Осадительная автоматическая центрифуга

Изобретение относится к осадительным автоматическим центрифугам, предназначенным для разделения жидких неоднородных систем, например эмульсий, а также суспензий, образующих жидкотекучие осадки, и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Центрифуга содержит кожух, расположенный в нем ротор, отсосную трубку, установленную в кожухе, механизированный привод для перемещения отсосной трубки, соединенный электрической связью с системой автоматического управления центрифугой, измерительный преобразователь-датчик, вырабатывающий сигнал, пропорциональный одной из физических величин фугата и осадка, например плотности, электрической проводимости, диэлектрической, магнитной или оптической проницаемости. Чувствительный элемент датчика установлен в рабочем пространстве ротора с возможностью его переустановки в радиальном направлении относительно стенки ротора и соединен электрической связью с системой автоматического управления. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных качеств центрифуги за счет повышения четкости выгрузки из ротора сначала фугата, а затем осадка при нестабильном соотношении дисперсной фазы и дисперсной среды в исходной смеси. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к осадительным автоматическим центрифугам, предназначенным для разделения жидких неоднородных систем, например эмульсий, а также суспензий, образующих жидкотекучие осадки, и может быть использовано в химической, пищевой, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Известна осадительная центрифуга, содержащая кожух, ротор, укрепленный на вертикальном валу, и механизм отсоса фугата, содержащий отсосную трубку и маховик для ее перемещения. (1) (Лукьяненко В.М., Таранец А.В. Промышленные центрифуги. - М.: Химия, 1974, с.292).

Недостатком известной центрифуги является необходимость применения ручного труда при выгрузке фугата с помощью механизма отcoca.

Этот недостаток устранен в горизонтальных автоматических центрифугах.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой осадительной автоматической центрифуге является горизонтальная автоматическая центрифуга со сдвоенным ротором, двумя автономными станциями программного управления и исполнительными органами. Система автоматического управления технологическими операциями (САУ) включает два пульта, две станции управления, два блока электрогидравлических золотников и одну маслонасосную станцию. После операции "Отстой" производится удаление легкой фракции (воды), а затем тяжелой фракции (смолы) механизмом отсоса. Механизм отсоса включает отсосную трубку с заборным соплом и гидравлический цилиндр для ее перемещения. Управление всеми технологическими операциями, в том числе и управление механизмом отсоса осуществляется программным механизмом с несколькими реле времени, входящими в САУ. (2) (Лукьяненко В.М., Таранец А.В. Промышленные центрифуги. - М.: Химия, 1974, с.38, 69-71). Недостатком конструкций известных центрифуг, цикл которых задается реле времени, является то, что при работе с разделяемой смесью нестабильного состава, т.е. соотношение дисперсной фазы и дисперсионной среды которой изменяется во времени, приходиться перенастраивать реле времени, так как за одно и то же время в роторе будет накапливаться осадок разной толщины, и отсосная трубка либо не выгрузит весь фугат из ротора и часть его попадет в осадок, либо с фугатом выгрузится и часть осадка. Для перенастройки же реле времени необходимо все время отслеживать изменение состава разделяемой смеси.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение четкости выгрузки из ротора сначала фугата, а затем осадка при нестабильном соотношении дисперсной фазы и дисперсионной среды в исходной смеси.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известная осадительная автоматическая центрифуга, предназначенная для разделения эмульсий или суспензий, образующих при разделении жидкотекучие осадки, на легкую (фугат) и тяжелую (осадок) фракции, содержащая кожух, расположенный в нем ротор, отсосную трубку, установленную в кожухе, и механизированный привод для перемещения отсосной трубки, соединенный электрической связью с системой автоматического управления (САУ) центрифугой, согласно изобретению дополнительно содержит измерительный преобразователь (датчик), вырабатывающий сигнал, пропорциональный одной из физических величин фугата и осадка, например плотности, электрической проводимости, диэлектрической, магнитной или оптической проницаемости, при этом чувствительный элемент датчика установлен в рабочем пространстве ротора с возможностью его переустановки в радиальном направлении относительно стенки ротора и соединен электрической связью с САУ.

Чувствительный элемент датчика (первичный измерительный преобразователь) расположен на штанге с возможностью его переустановки вдоль штанги, а штанга укреплена на кожухе центрифуги.

Чувствительный элемент датчика закреплен на штанге, а штанга соединена с кожухом центрифуги с возможностью ее переустановки относительно кожуха.

Чувствительный элемент датчика может быть выполнен в виде трубки полного напора, соединенной с электроконтактным манометром.

