Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.6.3. Возможности отстойно фильтрующих центрифуг
При фильтрации расплавов неоднократно уделялось внимание изменению конструкции фильтра для отстойного уплотнения суспензии. Известны работы [59] по отделению отстоявшейся жидкой фазы.
Рис. 1.35. Фильтр отстойно фильтрующий. Основные узлы: 9, 10 – тарели; 11 – фильтрующая щель; 15 – окно забора; 16 – кольцеобразная крышка; 17 – отстойная полость; 18 – конусная перегородка; 19 – отверстие сброса отстоя
Для этого одна из тарелей фильтра (рис. 1.1) снабжена кольцеобразной крышкой (рис. 1.35) [60], размещенной по большему основанию конуса тарели с образованием кольцевой отстойной полости, конусообразной перегородкой, разделяющей кольцевую отстойную полость и образующей в ней у большего своего основания сифон, а меньшим основанием герметично соединенной с конусообразной тарелью, и в зоне соединения перегородки с тарелью в последней выполнены выходные отверстия каналов сифона для отвода металла. Причем, внутренний диаметр кольцеобразной крышки равен диаметру окружности, по которой выполнены выходные отверстия каналов сифона [59].
Рис. 1.36. Фильтр отстойно фильтрующий. Основные узлы: 9 – фильтрующая щель; 14 – полость осадка; 15 – окно сброса отстоя; 17 – витки спирали; 18 – внутренние щели
Под действием центробежных сил жидкая фаза, имеющая больший удельный вес, прижимается к периферии отстойной полости 17, а более легкие твердые кристаллы интерметаллических примесей накапливаются в отстойной полости 17 ближе к центру. После расслаивания кристаллов примесей жидкая фаза выдавливается по каналу сифона, образованному стенкой тарели 10 и конусной перегородкой 18 и через отверстие 19 выбрасывается (показано стрелкой) в котел. По мере накопления в кольцевой отстойной полости 17 твердые кристаллы в виде суспензии выдавливаются (показано стрелкой) через кольцеобразную крышку 16 в зазор между тарелью 9 и крышкой 16 для фильтрации. Жидкость из суспензии продавливается под действием центробежных сил через фильтрующую щель 11 (показано стрелкой) в котел. Твердые кристаллы накапливаются в виде осадка в зазоре между крышкой 16 и тарелью 9. Периодически по мере накопления осадка фильтр приподнимается над уровнем расплава до уровня разгрузки осадка. Тарели 9 и 10 фильтра разжимаются и осадок под действием центробежных сил выбрасывается в зону разгрузки. Это, по мнению авторов, позволило повысить производительность фильтра. Однако в сравнении с наружной щелью внутренняя щель имеет меньшую поверхность и меньшее центробежное ускорение. Из рассмотренных в монографии [60] отстойных фильтров для фильтрации тяжелой жидкой фазы от легких кристаллов MnAs больше подходит фильтр [61]. С целью повышения производительности тонкодисперсных суспензий рафинируемого расплава предлагалось (рис. 1.36) внутренние конусы каждой из тарелей выполнить в виде спирали с углом наклона образующей конуса к оси вращения фильтра 10–30, а радиус расстояния от выпускных окон до оси вращения фильтра в 1,3–2,2 раза больше радиуса расстояния от заборных окон до этой оси [61].
Вначале под действием центробежных сил жидкая фаза продавливается через фильтрующую щель 9, а мелкие твердые кристаллы интерметаллических примесей накапливаются в полости 14. После накопления осадка кристаллов примесей в полости 14 забившаяся щель 9 становится непроницаемой и жидкая фаза отстаивается от твердых кристаллов и выдавливается через внутренние фильтрующие щели 18, образованные витками спиралей 17, и щель 19 между конусами спиралей, и далее через окно 15 выбрасывается (показано стрелкой) в котел-ванну 1. Описанные отстойно-фильтрующие центрифуги принципиально обеспечивают отстой и концентрирование пены, но их производительность ниже, чем ликвационный отстой пены в котле. Кроме того смена фильтра в центрифуге редкое плановое мероприятие. Поэтому в производственных условиях для упрощения организации производственного процесса имел предпочтение окисление пены до сухих съемов.