способ установки питающих каналов на границе раздела фаз

Формула изобретения

Способ установки питающих каналов на границе раздела фаз, осуществляемый сверлением на конусных поверхностях тарелок центробежного сепаратора для молока, содержащего вертикальный вращающийся полый вал, разделительную тарелку, тормозной механизм, основной тарелкодержатель, дополнительный тарелкодержатель с дополнительным пакетом тарелок, каждая из которых расположена в зазорах между тарелками основного пакета, отверстий, выполненных на одном расстоянии от оси вращения барабана и образующих одну группу вертикальных осесимметричных каналов, через которые в процессе сепарирования подают перерабатываемый раствор, отличающийся тем, что на конусных поверхностях тарелок обоих пакетов сверлят, по крайней мере, две группы отверстий, выполненных на двух разных расстояниях от оси вращения барабана и образующих две группы вертикальных осесимметричных каналов, при этом при выключенном тормозном механизме одну группу каналов включают в работу поворотом дополнительного тарелкодержателя относительно основного на угол, обеспечивающий осевое совмещение отверстий обоих пакетов этой группы, и перекрывают для прохода раствора питающие каналы другой группы, а фиксацию основного пакета тарелок относительно дополнительного, исключающую их произвольный поворот относительно друг друга во время работы сепаратора, производят винтом-фиксатором, установленным в сквозном резьбовом отверстии верхней цилиндрической части разделительной тарелки, и входящим своим внутренним концом в одно из радиальных глухих отверстий, выполненных в верхней части вертикального вращающегося полого вала, причем положением винта-фиксатора относительно каждого радиального глухого отверстия обеспечивают включение в работу питающие каналы той или иной группы в зависимости от объемной доли легкого компонента раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к центробежным сепараторам и может быть использовано в биологии, медицине, сельском хозяйстве, пищевой и других отраслях промышленности, в которых сепарирование используется как технологический процесс по разделению различных растворов на фракции.

Известен способ установки питающих каналов на границе раздела фаз (Авторское свидетельство СССР № 1572705, кл. В04В 1/08. Опубликовано 23.06.90 г. в Б.И. № 23), осуществляемый сверлением на конусных поверхностях тарелок центробежного сепаратора для крови, содержащего вертикальный вращающийся полый вал, разделительную тарелку, тарелкодержатель с пакетом тарелок, отверстий, выполненных на одном расстоянии от оси вращения барабана и образующих одну группу вертикальных осесимметричных каналов, через которые в процессе сепарирования подают перерабатываемый раствор.

Недостатки данного способа заключаются в узкой области применения, низком качестве сепарирования разного вида крови, имеющей различный фазовый (дисперсный) состав, и невозможности установки питающих каналов на разном расстоянии от оси вращения барабана.

Известен способ установки питающих каналов на границе раздела фаз (Авторское свидетельство СССР № 1763031, кл. В04В 1/08, 7/08. Опубликовано 23.09.92 г. в Б.И. № 35), осуществляемый сверлением на конусных поверхностях тарелок центробежного сепаратора для молока, содержащего вертикальный вращающийся полый вал, разделительную тарелку, тормозной механизм, основной тарелкодержатель, дополнительный тарелкодержатель с дополнительным пакетом тарелок, каждая из которых расположена в зазорах между тарелками основного пакета, отверстий, выполненных на одном расстоянии от оси вращения барабана и образующих одну группу вертикальных осесимметричных каналов, через которые в процессе сепарирования подают перерабатываемый раствор. Этот способ наиболее близок к заявляемому.

Недостатки данного способа заключаются в узкой области применения, в низком качестве сепарирования разного вида молока, имеющего различный фазовый (дисперсный) состав, и невозможности установки питающих каналов на разном расстоянии от оси вращения барабана.

