вертикальная фильтрующая центрифуга для разделения суспензий

Формула изобретения

Вертикальная фильтрующая центрифуга для разделения суспензий, характеризующаяся тем, что она содержит вал, корпус в виде стакана, установленного на валу дном вниз, и фильтроэлемент, установленный на валу внутри корпуса с разделением полости корпуса на верхнюю и нижнюю части, при этом корпус снабжен подвижной в осевом направлении крышкой с центральным отверстием для подачи суспензии в верхнюю часть полости корпуса и выполнен в нижней части боковой стенки с отверстиями для вывода жидкой фазы, фильтроэлемент выполнен в виде диска, жестко соединен с крышкой корпуса и установлен на валу с возможностью осевых перемещений, а центрифуга дополнительно снабжена механизмом осевых перемещений фильтроэлемента, содержащим кольцевую камеру, расположенную под дном корпуса коаксиально валу, перегородку в виде диска, расположенную вдоль полости кольцевой камеры, жестко соединенную с фильтроэлементом и установленную на валу с возможностью осевых перемещений, и выполненные в нижней части вала канал для подачи рабочего тела в полость кольцевой камеры, расположенную под перегородкой, и канал для подачи рабочего тела в полость кольцевой камеры, расположенную над перегородкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к центробежным устройствам для разделения суспензий на твердую и жидкую фазы, а именно к фильтрующим центрифугам с вертикальной осью вращения ротора, и может найти применение в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известна вертикальная фильтрующая центрифуга для разделения суспензий, содержащая вал, верхняя и нижняя части которого выполнены полыми, корпус, жестко закрепленный на валу и состоящий из конусообразных основания и крышки, и конусообразный фильтроэлемент, расположенный в корпусе с разделением полости корпуса на верхнюю часть, имеющую сообщение с полостью верхней части вала, и нижнюю часть, имеющую сообщение с полостью нижней части вала [1].

Однако известная центрифуга обладает низкой эффективностью разделения суспензий на твердую и жидкую фазы из-за того, что полость сбора осадка примыкает через сито к полости сбора жидкой фазы, находящейся под избыточным давлением, и это препятствует осуществляться отжатию жидкой фазы от твердой. Кроме этого, для вывода твердой фазы требуется частичная разборка центрифуги, что делает использование центрифуги высокотрудоемким.

Известна также вертикальная фильтрующая центрифуга для разделения суспензий, содержащая вал, корпус в виде стакана, установленного на валу дном вниз, фильтроэлемент, установленный на валу внутри корпуса с разделением полости корпуса на верхнюю и нижнюю части, и конусообразный толкатель для выгрузки твердой фазы, жестко установленный на валу в нижней части полости корпуса, при этом вал установлен с возможностью осевых перемещений, подпружинен к корпусу и в верхней части имеет полость для подачи суспензии, сообщающуюся с нижней частью полости корпуса, а фильтроэлемент выполнен в виде усеченного конуса [2].

Однако известная центрифуга обладает низкой эффективностью разделения суспензии на твердую и жидкую фазы из-за того, что разделенные фазы выводятся из центрифуги в одном направлении и это способствует их смешению. Кроме этого, центрифуга обладает достаточно большими потерями отделенной твердой фазы из-за того, что при перемещении в исходное положение толкатель часть фазы захватывает, и это способствует ее накоплению в нижней части корпуса, а также низкой надежностью в работе из-за того, механизм возврата толкателя в исходное положение выполнен в виде пружины.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности разделения суспензии на твердую и жидкую фазы за счет достижения технического результата, заключающегося в обеспечении исключения смешения разделенных фаз за счет их вывода из центрифуги в разных направлениях, а также в повышении надежности работы центрифуги и снижении потерь отделенной твердой фазы за счет достижения технического результата, заключающегося в обеспечении снижения возврата фазы в нижнюю часть корпуса и в обеспечении повышения надежности работы механизма возврата толкателя.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем достижения указанного технического результата в вертикальной фильтрующей центрифуге для разделения суспензий, содержащей вал, корпус в виде стакана, установленного на валу дном вниз, фильтроэлемент, установленный на валу внутри корпуса с разделением полости корпуса на верхнюю и нижнюю части, корпус снабжен подвижной в осевом направлении крышкой с центральным отверстием для подачи суспензии в верхнюю часть полости корпуса и выполнен в нижней части боковой стенки с отверстиями для отвода жидкой фазы, фильтроэлемент выполнен в виде диска, жестко соединен с крышкой корпуса и установлен на валу с возможностью осевых перемещений, а центрифуга дополнительно снабжена механизмом осевых перемещений фильтроэлемента, содержащим кольцевую камеру, расположенную под дном корпуса коаксиально валу, перегородку в виде диска, расположенную продольно в кольцевой камере, жестко соединенную с фильтроэлементом и установленную на валу с возможностью осевых перемещений, и выполненные в нижней части вала канал для подачи рабочего тела в полость кольцевой камеры, расположенную под перегородкой, и канал для подачи рабочего тела в полость кольцевой камеры, расположенную над перегородкой.

