Фильтрующая центрифуга

метки: Центрифуга, Фільтруючі, Фильтровать, Ротор, Осада, Кожух, Рідини, Труба

У спрощеному вигляді центрифуга являє собою швидко обертається навколо своєї осі порожнистий ротор. Суспензія завантажується в ротор періодично або безперервно. Продукти поділу виводяться з ротора також періодично або безперервно.

У практиці центрифугування застосовують два способи розділення рідких неоднорідних систем: відцентрове фільтрування і відцентрове осадження. У відповідність з цим виготовляють фільтруючі центрифуги з перфорованим ротором, на внутрішній стінці (обичайці) якого покладена фільтрувальна перегородка, і осаджувальних центрифуги — з осаджувальних (відстійних) ротором, що має суцільну обечайку. Виготовляють також комбіновані осадительную-фільтруючі центрифуги, в яких поєднані обидва принципу поділу.

При поділі суспензій в фільтруючих центрифугах в роторі під дією відцентрової сили відбувається фільтрація рідини через фільтрувальну тканину або металеву сітку з одночасним відкладенням часток твердої фази; рідина проходить через сита і потім через отвори в роторі викидається в кожух центрифуги, навколишній ротор, а осад вивантажується або під час обертання ротора, або після його повної зупинки.

При поділі суспензії в осаджувальних центрифугах тверді частинки, що мають як правило, велику щільність, ніж рідкий компонент, осідають під дією відцентрової сили на обичайці ротора у вигляді кільцевого шару; рідкий компонент також утворює кільцевої шар, але розташований ближче до осі обертання. Рідина відводиться з обертового ротора шляхом переливу через борт або за допомогою Відсмоктувальне труби. Осад вивантажується на ходу або після повної зупинки машини

^

1.1.1. Класифікація центрифуг.

Всі центрифуги можуть бути класифіковані за різними характерними ознаками (рис.1.).

1. За технологічним призначенням або принципом поділу, розрізняють такі типи центрифуг:

1. фільтруючі — для поділу порівняно грубодисперсних суспензій з кристалічною і аморфної твердої фазою, а також для відділення вологи від штучних матеріалів; застосування їх забезпечує найменше зміст рідкої фази в осаді та ефективну його промивку;

2. осаджувальні (відстійні) і освітлюючі — для поділу погано фільтруються суспензій, освітлення суспензій невеликій концентрації, а також класифікації суспензій по крупності і щільності твердих частинок;

   22 стр., 10914 слов

   Курсовая работа центрифуга

   ... показателей работы центрифуг является индекс производительности, характеризующий относительную разделяющую способность центрифуги. Его рассчитывают по формуле: =2πrртLFr , где L - длина ротора центрифуги периодического действия или цилиндрической части ротора шнековой центрифуги; Fr ...

3. розділяють (сепаруючі) — для поділу емульсій;

4. комбіновані — в яких поєднуються два принципу поділу: осадження з подальшою фільтрацією і фільтрація з подальшим осадженням у відцентровому полі.

2. За основним конструктивним ознакою центрифуги бувають:

1. горизонтальні — з горизонтальним валом, що мають жорсткі або пружні опори; ротор може бути розташований між опорами або на консолі;

2. вертикальні — з вертикальним валом, що мають жорсткі або пружні опори, вал з верхнім або нижнім приводом;

3. похилі — з похилим валом, що мають жорсткі опори;

4. вертикальні, з підпертим валом і пружною верхньою опорою — з вертикальним валом, що має пружну верхню опору і жорстку шарнірну нижню опору, ротор закріплюють на верхньому кінці вала;

5. підвісні з верхнім приводом — з вертикальним валом, підвішеному на верхній шарнірної пружною опорі; ротор закріплюють на нижньому кінці вала;

6. підвісні з нижнім приводом (маятникові) — з вертикальним валом, опори якого поміщені в загальний жорсткий корпус, підвішений на трьох колонках; ротор закріплений на верхньому кінці вала;

7. вертикальні трубчасті — з вертикально підвішеним трубчастим ротором.

