устройство для выделения по крайней мере одного обладающего большим удельным весом вещества из жидкой или газообразной несущей среды под воздействием центробежных сил

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПО КРАЙНЕЙ МЕРЕ ОДНОГО ОБЛАДАЮЩЕГО БОЛЬШИМ УДЕЛЬНЫМ ВЕСОМ ВЕЩЕСТВА ИЗ ЖИДКОЙ ИЛИ ГАЗООБРАЗНОЙ НЕСУЩЕЙ СРЕДЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ, содержащее корпус с размещенной в верхней части камерой закручивания потока, переходящей в разделительную камеру, верхнюю и нижнюю погружные осевые выходные трубы для отвода очищенной среды, входные концы которых расположены в разделительной камере напротив друг друга, нижнюю камеру с отверстием для вывода отделенного вещества, отличающееся тем, что оно снабжено экраном, выполненным в виде усеченного конуса, верхним меньшим основанием закрепленного на наружной поверхности нижней выходной трубы, выведенной из корпуса через боковое отверстие, выполненное в стенке нижней камеры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено расположенной на наружной поверхности верхней выходной трубы направляющей вставкой в форме тела вращения, наружный радиус нижнего торца которого больше радиуса входного отверстия трубы.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что камера закручивания потока выполнена спиралеобразной.

4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что направляющая вставка выполнена в виде тела вращения с уменьшающимся по ходу потока наружным радиусом.

5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что оно снабжено направляющими закручивающимися лопастями, установленными в камере закручивания потока.

6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что нижняя камера выполнена с радиусом, превышающим радиус разделительной камеры.

7. Устройство по пп. 1 6, отличающееся тем, что корпус выполнен по крайней мере из двух, верхней и нижней, частей, соединенных фланцами.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что верхняя часть корпуса включает камеру закручивания с патрубком для ввода разделяемого потока, разделительную камеру и осевое верхнее отверстие для выходной трубы отвода очищенной среды, а нижняя часть боковое отверстие для нижней выходной трубы отвода очищенной среды и отверстие для вывода отделенного вещества с отводным трубопроводом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для разделения гетерогенных сред и может найти применение в различных отраслях промышленности.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 устройство со спиралеобразной камерой закручивания; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 устройство с тангенциальным вводом; на фиг.6 разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 устройство с закручивающими лопастями; на фиг.8 устройство, подобное изображенному на фиг.5; на фиг.9 то же, вид сверху; на фиг.10 вариант выполнения верхней части устройства; на фиг.11 то же, вид сверху.

Устройство содержит корпус 1, в верхней части которого размещена камера закручивания 2, переходящая в разделительную камеру 3, верхнюю 4 и нижнюю 5 погружные осевые выходные трубы для отвода очищенной среды, входные концы 6 которых расположены в разделительной камере 3 напротив друг друга, нижнюю камеру 7 с отверстием 8 для вывода отделенного вещества, экран 9, выполненный в виде усеченного конуса, верхним меньшим основанием закрепленного на наружной поверхности нижней выходной трубы 5, которая выведена из корпуса 1 через боковое отверстие, выполненное в стенке 10 нижней камеры 7.

На наружной поверхности верхней выходной трубы 4 расположена направляющая вставка 11 в форме тела вращения, наружный радиус нижнего торца 12 которого больше радиуса входного отверстия 6 трубы 4. Камера закручивания 2 выполнена спиралеобразной. Направляющая вставка 11 может быть выполнена в виде тела вращения с уменьшающимся по ходу потока наружным радиусом (R_i > R_i+1).

В камере закручивания 2 могут быть установлены направляющие закручивающие лопасти 13.

Нижняя камера 7 может быть выполнена с радиусом, превышающим радиус разделительной камеры 3.

Корпус 1 может быть выполнен из двух частей верхней 14 и нижней 15, соединенных фланцами 16. При этом верхняя часть корпуса 1 может включать камеру закручивания 2 с патрубком 17 для ввода разделяемого потока, разделительную камеру 3 и осевое верхнее отверстие для выходной трубы 4 отвода очищенной среды, а нижняя часть боковое отверстие 9 для нижней выходной трубы 5 отвода очищенной среды и отверстие 8 для вывода отделенного вещества с отводным трубопроводом.

Подлежащая разделению смесь поступает в корпус 1 через патрубок 17 в тангенциальном направлении. Смесь вещества и очищаемой среды приводится во вращение в спиральном пространстве камеры закручивания 2. Приведенная во вращение смесь через пространство (камеру) 18, образованное между наружной стенкой корпуса 1 и выполненной благоприятно с точки зрения гидродинамики направляющей вставкой 11, попадает в зону сепарации (разделительную камеру 3).

В камеру 3 вдаются две погружные трубы 4 и 5, через которые вытекает очищенная среда.

