[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU183814U1 - BICONIC CENTRIFUGE - Google Patents

BICONIC CENTRIFUGE Download PDF

Info

Publication number
RU183814U1
RU183814U1 RU2018101054U RU2018101054U RU183814U1 RU 183814 U1 RU183814 U1 RU 183814U1 RU 2018101054 U RU2018101054 U RU 2018101054U RU 2018101054 U RU2018101054 U RU 2018101054U RU 183814 U1 RU183814 U1 RU 183814U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
centrifuge
rotor
housing
biconical
angle
Prior art date
Application number
RU2018101054U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Ильич Высоцкий
Илья Сергеевич Высоцкий
Игорь Александрович Бабкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority to RU2018101054U priority Critical patent/RU183814U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU183814U1 publication Critical patent/RU183814U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/10Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для разделения смесей под действием центробежных сил и может быть использована в химической, машиностроительной и др. областях. Биконическая центрифуга, включающая корпус (ротор), установленный на подшипниках, шкив, установленный на оси ротора, питающую трубку и систему отвода очищенной жидкости. При этом ее корпус выполнен в виде двух расширяющихся конусов, имеющих общую ось и обращенных друг к другу симметрично, угол конусности которых на 10-15° превышает значение угла

Figure 00000007
, где
Figure 00000008
- число Фруда, а ω и R - угловая скорость и радиус центрифуги. Техническим результатом решения полезной модели является достижение эффективного повышения положительного вклада центробежных сил в процесс выделения примеси из жидкости при одновременном упрощении конструкции центрифуги.
Figure 00000009
The utility model relates to devices designed to separate mixtures under the action of centrifugal forces and can be used in chemical, engineering and other fields. A biconical centrifuge, including a housing (rotor) mounted on bearings, a pulley mounted on the axis of the rotor, a supply tube and a system for draining purified liquid. Moreover, its body is made in the form of two expanding cones having a common axis and facing each other symmetrically, the taper angle of which is 10-15 ° greater than the angle
Figure 00000007
where
Figure 00000008
is the Froude number, and ω and R are the angular velocity and radius of the centrifuge. The technical result of solving the utility model is to achieve an effective increase in the positive contribution of centrifugal forces to the process of separation of impurities from the liquid while simplifying the design of the centrifuge.
Figure 00000009

Description

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для разделения смесей под действием центробежных, сил и может быть использована в химической, машиностроительной и др. областях.The utility model relates to devices designed to separate mixtures under the action of centrifugal forces, and can be used in chemical, engineering and other fields.

Известна конструкция центрифуги (RU 2283698, МПК B04B1/12 10.01.2006) для разделения жидкости от твердой фракции, содержащая цилиндрический, переходящий в конический ротор, шнек для выгрузки твердой фракции через отверстия, питающую трубку и систему вывода очищаемой жидкости. Разделение жидкости происходит в поле центробежных ускорений. Отброшенные на стенку ротора твердые частицы транспортируются шнеком к окнам выгрузки и удаляются из ротора. Расчет тонкости очистки жидкостей в центрифугах осуществляется на основе хорошо разработанной теории осаждения шарообразных частиц в жидкости, в частности, с применением формулы Стокса для центробежного поля:

Figure 00000001
, где U - скорость движения частицы в жидкости, см/сек; А - разность массовых плотностей частицы и жидкости, г⋅сек2/см4; R - радиус вращения, см; ω - угловая скорость, рад/сек; μ - динамический коэффициент вязкости жидкости, г⋅сек/см2; r - радиус осаждаемых частиц, см.A known design of a centrifuge (RU 2283698, IPC B04B1 / 12 01/10/2006) for separating a liquid from a solid fraction, comprising a cylindrical screw turning into a conical rotor, an auger for unloading a solid fraction through openings, a supply tube and a liquid outlet system. Liquid separation occurs in the field of centrifugal accelerations. Solid particles thrown onto the rotor wall are transported by a screw to the discharge windows and are removed from the rotor. The calculation of the fineness of cleaning liquids in centrifuges is based on a well-developed theory of the deposition of spherical particles in a liquid, in particular, using the Stokes formula for a centrifugal field:
Figure 00000001
where U is the particle velocity in the liquid, cm / sec; A - the difference in mass densities of particles and liquids, g⋅sec 2 / cm 4 ; R is the radius of rotation, cm; ω is the angular velocity, rad / sec; μ - dynamic coefficient of fluid viscosity, g жидкостиsec / cm 2 ; r is the radius of the deposited particles, see

Для теоретических расчетов скорости уноса осажденных частиц потоком многие исследователи [1] используют формулу В.И. Соколова [2].For theoretical calculations, the rate of ablation of deposited particles by a stream, many researchers [1] use the formula V.I. Sokolova [2].