3. За способом вивантаження осаду центрифуги поділяють на такі типи:

1. з ручним вивантаженням через верхній борт — осад вивантажують без застосування спеціальних механізмів після повної зупинки ротора;

2. з ручним вивантаженням через днище — без застосування спеціальних механізмів після повної зупинки ротора;

3. з ручним вивантаженням і розбиранням ротора — осад вивантажують без застосування спеціальних механізмів після повної зупинки ротора;

4. з контейнерної або касетної вивантаженням — за допомогою спеціальних знімних контейнерів, м’яких або жорстких касет і т.д.;

5. з ножовий вивантаженням — осад вивантажується ножем, скребком або розпушувачем спеціального механізму на ходу при повному або зменшеному числі обертів ротора з одночасним виведенням осаду через бункер, а також пневматичним механічним транспортером;

6. з гравітаційною вивантаженням (саморозвантажувальні) — осад вивантажується під дією власної ваги під час зупинки ротора;

7. з шнекової вивантаженням — за допомогою шнека, що обертається щодо ротора безперервно при безперервній роботі машини;

8. з поршневий вивантаженням — штовхачем, що здійснює зворотно-поступальний рух уздовж осі ротора при безперервній роботі машини;

9. з відцентровою вигр зкой — осад вивантажується під дією відцентрової сили безперервно, при безперервній роботі машини;

   13 стр., 6450 слов

   Технологический процесс сборки ротора асинхронного двигателя АД160М

   ... ротора и тормозным моментом создаваемым нагрузкой на валу двигателя процессы изменения величин прекратятся. Выходит, что принцип работы ... меди, изоляции, электрической стали и других затрат. На ремонт и обслуживание этих двигателей в эксплуатации средства ... исходных данных Задача курсового проекта заключается в разработке технологического процесса изготовления ротора проектируемого двигателя при ...

10. з вібраційною вивантаженням — осад вивантажується безперервно під дією коливань обертового ротора;

11. з гідравлічною вивантаженням — вологий осад і рідка фаза вивантажується через сопла або отвори ротора при робочій швидкості останнього.

4. За ступенем герметизації, вибухозахищенності і залежно від дотримання спеціальних вимог розрізняють такі виконання центрифуг:

1. негерметизовані — без спеціальних ущільнювальних пристроїв, ізолюючих робочі порожнини машини від зовнішнього середовища, з електрообладнанням звичайного виконання; застосовуються для обробки нетоксичних, нелетких, вогне-та вибухобезпечних продуктів у вибухобезпечних виробництвах;

2. негерметизовані зі вибухозахищеним електроустаткуванням — без спеціальних ущільнювальних пристроїв, ізолюючих робочі порожнини машини від зовнішнього середовища, з електрообладнанням у вибухозахищеному виконанні; застосовуються для обробки нетоксичних, нелетких, вогне-та вибухобезпечних продуктів у вибухобезпечних виробництвах;

3. герметизоване вибухозахищене — з ізоляцією робочих порожнин машини від зовнішнього середовища, електроустаткуванням у вибухозахищеного виконання і піддувом в порожнину кожуха інертного газу під тиском від 0,101 до 0,11 МПа; застосовуються у вогні-і вибухонебезпечних виробництвах, де можуть виникнути вибухонебезпечні концентрації газо-і пароповітряних сумішей;

4. герметизоване — з ізоляцією робочих порожнин машини від зовнішнього середовища, електроустаткуванням у вибухозахищеного виконання; застосовують для роботи під тиском більше 0,11 МПа у вогні-і вибухонебезпечних виробництвах;

5. з обігрівом або охолодженням — зі спеціальними пристроями для підігріву (охолодження) кожуха або ротора машини і електроустаткуванням у звичайному виконанні;

6. з обігрівом або охолодженням — зі спеціальними пристроями для підігріву (охолодження) кожуха або ротора машини і електрообладнанням у вибухозахищеному виконанні;

7. капсульоване — вся машина, за винятком приводу, поміщена в герметичну оболонку;

8. спеціальне — для роботи в спеціальних умовах;

Рис.1. Класифікація центрифуг.

^

1.1.2. Основні показники роботи центрифуг.

