Центробежный сепаратор для культуральных жидкостей

 

Изобретение относится к оборудованию для центробежного разделения культуральных жидкостей и может быть использовано в медицинской и микробиологической отраслях промышленности, а также в производстве ветеринарных препаратов. Центробежный сепаратор для культуральных жидкостей включает ротор с разгрузочными щелями и чашу с приемником шлама, в котором вертикально установлены примыкающие к наружной поверхности ротора изогнутые направляющие лопатки с изгибом. Между направляющими лопатками и внутренней поверхностью боковой стенки приемника шлама имеется зазор. Радиус изгиба лопаток и размер зазора рассчитывается по формулам. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы сепаратора путем уменьшения стрессового воздействия на клетки в процессе выгрузки концентрированной микробной суспензии. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для центробежного разделения культуральных жидкостей и может быть использовано в медицинской и микробиологической отраслях промышленности, а также в производстве ветеринарных препаратов.

Известен центробежный сепаратор для жидкостей, включающий ротор с разгрузочными щелями в основании, чашу с приемником шлама, днище, которое выполнено в виде крутого спуска с отводящим патрубком в окончании (Липатов Н.Н., Новиков О. П. Саморазгружающие сепараторы. - М.: Машиностроение, 1975, с. 129-131).

Однако в известном сепараторе при его разгрузке концентрированная микробная суспензия выбрасывается под действием центробежной силы через разгрузочные щели в приемник шлама и ударяется с его боковую стенку под большим углом, что приводит к значительному уменьшению количества живых микроорганизмов в готовых формах биопрепаратов.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предлагаемому является сепаратор для культуральных жидкостей, включающий ротор с разгрузочными щелями в основании, чашу с шламоприемником, концентрически расположенным по отношению к ротору и представляющим собою кольцевую полость (Саруханов А.В., Быков В.А. Оборудование микробиологических производств. - М.: Колос, 1993, с. 257-261).

В этом сепараторе концентрированная микробная суспензия после открытия разгрузочных щелей выбрасывается под действием центробежных сил в шламоприемник, ударяясь о его боковую поверхность под значительным углом 40...50^o с большой скоростью 100...150 м·с^-1, что оказывает стрессовое воздействие на функциональное состояние клеток, составляющих основу концентрированной микробной суспензии. Этот неблагоприятный фактор процесса сепарирования снижает качество готовых форм биопрепаратов.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы сепаратора за счет уменьшения стрессового воздействия на клетки в процессе выгрузки концентрированной микробной суспензии.

Поставленная задача решается благодаря тому, что предложенный центробежный сепаратор для культуральных жидкостей включает чашу с приемником шлама, в котором в направлении движения потока концентрированной микробной суспензии вертикально установлены примыкающие к наружной поверхности ротора направляющие лопатки с радиусом изгиба, рассчитанным по формуле (1) где a - радиус изгиба направляющих лопаток, м; R - расстояние от оси вращения ротора до внутренней поверхности боковой стенки приемника шлама на уровне разгрузочных щелей, м; r - максимальное расстояние от оси вращения ротора до его наружной поверхности на уровне разгрузочных щелей, м; α - угол между векторами скорости наружной поверхности ротора и потока концентрированной микробной суспензии в точке ее отрыва от поверхности ротора, град.

Между направляющими лопатками и боковой стенкой приемника шлама имеется зазор, размер которого рассчитывается по формуле (2) где B - зазор между направляющими лопатками и внутренней поверхностью боковой стенки приемника шлама, м; V - объем выгрузки из ротора концентрированной микробной суспензии, м³; δ - высота разгрузочной щели, м.

На фиг. 1 изображен общий вид сепаратора;
на фиг. 2 изображено поперечное сечение сепаратора на уровне разгрузочных щелей.

Центробежный сепаратор для культуральных жидкостей включает ротор 1 с разгрузочными щелями, чашу 2 с приемником шлама 3. Последний снабжен примыкающими к наружной поверхности ротора направляющими лопатками 4 с радиусом изгиба (формула 1). Направляющие лопатки установлены вертикально, причем между ними и боковой стенкой приемника шлама имеется зазор, размер которого равен B (формула 2).

Центробежный сепаратор в момент разгрузки работает следующим образом. После накопления в роторе 1 сепаратора концентрированная микробная суспензия через открывающиеся разгрузочные щели выбрасывается в приемник шлама 3 на поверхности направляющих лопаток 4. Концентрированная микробная суспензия двигается вдоль направляющих лопаток к боковой стенке приемника шлама 3 и попадает на нее по касательной. Наличие зазора между направляющими лопатками и боковой стенкой приемника шлама позволяет двигаться концентрированной микробной суспензии не только по придонной части приемника шлама, но и вдоль его боковой стенки.

Благодаря входу концентрированной микробной суспензии на направляющие лопатки и ее попаданию на поверхность боковой стенки приемника шлама по касательной, стрессовое воздействие на функциональное состояние микробных клеток в процессе разгрузки уменьшается. Вследствие этого увеличивается число живых микробных клеток в готовой форме биопрепарата, а значит, повышается эффективность работы сепаратора.

Формула изобретения

Центробежный сепаратор для культуральных жидкостей, включающий ротор с разгрузочными щелями и чашу с приемником шлама, отличающийся тем, что в приемнике шлама напротив разгрузочных щелей в направлении движения потока концентрированной микробной суспензии вертикально установлены изогнутые направляющие лопатки, примыкающие к наружной поверхности ротора, между лопатками и внутренней поверхностью боковой стенки приемника шлама имеется зазор, причем радиус изгиба лопаток рассчитывается по формуле

где а - радиус изгиба направляющих лопаток, м;
R - расстояние от оси вращения ротора до внутренней поверхности боковой стенки приемника шлама на уровне разгрузочных щелей, м;
r - максимальное расстояние от оси вращения ротора до его наружной поверхности на уровне разгрузочных щелей, м;
α - угол между векторами скорости наружной поверхности ротора и потока концентрированной микробной суспензии в точке ее отрыва от поверхности ротора, град,
а размер зазора рассчитывается по формуле

где В - зазор между направляющими лопатками и внутренней поверхностью боковой стенки приемника шлама, м;
V - объем выгрузки из ротора концентрированной микробной суспензии, м³;
δ - высота разгрузочной щели, м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2