Шнекова центрифуга з суцільним ротором

Реферат: Винахід стосується шнекової центрифуги з суцільним ротором, що містить: барабан (3), виконаний з можливістю обертання, причому вісь обертання орієнтована, зокрема, горизонтально, шнек (5), виконаний з можливістю обертання і встановлений в барабані (3), принаймні один випускний канал (19), розташований під кутом до осі обертання шнекової центрифуги з суцільним ротором, для вивантаження твердих частинок з барабана (3), при цьому щонайменше один випускний канал (19) пов'язаний з камерою (25) збору твердих частинок, яка частково оточує барабан (3), що обертається в ході роботи, і яка не обертається в ході роботи. Згідно з винаходом, в камері (25) збору твердих частинок розташований щонайменше один сегмент шланга (29), що є незамкнутим по колу у своєму поперечному перерізі. UA 114718 C2 (12) UA 114718 C2 UA 114718 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належитьдо шнекових центрифуг із суцільним ротором, описаним в обмежувальній частині п. 1 формули винаходу. Шнекові центрифуги з суцільним ротором відомі в самих різних варіантах здійснення, наприклад, в таких, які описані в публікації DE 43 20 265 А1 і публікації WO 2004/058409 А1. На фіг. 1 публікації DE 42 38 568 А1 показано, як бруд може накопичуватися в камері збору твердих частинок під час роботи шнекової центрифуги з суцільним ротором. Це неминуче тягне за собою необхідність регулярного очищення камери збору твердих частинок щоб уникнути погіршення робочих характеристик, що викликається блокуванням або навіть пошкодженням системи, що обертається. Як відомо з публікації US 3,399,828, для вирішення цієї проблеми, встановлюють, на ділянці вивантаження твердих частинок шнекової центрифуги з суцільним ротором, в його конусоподібній частині, камеру збору твердих частинок, в якій встановлюється натягнута еластична повітронепроникна діафрагма, ізолююча повітронепроникний герметизований канал від навколишнього середовища і від камери збору твердих частинок. Під дією стиснутого повітря в безпосередній близькості від діафрагми можна генерувати пульсацію тиску, яка призводить до коливань діафрагми, що дозволяє прибирати бруд зі стінок камери збору твердих частинок, в даному випадку діафрагми. Незважаючи на те, що цим способом вдається знизити кількість накопичуваного бруду, проблема все ще є значною з точки зору витрат на пристрій і конструкцію для генерування пульсації тиску в еластичної діафрагми. Більше того, операція заміни діафрагми є досить складною, оскільки діафрагму доводиться регулярно встановлювати в камеру збору твердих частинок, дотримуючись герметичність. Задачею цього винаходу полягає у вирішенні даної проблеми. Даний винахід дозволяє вирішити зазначену задачу за допомогою ознак, розкритих в п. 1 формули. Згідно з винаходом, переважно, незважаючи на ізолювання камери, яка закривається еластичною діафрагмою і в якій можна генерувати перепад тиску за допомогою стиснутого повітря, в еластичному елементі в камері осадження твердих частинок генеруються достатні переміщення, виключно під дією твердих частинок, з метою видалення бруду. Кількість операцій з очищення камери осадження твердих частинок може бути зменшено порівняно з тими камерами осадження твердих частинок, в яких немає еластичного елементу. Крім того, спрощується процедура технічного обслуговування в порівнянні з варіантами здійснення з використанням камери підвищеного тиску, в якій можна генерувати перепад тиску, оскільки еластичний елемент не треба більш встановлювати таким чином, щоб можна було забезпечити герметичність. Більш того, в порівнянні з подібними варіантами здійснення, тут немає необхідності у використанні пристроїв, необхідних для генерування перепаду тиску (наприклад, керованого насоса). Ще однією перевагою є зниження рівня шуму, оскільки імпульс, що генерується при зіткненні твердих частинок, ефективним чином зменшується завдяки вібрації стенду або генеруючої шум поверхні центрифуги, у зв'язку з тим, що обмежуючий сегмент шлангу дозволяє реалізувати двооболонкову конструкцію із звукоізоляційними властивостями. Це