Одним з основних показників роботи центрифуг є індекс продуктивності, що характеризує відносну розділяє здатність центрифуги. Його розраховують за формулою:

= 2πrртLFr,

де L — довжина ротора центрифуги періодичної дії або циліндричної частини ротора шнековою центрифуги;

• Fr — фактор поділу на радіусі ротора rрт.

Фактор поділу — безрозмірний параметр, що визначає, у скільки разів прискорення відцентрового поля, развиваемого в центрифузі, більше прискорення вільного падіння. Його знаходять з рівняння:

Асинхронные двигатели с фазным ротором

... обслуживание и ремонт асинхронного двигателя с фазным ротором Асинхронные электрические двигатели двух типов: модели с фазным или с короткозамкнутым ротором. Основные элементы, обеспечивающие работу асинхронного электродвигателя: статор и ... (принимается по графику рис. 1.1. [3]); Рн =7,5 — мощность на валу двигателя, кВт (принимается по заданию); =86,25% — коэффициент полезного действия и cos ...

Fr = ω2rртg.

Значення rрт і ω залежать від конструктивних особливостей центрифуги. З їх збільшенням фактор поділу зростає. Максимальне значення його практично досягається збільшенням кутової швидкості (при вимушеному зменшенні радіуса ротора).

^ Рекомендації щодо застосування різних процесів центрифугування.

У табл. 1 наведені рекомендовані області застосування різних процесів центрифугування і способів вивантаження осаду в залежності від дисперсності оброблюваних матеріалів.

У табл. 2 дан перелік деяких продуктів і типи центрифуг для їх обробки. Для технічно обгрунтованого вибору типу і розміру центрифуги, визначення оптимального режиму її роботи в умовах конкретного технологічного процесу необхідно провести лабораторні та промислові випробування.

Таблиця 1., Таблиця 2.

центрифуг для їх обробки.

Продовження табл., Продовження табл.

^

1.2. Фільтрування

Фільтрування, процес розділення суспензій або аерозолів за допомогою фільтрувальних перегородок, що пропускають рідина або газ, але затримують тверді частинки. Фільтрування здійснюється в спеціальних апаратах — фільтрах. Поряд з терміном «Фільтрування» для назви цього процесу вживається і термін «фільтрація». Нижче розглядається найбільш важливий вид фільтрування — поділ суспензій.

При фільтруванні суспензій відокремлювані від рідини тверді частинки найчастіше утворюють на фільтрувальної перегородці шар вологого осаду, який при необхідності може промиватися водою і ін рідинами або продуватися повітрям з метою його осушення. Тверді частки дуже в’язких і малоконцентровані тонкодисперсних суспензій можуть проникати в пори фільтрувальної перегородки і затримуватися там, не утворюючи осаду. Можливо також фільтрування, при якому тверді частинки одночасно проникають в пори і утворюють осад. Для запобігання або уповільнення закупорки пір застосовують допоміжні речовини (діатоміт, перліт, азбест, целюлозу та ін), які або наносять на фільтрувальний перегородку, або додають в суспензію. Принцип дії цих матеріалів полягає в тому, що вони утворюють захисні сводікі над порами. Рідина, що пройшла через фільтрувальну перегородку, називається фільтратом.

Фільтрована рідина при русі через шар осаду і фільтрувальну перегородку зустрічає гідравлічний опір, для подолання якого необхідно створення перепаду тиску (вакууму під фільтрувальної перегородкою або надлишкового тиску над нею).

При постійному перепаді тиску швидкість фільтрування падає в міру збільшення товщини шару осаду і, отже, зростання гідравлічного опору. У разі подачі суспензії на фільтрувальну перегородку поршневим насосом фільтрування відбувається при безперервному зростанні перепаду тиску з постійною швидкістю. Якщо ж суспензія подається відцентровим насосом, змінюються безперервно як перепад тиску, так і швидкість фільтрування. З підвищенням температури швидкість фільтрування зростає завдяки зниженню в’язкості суспензії.