Как известно, фазовый (дисперсный) состав жира, диаметр его частиц определяется породой коров, сезоном, составом корма, лактационным периодом. От этого зависит среднее значение диаметра жирового шарика, колеблющееся в пределах от 2,0 до 3,9 мкм (Зайковский Я.С. Химия и физика молока и молочных продуктов. М.: Пищепромиздат. - 1950 г., стр.199-201).

Процент содержания жира в обезжиренном молоке (обрате) повышается с увеличением среднего диаметра жирового шарика (Лукьянов Н.Я. Теория и расчет молочных сепараторов. М.: Пищевая промышленность. - 1977 г., стр.10), так как при подаче в барабан разного сорта молока граница раздела фаз (координата нейтрального слоя), зависящая от объемной доли легкого компонента (жира), смещается по отношению к оси вращения барабана и перестает совпадать с питающими каналами, образованными отверстиями в тарелках.

Координата нейтрального слоя (расстояние питающего канала до оси вращения барабана) определяется по известной формуле (Романков П.Г., Плюшкин С.А. Жидкостные сепараторы. Л.: Машиностроение. - 1976 г., стр.11):

где С - объемная доля легкого компонента;

R - максимальный радиус тарелки;

r - уровень раствора в вертикальном вращающемся полом вале.

Согласно этой формуле, чем больше С, тем больше должна быть координата Р. В современных известных сепараторах из-за фиксированного положения отверстий питающих каналов изменить Р невозможно. Отрегулировать содержание жира в обрате, снизить там его содержание изменением положения питающих каналов тоже нельзя. Перерабатывать на данных сепараторах другие растворы с разной объемной долей легкого компонента и поддерживать при этом высокое качество разделения затруднительно. Это уменьшает область применения сепараторов.

Технический результат заключается в расширении области применения, повышении качества сепарирования разного вида растворов, имеющих различный фазовый (дисперсный) состав, за счет возможности установки питающих каналов на разном расстоянии от оси вращения барабана и совмещения их с границей раздела фаз (нейтральным слоем) при подаче в барабан растворов с разной объемной долей легкого компонента.

Указанный технический результат достигается тем, что способ установки питающих каналов на границе раздела фаз, осуществляемый сверлением на конусных поверхностях тарелок центробежного сепаратора для молока, содержащего вертикальный вращающийся полый вал, разделительную тарелку, тормозной механизм, основной тарелкодержатель, дополнительный тарелкодержатель с дополнительным пакетом тарелок, каждая из которых расположена в зазорах между тарелками основного пакета, отверстий, выполненных на одном расстоянии от оси вращения барабана и образующих одну группу вертикальных осесимметричных каналов, через которые в процессе сепарирования подают перерабатываемый раствор, отличающийся тем, что на конусных поверхностях тарелок обоих пакетов сверлят, по крайней мере, две группы отверстий, выполненных на двух разных расстояниях от оси вращения барабана и образующих две группы вертикальных осесимметричных каналов, при этом при выключенном тормозном устройстве одну группу каналов включают в работу поворотом дополнительного тарелкодержателя относительно основного на угол, обеспечивающий осевое совмещение отверстий обоих пакетов этой группы каналов, и перекрывают для прохода жидкости питающие каналы другой группы, а фиксацию основного пакета тарелок относительно дополнительного, исключающую их произвольный поворот относительно друг друга во время работы сепаратора, производят винтом-фиксатором, установленным в сквозном резьбовом отверстии верхней цилиндрической части разделительной тарелки и входящим своим внутренним концом в одно из радиальных глухих отверстий, выполненных в верхней части вертикального вращающегося полого вала, причем положением винта-фиксатора относительно каждого радиального глухого отверстия обеспечивают включение в работу питающие каналы той или иной группы в зависимости от объемной доли легкого компонента раствора.

На фигуре 1 показан общий вид барабана сепаратора в разрезе; на фигуре 2 - проекция отверстий в тарелках на горизонтальную плоскость при включении в работу первой группы каналов; на фигуре 3 приводится винт-фиксатор в вывернутом положении при включении первой группы каналов; на фигуре 4 показано положение питающих каналов второй группы каналов; на фигуре 5 - проекция отверстий при включенной второй группе каналов; на фигуре 6 приводится положение питающих каналов третьей группы каналов; на фигуре 7 - проекция отверстий при включенной третьей группе каналов.

