Центрифуга фільтруюча безперервної дії

1. Центрифуга фільтруюча безперервної дії, що включає привід, порожнистий вал, змонтований на ньому перфорований ротор, трубу живлення, дисковий упор, установлений усередині ротора з можливостю обертання і з нахилом до порожнистого вала, при цьому кут між геометричною віссю обертання дискового упора та віссю порожнистого вала складає 0,5-^-5°, яка відрізняється тим, що усередині порожнистого вала коаксіально йому установлений внутрішній вал, на якому змонтований дисковий упор, при цьому внутрішній вал обладнаний реверсивним пристроєм. 2. Центрифуга за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішній вал обладнаний автономним приводом. Корисна модель відноситься до фільтруючих центрифуг і може бути використана для розділення концентрованих суспензій, наприклад, у вугільній промисловості. Відома центрифуга фільтруюча горизонтальна з пульсуючим вивантаженням осаду ФГП, яка включає перфорований ротор, головний вал, штовхач, розташований усередині ротору, силовий гідроциліндр та маслоустановку. Суспензія по трубі живлення подається у ротор, у якому відбувається її розділення. Фільтрат проходить крізь сито ротора і видаляється із центрифуги. Шар осаду, який утворюється на поверхні сит ротору, під час руху штовхача уперед, переміщується на величину ходу штовхача. Таким чином, штовхач, який здійснює пульсуючий рух, поступово переміщує осад вздовж ротору і здійснює вивантаження його невеликими порціями в шахту виводу осаду (В.М. Лукьяненко, А.В. Таранец. "Центрифуги", Москва, "Химия", 1988, стр. 130-133). До недоліків даної центрифуги слід віднести низьку продуктивність, яка обумовлена невисокою частотою пульсацій штовхача, приблизно 60 подвійних ходів у хвилину. Крім того, конструкція такої центрифуги достатньо складна, включає декілька складних у експлуатації вузлів: маслонасос, гідроциліндр, систему гідравлічних золотників, силовий гідроциліндр, муфту введення масла в гідроциліндр. Експлуатація потребує наявності великої кількості мінерального масла, яке потребує періодичної заміни. Відома також центрифуга фільтруюча безперервної дії із шнековим вивантаженням осаду ФВШ, яка включає ротор конічної форми, шнек, трубу живлення, привід (В.М. Лукьяненко, А.В. Таранец. "Центрифуги", Москва, "Химия", 1988, стр. 218 - 219). В даній конструкції осад переміщується вздовж стінок ротору шнеком у напрямку від вузького перерізу ротора до широкого. До недоліків даної конструкції слід віднести невеликий час перебування суспензії у роторі, що є причиною високої вологості осаду, що утворюється. Конструкція центрифуги достатньо складна: вона має незручний у виготовленні шнек, редуктор з високоточними зубчатими колесами. В процесі експлуатації шнек швидко виходить із ладу внаслідок абразивної дії осаду, який переміщується шнеком. Найближчим аналогом конструкції, що заявлюється, є центрифуга безперервної дії, що включає змонтований на порожнистому валу перфорований ротор, розташований усередині нього перфорований розподільний конус, трубу живлення, усередині ротору на нерухомій осі, коаксіальній порожнистому валу із можливістю обертання похило установлений дисковий упор, при цьому кут між геометричною віссю обертання дискового упору і порожнистим валом складає 0,5 - - 5° (Авт. сві5 СО 1731 доцтво СРСР № 1750736 "Центрифуга непрерывного действия», on 30 07 92 р , бюл № 28) Позитивною якістю найближчого аналогу є висока продуктивність в порівнянні з вищенаведеними аналогами і простота конструкції До недоліків даної центрифуги слід віднести неможливість регулювання швидкості вивантаження осаду, яка жорстко залежить тільки від швидкості обертання ротору Від швидкості вивантаження осаду із ротору залежить час перебування у роторі цього осаду В свою чергу, час перебування осаду у роторі центрифуги визначає вологість одержаного осаду Чим більше час перебування осаду у роторі, тим більш сухий осад можна отримати на виході центрифуги і навпаки В основу винаходу поставлено технічну задачу створити таку центрифугу фільтруючу безперервної дії, у якій за рахунок наявності внутрішнього валу та особливості його виконання вдалось би змінювати час перебування осаду у центрифузі і, за рахунок цього, регулювати вологість одержаного осаду Технічний результат, який досягається під час використання даного технічного рішення, полягає в регулюванні вологості осаду, який отримують на виході центрифуги Даний технічний результат досягається тим, що у центрифузі фільтруючій безперервної дії, що включає привід, порожнистий вал змонтований на ньому перфорований ротор, трубу живлення, дисковий упор установлений усередині ротору з можливістю обертання і з нахилом до порожнистого валу, при цьому кут між геометричною віссю обертання дискового упору та віссю порожнистого валу складає 0,5 - 5°, згідно винаходу, усередині порожнистого валу коаксіально йому установлений внутрішній вал, на якому змонтований дисковий упор, при цьому внутрішній вал обладнаний реверсивним пристроєм Крім того, внутрішній вал обладнаний автономним приводом Аналіз співставлення з найближчим аналогом свідчить, що заявлювальна центрифуга відрізняється тим, що усередині порожнистого валу коаксіально йому установлений внутрішній вал, на якому змонтований дисковий упор, при цьому внутрішній вал обладнаний реверсивним пристроєм Крім того, внутрішній вал обладнаний автономним приводом Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак і технічним результатом, що досягається, полягає в