також дає переваги, особливо, в тому випадку, коли доводиться мати справу з більш твердими і більш великими частками, а також тоді, коли має місце значний відвід твердих частинок в одиницю часу (речовина з високим вмістом твердих частинок). Переважні варіанти здійснення винаходу описані в залежних пунктах формули винаходу. Нижче наведено більш докладний опис винаходу на прикладах його здійснення з посиланнями на креслення, на яких: - на фіг. 1 показана в розрізі шнекова центрифуга з суцільним ротором з відомою камерою збору твердих частинок; - на фіг. 2 показана в розрізі камера збору твердих частинок, виконана відповідно з винаходом для шнекової центрифуги з суцільним ротором, зокрема, типу, представленого на фіг. 1; - на фіг. 3 показана в розрізі камера збору твердих частинок шнекової центрифуги з суцільним ротором, представленої на фіг. 1, що знаходиться в забрудненому стані; і - на фіг. 4 і 5 показані в розрізі подальші варіанти камери збору твердих частинок, виконаної відповідно до винаходу, в кожному випадку для шнекової центрифуги з суцільним ротором, зокрема, типу, представленого на фіг. 1. На фіг. 1 показана шнекова центрифуга з суцільним ротором з не обертовим корпусом 1 (або ковпакоподібною кришкою), в якому встановлений обертовий барабан 3, що має 1 UA 114718 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 горизонтальну вісь обертання D. Крім того, у вищевказаному барабані 3 встановлений шнек 5, переважно обертається з неоднаковою швидкістю обертання по відношенню до барабана 3. Барабан 3 і шнек 5 у кожному випадку мають, в кожному варіанті, циліндричні ділянки 3а, 5а і конічні ділянки 3b, 5b, що примикають до останніх. Лопать шнека 7 розташована навколо циліндричної частини і конічної частини валу шнека 9. Крім того, барабан 3 також має циліндричну ділянку 3с, яка примикає до конічної ділянки 3b і яка обмежує собою обертову в тому ж напрямку камеру 11 відводу твердих частинок. Розташована в осьовому напрямку центральна живильна труба 13 служить для подачі речовини, що центрифугується через розподільний вал 9 в простір центрифугування 15, між шнеком 5 і барабаном 3. Якщо, наприклад, забруднена маса направляється в центрифугу, то тверді частинки осідають на стінках барабана. Усередині формується рідка фаза. Встановлений шнек 5 (підшипник 17а) обертається з дещо нижчою або вищою швидкістю, ніж встановлений з можливістю обертання барабан 3 (підшипник 17b), і направляє витягнуті тверді частинки в сторону конічної ділянки 3b і, далі, в циліндричну камеру 11 відводу твердих частинок, що примикає до шнека в осьовому напрямку і розташованому на другій циліндричній ділянці 3с барабана 3, вищевказана камера відведення твердих часток, оснащується, в свою чергу, принаймні, одним випускним каналом 19 твердих частинок, який виходить радіально назовні з барабана 3. Цей випускний канал твердих частинок також може бути орієнтований під кутом до радіального напряму, наприклад, з метою досягнення енергозберігаючого відражаючого ефекту в напрямку вздовж кола (тут не показано). На відміну від цього, рідина тече по більшому діаметру барабана в задній частині циліндричної ділянки барабана 3 і тут відводиться через відвідні канали 21, за допомогою регульованого водозливу 23. Тверді частки S, що відводяться з випускного каналу 19 твердих частинок обертового барабана 3, збираються в камері 25 збору твердих частинок, яка кільцеподібно оточує камеру відводу твердих частинок і поперечний розріз якої, в даному випадку прямокутного виду, можна бачити на фіг. 1 і 3. Даний поперечний переріз є переважним, але не обов'язковим. Відвідна труба може бути спрямована, переважно, вертикально вниз (вона тут не показана) з камери збору твердих частинок, або може використовуватися вловлюючий контейнер з метою подальшого відведення або збору забруднених твердих частинок, які були відведені. На фіг. 3 показано, що, коли шнекова центрифуга з суцільним ротором працює, осад 27 може формуватися в камері 25 збору твердих частинок, у зв'язку з чим, камеру необхідно періодично чистити. З метою скорочення кількості операцій чистки