Сепаратор содержит привод 1, тормозной механизм 2, крышку 3 и основание 4 барабана, разделительную тарелку 5, основной тарелкодержатель с пакетом тарелок 6, питающие каналы первой 7, второй 8 и третьей 9 групп, вертикальный вращающийся полый вал 10, дополнительный цилиндрический тарелкодержатель с дополнительным пакетом тарелок 11, винт-фиксатор 12, резьбовое сквозное отверстие 13, радиальное глухое отверстие 14, отвод легкой фракции 15, отвод тяжелой фракции 16, свободные для прохода раствора питающие каналы 17 (показаны заштрихованными), проекции отверстий в тарелках дополнительного пакета 18 на горизонтальную плоскость (штриховые линии), проекции отверстий в тарелках основного пакета 19 (сплошные линии). Отверстия 18 и 19 перекрыты для прохода жидкости. Позиции 20 и 21 - глухие отверстия в питающей трубке, предназначенные для установки винта-фиксатора при включении в работу соответственно питающих каналов второй и третьей групп.

Способ осуществляется следующим образом.

На конусных поверхностях тарелок обоих пакетов сверлят, по крайней мере, две группы отверстий, выполненных на двух разных расстояниях от оси вращения барабана и образующих две группы вертикальных осесимметричных каналов.

До включения привода 1 сепаратора отключают тормозной механизм 2. Определяют из формулы (1) для перерабатываемого раствора с заданной объемной долей легкого компонента положение границы раздела фаз по координате нейтрального слоя Р₁ и заворачивают винт-фиксатор 12 в одно из положений, определяемое радиальным глухим отверстием 14, 20 или 21, соответствующее работе одной группы питающих каналов 7, 8 или 9, которая находится от оси вращения на расстоянии, совпадающим (или близким) с величиной P₁. Например, каналы 7.

После разгона барабана, подачи раствора через вертикальный вращающийся полый вал 10 к питающим каналам первой группы 7 производится сепарирование жидкости. Закончив переработку первого раствора, выключают привод сепаратора, включают тормозной механизм, останавливают барабан. После промывки пакетов тарелок производят подготовку сепаратора к переработке второго раствора. Для этого определяют координату нейтрального слоя Р₂ по формуле (1), винт-фиксатор выворачивают из первого радиального глухого отверстия 14, разделительную тарелку 5 с крышкой 3 и с дополнительным пакетом тарелок 11 поворачивают на угол 40° против хода часовой стрелки. Винт-фиксатор заворачивают в радиальное глухое отверстие 20. Питающие каналы 8, которые находятся ближе к оси вращения барабана, открываются для прохода раствора. Это положение каналов соответствует границе раздела фаз, если объемная доля легкой фракции (С) у второго раствора меньше, чем у первого. Если С у второго раствора окажется больше, чем у первого, то, вычислив значение координаты Р₃ , поворотом дополнительного пакета тарелок по ходу часовой стрелки на угол 40° открывают для прохода раствора питающие каналы 9. Остальные каналы перекрывают. Винт-фиксатор 12 заворачивают в радиально глухое отверстие 21. После разгона барабана производят сепарирование второго раствора. При сепарировании третьего раствора операции настройки и установки питающих каналов на соответствующей границе раздела фаз повторяются. Наличие дополнительных групп питающих каналов расширяет функциональные возможности сепаратора.

Таким образом, при изменении положения границы раздела фаз, что происходит при замене растворов, перерабатываемых сепаратором и имеющих разную объемную долю легкого компонента, заявленный способ позволяет устанавливать каналы, питающие межтарелочные зазоры, в нужное для данного раствора положение, совпадающее с нейтральным слоем, что расширяет область применения этой машины и улучшает качество разделения.