Обе погружные трубы 4 и 5 расположены коаксиально друг другу, и диаметр труб 4 и 5 меньше диаметра направляющей вставки 11 на переходе от спирального пространства камеры 2 в камеру разделения 3, благодаря чему уменьшается радиус вращательного движения смеси вещества и очищаемой среды, и ее вращательное движение ускоряется. Верхняя погружная труба 4 проведена через направляющее тело, спиральное пространство камеры 2 и направляющую вставку 11.

В зоне сепарации камеры 3 вещество с большим удельным весом (или вещества) за счет высокой скорости вращения центрифугируется наружу к стенке камеры 3 и опускается в нижнюю камеру 7. При вхождении очищаемой среды в погружные трубы 4 и 5 радиус вращения уменьшается, вследствие чего возникающие центробежные силы еще усиливаются.

На нижней погружной трубе 5 расположен экран 9, препятствующий тому, чтобы уже отделенное от среды вещество вследствие течений ползучести, вновь поднималось из камеры 7 в зону сепарации камеры 3. В нижней части успокоительной нижней камеры 7 предусмотрено отверстие 8 для отведения отделенного вещества.

Текучая среда с большим содержанием пыли в слое, граничном с нижней погружной трубой 5, поднимается вверх от экрана 9 и протекает через нижнюю погружную трубу 5. Нижняя погружная труба 5 выполнена изогнутой и выведена наружу через боковое отверстие стенки 10 камеры 7, что позволяет значительно уменьшить конструктивную высоту устройства.

Чтобы успокоение очищаемой среды и отделенных веществ в успокоительной нижней камере 7 сформировать как можно более эффективно, камера 7 выполняется с большим наружным диаметром, чем камера 3.

Корпус 1 разделительного устройства состоит из верхней 14 и нижней 15 частей, соединенных между собой фланцевым соединением 16. Благодаря этому могут соединяться друг с другом верхние и нижние части любой конструкции.

В изображенной на фиг.3 и 4 форме осуществления разделительного устройства смесь отделяемого вещества и очищаемой среды подается через приблизительно спиральную камеру 2. Смесь течет затем в зону сепарации камеры 3 через кольцеобразную камеру 18, образованную между направляющей вставкой 11 и стенкой корпуса 1. Внутренний, определенный направляющей вставкой 11 диаметр и наружный, ограниченный стенкой корпуса 1 диаметр этой кольцеобразной камеры 18 уменьшаются в направлении течения. Поэтому радиус вращательного движения смеси вещества и среды постоянно уменьшается во время движения от спиральной камеры закручивания 2 к камере 3, благодаря чему увеличивается угловая скорость вращательного движения.

У разделительного устройства, изображенного на фиг.5 и 6, подлежащая разделению смесь приводится во вращение в камере 2, образованной приблизительно спиральным каналом, и течет в зону сепарации камеры 3, откуда очищенная среда отводится по погружным трубам 4 и 5. Отделенное вещество, соответственно отделенные вещества опускается (опускаются) у стенки зоны сепарации вниз.

Отделенное вещество опускается далее вдоль сужающейся вниз воронки 19, к которой примыкает соединенный с погружной трубой 5 конусообразно расширяющийся вниз направляющий экран 9. Возможен также вариант выполнения и без воронки 19, в котором направляющий экран 9, подобно тому как показано на фиг.7, доходит до самой стенки корпуса. Благодаря этому устройству достигается то, чтобы уже отделенное вещество вновь не отсасывалось вверх в зону сепарации камеры 3. Отделенное вещество затем отводится через отверстие 8 вниз. Такой вариант выполнения показан на фиг.8 и 9, на фиг.8 показано, что погружные трубы 4 и 5 входят в зону сепарации камеры 3 на разную глубину.

Погружные трубы 4 и 5 даны здесь вне разделительной камеры, выполнены изогнутыми и имеют на своих наружных концах фланцы для крепления на других деталях.

На фиг.7 изображен вариант выполнения разделительного устройства, имеющего также две входящие в камеру разделения 3 коаксиальные друг другу погружные трубы 4 и 5. Смесь при этом варианте выполнения подается через камеру 2 в виде конического кольца или пространство в виде диска, простирающегося вокруг погружной трубы 4. В камере 2 расположены направляющие лопасти 13, посредством которых входящая смесь приводится во вращение.

Нижняя погружная труба 5 имеет направляющий экран 9, препятствующий поднятию уже отделенного вещества. Нижняя погружная труба 5 ниже направляющего экрана 9 изогнута и выведена наружу. Отделенное вещество отводится через отверстие 8 из разделительного устройства.

На фиг. 10 и 11 показана практическая форма осуществления верхней части разделительного устройства согласно изобретению. Спиральный канал, по которому подается подлежащая разделению смесь, образуется из листовых заготовок, изогнутых в каждом случае только в одном направлении. Несмотря на это получается благоприятный с точки зрения гидродинамики переход из патрубка 17 в разделительную камеру 3.