Центрифуга со шнековым устройством для выгрузки осадка
Изобретение относится к центробежным устройствам со шнековой выгрузкой осадка и предназначено для мокрого механического разделения смесей твердых веществ. Центрифуга содержит установленный с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси и состоящий из одного цилиндрического барабана и двух конических барабанов ротор, установленный в роторе с возможностью вращения вокруг той же оси шнековый конвейер, имеющий два противоходных шнека. Также устройство содержит средства для осевой подачи смеси твердых веществ в центрифугу и расположенные в зоне концов стенок конического барабана выпускные отверстия для осевшего и всплывшего продукта. Кроме этого, на роторе установлено входящее радиально внутрь разделительное устройство для создания разных уровней жидкости для всплывшего и осевшего продукта. Причем разделительное устройство содержит подпорное кольцо, которое оставляет свободным кольцевой зазор относительно вала шнекового конвейера. Конструктивные особенности заявленного устройства позволяют получить независимые друг от друга содержание влаги во всплывшем продукте и в осевшем продукте. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к центрифуге со шнековым устройством для выгрузки осадка при механическом разделении смесей твердых веществ в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения.
Подобная центрифуга для мокрого разделения известна, например, из ЕР-А 1020227. Один из обоих вращающихся в противоположных направлениях шнеков шнекового транспортера перемещает центрифугированный к оболочке барабана ротора нижний продукт к выполненным на одном конце выпускным отверстиям, а второй шнек транспортирует всплывающий на жидком носителе более легкий верхний продукт к выпускным отверстиям на другом коническом конце ротора. Уровень жидкости-носителя по всей длине ротора постоянный.
В основу изобретения положена задача предоставить в распоряжение центрифугу указанного в ограничительной части п.1 формулы изобретения типа, в которой можно добиться для нижнего продукта и для верхнего продукта независимого содержания влаги.
В соответствии с отличительной частью п.1 формулы изобретения данная задача решается посредством того, что на роторе установлено входящее радиально внутрь разделительное устройство для создания разных значений уровня жидкости для нижнего и верхнего продуктов, причем разделительное устройство содержит подпорное кольцо, которое оставляет свободным кольцевой зазор относительно вала шнекового конвейера.
Этим решением предоставляется в распоряжение сортировочный отстойник, состоящий практически из двух соединенных друг с другом отстойников, причем в одном отстойнике выводится тяжелый нижний продукт, а в другом отстойнике - более легкий верхний продукт. Оба отстойника при этом разграничены друг от друга входящим внутрь разделительным устройством для создания подпора.
Центрифуга со шнековым устройством для выгрузки осадка в соответствии с изобретением пригодна, в частности, для разделения синтетических материалов различной плотности, взвешенных в жидком носителе, например ПВХ или ПА и ПП.
В дальнейшем усовершенствованном варианте изобретения разделительное устройство содержит позади подпорного кольца в направлении транспортировки для всплывшего продукта, по меньшей мере, одну перепускную трубу для жидкого носителя, обращенный радиально внутрь конец которой с впускным отверстием заканчивается на расстоянии от вала шнекового конвейера.
При этом особое преимущество обеспечивается, если сливная труба может радиально перемещаться для регулирования промежутка. Таким образом уровень жидкости может устанавливаться на участке шнека для выпуска верхнего продукта, вследствие чего может задаваться длина сухого отрезка для верхнего продукта перед выпуском и, тем самым, остаточная влажность верхнего продукта.
В следующем варианте выполнения изобретения подпорное кольцо имеет U-образный в продольном сечении охватывающий сливную трубу желобчатый профиль, состоящий из закрепленного на стенке ротора радиального кольца, из образующей основание желобчатого профиля переходной детали и примыкающей к ней запорной стенки, свободный конец которой оставляет небольшой радиальный промежуток до стенки ротора.
Для усовершенствования данного признака подпорному кольцу придаются средства для регулировки кольцевого зазора.
Таким образом можно задавать также уровень жидкости для нижнего продукта для того, чтобы изменить сухой участок для поднятой из жидкого носителя тяжелой фазы до ее поступления в выпускные отверстия. Более длинный сухой участок означает также более длительное время пребывания перед выпуском и, тем самым, меньшую остаточную влажность нижнего продукта.
