центробежный аппарат для разделения смеси, состоящей из двух жидких и одной твердой фракций

Формула изобретения

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ ДВУХ ЖИДКИХ И ОДНОЙ ТВЕРДОЙ ФРАКЦИЙ, содержащий ротор цилиндрической или цилиндроконической формы, устройство для ввода смеси в ротор и устройства для отвода из ротора легкой и тяжелой жидких фракций, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения путем снижения концентрации каждой из жидких фракций в другой жидкой фракции, внутренняя полость ротора разделена по меньшей мере одной перегородкой на сообщающиеся между собой по ходу движения смеси зоны для перелива легкой и тяжелой фракций из зоны в зону и изменения расположения границы раздела фракций в последующей зоне по сравнению с предыдущей, при этом устройство для отвода из ротора одной из жидких фракций установлено в зоне перед перегородкой, причем ротор снабжен по меньшей мере одним дополнительным устройством для отвода этой же фракции из зоны, расположенной за перегородкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается центрифугосепараторостроения и может быть использовано при разделении смесей, состоящих из двух жидких и одной твердой фракций.

Известен центробежный аппарат, содержащий ротор, устройство для ввода жидкой смеси и два устройства для вывода из ротора тяжелой и легкой жидких фракций.

Наиболее близкой по конструктивному решению является центрифуга фирмы "IHI" (Япония) типа ТР.

Центрифуга содержит цилиндроконический ротор, включающий устройство для ввода смеси в ротор, шнек для выгрузки твердой фракции через выгрузочные окна в роторе, устройства для вывода тяжелой и жидкой фракций.

Недостатком известных конструкций центробежных аппаратов является невысокая эффективность разделения жидких фракций. Это обусловлено тем, что при разделении в роторе жидких фракций различной плотности под воздействием центробежных сил нет четкой границы раздела между жидкими фракциями (особенно при разделении жидких фракций, незначительно отличающихся по плотности). Поэтому аппарат, как правило, настраивают, увеличивая или уменьшая радиус границы раздела с тем, чтобы получить одну из жидких фракций качественно очищенной. При этом другая жидкая фракция получается в значительной степени загрязнена первой жидкой фракцией и требует последующей доочистки на другом аппарате. Иногда удается получить требуемую чистоту разделенных жидких фракций за счет резкого снижения производительности аппарата по исходному продукту, в результате применение последнего становится нерентабельным.

Цель изобретения повышение эффективности разделения жидких фракций путем снижения концентрации каждой из жидких фракций в другой жидкой фракции.

Сущность изобретения заключается в том, что внутренняя полость ротора центробежного аппарата для разделения смеси, состоящей из двух жидких и одной твердой фракций, содержащего ротор цилиндрической или цилиндроконической формы, устройство для ввода смеси в ротор и устройства для отвода из ротора легкой и тяжелой жидких фракций, разделена по меньшей мере одной перегородкой на сообщающиеся между собой по ходу движения смеси зоны для перелива легкой и тяжелой жидких фракций из зоны в зону и изменения расположения границы раздела фракций в последующей зоне по сравнению с предыдущей, при этом устройство для отвода из ротора одной из жидких фракций установлено в зоне перед перегородкой, причем ротор снабжен по меньшей мере одним дополнительным устройством для отвода этой же фракции из зоны, расположенной за перегородкой.

В отличие от известных конструкций ротор центробежного аппарата разделен по меньшей мере одной перегородкой на сообщающиеся между собой зоны и снабжен по меньшей мере одним дополнительным устройством для отвода одной из жидких фракций из зоны между перегородкой и устройством для ввода смеси в ротор.

При этом зоны рабочего объема ротора соединены с помощью по меньшей мере одного отверстия, образованного в центральной или периферийной части перегородки, а для случая разделения смеси, содержащей значительное (до 50%) количество твердого компонента, зоны рабочего объема ротора соединены кольцевой щелью, образованной наружным краем перегородки и внутренней поверхностью ротора, причем радиус вывода жидкой фракции из первой зоны меньше, чем из второй, дополнительное устройство содержит по меньшей мере одну установленную перед перегородкой трубку с входным отверстием, расположенным на меньшем расстоянии от оси ротора, чем входные отверстия в расположенных за перегородкой устройствах для вывода жидких фракций, причем трубка закреплена на роторе и крепление выполнено разъемным.