Изобретение поясняется чертежом - общий вид центрифуги в разрезе.

Вертикальная фильтрующая центрифуга для разделения суспензий содержит вал 1, корпус 2 в виде стакана, жестко установленного на валу 1 дном вниз и выполненного в нижней части боковой стенки с отверстиями 3 для вывода жидкой фазы из центрифуги, крышку 4 корпуса 2 с центральным отверстием 5 для подачи суспензии, установленную с возможностью осевых перемещений, фильтроэлемент 6 в виде диска, расположенный в корпусе 2 с разделением его полости на верхнюю часть 7 и нижнюю часть 8, жестко соединенный с крышкой 4 и установленный на валу 1 с возможностью осевых перемещений, и механизм осевых перемещений фильтроэлемента 6, содержащий кольцевую камеру 9, расположенную под дном корпуса 2 коаксиально валу 1, перегородку 10 в виде диска, расположенную в кольцевой камере 9 на валу 1 с возможностью осевых перемещений и жестко соединенную с фильтроэлементом 6, и выполненные в нижней части вала 1 канал 11 для подачи рабочего тела в полость кольцевой камеры 9, расположенную под перегородкой 10, и канал 12 для подачи рабочего тела в полость кольцевой камеры 9, расположенную над перегородкой 10.

Изобретение используют следующим образом.

Электропривод (на чертеже не показан) посредством вала 1 придает вращение корпусу 2 с требуемой скоростью, в котором возникает поле центробежных сил. Через окно 5 крышки 4 в верхнюю часть 7 корпуса 2 подают суспензию (например, молочный сахар).

Под действием поля центробежных сил жидкая фаза суспензии приходит через фильтроэлемент 6, поступает в нижнюю часть 8 полости корпуса 2, выводится из центрифуги через отверстия 3 и поступает в сборник (на чертеже не показан) жидкой фазы. Твердая фаза суспензии задерживается на фильтроэлементе 6.

После накопления твердой фазы на фильтроэлементе 6 в достаточном количестве подачу суспензии прекращают, но продолжают вращение корпуса 1 для достижения более полного отделения жидкой фазы от твердой. Для вывода твердой фазы из центрифуги при вращающемся корпусе 2 рабочее тело (например, сжатый газ) через канал 11 подают в полость кольцевой камеры 9, расположенную под перегородкой 10, в которой возникает избыточное давление. Под действием избыточного давления перегородка 10 перемещается вверх, и вместе с ней перемещаются фильтроэлемент 6, т.к. он жестко соединен с перегородкой 10, и крышка 4, т.к. она жестко соединена с фильтроэлементом 6. При этом фильтроэлемент 6 располагается заподлицо с боковой стенкой корпуса 2. Под действием поля центробежных сил твердая фаза выводится из центрифуги в сборник (на чертеже не показан) твердой фазы.

Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает вывод из центрифуги разделенных твердой и жидкой фаз в разных направлениях, что исключает их смешение и позволяет повысить эффективность разделения суспензии.

После окончания цикла разделения суспензии через канал 12 рабочее тело подают в полость кольцевой камеры 9, расположенную над перегородкой 10, в которой возникает избыточное давление. Под действием избыточного давления перегородка 10, a вместе с ней фильтроэлемент 6 и крышка 4 перемещаются вниз до исходного положения.

Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает повышение надежности работы центрифуги и снижение потерь твердой фазы.

Источники информации

1. Авт. св. СССР №442843, В 04 В 1/02, публ. 15.09.74.

2. Авт. св. СССР №1044338, В 04 В 1/02, публ. 30.09.83.