слідуючому Для подальшого використання осаду, отриманого на виході центрифуги, велике значення має його вологість У більшості випадках потрібен осад з мінімально можливою вологістю Але бувають винятки, коли для подальшого використання осад може мати значну вологість 3 метою регулювання вологості осаду в процесі центрифугування необхідно регулювати геометричну продуктивність центрифуги Величина цієї продуктивності визначає швидкість вивантаження осаду із центрифуги, від якої залежить час перебування осаду у роторі Чим нижче швидкість вивантаження осаду, тим більше час перебування даного осаду у центрифузі і, ВІДПОВІДНО, тим меншої вологості осад можно отримати на виході Наявність внутрішнього вала, на якому змонтований дисковий упор та обладнання його реверсивним пристроєм забезпечують регулювання геометричної продуктивності центрифуги, тобто швидкості вивантаження осаду Суть винаходу пояснюється графічними матеріалами, де на фіг 1 зображений загальний вигляд центрифуги, на фіг 2 - вид В фіг 1 (збільшено), на фіг 3 - внутрішній вал центрифуги, обладнаний автономним приводом за п 2 Центрифуга фільтруюча безперервної дії включає привід 1, станину 2, на якій установлений у підшипниках 3 порожнистий вал 4 На цьому валу змонтований перфорований ротор 5 Усередині порожнистого валу 4 коаксіально йому установлений внутрішній вал 6 на підшипниках 7 На внутрішньому валу 6, усередині ротору 5 з можливістю обертання і з нахилом до порожнистого валу 4 установлений дисковий упор 8 на підшипниках 9 Кут а між геометричною віссю обертання 10 дискового упору 8 і віссю 11 порожнистого валу складає 0,5 - 5° Внутрішній вал 6 обладнаний реверсивним пристроєм 12, за допомогою якого внутрішній вал 6 обертається у різних напрямках Центрифуга також містить кожух 13, усередині якого установлений перфорований розподільний конус 14 Центрифуга включає трубу живлення 15, конус збору фугату 16, а також патрубки відводу фугату 17 та 18 і шахту вивантаження осаду 19 У окремому випадку виконання внутрішній вал 6, на якому установлений дисковий упор, обладнаний автономним приводом 20 Центрифуга працює наступним чином Суспензія, що підлягає розділенню, подається по трубі живлення 15 у перфорований розподільний конус 14, де вона розкручується до визначеної швидкості і позбувається частини рідкої фази, яка відводиться по конусу збору фугату 16 крізь патрубок відводу фугату 17 із центрифуги Потім суспензія поступає у перфорований ротор 5, де під дією відцентрованих сил відбувається її остаточне розділення Фільтрат проходить крізь отвори перфорованого ротору 5, попадає у кожух 13, ЗВІДКІЛЯ вивантажується із центрифуги крізь патрубок відводу фугату 18 У процесі зневоднення суспензії у роторі 5 відбувається формування шару осаду на внутрішній поверхні ротору 5 Осад притискується відцентрованою силою до ротору, а за рахунок сил, які розклинюють скелет осаду, притискується до дискового упору 8 Частки осаду переміщуються разом з ротором 5 по колу Одночасно частки осаду, які примикають до дискового упору, насуваються на нього, і тим самим, зміщуються у вісевому напрямку ротору 5 Шар осаду безперервно видавлюється частками осаду, які насуваються на дисковий упор 8 За рахунок сил тертя між осадом та дисковим упором 8, останній розкручується, що суттєво знижує абразивний знос дискового упора і попереджує подрібнення часток осаду Осад вивантажується із центрифуги крізь шахту вивантаження осаду 19 КІЛЬКІСТЬ осаду, який видаляється із ротору за один оберт ротора 5 визначається кутом а, утвореним віссю обертання 10 дискового упору івіссю 1731 11 порожнистого валу 4. За умови товщини шару осаду h, діаметру ротору D і кута утвореного віссю обертання дискового упору і віссю порожнистого валу а кількість осаду, який видаляється за одне обертання ротору визначається по формулі: на якому установлений дисковий упор (обертів за секунду). Якщо напрямок обертання внутрішнього валу, на якому установлений дисковий упор, співпадає з напрямком обертання ротору, то величина (п р - пв) зменшується, тобто зменшується геометрична продуктивність центрифуги, а, значить і відбувається уповільнення процесу вивантаження осаду із центрифуги. І навпаки: якщо напрямок обертання внутрішнього валу, на якому установлений дисковий упор не співпадає з напрямком обертання ротору, то величина (п р - пв), де "-" перетворюється у "+", зростає. Це означає, що зростає і геометрична продуктивність центрифуги, а значить, прискорюється процес вивантаження осаду із центрифуги. Змінення напрямку обертання валу 6, на якому установлений дисковий упор 8, відбувається за допомогою реверсивного пристрою 12. Таким чином, змінення величини (п р - пв) забезпечує регулювання процесу вивантаження осаду із центрифуги, тобто регулювання вологості осаду отриманого в процесі центрифугування. (1) де V - кількість осаду, який видаляється за одне обертання ротору. За умови нерухомості осі, на якій установлений дисковий упор (як у найближчому аналогу), якщо ротор обертається з частотою п р обертів у секунду, тоді геометрична продуктивність G складає: G= 71D hx tga (2) За умови використання внутрішнього валу 6 на якому установлений дисковий упор 8, геометрична продуктивність визначається по формулі: G= 7 D hxtga 1 (3) - n B ), [ M J / сек] де п в - частота обертання внутрішнього валу 10 9 8 7 Ь 6 11 ФІГ.1 12 Фіг.2 1731 15 13 % 9 8 5 7 6 4 / Фіг.З Підписано до друку 05.05.2003 р. Тираж 39 прим. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)236 - 47 - 24