При конструкции ротора с конусом, цилиндрическим или сужающимся к низу, на твердые частицы действует компонента центробежной силы, не способствующая и даже препятствующая продвижению их к окнам выгрузки.In the design of the rotor with a cone, cylindrical or tapering to the bottom, a component of centrifugal force acts on the solid particles, not contributing to or even preventing them from moving to the discharge windows.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является центрифуга (RU 2200634, МПК B04B 1/10 B0/410 B11/02, 2001), содержащая ротор, состоящий из двух, обращенных одна к другой большими основаниями конусообразных тарелей, нижняя из которых установлена с возможностью осевого перемещения для выгрузки осадка. Внутри ротора размещен диск, разделяющий его внутреннее пространство на две части, на котором укреплены лопасти.The closest to the proposed technical solution is a centrifuge (RU 2200634, IPC B04B 1/10 B0 / 410 B11 / 02, 2001), containing a rotor consisting of two cone-shaped plates facing one another with large bases, the lower of which is mounted with the possibility of axial displacement for sludge discharge. A disk is placed inside the rotor, dividing its internal space into two parts, on which the blades are mounted.

Основным недостатком данного устройства является то обстоятельство, что главная идея работы центрифуг заключается в использовании центробежных сил для перемещения сепарируемых частиц поперек потока суспензии. В данном устройстве этот принцип существенно нарушается. На самом деле, из-за большого угла конусности тарелок ротора, действие центробежных сил направлено не поперек, а почти вдоль потока. Далее, наличие диска, разделяющего ротор на две части, приводит к образованию узкой щели между ротором и диском. Как раз это место предназначено для сбора выделяемых частиц. Но из-за узости прохода в данном месте локальные осевые скорости достигают максимальных значений, что приводит к неизбежному захвату и выносу частиц из места их накопления в нижнюю часть ротора. Кроме того, наличие лопаток на том же диске приводит к дополнительной турбулизации потока и усугублению описанных отрицательных эффектов.The main disadvantage of this device is the fact that the main idea of centrifuges is to use centrifugal forces to move the separated particles across the suspension flow. In this device, this principle is significantly violated. In fact, due to the large taper angle of the rotor plates, the action of centrifugal forces is directed not across, but almost along the stream. Further, the presence of a disk dividing the rotor into two parts leads to the formation of a narrow gap between the rotor and the disk. Just this place is designed to collect the emitted particles. But due to the narrowness of the passage in this place, local axial velocities reach maximum values, which leads to the inevitable capture and removal of particles from their accumulation to the lower part of the rotor. In addition, the presence of blades on the same disk leads to additional turbulization of the flow and exacerbation of the described negative effects.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое предложение заключается в упрощении конструкции центрифуги и повышении эффективности использования центробежных сил.The task to which the claimed technical proposal is directed is to simplify the design of the centrifuge and increase the efficiency of the use of centrifugal forces.

Задача решается за счет того, что ротор выполнен в виде двух конусов, обращенных друг к другу широкими основаниями, причем угол их конусности на 10-15° превышает значение угла

Figure 00000002
, где
Figure 00000003
- число Фруда, а ω и R - угловая скорость и радиус центрифуги. Это условие означает превышение компоненты центробежной силы, направленной в сторону щели и продвигающей сепарируемые частицы в этом направлении над аналогичной компонентой силы тяжести, препятствующей этому. Щель между конусами образована для приема выделяемой взвеси. Щель перекрывается торообразным каналом, который соединяет обе части корпуса и имеет отверстия для выпуска взвеси. Взвесь накапливается в бункере, из которого удаляется через отверстия.The problem is solved due to the fact that the rotor is made in the form of two cones facing each other with wide bases, and the angle of their taper by 10-15 ° exceeds the angle
Figure 00000002
where
Figure 00000003
is the Froude number, and ω and R are the angular velocity and radius of the centrifuge. This condition means the excess of the component of the centrifugal force directed towards the gap and advancing the separated particles in this direction over the similar component of gravity, preventing this. The gap between the cones is formed to receive the allocated suspension. The slit is blocked by a toroidal channel that connects both parts of the housing and has openings for the release of suspended matter. Suspension accumulates in the hopper, from which it is removed through openings.

Техническим результатом решения полезной модели является достижение эффективного повышения положительного вклада центробежных сил в процесс выделения примеси из жидкости при одновременном упрощении конструкции центрифуги.The technical result of solving the utility model is to achieve an effective increase in the positive contribution of centrifugal forces to the process of separation of impurities from the liquid while simplifying the design of the centrifuge.