Чувствительный элемент датчика может быть выполнен в виде пьезоэлектрического элемента.

Чувствительный элемент датчика может быть выполнен из двух электродов.

Чувствительный элемент датчика может быть выполнен в виде источника света и фотогальванического элемента.

Чувствительный элемент датчика может быть выполнен в виде магнитного преобразователя.

Кроме того, для остановки отсосной трубки в промежуточном и крайних положениях привод отсосной трубки снабжен концевыми и промежуточными путевыми выключателями (командоаппаратом).

Наличие в роторе датчика, устанавливаемого на любую глубину по отношению к стенке ротора и реагирующего на изменение физических свойств образующихся в роторе фугата и осадка, позволяет задавать (ограничивать) объем осадка, накапливающегося в роторе, и по достижении этого объема автоматически включать привод перемещения отсосной трубки сначала на выгрузку фугата в соответствующую емкость, а по достижении заборным соплом отсосной трубки границы осадка переключать поток, текущий через отсосную трубку, в емкость накопления осадка.

Положение конца отсосной трубки в роторе в крайних и среднем, на границе раздела фракций, положениях задается с помощью путевых - концевых и промежуточных выключателей, установленных по пути перемещения отсосной трубки.

На фиг.1 представлена предлагаемая центрифуга в разрезе.

На фиг.2 представлен разрез по А-А.

На фиг.3 представлен разрез по Б-Б.

Предлагаемая осадительная автоматическая центрифуга состоит из кожуха 1, установленного в нем на вертикальном валу ротора 2, трубы 3 для подвода разделяемой смеси, закрепленной в кожухе 1, трубы 4 для отвода основной доли фугата, переливающегося из ротора 2 через верхний борт, отсосной трубки 5 для выгрузки из ротора 2 продуктов разделения и установленной в кожухе 1, электромеханического привода 6 для перемещения отсосной трубки 5 в радиальном направлении и соединенного электрической связью с системой автоматического управления центрифугой (САУ) (не показана), командоаппарата 7, в который сгруппированы концевые и промежуточные выключатели для ограничения хода трубки 5 в крайних ее положениях, а также для выдачи сигнала на переключение потока с емкости фугата на емкость осадка (не показаны), пустотелой штанги 8, на которой установлен измерительный преобразователь (датчик) 9 с возможностью его переустановки в радиальном направлении относительно стенки ротора 2, при этом либо датчик 9 закреплен на штанге 8 с возможностью его переустановки вдоль штанги 8 и фиксации, либо датчик 9 закреплен на штанге 8 неподвижно, а штанга 8 закреплена на кожухе 1 с возможностью ее переустановки относительно кожуха 1 в радиальном направлении и фиксации ее. Чувствительный элемент датчика 9 расположен в рабочем пространстве ротора 2.

Чувствительный элемент датчика 9 может быть выполнен в виде трубки полного напора (трубки Пито), соединенной с пустотелой штангой 8, к концу которой присоединен электроконтактный манометр (ЭКМ) 10, являющийся составной частью датчика. Для уменьшения гидродинамического сопротивления трубка полного напора имеет форму ромбовидного крыла, в котором выполнено отверстие 11, расположенное навстречу направлению линейной скорости ν ротора 2.

Чувствительный элемент датчика 9 может быть выполнен в виде пьезоэлектрического элемента, соединенного электрической связью с САУ.

Работа датчиков давления основана на том, что во вращающейся жидкости возникает давление, прямо пропорциональное плотности жидкости, т.е. плотности фугата и осадка.

Чувствительный элемент датчика 9 может быть выполнен в виде элемента, вырабатывающего сигнал, пропорциональный электрической проводимости или диэлектрической проницаемости жидкости. В этом случае чувствительный элемент датчика 9 выполнен в виде двух электродов, соединенных электрической связью с САУ.

Чувствительный элемент датчика 9 может быть выполнен в виде элемента, реагирующего на изменение оптической плотности жидкой среды. В этом случае чувствительный элемент датчика 9 состоит из источника света и воспринимающего этот свет фотогальванического элемента (фотодиода или фоторезистора).

Чувствительный элемент датчика 9 может быть выполнен в виде магнитного преобразователя, реагирующего на изменение магнитной проницаемости среды.

Предлагаемая центрифуга работает следующим образом.

Исходную смесь подают в ротор 2 центрифуги по трубе 3. Под действием центробежного поля ротора 2 смесь разделяется на фракции: фугат 12 и осадок 13. Фугат 12 переливается через борт ротора 2 в кожух 1 центрифуги, откуда отводится по трубе 4.

