Центрифуга для очистки жидкости

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)S В 04 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Фиг. 7, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4909684/13 (22) 11.11.90 (46) 23,01.93. Бюл. N. 3 (71) Иркутский сельскохозяйственный институт (72) Е.М.Недзельский и М.Д.Недзельский (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 751438, кл. В 04 В 3/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N 1450871, кл. В 04 В 3/00, 1986. (54) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ (57) Использование: очистка жидкости, например масла в централизованных системах линии обкатки двигателей внутреннего сгорания, Сущность изобретения: центрифуга имеет корпус 1, устройство для отвода тяжелой фракции, включающее радиально расположенные в корпусе лопатки 15, Приспособление для отвода очищенной жидкости выполнено в виде центробежного насоса 9, состоящего из верхнего 13 и нижнего 14 дисков и расположенного между ними рабочего колеса. На входном отверстии верхнего диска 13 насоса смонтирован перфорированный барабан 7, к ступице которого прикреплена охватывающая его спиральная лента 6 с просечками, края которых отогнуты с образованием щелей и отражателей. Радиальные лопатки 15 устройства для отвода тяжелой фракции закреплены на периферии верхнего диска 13 центробежного насоса 9. 4 ил, 1789288

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкости и может быть использовано, например, при очистке масла в централизованных системах линии обкатки двигателей внутреннего сгорания, а также в других производствах, Известна центрифуга с вращающимся барабаном, имеющая корпус, внутри которого установлен перфорированный барабан с вихревыми лопастями на боковой поверх- "0 ности и конической торцовой поверхностью со стороны подводя щего патрубка, патрубок подвода легкой фракции, образующий с корпусом карман со шламовыми окнами для отвода тяжелой фракции. Снаружи вихревых лопастей закреплен шнек, один конец которого размещен в кармане, а другой закрыт механическим затвором, расположенным на корпусе в зоне конической торцовой поверхности барабана (авт.св. N. 751438, кл. В 04 B 3/00, 1974).

Известная центрифуга имеет недостаточно высокую производительность и степень очистки.

Наиболее близким к изобретению является центрифуга для очистки жидкости (авт.св. N 1450871, кл, В 04 B 3/00, 1989), имеющая корпус, патрубок для отвода очищенной жидкости устройства для отвода тя>келой фракции и смонтированные в корпусе на приводном валу перфорированные барабаны, на верхнем торце которых закреплены лопатки для раскручивания поступающей жидкости, Перфорированные барабаны установлены один под другим, Диаметр каждого последующего по направлению движения жидкости барабана превышает диаметр предыдущего.

Устройство для отвода тяжелой фракции состоит из прикрепленных к нижним торцам барабанов дисков, снабженных на периферии радиальными лопатками и имеющих окна для перетока жидкости из вышерасположенного барабана в зазор между корпусом и нижерасположенным барабаном, при этом приспособление для отвода очищенной жидкости выполнено в виде центробежного насоса, Такая центрифуга для очистки жидкости в сравнении с современными центрифугами конструкции НИИХИММАШ при равной степени очистки имеет более высокую производительностьь, небольшую металлоемкость и стоимость, Однако при очистке жидкости, содержащей большое количество загрязнений (более 0,3 об, o), и особенно в тех случаях, когда в ней присутствуют легкие фракции, например, в виде хлопчатобумажных частиц — обтирочного материала и т,п., быстро за15

55 бивается перфорация барабанов этой центрифуги. Поэтому после 3 — 5 ч работы требуется очистка барабанов от загрязнений, а это связано с выполнением трудоемких операций: разборки корпуса, спрессовки подшипника с приводного вала и т.п.

К недостаткам такой центрифуги относится также и то, что перфорированные барабаны расположены не в одной камере, а один под другим в замкнутых камерах (ступенях) корпуса, что усложняет конструкцию и снижает ее технологичность при изготовлении. Этот недостаток устройства препятствует изготовлению центрифуги на неспециализированных предприятиях, так как для его устранения необходимо применение механогидравлических затворов (выполненных с высокой степенью точности), которые располагаются между дисками перфорированных барабанов и опорными поверхностями фланцев корпуса и приемной камеры, Без этого очищенная жидкость будет смешиваться с неочищенной в направлении ее движения к отводному патрубку.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем очистки жидкости не только от тяжелых, но и от твердых легких фракций, а также упрощение конструкции, снижение энергозатрат и издержек при ее изготовлении и эксплуатации, Поставленная цель достигается тем, что в центрифуге, содержащей корпус, патрубок подвода неочищенной жидкости, устройство для отвода тяжелой фракции, перфорированный барабан и приспособление для отвода очищенной жидкости, перфорированный барабан своим основанием непосредственно насажен на бурт входного отверстия верхнего диска рабочего колеса центробежного насоса, а для отвода от рабочей поверхности перфорированного барабана тяжелых и твердых легких фракций центрифуги снабжена спиральной лентой, выполненной с поперечными узкими щелями и отражателями, прикрепленной к плоской части обода ступицы перфорированного барабана, при этом спиральная лента свободно охватывает перфорированный барабан, а нижним торцом установлена на поверхности верхнего диска рабочего колеса центробежного насоса, причем этот диск снабжен радиальными лопатками для сброса загрязнений в отводной патрубок тангенциального канала крышки корпуса центрифуги.