Полезная модель поясняется чертежами: фиг. 1 - фиг. 3. Фиг. 1 - схема сил, действующих на тяжелую частицу: а) у боковой стенки центрифуги; б) компоненты центробежной силы; в) суммарная сила, действующая на частицу (случай сужающегося книзу конуса); г) случай расширяющегося книзу конуса. Фиг. 2 - вид со стороны продольного разреза по оси предлагаемой модели. Фиг. 3 - схема предложенной новой модели с фигурной осевой вставкой.The utility model is illustrated by drawings: FIG. 1 - FIG. 3. FIG. 1 is a diagram of the forces acting on a heavy particle: a) at the side wall of a centrifuge; b) components of centrifugal force; c) the total force acting on the particle (the case of a cone tapering down); d) the case of a cone expanding downward. FIG. 2 is a view from the side of a longitudinal section along the axis of the proposed model. FIG. 3 is a diagram of the proposed new model with a curly axial insert.

Биконическая центрифуга содержит корпус (являющийся ротором), состоящий из двух конически расширяющихся частей (1) и (7), имеющих общую ось и обращенных друг к другу симметрично, угол конусности которых на 10-15 град превышает значение

Figure 00000004
, где
Figure 00000003
- число Фруда, а ω и R - угловая скорость и радиус центрифуги. На оси ротора установлен на подшипниках шкив (3). Между коническими корпусами выполнена щель (2) для приемки сгущенной фракции. Кроме того, оба корпуса соединены торообразным каналом (8) для приемки выделяемой фракции, откуда она выводится через отверстия (10) в бункер (9) и затем через отверстия (11).The biconical centrifuge contains a housing (which is a rotor), consisting of two conically expanding parts (1) and (7) having a common axis and facing each other symmetrically, the taper angle of which is 10-15 degrees higher than the value
Figure 00000004
where
Figure 00000003
is the Froude number, and ω and R are the angular velocity and radius of the centrifuge. A pulley (3) is mounted on bearings of the rotor. A gap (2) is made between the conical bodies for receiving the condensed fraction. In addition, both cases are connected by a toroidal channel (8) for receiving the allocated fraction, from where it is discharged through the holes (10) into the hopper (9) and then through the holes (11).

К узкой части корпуса подведен питающий патрубок (4). В нижней части корпуса расположен патрубок (6), выполненный с возможностью отведения осветленной фракции (5).A supply pipe (4) is brought to a narrow part of the housing. In the lower part of the housing is a pipe (6), configured to discharge the clarified fraction (5).

Приосевая область с малыми значениями центробежных ускорений выполнена в виде симметричной чечевицеобразной фигурной вставки (сплошной или полой).The axial region with small values of centrifugal accelerations is made in the form of a symmetrical lenticular shaped insert (solid or hollow).

Центрифуга работает следующим образом. Ротор через шкив (3) приводят во вращение. Очищаемую жидкость подают через питающий патрубок (4) в верхнюю часть ротора (1), где развиваются центробежные силы. Тяжелые частицы отбрасываются к периферии и скользят по стенкам ротора (1) к щели (2) между верхней (1) и нижней (7) частям корпуса ротора для выхода из него, чему способствует компонента центробежной силы из-за расширяющейся к низу формы части (1) ротора. Частицы, проникнувшие в нижнюю часть (7) корпуса ротора, также отбрасываются к стенке и под действием компоненты центробежной силы перемещаются вверх и попадают в щель (2). Щель (2), перекрыта каналом (8), соединяющим обе части корпуса, который служит накопителем взвеси. Из накопителя ее выводят через отверстия (10). Осветленную жидкость выводят из центрифуги через патрубок (6), расположенный внутри конструкции с отверстиями (5). Взвесь принимают бункером (9), из которого выводят через отверстия (11).The centrifuge operates as follows. The rotor is rotated through a pulley (3). The liquid to be cleaned is fed through the supply pipe (4) to the upper part of the rotor (1), where centrifugal forces develop. Heavy particles are thrown to the periphery and slide along the walls of the rotor (1) to the gap (2) between the upper (1) and lower (7) parts of the rotor housing to exit from it, which is facilitated by the centrifugal force component due to the part expanding towards the bottom ( 1) rotor. Particles penetrated into the lower part (7) of the rotor housing are also discarded to the wall and under the action of the centrifugal force components move up and fall into the slot (2). The slot (2) is blocked by a channel (8) connecting both parts of the housing, which serves as a suspension drive. It is removed from the drive through openings (10). The clarified liquid is removed from the centrifuge through a nozzle (6) located inside the structure with holes (5). The suspension is received by the hopper (9), from which it is discharged through the holes (11).

Поскольку в приосевой области центрифуги центробежные ускорения малы, ее целесообразно исключать фигурной вставкой.Since centrifugal accelerations are small in the axial region of the centrifuge, it is advisable to exclude it by a curly insert.