є можливість, відповідно до фіг. 2, установки в камері збору твердих частинок шнекової центрифуги з суцільним ротором (наприклад, однак, не обов'язково типу, показаного на фіг. 1) сегмента шланга 29, який має неплоский поперечний переріз і, переважно, не замкнутий по колу в поперечному перерізі на колі (див. фіг. 3). Цей сегмент шланга 29, переважно, встановлюється фактично у формі кільця в камері збору твердих частинок таким чином, щоб вищевказаний сегмент шланга оточував барабан фактично повністю на ділянці випускного каналу 19 твердих частинок, переважно, за винятком вихідного каналу в відвід або в вловлюючий контейнер (нег показаний тут). Поперечний переріз в розрізі, перпендикулярному камері, переважно, не плоский, однак, переважно, С-подібний, U-подібний або Ω-подібний, відкрита сторона С, U або Ω орієнтована в бік випускного каналу 19 твердих частинок. У зв'язку з цим, незамкнута ділянка 35 по окружності сегмента шланга 29, орієнтована у бік випускного каналу 19. Два відкритих краї сегмента шланга можна прикріпити до дисків 31, 33 невеликого розміру. Тут краї орієнтовані паралельно один до одного. Під час роботи тверді частинки вкидаються через випускний канал або випускні канали 19 в камеру 25 збору твердих частинок, де вони стикаються з внутрішньою поверхнею, орієнтованої в сторону випускного каналу або випускних каналів 19 сегмента шланга 29. В результаті цього, виникають переміщення Μ (головним чином, коливального типу) сегмента шланга 29, виконаного з можливістю еластичного переміщення, рух якого запобігає налипання твердих частинок, або дозволяє прибирати налипає тверді частинки зі сегмента шланга. Цим способом можна зменшити кількість операцій очищення. Крім того, процедура заміни сегмента шланга 29 виконується просто, оскільки камера або простір 37, розташований "позаду" сегмента шланга 29, не повинен бути герметичним або не виконаний у вигляді герметичного пристрою. Як показано на фіг. 2, сегмент шланга 29 може безпосередньо спиратися, на ділянці, переважно, що знаходиться на відстані від ділянок кріплення (тут у дисків 30, 31) в камері 25 2 UA 114718 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 збору твердих частинок, тут на ділянці з зовнішнього боку, будучи орієнтованим у бік від випускного каналу 19 сегмента шланга, на внутрішню поверхню 38 стінки 39 камери 11 відводу твердих частинок (u-подібної форми на даній ділянці і приймаючим форму стінок, орієнтованих під прямим кутом одна до одної). В результаті цього, під час роботи, чітко виражені переміщення (стрілки М) виникають, зокрема, в районі кутових зон. Це забезпечує певні переваги, оскільки це ті самі зони, де, переважно, формуються відкладення. Однак, як показано на фіг. 4, сегмент шланга 29 може також бути встановлений таким чином, що він буде розташований на відстані (зазор G), будучи повністю відокремленим, від внутрішньої поверхні 38 стінок камери відводу твердих частинок 11 (осторонь від прямого чи непрямого з'єднання зі стінками камери відводу твердих частинок через диски 30, 31). Це має свої переваги, зокрема, в плані генерування шуму, рівень якого в цьому варіанті здійснення ще більше знижується в порівнянні з варіантом здійснення, показаним на фіг. 2. Крім того, будь-яка точка сегмента шланга може вільно переміщатися для запобігання налипання твердих частинок і/або прибирати вже налиплі тверді частинки. Сегмент шланга, переважно, виготовлений цільним (фіг. 2, фіг. 4) з еластичного матеріалу (наприклад, гуми), або є складовим, частково виготовленим з еластичного матеріалу (див. фіг. 5), а частково - з нееластичного матеріалу, такого як метал, наприклад, сталь або аналогічний метал. Відповідно до наочного прикладу здійснення винаходу, наведеного на фіг. 5, основний сегмент 40 шланга виконується з металу (або з металу з покриттям або аналогічного матеріалу), а бічні сегменти 41, 42 u-подібної частини сегмента шланга виготовляються з еластичного матеріалу з можливістю переміщення. Таким чином, бічні сегменти 41, 42 виконані з. можливістю переміщення, а основний сегмент 40 сам по собі нерухомий. Цей варіант здійснення