Чувствительный элемент датчика 9, предварительно установленный на желаемую глубину по отношению к стенке ротора 2, вырабатывает сигнал, пропорциональный одной из физических величин жидкости, например плотности, электрической проводимости, магнитной или оптической проницаемости. Этот сигнал поступает в САУ, которую предварительно настраивают так, чтобы сигнал от воздействия на датчик 9 фугата 12 игнорировался. Например, в случае применения чувствительного элемента датчика 9 в виде скоростной трубки подвижный контакт ЭКМ 10 устанавливают так, чтобы под воздействием давления фугата 12 электрические контакты ЭКМ не замыкались.

При накапливании в роторе 2 осадка 13 граница раздела фракций смещается к центру ротора 2, и когда чувствительный элемент датчика 9 погружается в осадок 13, происходит изменение значения генерируемого датчиком 9 сигнала. Например, увеличение плотности осадка 13 по сравнению с плотностью фугата 12 приводит к увеличению давления и, следовательно, к замыканию контактов ЭКМ 10, т.е. к появлению электрического сигнала, который через САУ включает привод 6 отсосной трубки 5 на выгрузку фугата из ротора 2 в соответствующую емкость. Одновременно с этим САУ выдает сигнал на прекращение подачи смеси по трубе 3.

Когда конец отсосной трубки 5 (заборное сопло) достигнет поверхности осадка 13, промежуточный путевой выключатель командоаппарата 7, положение которого предварительно настраивается в соответствии с положением датчика 9 в роторе 2, выдает сигнал на переключение потока отсосной трубки 5 с емкости фугата на емкость осадка. При достижении заборным соплом отсосной трубки 5 борта ротора 2 срабатывает концевой путевой выключатель командоаппарата 7, который через САУ выдает приводу 6 команду на возврат отсосной трубки 5 в исходное положение, в котором другой концевой путевой выключатель дает команду на выключение привода 6 и возобновление подачи смеси по трубе 3. Цикл работы центрифуги повторяется.

1. Осадительная автоматическая центрифуга, предназначенная для разделения эмульсий или суспензий, образующих при разделении жидкотекучие осадки, на легкую - фугат и тяжелую - осадок фракции, содержащая кожух, расположенный на нем ротор, отсосную трубку, установленную в кожухе, и механизированный привод для перемещения отсосной трубки, соединенный электрической связью с системой автоматического управления центрифугой, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит датчик, вырабатывающий сигнал, пропорциональный величине одного из физических параметров фугата и осадка, при этом чувствительный элемент датчика установлен в рабочем пространстве ротора с возможностью его переустановки в радиальном направлении относительно стенки ротора и соединен электрической связью с системой автоматического управления.

2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что чувствительный элемент датчика установлен на штанге с возможностью его переустановки вдоль штанги, а штанга соединена с кожухом центрифуги.

3. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что чувствительный элемент датчика установлен на штанге, а штанга соединена с кожухом центрифуги с возможностью переустановки штанги.

4. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что чувствительный элемент датчика выполнен в виде трубки полного напора, соединенной с электроконтактным манометром.

5. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что чувствительный элемент датчика выполнен в виде пьезоэлектрического элемента.

6. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что чувствительный элемент датчика выполнен в виде двух электродов.

7. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что чувствительный элемент датчика выполнен в виде источника света и фотогальванического элемента.

8. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что чувствительный элемент датчика выполнен в виде магнитного преобразователя.

9. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что для остановки отсосной трубки в промежуточном и крайних положениях привод снабжен промежуточным и концевыми путевыми выключателями - командоаппаратом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к определению технического состояния и отбраковки дефектных газовых центрифуг, предназначенных для разделения компонентов изотопных газовых смесей, преимущественно изотопов урана, и работающих параллельно в группах изотопно-разделительного каскада.

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано при выборе технологического режима и автоматизации процесса центрифугирования утфелей.

Изобретение относится к устройствам для разделения в центробежном поле неоднородной смеси на легкую и тяжелую жидкие фракции с их непрерывным выводом из устройства и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам контроля центрифуг и может быть использовано, в частности, для контроля частоты вращения ротора Цель изобретения - повышение точности настройки при одновременном упрощении конструкции устройства.

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению и рафинированию мета ллов. .

Изобретение относится к устройствам, которые контролируют параметры центрифуги при проведении работ в области биотехнологии , биофизики, биологии и п других областях.