Такое выполнение позволяет снизить содержание жидких компонентов друг в друге при их разделении, т.е. повысить их качество.

На фиг. 1 изображен центробежный аппарат со шнековой выгрузкой осадка (твердой фракции), осевой разрез; на фиг. 2 центробежный аппарат с пакетом сепарирующих тарелок и сопловой выгрузкой осадка, осевой разрез; на фиг. 3 центробежный аппарат с ручной выгрузкой осадка и несколькими дополнительными устройствами для вывода жидких фракций, осевой разрез.

Центробежный аппарат содержит ротор 1, устройство 2 для ввода смеси в ротор, устройство 3 для вывода тяжелой жидкой фракции из ротора, устройство 4 для вывода легкой жидкой фракции, дополнительное устройство 5 для вывода одной из жидких фракций, а также камеры 6, 7, 8 для сбора выведенных из ротора жидких фракций. Ротор 1 разделен перегородкой 9 на сообщающиеся между собой зоны.

Центробежный аппарат (см. фиг. 1) представляет собой осадительную шнековую центрифугу, внутри ротора 1 который расположен шнек 10 для транспортирования твердой фракции, и снабжен камерой 1 для сбора последний.

Центробежный аппарат (см. фиг. 2) представляет собой тарельчатый сепаратор, на периферии ротора 1 которого расположены сопла 10 для выгрузки твердой фракции, и снабжен камерой 11 для сбора последний. Внутри ротора 1 установлены пакеты сепарирующих тарелок 12 с распределительными каналами 13. Перегородка 9 имеет входное отверстие 14 и выходное отверстие 15 для прохода смеси из нижнего пакета тарелок в верхний.

В соединительной центрифуге показана возможность реализации изобретения с несколькими дополнительными устройствами для вывода жидких компонентов. Она содержит еще одну перегородку 10 с окнами 11 для перетекания смеси из одной зоны в другую и еще одно дополнительное устройство 12 для вывода жидкой легкой фракции в камеру 13.

Центробежный аппарат работает следующим образом.

Подлежащая разделению смесь подается во вращающийся ротор 1 с помощью устройства 2. Под действием поля центробежных сил смесь распределяется по ротору 1 и разделяется на осадок (в случае, если смесь содержит твердую фракцию) и две жидких фракции: легкую и тяжелую. При этом легкая жидкая фракция располагается ближе к оси ротора, а тяжелая на периферии. В осадительной шнековой центрифуге (см. фиг. 1) осадок выгружается шнеком 10 в камеру 11, а в сепараторе (см. фиг. 2) через сопло 10 в камеру 11. Легкая и тяжелая жидкие фракции выводятся из ротора 1 через устройства 3 и 4 и дополнительное устройство 5 в камеры 6, 7, 8.

Поверхность раздела между жидкими компонентами располагается ближе или дальше от оси вращения ротора в зависимости от соотношения радиусов слива легкой и тяжелой жидких фракций и плотностей этих фракций. Чем меньше радиус поверхности раздела жидких фракций, чем в большей степени легкая фракция будет загрязнена тяжелой фракцией и тем более чистым получается тяжелая жидкая фракция и наоборот. Дополнительное устройство 5 для вывода легкой жидкой фракции позволяет установить два различных радиуса поверхностей раздела между легкой и тяжелой фракциями в первой и второй рабочих зонах ротора 1. Из зоны, где поверхность раздела жидких фракций смещена ближе к оси вращения ротора, отводится чистая тяжелая фракция, а из зоны, где поверхность раздела смещена дальше от оси вращения ротора 1, отводится чистая легкая фракция. При этом часть легкой фракции, загрязненной тяжелой фракцией и отводимой через устройство 4, получается незначительной по отношению к общему содержанию в смеси легкой фракции и может быть рециркулирована или доочищена на другом аппарате. Уменьшение количества загрязненной фракции при использовании изобретения снижает расходы на его повторное разделение.

Еще большее снижение количества загрязненной фракции достигается в аппарате, изображенном на фиг. 3, где чистая тяжелая фракция выводится из ротора 1 через устройство 3 в камеру 6 и через дополнительное устройство 5 в камеру 8, чистая легкая фракция через дополнительное устройство 12 в камеру 13, а загрязненная легкая фракция через устройство 4 в камеру 7.