Claims (2)

1. Биконическая центрифуга, включающая корпус в виде ротора, установленный на подшипниках, шкив, установленный на оси ротора, питающий патрубок и систему отвода очищенной жидкости, отличающаяся тем, что ее корпус выполнен в виде двух расширяющихся конусов, имеющих общую ось и обращенных друг к другу большими основаниями, угол конусности которых на 10-15° превышает значение угла
Figure 00000005
, где
Figure 00000006
- число Фруда, а ω и R - угловая скорость и радиус центрифуги, с образованием щели, перекрытой накопительным каналом, соединяющим обе части корпуса и служащим для накопления в нем выделяемой взвеси, выводимой через отверстия.
1. A biconical centrifuge, comprising a rotor-shaped housing mounted on bearings, a pulley mounted on the rotor axis, a supply pipe and a purified fluid drainage system, characterized in that its housing is made in the form of two expanding cones having a common axis and facing each other to each other with large bases, the taper angle of which is 10-15 ° higher than the angle
Figure 00000005
where
Figure 00000006
is the Froude number, and ω and R are the angular velocity and radius of the centrifuge, with the formation of a gap overlapped by the storage channel connecting both parts of the housing and serving to accumulate in it a released suspension discharged through the holes.
2. Биконическая центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что область с малыми значениями центробежных ускорений выполнена в виде симметричной приосевой чечевицеобразной фигурной вставки, выполненной в соответствии с фиг. 3.2. The biconical centrifuge according to claim 1, characterized in that the region with small values of centrifugal accelerations is made in the form of a symmetric axial lenticular shaped insert made in accordance with FIG. 3.
RU2018101054U 2018-01-10 2018-01-10 BICONIC CENTRIFUGE RU183814U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101054U RU183814U1 (en) 2018-01-10 2018-01-10 BICONIC CENTRIFUGE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101054U RU183814U1 (en) 2018-01-10 2018-01-10 BICONIC CENTRIFUGE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU183814U1 true RU183814U1 (en) 2018-10-03

Family

ID=63794012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018101054U RU183814U1 (en) 2018-01-10 2018-01-10 BICONIC CENTRIFUGE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU183814U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1043882A1 (en) * 1981-05-29 1985-05-30 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Гидродинамики Им.М.А.Лаврентьева Centrifuge
SU1630851A1 (en) * 1989-02-27 1991-02-28 Опытно-Конструкторское Бюро Приборов Контроля И Автоматики Centrifuge
RU2200634C2 (en) * 2001-06-14 2003-03-20 Бийский технологический институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова Centrifuge
US8628458B2 (en) * 2007-06-30 2014-01-14 Gea Mechanical Equipment Gmbh Three-phase separator having an overflow outlet for one phase and a centripetal pump for another phase

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1043882A1 (en) * 1981-05-29 1985-05-30 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Гидродинамики Им.М.А.Лаврентьева Centrifuge
SU1630851A1 (en) * 1989-02-27 1991-02-28 Опытно-Конструкторское Бюро Приборов Контроля И Автоматики Centrifuge
RU2200634C2 (en) * 2001-06-14 2003-03-20 Бийский технологический институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова Centrifuge
US8628458B2 (en) * 2007-06-30 2014-01-14 Gea Mechanical Equipment Gmbh Three-phase separator having an overflow outlet for one phase and a centripetal pump for another phase

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3504804A (en) Centrifugal separator
EP0618845A1 (en) Feed accelerator system including accelerating vane apparatus
EP0262161A1 (en) Continuous flow centrifugal separation
NL9420036A (en) Centrifugal separator and method.
JPH06206005A (en) Decanter type centrifugal separator
US4406651A (en) Multi-phase self purging centrifuge
US5584791A (en) Decanting centrifuges with improved compression
CA2124440C (en) Feed accelerator system including accelerator disc
US4508530A (en) Energy recuperation centrifuge
KR101206938B1 (en) Apparatus for removing solids
RU183814U1 (en) BICONIC CENTRIFUGE
US9248456B2 (en) Centrifugal separator with extended post
RU2366489C1 (en) Vortex-type gas separator
US20020158008A1 (en) Centrifuge
JPH11514572A (en) Low shear force supply system used with centrifuge
KR101796454B1 (en) Separation filtrate cleanliness increase type centrifuge
EP0258012A2 (en) A centrifugal solids-liquids separator
RU2346727C1 (en) Gas separator of vortex type
JP2609537B2 (en) Solid-liquid separation method and apparatus by spherical cyclone
CN209646741U (en) A kind of exocentric structure of high-precision three phase separation
SU1066629A1 (en) Separator
RU2179893C2 (en) Centrifuge
RU205921U1 (en) CENTRIFUGE FOR SUSPENSION SEPARATION
RU2047321C1 (en) Centrifugal extractor
JPH04141251A (en) Method and device for centrifugal separation