Поперечные щели спиральной ленты имеют отогнутые края, которые по ходу ее вращения перекрывают прорези и образуют отражатели с узкими щелями для протока

1789288

55 очищаемой жидкости, при этом величина щелей увеличивается от переднего к заднему концу спиральной ленты, а шаг между ее щелями остается постоянным.

Наличие спиральной ленты с узкими щелями и отражателями, смонтированной на перфорированном барабане; позволяет осуществлять сепарацию не только тяжелых, но и твердых легких фракций; увеличивает ресурс работы центрифуги без очистки рабочих органов в несколько раз; уменьшает габариты и металлоемкость.

Компактное выполнение перфорированного барабана непосредственно на входном отверстии верхнего диска центробежного насоса, а также выполнение на этом же диске радиальных лопаток для сброса загрязнений к отводному патрубку повышает производительность, снижает энергозатраты на сепарацию, упрощает конструкцию, уменьшает габариты и металлоемкость.

Выполнение устройств рабочих органов под одной крышкой корпуса центрифуги и на консольном вертикальном приводном валу улучшает технологичность и ри изготовлении; при использовании откидных быстродействующих зажимов крышки корпуса повышает удобство обслуживания при проведении профилактики и очистки рабочих органов от осадков без разборки устройств.

На фиг. 1 показана предлагаемая центрифуга, разрез; на фиг, 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 — отражатели и щели спиральной ленты.

Центрифуга имеет корпус 1 с патрубком

2 для отвода очищенной жидкости, крышки

3 корпуса 1 с входным патрубком 4 для подвода неочищенной жидкости и патрубком 5 для отвода загрязнений (фиг. 2), а также устройство для сепарации тяжелых и твердых легких фракций, выполненное в виде спиральной ленты 6, свободно охватывающей перфорированный барабан 7 (фиг, 3), и устройство для тонкой очистки жидкости, выполненное в виде перфорированного барабана 7.

В корпусе 1 на приводном консольном валу 8 смонтированы рабочее колесо центробежного насоса 9 и перфорированный барабан 7 для тонкой очистки жидкости.

Перфорированный барабан 7 имеет ступицу

10, закрепленную на валу 8 накидной гайкой

11, и своим основанием насажен на бурт 12 входного отверстия верхнего диска 13 рабочего колеса центробежного насоса 9, Диск

13 выполнен диаметром, большим, чем основной диск 14 рабочего колеса центробежного насоса, и снабжен радиальными лопатками 15 (фиг. 2), которые размещены в кольцевом канале 16, образованном в выступе крышки 3, снабженной для отвода загрязнений тангенциальным патрубком 5 и вентилем 17.

Для отвода очищенной жидкости к патрубку 2 в корпусе 1 выполнен спиральный канал отвода 18 (улитка), который уплотнен буртиком 19, расположенным на периферии диска 13, для предотвращения перетекания загрязненной жидкости из канала 16 в спиральный канал 18 отвода очищенной жидкости.

Для регулирования теплового режима работы и производительности центрифуги патрубок 2 отвода очищенной жидкости дополнительно имеет дроссельный вентиль 20.

В устройстве для сепарации тяжелых и твердых легких фракций для прохода потока жидкости к перфорации и снижения вакуума в межвитковом спиральном пространстве передний конец спиральной ленты располагают с зазором s к рабочей поверхности перфорированного барабана 7. Например, для перфорированного барабана диаметром 150 мм рекомендуется зазор s = 2 — 3 мм, Задний конец спиральной ленты устанавливают так, чтобы он перекрывал ее передний конец примерно на 1/8 витка.

Спиральная лента имеет поперечные прорези (и росечки) с отогнутыми краями, которые при предварительном вытягивании по длине и отгибании по ходу вращения вала 8 перекрывают ширину прорезей и образуют отражатели 21 и узкие щели 22 (фиг.