Розрізняють такі види фільтрування: а) власне поділ суспензій — відділення містяться в них твердих частинок, затримуваних на фільтрувальної перегородці, через яку віддаляється переважна кількість рідини; б) згущення суспензій — підвищення в них концентрації твердої фази шляхом видалення через фільтрувальну

перегородку деякої частини рідкої фази; в) освітлення рідин — очищення від міститься в них невеликої кількості тонких суспензій. Опади, одержувані при фільтруванні, бувають нестискувані (їх пористість в процесі фільтрування постійна) і стискувані (пористість зменшується).

У разі нестискуваних опадів (наприклад, часток піску, кристалів карбонату кальцію) потік рідини через фільтрувальну перегородку ламінарії і швидкість фільтрування пропорційна перепаду тиску і висоті шару осаду. У разі стискуваних опадів (наприклад, гидроокисей металів) ця залежність більш складна і індивідуальна для кожної суспензії. Стиснення осаду призводить до збільшення гідравлічного опору та зменшення швидкості фільтрування. Для запобігання стиснення до тонкодисперсним суспензіям додають коагулянти і флокулянти, що сприяють агрегуванню дрібних частинок і підвищенню пористості осаду.

Фільтрування — ефективний метод розділення рідких неоднорідних систем, широко застосовуваний в лабораторних і промислових умовах (в хімічній, харчовій, нафтопереробній, гірничорудної та ін областях промисловості).

Фільтрування використовується також для газів очищення.

^

1.2.1Фільтровальние перегородки

Фільтрувальна перегородка являє собою істотну частину фільтра і від правильного вибору її багато в чому залежать продуктивність фільтрувального устаткування і чистота одержуваного фільтрату. Попередній вибір фільтрувальної перегородки грунтується на зіставленні властивостей розділяється суспензії та характеристик різних перегородок. Правильно вибрана фільтрувальна перегородка повинна мати пори по можливості великого розміру, що зменшує її гідравлічний опір. Однак розмір пір не повинен перевищувати деякого значення, що забезпечує хорошу затримує здатність перегородки по відношенню до твердих часткам суспензії та отримання фільтрату необхідної чистоти.

Фільтрувальні перегородки повинні мати гарну задерживающей здатністю, незначним гідравлічним опором, фізико-механічною міцністю, хімічною стійкістю, великою пористістю і рівномірним розподілом пор за розмірами, зберігати проникність при багаторазовому фільтруванні, легко регенеруватися, а при фільтруванні з закупорюванням пор — бути достатньо «грязеемкость» . Основні фільтраційні характеристики: вид матеріалу, водопроникність, повітропровідної, пористість, міцність, робочий тиск, маса 1 м ^2, лінійні розміри.

За принципом дії розрізняють поверхневі і глибинні фільтрувальні перегородки. Поверхневі перегородки відрізняються тим, що тверді частинки суспензії при її поділі в основному затримуються на їх поверхні, не проникаючи в пори. Глибинні перегородки, які використовуються переважно для освітлення рідин, що містять тверді частинки в невеликій концентрації, характеризуються тим, що частинки суспензії в процесі її поділу проникають в їх пори і затримуються там.

Фільтрувальні перегородки можуть бути класифіковані за матеріалами, з яких вони виготовлені.

За структурою фільтрувальні перегородки підрозділяються на гнучкі і негнучкі

Гнучкі фільтрувальні перегородки особливо придатні для роботи з хімічно агресивними рідинами, при підвищеній температурі і в умовах значних механічних напруг. Ткані фільтрувальні перегородки виготовляють з натуральних (бавовна, шерсть, шовк), штучних (ацетати целюлози, віскоза), синтетичних

(Поліакрилонітрил, поліаміди, полівінілхлорид, поліефіри та ін), силікатних (азбест, скло) і металевих (W, Mo, сплави і т. д.) волокон і ниток.

Неткані фільтрувальні перегородки виробляють з тих же волокон (або їх сумішей), що і ткані перегородки, голкопробивним або клейовим методами або формуванням з розплавів. Неткані фільтрувальні перегородки перевершують ткані по грязеємність, пористості, затримуючої здатності (за рахунок звивистості пор), проникності, але істотно поступаються їм за механічної міцності, регенеріруемой та умовам знімання осаду. До нетканим фільтрувальної перегородки близькі за властивостями перегородки одноразового користування — фільтрувальні паперу (непроклеенние папери з бавовняного волокна, зольність яких не перевищує 0,8) і картон, що відрізняються дешевизною і доступністю.