Другие признаки и преимущества вытекают из пунктов формулы изобретения и последующего описания примеров выполнения изобретения, отраженных на чертеже. Показано:
Фиг.1 - продольное сечение верхней половины винтовой центрифуги в соответствии с изобретением,
Фиг.2 - увеличенное изображение в частичном разрезе участка S на фиг.1 с разделительным устройством,
Фиг.3 - вертикальное сечение в плоскости III-III на фиг.2,
Фиг.4 - вариант фиг.2,
Фиг.5 - сечение в плоскости V-V на фиг.4,
Фиг.6 - вариант фиг.4,
Фиг.7 - сечение в плоскости VI-VI на фиг.6,
Фиг.8 - вариант фиг.6,
Фиг.9 - сечение в плоскости IX-IX на фиг.8.
Как показано на фиг.1, центрифуга со шнековым устройством для выгрузки осадка имеет ротор 10, состоящий из среднего цилиндрического барабана 12 и двух жестко соединенных с ним конических барабанов 14 и 16. Для установки ротора 10 в непоказанном корпусе служат два подшипника 18 качения. В правой части фиг.1 показан шкив 20 для привода ротора 10 во вращение вокруг горизонтальной оси 24, а также редуктор 22.
В роторе 10 установлен шнековый транспортер 26, приводимый через редуктор 22 с отличающейся от скорости ротора 10 частотой вращения вокруг той же оси 24. Шнековый транспортер 26 состоит из полого вала 28, на котором установлены два соосных противоходных шнека 30 и 32. Спирали 34 каждого из шнеков 30, 32 имеют на участке вала 28 отверстия 36.
Подача разделяемой взвешенной в жидком носителе смеси осуществляется в направлении стрелки А на фиг.1 посредством непоказанной неподвижной или вращающейся загрузочной трубы через полый вал 28 в камеру 38, которая выполнена на среднем участке вала 28 и ведет от радиальных отверстий 40 в пространство между шнековым транспортером 26 и ротором 10.
На конце левого конического барабана 14 на фиг.1 предусмотрены выпускные отверстия 42 для легкой фазы (верхнего продукта), которые по кольцу выполнены в стенке барабана. Соответствующие выпускные отверстия 44 для тяжелой фазы (нижнего продукта) выполнены в конце противолежащего конического барабана 16.
На валу 28 шнекового транспортера 26 на участке цилиндрического барабана 12 закреплена уравнительная шайба 46, предотвращающая обратное перемешивание верхнего продукта с суспензией.
В соответствии с изобретением на роторе 10 закреплено входящее радиально внутрь разделительное устройство 48, которое в примерах выполнения установлено на переходе цилиндрического барабана 12 в левый на фиг.1 конический барабан 14. Разделительное устройство 48 вызывает поясненным ниже образом образование для верхнего продукта, выдаваемого через выпускные отверстия 42, другого уровня жидкости 50, чем для нижнего продукта (уровень жидкости 52), который отделяется через выпускные отверстия 44 на правом конце ротора 10.
Разделительно устройство 48 состоит из обозначенного в целом позицией 54 подпорного кольца, имеющего в продольном сечении U-образный желобчатый профиль. Этот желобчатый профиль состоит из кольца 56, которое закреплено на стенке 58 ротора и отходит от него радиально внутрь, из образующей основание желобчатого профиля аксиальной переходной детали 60 и примыкающей к ней запорной стенки 62, которая проходит наклонно на расстоянии от переходной детали 60. Между переходной деталью 60 и валом 28 шнека 30 имеется кольцевой зазор 64. Свободный конец запорной стенки 62 оставляет свободным небольшое радиальное расстояние 66 относительно стенки 58 ротора.
На фиг.2 и 3 показано, что на участке подпорного кольца 54 на стенке 58 ротора установлены четыре перепускные трубы 68, которые своими направленными радиально внутрь впускными отверстиями 70 входят в U-образный желобчатый профиль подпорного кольца 54. Перепускные трубы 68 могут переставляться посредством непоказанных устройств в радиальном направлении, что обозначено на фиг.2, 4, 6 и 8 двойными стрелками.
