Сепаратор для разделения смеси жидкостей, имеющих различный удельный вес

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидкости в поле действия центробежных сил. Цель изобретения заключается в повышении производительности сепаратора. Сепаратор для разделения смеси жидкостей, имеющих различный удельный вес, преимущественно масла и воды, содержит установленный на валу 15 чашеобразный ротор 17, образованный конусами 18 и 19 и плоской нижней торцовой стенкой 20. На центральной ступице 21 нижней

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 04 В 1/08, 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4028894/13 (22) 15. 01.87 (3i) 860122 (32) 15.01.86 (33) МО (46) 15.02.91. Бюл. Р 6 (71) Джекоб Каллеберг (72) Джекоб Каллеберг (53) 66.067.57(088.8) (56) Патент С1И Р 4350282, кл. В 04 В 1/00, 1982.

Патент СЛА Р 3876135, кл. 233-3, 1976.

Патент Великобритании I."- 105318, кл. В 2 Р, 1962.

„.80„„1628843 А 3

2 (54) СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ

ЖИДКОСТЕЙ, ИМЕЮЩИХ РАЗЛИЧНЫМИ УДЕЛЬHII1I ВЕС (57) Изобретение относится к оборудованию для разделения жидкости в поле действия центробежных сил . Цель изобретения заключается в повьппении производительности сепаратора. Сепаратор для разделения смеси жидкостей, имеющих различный удельный вес, преимущественно масла и воды, содержит установленный на валу 15 чанеобразный ротор 17, образованный конусами .18 и 19 и плоской нижней торцовой стенкой 20 °

На центральной ступице 21 нижней

16 28841

10 l5 торцовой стенки 20 смонтирована цилиндрическая обечайка 22 с внутренней поперечной стенкой 23. Ротор 17 имеет расположенную по оси в верхней части обечайки 22 камеру 24 с отверстиями 25 и верхнюю впускную трубу 26 для подвода исходной смеси в зону разделения. Ротор снабжен прикрепленным к нему снаружи с зазором дополнительным корпусом 28, образованным конусами 29 — 32 таким образом, что имеет в верхней и нижней частях сужающиеся зоны и соосные соответственно верхнее 33 и нижнее 34 отверстия. Ротор снабжен прикрепленными к его стенке большими основанияИзобретение относится. к оборудованию для разделения жидкости в поле действия центробежных сил. 25

11ель изобретения — повьпнение производительности сепаратора.

На чертеже схематично изображен сепаратор, продольный разрез.

Сепаратор для разделения смеси жидкостей, имеющих различнЫй удельный вес, преимущественно масла и воды, включает основание 1, установленную на основании на промежуточных. резино- 35 вых прокладках 2 опорную плиту 3, которая крепится к основанию при помощи винтов 4. На опорной плите 3 приварено кольцо 5, внутри которого установлен кожух 6 с кольцевым уплотнителем 40

7 между ними. Кожух 6 крепится к опор. ной плите 3 стяжками 8, каждая из которых имеет втулку 9, соприкасающуюся с консолью 10.

При помощи стяжки 8 втулка 9 прижи-45 мается к консоли 10, фиксируя кожух 6 на опорной плите 3. Последняя имеет центральное отверстие, в котором находится несущий корпус 11 с нижним 12 и верхним 13 подшипниками. Кожух 6 имеет в нижней части отводной патрубок 14 для удаления легкой жидкости.

Вал 15 сепаратора закреплен в под" шипниках 12 и 13 несущего корпуса 11, на котором установлен отражатель 16.

Сепаратор содержит чашеобразный ро>5 тор 17, образованный конусами 18 и 19 и плоский нижней торцовой стенкой 20, установленной на части вала 15 наими конусными вставками 35 — 37, имеющими переточные отверстия 38 и 39.

К нижней торцовой стенке 20 внутри дополнительного корпуса 28 прикреплены меньшим основанием вниз допол-. нительные конусные вставки 40 — 43 для разделения масла и воды, имеющие кроме первой, расположенной возле стенки корпуса 28, переточные отверстия 44 46. Нижняя торцовая стенка 20 ротора 17 имеет кольцевое отверстие 47 для перетока жидкости из ротора 17 в нижнюю часть дополнительного корпуса 28. Конструкция сепаратора обеспечивает повъппение производительности. 5 з.п. A-лы, 1 ил. большего диаметра. На центральной ступице 31 нижней торцовой стенки 20 смонтирована цилиндрическая обечайка

22 с внутренней поперечной стенкой 23.

Ротор 17 имеет расположенную по оси в верхней части обечайки 22 камеру 24 с отверстиями 25 и верхнюю впускную трубу 36 для подвода исходной смеси в зону разделения.