Негнучкі фільтрувальні перегородки можуть бути:

1. жорсткими;

2. нежорсткими.

Жорсткі фільтрувальні перегородки (кераміка і металокераміка, пористі пластмаси і метали тощо) випускаються у вигляді циліндрів (патронів), плит, листів товщиною 0,2-50 мм і найтонших ниток і відрізняються сталістю структури при зміні тиску, хорошою задерживающей здатністю, гряземісткістю (від незначної — кераміка, до підвищеної — пластмасові патрони), ефективністю регенерації 70-100% (за винятком важко регенерируемой кераміки та нерегенерованих патронів одноразового користування).

Нежорсткі фільтрувальні перегородки бувають:

1. намивними (найбільш поширені);

2. насипними (шари з піску, гравію, коксу, кам’яного вугілля і т. п. з товщиною завантаження до 1 м; регенеруються зворотним струмом фільтрату).

Намивні фільтрувальні перегородки — інертні, тонкозернисті або волокнисті шари фільтрувальних допоміжних речовин (ФВВ), що утворюють при осветлітельние фільтруванні малоконцентровані суспензій пористий осад. ФВВ додають у суспензію, попередньо наносять на фільтрувальний перегородку або комбінують обидва способи. Матеріалами для ФВВ служать, як правило, піддані термообробці, розмелюванню та класифікації за сортами діатоміт, перліт, вугілля, целюлоза, а також деревне борошно, відбілюючі землі (глини), глинозем, відходи виробництв волокнистих матеріалів.

Шар ФВВ володіє хорошими проникністю і затримує здатністю, може запобігати забивку пір фільтрувальної перегородки, забезпечує здобуття якісної фільтрату на початку фільтрування. Шар намивають шляхом багаторазової циркуляції через фільтр суспензії ФВВ в чистому фільтраті або близькою за властивостями рідини. Властивості шару можна регулювати зміною концентрації ФВВ: чим вона нижча, тим менше пористість і вище затримує здатність. Ефективно також змішання різних ФВВ і їх різних сортів.

Намивні шари бувають одноразовими і оновлюваними. В останньому випадку, якщо при фільтруванні відбуваються інтенсивне закупорювання пір намивного шару та утворення на ньому шару осаду, ФВВ додають у суспензію. У результаті збільшуються пористість і проникність, а також поліпшуються реологічні властивості осаду. При цьому дисперсність і кількість ФВВ вибирають близькими відповідним параметрам механічних домішок.

^

1.2.2. Класифікація фільтрів.

Фільтр (франц. filtre, від позднелат. Filtrum, буквально — повсть) — апарат, в якому за допомогою фільтрувальної перегородки здійснюється поділ, згущення або освітлення неоднорідних систем, що містять тверду і рідку (газоподібну) фази. Крім того, фільтром називаються пристрої та апарати для очищення розчинів від мінеральних солей, поділу на фракції полімерних іонів і т.д. за допомогою іонітів, а також пристрої, що пропускають або затримують звукові або електромагнітні хвилі певних частот.

Залежно від виду неоднорідної системи розрізняють:

• рідинні фільтри (призначені для фільтрування суспензій);

• газові фільтри (для розділення аерозолів і газів очищення).

Найпростіший фільтр — посуд, розділений на дві частини фільтрувальної перегородкою. Між частинами фільтра створюється різниця тисків, під дією якої рідина проходить через перегородку, що затримує тверді частинки.

Промислові фільтри розділяються по режиму роботи на фільтри:

• періодичної дії;

• безперервної дії,

а за величиною робочого тиску на:

• вакуум-фільтри;

• фільтри, що працюють під тиском.