В примере выполнения по фиг.1-3 подпорное кольцо 54 жестко соединено со стенкой 58 ротора и имеет на участке между кольцом 56 и переходной деталью 60 скос 72.
Как уже упоминалось, разделяемая суспензия, например разные по весу частицы синтетического материала в жидком носителе, поступают через отверстия 40 полого вала 28 в зону цилиндрического барабана 12, где уровень 52 жидкости определяется кольцевым зазором 64, то есть промежутком между переходной деталью 60 и валом 28 шнекового транспортера 26. Более тяжелые по удельному весу частицы твердого вещества в результате создаваемой ротором 10 центробежной силы центрифугируются к стенке 58 ротора, а более легкие по удельному весу частицы твердого вещества всплывают на поверхность уровня 52 жидкости. Шнек 32 транспортирует тяжелую фазу (нижний продукт) на фиг.1 направо в направлении к выпускным отверстиям 44. В конце конического барабана 16 в зависимости от уровня 52 жидкости образуется более или менее длинный сухой участок 74, в начале которого частицы твердого вещества поднимаются от шнека 32 из жидкого носителя и транспортируются вдоль сухого участка 74 к выпускным отверстиям 44.
Имеется возможность заменить подпорное кольцо 54 меньшим или большим подпорным кольцом, чтобы таким образом создать радиально меньший или больший кольцевой зазор 64, вследствие чего изменятся уровень 52 жидкости и, тем самым, сухой участок 74. Более легкий по удельному весу верхний продукт, всплывающий на уровень 52 жидкости, транспортируется через меньший по радиусу шнек 30 в противоположном направлении к кольцевому зазору 64, причем скос 72 подпорного кольца 54 поддерживает перелив всплывшего продукта в левый конический барабан 14. В нем уровень 50 жидкости зависит от расстояния между впускным отверстием 70 перепускных труб 68 и валом 28 шнекового транспортера 26. Если перепускные трубы 68, исходя из примера фиг.2, переставляются радиально наружу, то часть жидкого носителя стекает через перепускные трубы 68 наружу, пока не будет достигнут новый уровень 50 жидкости. Этим, независимо от уровня 52 жидкости, для осевшего продукта увеличивается сухой участок 76 в левом коническом барабане 14 на фиг.1. И наоборот, этот сухой участок 76 уменьшается, когда перепускные трубы 68 перемещаются радиально внутрь.
Расстояние 66 между запорной стенкой 62 и стенкой 58 ротора предотвращает попадание взвешенного в жидком носителе всплывшего продукта через перепускные трубы 68 наружу.
В примере выполнения по фиг.4 и 5 кольцевой зазор 64 закрыт заслонкой 78, имеющей выполненное как единое целое с кольцом 56 кольцо 80 заслонки, которое проходит от кольца 56 радиально до поверхности корпуса вала 28 шнекового транспортера 26. Во внутреннюю кромку кольца 80 заслонки встроены распределенные равномерно по периферии переливные окна 82, отверстия которых могут быть увеличены или уменьшены с помощью затворов 84. Затворы 84 могут быть перемещены снаружи радиально непоказанными более подробно органами, поэтому радиальными внутренними кромками затворов 84 определяется уровень 52 жидкости в цилиндрическом барабане 12 и в правом коническом барабане 16.
В варианте по фиг.6 и 7 заслонка 78 состоит из двух поворачивающихся друг против друга кольцевых шайб, а именно жестко соединенной с кольцом 56 шайбы 80 заслонки и расположенной перед ней в направлении перелива кольцевой шайбы 86, которая непоказанным подробнее способом соединена со шнековым транспортером 30 и вращается с ним. И в данном случае шайба 80 заслонки имеет переливное окно 82; подобные переливные окна 88 выполнены во вращающейся со шнеком 30 кольцевой шайбе 86, благодаря чему при вращении шнека 30 всплывший продукт протекает с пульсацией через кольцевой зазор 64 в конический барабан 14.