4). Отражатели 21 и щели 22 располагаются по всей длине спиральной ленты 6 с постоянным шагом и увеличивающимся зазором (образующим щель 22) по направлению от переднего к заднему ее концу.

Верхним торцом спиральная лента 6 жестко прикреплена к плоской части обода ступицы 10, а нижний ее торец посредством гайки 11 упирается на поверхность диска 13 рабочего колеса центробежного насоса 9. Такое выполнение позволяет свободно снимать спиральную ленту с перфорированного барабана при профилактической разборке.

Ступица 10 для раскручивания потока жидкости снабжена радиальными лопатками 23.

Устройство для тонкой очистски жидкости выполнено в виде перфорированного барабана 7 с отверстиями размером 0,3 — 1,0 мм, при этом его перфорированная обечайка соединена со ступицей 10 посредством шпонки (не показана).

1789288

Центрифуга работает следующим образом, Загрязненная жидкость под давлением через патрубок 4 попадает на лопатки 23 и раскручивается в кольцевой полости между 5 перфорированным барабаном 7 и крышкой

3, Под действием центробежного поля, развиваемого лопатками 23 (а также спиральной лентой 6), находящиеся в жидкости тяжелые частицы (шлам) отбрасываются к 10 стенкам крышки 3. Жидкость, содержащая более мелкие частицы и твердые легкие фракции, например частицы хлопчатобумажных тканей обтирочного материала и т,п., сосредотачиваются и отжимаются к по- 15 верхности вращающейся спиральной ленты

6, где попадают на отражатели 21, которые поочередно отбрасывают эти фракции от ее поверхности к периферии потока (к стенкам крышки 3). При этом сила отбрасывания 20 твердых фракций по мере увеличения радиуса кривизны спиральной ленты 6 резко возрастает на ее отражателях, что не только способствует сепарации массы потока жидкости, но и предотвращает забивание ячеек 25 перфорированного барабана 7 осадком твердых тяжелых и легких фракций.

Жидкость, предварительно очищенная вращающейся спиральной лентой 6 под действием полей разрежения, создаваемых 30 в полости, образованной между ее витками

Формула изобретения

Центрифуга для очистки жидкости, содержащая корпус с патрубком подвода неочищенной жидкости, устройство для отвода тяжелой фракции, включающее радиально расположенные в корпусе лопатки и тангенциально прикрепленный к корпусу патрубок, смонтированный в корпусе на приводном валу перфорированный барабан со ступицей и приспособление для отвода очищенной жидкости, выполненное в виде центробежного насоса, состоящего из верхнего и нижнего дисков и расположенного между ними рабочего колеса, о т л и ч а юи под каждым ее отражателем 21, поступает на тонкую очистку и проходит через отверстия перфорированного барабана 7. Здесь она подвергается динамическому действию перфорации — отталкиванию твердых частиц при прохождении ими живых сечений отверстий в сетке.

Жидкость после повторного (тонкого) разделения попадает в полость перфорированного барабана 7 и через входное отверстие диска 13 откачивается рабочим колесом центробежного насоса 9, а затем отводится через патрубок 2 из центрифуги в бак.

Тяжелые фракции, отбрасываемые к стенкам крышки 3, а также более легкие твердые частицы (хлопчатобумажные и т.п.), отбрасываемые вращающейся спиральной лентой 6 к периферии потока, захватываются аксиальным потоком очищаемой жидкости, сползают вдоль стенок крышки 3 вниз и попадают на вращающийся диск 13; посредством радиальных лопаток 15 твердые фракции вместе с жидкостью в виде сгущенной массы или концентрата сбрасываются в кольцевой канал 1 6 и отводятся по тангенциальному патрубку 5.

Вентиль 17 позволяет производить беспрерывный или периодический выпуск жидкости в виде концентрата крупных (шлама) и мелких твердых фракций. щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем очистки жидкости не только от тяжелых, но и легких твердых фракций, а также упрощения конструкции, перфорированный барабан смонтирован на входном отверстии верхнего диска центробежного насоса, а радиальные лопатки закреплены на периферии этого диска, при этом к ступице барабана прикреплена охватывающая его спиральная лента, имеющая просечки, края которых отогнуты в направлении, совпадающем с направлением вращения барабана, с образованием щелей и отражателей.

1789288 о г2

Составитель Е.Недзельский

Техред М.Моргентал Корректор IVI,Максимишине 4

Редактор Г.Бельская

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

Заказ 316 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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