винаходу є особливо стабільним і довговічним, оскільки жорстка частина або сегмент є зносостійким елементом. При всьому цьому, кількість необхідних операцій очищення значно скорочується, оскільки, під ударним впливом твердих часток, основний сегмент 40 також можна переміщати за допомогою бічних сегментів 41, 42. Крім того, речовина особливо легко знімається з металевого сегмента. Список номерів позицій елементів, показаних на кресленнях: Корпус 1 Барабан 3 Шнек 5 Циліндричні ділянки 3а, 3с, 5а Конічні ділянки 3b, 5b Лопать шнека 7 Вал шнека 9 Камера відводу твердих частинок 11 Живильна труба 13 Простір центрифугування 15 Підшипник 17а, b Випускний канал 19 Відвідні канали 21 Водозлив 23 Камера збору твердих частинок 25 Осад 27 Сегмент шланга 29 Диски 31, 33 Ділянка 35 Простір 37 Внутрішня поверхня 38 Стінка 39 Основний сегмент 40 Бічні сегменти 41, 42 Вісь обертання D Переміщення Μ Тверді частки S Зазор G 3 UA 114718 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 1. Шнекова центрифуга з суцільним ротором, що містить: барабан (3), виконаний з можливістю обертання, причому вісь обертання орієнтована горизонтально, шнек (5), виконаний з можливістю обертання і встановлений в барабані (3), щонайменше один випускний канал (19), розташований під кутом до осі обертання шнекової центрифуги з суцільним ротором, для вивантаження твердих частинок з барабана (3), при цьому щонайменше один випускний канал (19) пов'язаний з камерою (25) збору твердих частинок, яка частково оточує барабан (3), що обертається в ході роботи, і яка не обертається під час роботи, причому в камері (25) збору твердих частинок розташований щонайменше один сегмент шланга (29), що є незамкнутим по колу в своєму поперечному перерізі, яка відрізняється тим, що сегмент шланга (29) виготовлений з еластичного матеріалу, камера (25) збору твердих частинок виконана так, що в ній немає необхідності генерувати перепад тиску, причому еластичний матеріал розташований в камері (25) збору твердих частинок так, що немає необхідності забезпечувати герметичність, незамкнений по колу сегмент шланга (29) розташований у формі кільця в камері (25) збору твердих частинок так, що сегмент шланга (29) по суті повністю оточує барабан в зоні випускного каналу (19), за винятком вихідного отвору в відвідну лінію або контейнер збору, і незамкнута по колу частина сегмента шланга (29) має в поперечному перерізі С-подібну, Uподібну або -подібну форму. 2. Центрифуга за п. 1, яка відрізняється тим, що сегмент шланга (29) виконаний і встановлений в камері (25) збору твердих часток таким чином, що під впливом ударів твердих частинок він приходить в коливальний рух. 3. Центрифуга за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що незамкнута по колу частина сегмента шланга (29) звернена до випускного каналу (19). 4. Центрифуга за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що сегмент шланга (29) спирається на внутрішню поверхню (38) стінки (39) камери (25) збору твердих частинок щонайменше на одній ділянці, на своїй зовнішній стороні, зверненій від випускного каналу (19), на віддалі від ділянок прямого і непрямого кріплення в камері (25) збору твердих частинок. 5. Центрифуга за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що сегмент шланга (29) встановлено на віддалі від усіх внутрішніх поверхонь (38) камери збору твердих частинок, за винятком ділянок прямого і непрямого кріплення в камері (25) збору твердих частинок. 6. Центрифуга за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що сегмент шланга (29) виготовлений повністю з еластичного матеріалу. 7. Центрифуга за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що сегмент шланга (29) виконаний у вигляді гібридного елемента, виготовленого частково з еластичного матеріалу, а частково з жорсткого матеріалу. 8. Центрифуга за будь-яким з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що між сегментом шланга (29) і камерою збору твердих частинок утворено простір, не закритий для забезпечення герметичності. 4 UA 114718 C2 5 UA 114718 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6