Ротор снабжен прикрепленным к нему снаружи с зазором при помощи соединительных элементов в виде болтов 27 дополнительным корпусом 28, образованным конусами 29 — 32 таким образом, что в верхней и нижней частях имеются сужающиеся зоны и соосные верхнее 33 и нижнее 34 отверстия соответственно.

Диаметр верхнего отверстия 33 для отвода тяжелой жидкости превьппает диаметр нижнего отверстия 34 для отвода легкой жидкости, а диаметр нижней торцовой стенки 30 ротора превышает диаметр верхнего отверстия 33 для отвода тяжелой жидкости. Ротор .17 снабжен внутри прикрепленными к его стенке большими основаниями конусными вставками 35-37, имеющими переточные отверстия 38 и 39. На нижней торцовой стенке 20 ротора сверху укреплены конус 19 и конус 30 дополнительного корпуса 28, а снизу — конус 31 указанного корпуса. К нижней торцовой стенке 20 внутри дополнительного корпуса 28 прикреплены меньшим основанием вниз дополнительные конусные вставки 40 - 43 для разделения масла и воды, имеющие (кроме первой, расположенной возле стенки корпуса 28) переточные отверстия 44 — 46.

Дополнительные конусные вставки имеют переменный диаметр в зависимости от их высоты. Нижняя торцовая

5 стенка 20 ротора 17 имеет кольцевое отверстие 47 для перетока жидкости из ротора в нижнюю часть дополнительного корпуса 27. На всех конусных вставках 35 — 37 и дополнительных конусных вставках 40 — 43 установлены радиальные пластины 48 — 57.

Верхняя часть ротора 17 расположена над верхним отверстием 33 для отвода тяжелой жидкости дополнительного корпуса 28 и образует горловину для установки впускной трубы 26.

Дополнительный корпус снабжен устройством 58 для подачи тяжелой жнд- 20 кости в зазор между ним и ротором для образования жидкостного кольца перед вводом исходной смеси жидкостей, содержащим трубу 59.

В торцовой стенке 20 выполнены от- 25 верстия 60 для прохода периферийных потоков жидкости между отверстиями

33 и 34 и стенкой дополнительного корпуса 28. Внутри горловины ротора вокруг неподвижной впускной трубы 26 установлены радиальные отбойные пластины 61, а в дополнительном корпусе

28 над отверстием 34 для отвода легкой жидкости — горизонтальный кольцевой экран 62. Между стенкой ротора

17 и стенкой дополнительного корпуса 28 укреплены радиальные пластины

63 и 64, количество которых может быть различным, но, как правило, их должно быть четыре. Чем больше 4> площадь поперечного сечения, тем больше количество пластин требуется.

Стенка дополнительного корпуса 28 на торце имеет кольцо 65, которое установлено с воэможностью его заме- 45 ны, для крепления поперечного сечения верхнего отверстия 33 для отвода тяжелой жидкости. На неподвижном кожухе 6 установлены внутренний 66 и наружный

, 67 колпаки, которые закреплены при помощи затяжек 8 и зажимных гаек 68.

Наружный колпак 67 снабжен выпускным средством 69 для отвода чистой тяжелой жидкости, например воды.

Устройство 58 для подачи тяжелой жидкости расположено на верхней части наружного колпака. На нем также установлен экран 70, на котором укрепле1628843 6 на впускная труба 26 для подвода исходной смеси (вода с примесью масла).

На нижнем конце вала 15 сепаратора смонтирован шкив 71 с клиновидным ремнем 72.

Вал 15 приводится во вращение при помощи двигателя (не изображен);

Сепаратор работает следующим образом.

Приводится во вращение вал 15, при помощи устройства 58 через трубу 59 подается чистая тяжелая жидкость (вода) в зазор между дополнительным корпусом 28 и ротором 17» при этом образуется водный раствор. Образование его заканчивается, когда вода перетекает через верхнее отверстие 33.

Водяной затвор предотвращает возможный выброс остатка масла в удаляемую чистую воду. Через впускную трубу 26 смесь воды с маслом постепенно подается в камеру 24, в которой подвергается вращению, при этом давление ее повышается, и она вытекает через отверстие 25.

Отбойные пластины 61 предотвращают попадание жидкости на экран 70 °

Исходная смесь жидкостей поступает в ротор 17. Здесь происходит предварительное разделение смеси с помощью конусных вставок 35 — 37. При перетоке воды часть масла захватывается ею.

Смесь жидкостей проходит через отверстие 38 конусной вставки 35, которая является по существу направляющей чашкой, а масло, захваченное водой, стремится подняться на поверхность расположенной ниже конусной встав.ки 36. Протекая по ее поверхности и перетекая через край, жидкость попадает на конусную вставку 37 ° Затем жидкость стекает вниз и через отверстия

47 в нижней торцовой стенке 20 посту пает в нижнюю часть дополнительного корпуса 28 ротора. Таким образом, ротор имеет в верхней части зону первичной сепарации, в которой происходит первичная очистка воды от масла и образуется масляный слой. Масло в этой зоне быстро поднимается на поверхность, предотвращается любое осаждение твердых частиц. В нижней части дополнительного корпуса вода стремится течь к внутренней поверхности его стенок, а масло — к нижнему отверстию 34.

Дополнительные конусные вставки

40 — 43 обеспечивают сепарацию масла

1628843

Вода стремится течь к верхнему отверстию 33 в результате "сверхдавления", образуемого разницей в высоте между краями отверстий 33 и 34 . Отделенное масло собирается и течет по направлению к нижнему отверстию 34.

Конусные вставки 40 и 42 обеспечивают потоку жидкости некоторую направленность вверх, при этом частицы масла

"легче отделяются, когда поток воды направляется к верхнему отверстию 33.

Эти конусные вставки удлиняют расстояние, которое преодолевает протекающий водный поток до верхнего отверстия 33, чем достигается больший период сепарации.

Чистая вода поднимается по внешней поверхности конусной вставки 40, проходит через отверстия 60 и удаляется через верхнее отверстие 33 при помощи выпускного средства 69. Отделенное масло собирается слоем на поверхности воды и затем отводится через нижнее отверстие 34 и патру- . 25 бок 14. Радиальные пластины, установленные в роторе, поддерживают смесь масла и воды во вращающемся состоянии и тем самым обеспечивают максимальное центробежное воздействие по 30 всем диаметрам.

При помощи сменного кольца 65 изменяют диаметр верхнего отверстия 33 и тем самым устанавливают удельный вес образующего слоя масла.

По окончании работы ротор сепаратора останавливают, при этом вода и остатки масла вытекают через отверстия 4?, 60 и патрубок 14 . Вследствие выполнения верхней поверхности нижней 4 торцовой стенки 20 наклонной твердые частицы удаляются во время остановки ротора. Поскольку исходная смесь жидкостей разделяется, в процессе разделения образуются рыхлые слои, ко- 45 торые в основном н удаляются при остановке ротора. В начале работы сепаратора остатки масла в нижней части дополнительного корпуса 28 улавливаются кольцевым экраном 62. Перед остановкой ротора некоторое время осуществляется сепарация чистой воды, в результате чего до определенной степени вымываются масляные остатки.

Предложенная конструкция сепаратора обеспечивает повышение его производительности по сравнению с известным сепаратором.

Формула изобретения

1. Сепаратор для разделения смеси жидкостей, имеющих различный удельный вес, преимущественно масла и воды, содержащий установленный на валу чашеобразный ротор с отводными отверстиями, образованный конусами и плоской нижней торцовой стенкой и снабженный расположенной по оси камерой с отверстиями., верхней впускной трубой для подвода исходной смеси в зону разделения и прикрепленными к стенке ротора большими основаниями конусными вставками с переточными отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности, ротор снабжен прикрепленным к нему снаружи с зазором при помощи соединительных элементов дополнительным корпусом, образованным конусами таким образом, что имеет в верхней и нижней частях сужаюпдеся зоны и соосные соответственно верхнее и нижнее отверстия для отвода разделенных жидкостек, при этом диаметр верхнего отверстия для отвода тяжелой жидкости превьппает диаметр нижнего отверстия для отвода легкой жидкости, а диаметр нижней торцовой стенки ротора превышает диаметр верхнего отверстия для отвода тяжелой жидкости, причем к нижней торцовой стенке ротора внутри корпуса прикреплены дополнительные конусные вставки меньшим основанием вниз для разделения масла и воды, имеющие, кроме первой, расположенной возле стенки корпуса, переточные отверстия и переменный диаметр в зависимости от высоты вставки, а нижняя торцовая стенка ротора имеет кольцевое отверстие для перетока жидкости из ротора в нижнюю часть корпуса.

2. Сепаратор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что верхняя часть ротора расположена над верхним отверстием для отвода тяжелой жидкости дополнительного корпуса и образует горловину для установки впускной трубы.

3. Сепаратор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что внутри ротора и корпуса на конусных элементах укреплены радиальные пластины.

4. Сепаратор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что дополнительний корпус снабжен устройством для подачи тяжелой жидкости в зазор меж5. Сепаратор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в дополнительном корпусе над отверстием для отI

Составитель .Лошкарева

Техред И.Дидык. Корректор М.! !ароши,,Редактор А.Маковская !

Заказ 351 Тираж 333 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произвбдственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

1678843 !О ду ним и ротором для образования жид- вода легкой жидкости установлен горикостного кольца перед вводом исход- зонтально кольцевой экран. ной смеси и жидкостей. 6. Сепаратор по пп. 1 и 2, о т л на ю щ и Й с я тем что вн5 три горловины ротора вокруг неподвижной впускной трубы установлены радиальные отбойные пластины.