрации, включающее перфорированную обечайку 8 и установленный на ее торце диск 9, Ротор имеет прорези 10 у днища, перекрываемые в рабочем положении устройствам 11 выгрузки осадка, привод которого не показан, На диске 9 с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей 001 (в вертикальной плоскости) укреплены пластины 12 из магнитного материала, взаимодействующие во время выгрузки осадка с электромагнитамии 13, установленными в корпусе 1 на торце 14 ротора 6.

Узел 15 крепления каждой пластины 12 к диску 9 размещен в ближайшем к ее центру конце, при этом ось вращения ОО сМещена вниз на величину е относительно горизонтальной плоскости, проходящей через центр тяжести пластины 12, выполненной с уменьшающимся в радиальном направлении к периферии крышки 9 продольным сечением.

Диск 9 имеет прорези 16, в которых установлены пластины 12 таким образам, чтобы поверхность диска 9 и верхние поверхности пластин 12 были расположены в одной плоскости, при этом каждая пластина 12 имеет выступы 17, размещенные с взаимодействующими с электромагнитами

13, установленными в корпусе 1 на торце 14 ротора 6. 6 ил. нижней стороны периферийных концов пластин 12 и контактирующие с поверхностью диска 9.

Патрубак 2 подвода суспензии размещен соосно диску 9 с зазором относительно него для прохода суспензии через кольцевой зазор 18 между. диском 9 и торцом 14 ротора 6 в полость 19 между ротором 6 и обечайкой 8 устройства для фильтрации. К нижнему концу патрубка 2 прикреплено тонкостенное кольцо 20 с вертикальной отбортовкой 21, зазор между которой и торцам 14 ротора 6 уплотнен при помощи упругого элемента 22, Электромагниты 13 снабжены магнитопроводами 23, нижние концы которых выпалнены в виде кольцевых сегментов 24 прямоугольного сечения, примыкающих к наружной поверхности патрубка 2 и установленных на тонкостенное кольцо 20

Цилиндрическая обечайка 8 выполнена из пористого материала, например нержавеющей стали, полученной методами порошковой металлургии, и на ее наружной

rIQB8pxHocT0 закреплена ядерная мембрана

25, которую от разрыва при регенерации предохраняет сетка 26, прижимающая мембрану 25 к абечайке 8.

Для отвода фильтрата иэ полости 27 перфорированной обечайки 8 в патрубок 3 служат отверстия 28 в днище 7 ротора 6 и приемная камера 29.

Центрифуга работает следующим обра- зом, Исходная суспензия через патрубок 2 подается последовательно в зазор 18 и далее в полость 19 между вращающимися ротором 6 и абечайкай 8. В зазоре 18 происходит плавный разгон суспенэии и арганизация ее ламинарнага вращающегося потока.

Под действием давления, развиваемого ва вращающейся суспенэии, и разности уровней Л Н жидкости в зазоре 18 и внутри полости 27 жидкая фаза продавливается через мембрану 25 и стенку перфорированной абечайки 8 в полость 27, иэ которой последовательна через отверстия 28 и камеру 29 отводится s патрубак 3, Б ламинарном потоке крупные твердые частицы в полости 19 сразу оседают на внутреннюю поверхность стенки ротора 6. Мел1611449

15

25

35

55 кие частицы, увлекаемые потоком жидкости, осаждаются на наружной поверхности мембраны 25 и по мере их накопления и укрупнения отбрасываются центробежными силами к стенке ротора 6.

Самые мелкие частицы, размер которых соизмерим с диаметром пор ядерной мембраны 25, задерживаются в ней по мере проведейия процесса фильтрации.