Изобретение относится к способам контроля процесса сепарирования в центробежных сепараторах и может быть использовано в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности .

Изобретение относится к центробежным очистителям жидкости, а именно к устройствам для непрерывного отвода из них выделенной в центробежном поле тяжелой жидкой фазы из смеси, и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, машиностроительной и других отраслях промышленности

Группа изобретений относится к системе, содержащей герметичный центробежный сепаратор, и способу регулирования в такой системе. Система регулирования характеристиками сепарированного тяжелого компонента в герметичном сепараторе содержит герметичный центробежный сепаратор, причем сепаратор содержит ротор, содержащий сепарирующую камеру, впускной канал для смеси разделяемых компонентов, первый выпускной канал для приема, по меньшей мере, одного сепарированного легкого компонента, второй выпускной канал для приема, по меньшей мере, одного сепарированного тяжелого компонента. При этом система дополнительно содержит средство рециркуляции для возврата части сепарированного тяжелого компонента из второго выпускного канала в сепарирующую камеру, первое средство мониторинга, отслеживающее плотность, расход или комбинацию этих параметров тяжелого компонента во втором выпускном канале, первое регулирующее средство, регулирующее рециркуляционный расход в ответ на управляющий сигнал от первого средства мониторинга. Согласно способу регулирования характеристиками сепарированного тяжелого компонента в системе сначала подают смесь компонентов из впускного канала в сепарирующую камеру, после этого сепарируют смесь компонентов в сепарирующей камере на легкие и тяжелые компоненты, затем подают, по меньшей мере, один легкий компонент в первый выпускной канал и подают, по меньшей мере, один тяжелый компонент во второй выпускной канал. После этого возвращают часть сепарированного тяжелого компонента из второго выпускного канала во впускной канал, отслеживают параметры плотности, расхода или комбинацию этих параметров тяжелого компонента, текущего во втором выпускном канале, создают первый управляющий сигнал в соответствии с этим параметром и регулируют расход рециркуляции в ответ на этот управляющий сигнал. Техническим результатом является обеспечение постоянной концентрации сепарированного шлама и предотвращение забивания выпускных труб для тяжелой фазы в системах, в которых содержание тяжелого компонента сильно меняется или остается постоянно низким. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к трехфазной центрифуге с выгружающими соплами для отделения легкой фазы, имеющей относительно низкую плотность, и тяжелой фазы, имеющей относительно высокую плотность, из смеси, содержащей эти две жидкости и твердое вещество. Центрифуга с соплами и с устройством для мониторинга и регулирования, в частности, для фиксации и сохранения радиального положения слоя на границе раздела включает в себя ротор, который вращается вокруг оси вращения и формирует впуск для указанной смеси, разделительную камеру, сообщающуюся с указанным впуском и имеющую радиально внутреннюю часть и радиально внешнюю часть, сопла у разделительной камеры, распределенные вокруг оси вращения, для выброса тяжелой фазы и твердого вещества, выпуск для выпуска легкой фазы, переливной выпуск, радиально ограниченный крышкой или уровневым кольцом для выпуска тяжелой фазы, и впуск для подачи дополнительной тяжелой фазы в центрифугу. При этом в пути потока тяжелой фазы, выходящей из центрифуги, расположен датчик для мониторинга величины потока и передачи соответствующего сигнала таким образом, что упомянутая подача дополнительной тяжелой фазы регулируется в ответ на сигнал, причем датчик передает сигнал так, что упомянутая подача дополнительной тяжелой фазы через впуск регулируется в ответ на сигнал для поддержания слоя на границе раздела при заданном радиальном уровне. Техническим результатом является улучшение регулирования слоя на границе раздела с меньшим потреблением воды, энергии, а также снижение эрозии. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу обработки эмульсии, полученной при гидрометаллургическом извлечении металла. В способе центробежной переработки эмульсии, содержащей твердые вещества, полученной при гидрометаллургическом извлечении металла, повторная обработка имеет место в по меньшей мере одном трехфазном декантере (1) для получения первой более легкой жидкой фазы (5), второй жидкой фазы (6) и твердой фазы (7). Способ характеризуется этапами определения действительного значения плотности первой жидкой фазы (5), сравнения действительного значения с заданным значением плотности первой жидкой фазы (5) и установкой давления истечения первой жидкой фазы в качестве функции заданного параметра в зависимости от сравнения определенного действительного/желаемого значения. Техническим результатом изобретения является улучшение способа обработки эмульсии и улучшение способа гидрометаллургического извлечения металла. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх