Лопастная центрифуга

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в центробежном поле в различных отраслях промышленности. Лопастная центрифуга состоит из корпуса, сборника фильтрата, распределительного устройства и ротора с фильтрующими лопастями. Распределительное устройство выполнено в виде перевернутого усеченного конуса с определенным углом наклона образующей поверхности к горизонтальной плоскости. Усеченный корпус имеет щели для подачи разделяемой суспензии на фильтрующие лопасти. Ширина щелей плавно увеличивается по высоте лопастей. Каждая лопасть снабжена прижимной пластиной с одним незакрепленным концом и высотой, равной высоте лопасти. Второй конец прижимной пластины укреплен на опорной трубке предыдущей лопасти с возможностью поворота вокруг нее. Конструкция центрифуги обеспечивает равномерное распределение суспензии на начальные участки лопастей. 1. з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий в центробежном поле, а именно к лопастным фильтрующим центрифугам, и может быть использовано в сельском хозяйстве, химической, пищевой и других областях промышленности.

Известна лопастная центрифуга [1], включающая корпус, сборник фильтрата, распределительное устройство и ротор, содержащий крышку, днище и расположенные между ними фильтрующие лопасти. Распределительное устройство выполнено в виде радиально расположенных и соединенных с начальными участками лопастей и днищем ротора пластин.

Боковые ребра диаметрально расположенных пластин соединены у днища ротора, а у крышки между ними образован зазор.

Недостатком известной центрифуги является то, что распределительное устройство не обеспечивает равномерной подачи суспензии по всей высоте фильтрующих лопастей, при этом на нижнюю часть лопастей поступает повышенный расход суспензии, что приводит к увеличению влажности получаемого при центрифугировании осадка. Кроме того, повышается износ фильтрующих сит лопастей в их нижней части. Результатом изобретения является улучшение качества разделения суспензии путем их равномерного распределения на начальные участки фильтрующих лопастей по всей высоте ротора.

Указанный результат достигается тем, что распределительное устройство выполнено в виде перевернутого усеченного конуса с определенным углом наклона к горизонтальной плоскости, при этом в распределительном устройстве прорезаны щели для подачи суспензии, ширина которых плавно увеличивается по высоте устройства от днища до крышки ротора. Обеспечение равномерной подачи суспензии приводит к возникновению по всей высоте лопастей слоя осадка постоянной толщины, что позволяет для интенсификации процесса обезвоживания использовать прижимные пластины с незакрепленным концом и высотой, равной высоте предыдущей лопасти с возможностью поворота вокруг нее. Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой схематично изображен продольный разрез центрифуги, и фиг. 2 - разрез по АА фиг. 1.

Лопастная центрифуга состоит из корпуса 1, сборника фильтрата 2, распределительного устройства в виде перевернутого усеченного конуса 4 и закрепленного на вертикальном валу 3 ротора, включающего крышку 7, днище 10 и расположенные между ними фильтрующие лопасти 8, каждая из которых состоит из корпуса 11, сита 12 и патрубка для отвода фильтрата 9. Каждая лопасть опирается на трубку 15. Для подачи суспензии на лопасти в боковой поверхности распределительного устройства прорезаны щели 5 переменной ширины, число которых равно количеству установленных лопастей. Каждая лопасть снабжена прижимной пластиной 13 с одним незакрепленным концом, второй ее конец закрепляется на опорной трубке 15 предыдущей лопасти с возможностью поворота вокруг нее.

Центрифуга работает следующим образом. Исходная суспензия через патрубок 6 поступает во вращающееся вместе с ротором распределительное устройство и под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам распределительного устройства. Далее суспензия через щели 5 попадает на входные участки фильтрующих лопастей, равномерно распределяясь по всей их высоте. При фильтровании суспензии через сито 12 лопасти на последнем образуется слой осадка, движущийся к периферии ротора, т.е. к окну для выгрузки осадка 14. Для интенсификации процесса обезвоживания осадок прижимается пластиной 13, которая под действием центробежной силы отклоняется в сторону фильтрующего сита. Так как высота пластины равна высоте сита лопасти в_р, а толщина осадка h_ос постоянная в каждом поперечном сечении, то последний равномерно прижимается пластиной 13 по всей высоте фильтрующего сита.

Исследования показали, что для более равномерного распределения суспензии на лопасти центрифуги угол наклона конуса распределительного устройства к горизонтальной плоскости должен быть равен где К_р - коэффициент, К_р = 0,8...0,9; ω - угловая скорость вращения ротора; r_в - радиус распределительного устройства на уровне крышки ротора; g - ускорение свободного падения.

Распределительное устройство конической формы не обеспечивает полной равномерности подачи суспензии на лопасти вследствие инерционности потока. Для достижения этой цели необходимо, чтобы входные щели, прорезанные в боковой поверхности конуса, плавно расширялись по высоте лопасти (ротора), например по линейному закону δ = δ_н + K_в·z_p, (2) где δ_н - ширина щели на уровне днища ротора; К_в - коэффициент; Z_р - координата, отсчитываемая от днища ротора, 0≅Z_р≅в_р.

Использование предлагаемой лопастной центрифуги по сравнению с прототипом позволяет получать обезвоженный осадок меньшей влажности и уменьшить интенсивность износа сит лопастей.

Литература
1. Авторское свидетельство СССР N 1199270. М. Кл. B 04 B 3/00. Л.И. Высоцкий и др.

2. Лопастная центрифуга. Бюллетень изобретений N 47, 1985.

Формула изобретения

1. Лопастная центрифуга, включающая корпус, сборник фильтрата и установленный в корпусе ротор, содержащий крышку, днище, расположенные между ними на опорных трубках фильтрующие лопасти и распределительное устройство, отличающаяся тем, что последнее выполнено в виде перевернутого усеченного конуса, угол наклона образующей поверхности которого к горизонтальной плоскости равен

где K_р - коэффициент, K_р = 0,8 - 0,9;
ω - угловая скорость вращения ротора;
r_в - радиус распределительного устройства на уровне крышки ротора;
g - ускорение свободного падения,
при этом усеченный конус имеет щели для получения суспензии на лопасти, ширина которых плавно увеличивается по высоте лопастей.

2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что каждая лопасть снабжена прижимной пластиной, один конец которой не закреплен, а второй укреплен на опорной трубке предыдущей лопасти с возможностью поворота вокруг нее.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2