После накопления. определенного количества осадка в полости 19 подачу суспен. зии прекращают. Перед началом процесса выгрузки осадка включают электромагниты

13, создающие магнитные потоки, которые посредством магнитопроводов 23, заканчивающихся сегментами 24, направляются перпендикулярно поверхности диска 9. При вращении пластины 12, периодически проходя под сегментами 24, взаимодействуют с магнитными потоками от них, что вызывает кратковременные отклонения пластин 12 в. узлах 15 вверх к электромагнитам 13. Проходя в промежутках между сегментами 24, пластины 12 возвращаются в исходное положение под действием центробежных сил и давления потока суспензии.

Отметим, что во время работы центрифуги всегда существует разница в угловых скоростях устройства для фильтрации и контактирующей с ним суспензии. Поэтому при подъеме пластин 12 над поверхностью диска 9 набегающий ламинарный поток суспенэии, взаимодействуя с опережающими его пластинами 12, начинает турбулизоваться (фиг.5). Турбулизация потока суспензии над диском 9 вызывает соответственно и турбулиэацию суспенэии в полости 19, что ведет, во-первых, к перемешиванию слоя осадка на внутренней поверхности ротора 6, а, вовторых, к понижению давления во вращающейся суспенэии.

После придания суспенэии турбулентного движения прекращают ее подачу и включают устройство 11. Прорези 10 открываются и через них начинается выгрузка осадка в нижнюю часть корпуса 1, причем за счет турбулиэации осадка уменьшается его трение движения о поверхность ротора

6 и, следовательно, интенсифицируется сам процесс выгрузки.

В момент открывания прорезей 10 давление суспензии в полости 19 падает ниже давления фильтрата в полости 27 перфорированной обечайки 8, при этом по сравнени|о с лалинарнылл режимом течения при турбулентном режиме величина перепада давлений мехду полостями 27 и 19 больше эа счет пг.: эарительного понижения давления в ту.;...,улиэированном потоке, Возникающий при выгрузке обратный перепад давлений между полостями 27 и 19 выэывает регенерацию перфорированной обечайки 8 обратным потоком фильтрата из полости 27 через поры обечайки 8 и ядерную мембрану 25 в полость 19, Далее после закрытия при помощи устройства 11 прорезей

10 процессы выгрузки и регенерации заканчиваются, и цикл повторяют.

Кроме того, интенсификации процессов выгрузки и регенерации способствует вибрация перфорированной обечайки 8 и ротора-6, вызванная взаимодействием при вращении выступов 17 пластин 12 с поверхностью диска 9 при их возврате в исходное положение в промежутках между сегментами 24. Более интенсивному взаимодействию выступов 17 с поверхностью диска 9 способствует увеличение крутящего момента от действия центробежных сил, возвращаю щего пластину 12 в исходное положение за счет смещения друг относительно друга в горизонтальной плоскости оси вращения 001 пластины 12 и ее центра тяжести.

При больших скоростях вращения вала

5 центрифуги, когда пластины 12 практически непрерывно взаимодействуют с электромагнитами 13, для организации колебаний пластин 12 электромагниты 13 включают прерывисто с определенной частотой на короткие промежутки времени.

Выполнение центрифуги описанным образом позволит увеличить ее производительность, т.е. длительность циклов ее работы, за счет интенсификации процессов выгрузки осадка и регенерации устройства для фильтрации, а применение ядерной мембраны обеспечит высокую степень очистки суспензий от мельчайших частиц микроорганизмовв.. Формула изобретения

Центрифуга, содержащая корпус с патрубками подвода суспензии и отвода фильтрата и осадка, установленный в корпусе ротор и размещенное внутри него устройство для фильтрации, включающее прикрепленную к днищу ротора перфорированную обечайку с установленным на ее торце диском, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности путем интенсификации процесса выгрузки осадка и регенерации устройства для фильтрации, на торцовом диске последнего укреплены с возможностью поворота в вертикальной плоскости пластины иэ магнитного материала, а е корпусе на торце ротора установлены электромагниты.

1611449

1611449

Составитель Е.Камаганова

Техред М.Моргентал . Корректор Т.Палий

Редактор С.Пекарь

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

Заказ. 3789 . Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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