В примере выполнения по фиг.8 и 9 заслонка 78 состоит также из двух вращающихся в противоположных направлениях кольцевых шайб, а именно кольца 80 заслонки и находящейся перед ней в направлении транспортировки по оси кольцевой шайбы 86, установленной на кольце 56. Обе шайбы на своей радиальной внутренней кромке имеют переливные окна 82, 88, выполненные в данном случае треугольной формы, и в зависимости от их перекрывания определяют проточное отверстие для всплывшего продукта в конический барабан 14. Кольцевая шайба 86 может перемещаться относительно кольца 80, что производится уже при монтаже центрифуги. Альтернативно можно также непоказанными более подробно органами управления поворачивать кольцевую шайбу 86 снаружи в окружном направлении с целью регулировки переливных окон 82, 88 в соответствии с требованиями.
1. Центрифуга со шнековым устройством для выгрузки осадка при мокром механическом разделении смесей твердых веществ, содержащая установленный с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси (24), состоящий из одного цилиндрического барабана (12) и двух конических барабанов (14, 16) ротор (10), установленный в нем с возможностью вращения вокруг той же оси (24) шнековый конвейер (26), имеющий два противоходных шнека (30,32), средства для осевой подачи смеси твердых веществ в центрифугу и расположенные в зоне концов стенок конического барабана выпускные отверстия (40,42) для осевшего и всплывшего продукта, отличающаяся тем, что на роторе (10) установлено входящее радиально внутрь разделительное устройство (48) для создания разных уровней жидкости (50, 52) для всплывшего и осевшего продукта, причем разделительное устройство (48) содержит подпорное кольцо (54), которое оставляет свободным кольцевой зазор (64) относительно вала (28) шнекового конвейера (26).
2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что разделительное устройство (48) содержит позади подпорного кольца (54) в направлении транспортировки для всплывшего продукта, по меньшей мере, одну перепускную трубу (68) для жидкого носителя, обращенный радиально внутрь конец которой с впускным отверстием (70) заканчивается на расстоянии от вала (28) шнекового конвейера (26).
3. Центрифуга по п.2, отличающаяся тем, что расстояние от впускного отверстия (70) до вала (28) шнекового конвейера (26) больше радиальной ширины кольцевого зазора (64).
4. Центрифуга по п.2 или 3, отличающаяся тем, что перепускная труба (68) установлена с возможностью перемещения для регулирования расстояния в радиальном направлении.
5. Центрифуга по п.2, отличающаяся тем, что подпорное кольцо (54) имеет U-образный в продольном сечении, охватывающий перепускную трубу (68) желобчатый профиль, состоящий из закрепленного на стенке ротора (58) радиального кольца (56), из образующей основание желобчатого профиля переходной детали (60) и примыкающей к ней запорной стенки (62), свободный конец которой оставляет свободным небольшое радиальное расстояние (66) от стенки (58) ротора.
6. Центрифуга по п.2, отличающаяся тем, что подпорное кольцо (54) снабжено средствами для регулировки кольцевого зазора (64).
7. Центрифуга по п.6, отличающаяся тем, что подпорное кольцо (54) с возможностью замены закреплено на стенке (58) ротора.
8. Центрифуга по одному из пп.6 или 7, отличающаяся тем, что подпорное кольцо (54) на участке между кольцом (56)и переходной деталью (60) имеет скос (72).
9. Центрифуга по п.6, отличающаяся тем, что кольцевой зазор (64) закрыт регулируемой заслонкой (78).
10. Центрифуга по п.9, отличающаяся тем, что заслонка (78) состоит из двух поворотных в противоположных направлениях кольцевых шайб (80, 86), радиальные внутренние кромки которых имеют переливные окна (82, 88).
11. Центрифуга по п.10, отличающаяся тем, что обе кольцевые шайбы (80, 86) установлены на кольце (56).
12. Центрифуга по п.10, отличающаяся тем, что одна кольцевая шайба (80) установлена на кольце (56) или выполнена с ней за одно целое, а другая кольцевая шайба (86) соединена со шнеком (30) и с возможностью вращения с ним.
13. Центрифуга по п.9, отличающаяся тем, что заслонка (78) имеет установленную на кольце (56) или выполненное за одно целое с ним кольцо (80) заслонки, радиальная внутренняя кромка которой имеет переливные окна (82), отверстия которых регулируются посредством радиально регулируемых затворов (84).