Вакуумні фільтри

Періодичної дії

Безперервної дії

Нутч-фільтри відкриті

Стрічкові

Барабанні

Дискові

Карусельні

Стрічкові

Фільтри, що працюють під тиском

Періодичної дії

Безперервної дії

Фільтр-преси

Нутч-фільтри закриті

Мішечні

Патронні

Барабанні

Дискові

Рідинні фільтри за принципом дії поділяються на дві основні групи:

Фільтри, що належать до кожної з цих груп, розрізняються за способом створення в них різниці тиску (працюють під вакуумом або під надлишковим тиском), з геометрії поверхні, що фільтрує (плоска або криволінійна), по типу застосовуваних фільтрувальних перегородок. У фільтрі періодичної дії на всій поверхні фільтрувальної перегородки по черзі здійснюються вступ суспензії і утворення осаду (фільтрування), обезводнення, промивання і видалення осаду, регенерація фільтрувальної перегородки. У фільтрах безперервної дії вказані операції проходять безперервно, одноразово і незалежно одна від іншої в кожній відповідній зоні фільтра.

^

1.3. Відстоювання

Відстоювання, повільне розшарування рідкої дисперсної системи (суспензії, емульсії, піни) на складові її фази: дисперсійне середовище і діспергіроване речовина (дисперсну фазу), що відбувається під дією сили тяжіння. У процесі відстоювання частки дисперсної фази осідають або спливають, накопичуючись відповідно у дна посудини або біля поверхні рідини. Концентрований шар з окремих крапельок у поверхні, що виник при відстоюванні, називають вершками. Частинки суспензії або краплі емульсії, що скупчилися у дна, утворюють осад. Накопичення осаду або вершків визначається закономірностями седиментації (осідання).

Відстоювання високодисперсних систем часто супроводжується укрупненням частинок в результаті коагуляції або флокуляції. Структура осаду залежить від фізичних характеристик дисперсної системи і умов відстоювання. Він буває щільним при відстоюванні грубодисперсних систем. Полідисперсні суспензії тонко подрібнених ліофільних продуктів дають рихлі гелевидні опади.

Відстоювання — поширений спосіб очищення рідин від грубодисперсних механічних домішок. Його використовують при підготовці води для технологічних і побутових потреб, обробці каналізаційних стоків, зневодненні і обессоливании сирої нафти, в багатьох процесах хімічної технології. Воно є важливим етапом в природному самоочищенні природних і штучних водойм. Відстоювання застосовується також для виділення диспергованих в рідких середовищах різних продуктів промислового виробництва або природного походження.

Відстоювання є дешевшим процесом, ніж інші процеси розділення неоднорідних систем, наприклад фільтрування. Відстоювання використовують як первинного процесу поділу, проведення якого часто дозволяє прискорити (при інших рівних умовах) фільтрування або центрифугування суспензій.

Відстоювання проводять в апаратах, званих відстійниками, або згущувачі. Розрізняють апарати періодичної, безперервного і полунепреривного дії, причому безперервно діючі відстійники, в свою чергу, діляться на одноярусні, двоярусні і багатоярусні.

Періодично діючі відстійники являють собою низькі басейни без перемішують. Такий відстійник заповнюється суспензією, яка залишається в стані спокою протягом певного часу, необхідного для осідання твердих частинок на дно апарату. Після

цього шар освітленої рідини декантирують, тобто зливають через сифонну трубку або крани, розташовані вище рівня осів осаду. Останній, звичайно представляє собою рухливу текучу густу рідку масу — шлам, вивантажують вручну через верх апарату або видаляють через нижній спусковий кран.

Розміри і форма апаратів періодичної дії залежать від концентрації диспергованої фази і розмірів її часток. Чим крупніше частинки і чим більше їх щільність, тим менший діаметр може мати апарат. Швидкість відстоювання істотно залежить від температури, із зміною якої змінюється в’язкість рідини, причому швидкість осадження обернено пропорційна в’язкості, а остання зменшується зі збільшенням температури.

Для відстоювання невеликих кількостей рідини застосовують відстійники у вигляді циліндричних вертикально встановлених резервуарів з конічним днищем, мають кран або люк для розвантаження осаду і кілька кранів для зливу рідини, встановлених на корпусі на різній висоті.

Для відстоювання значних кількостей рідини, наприклад для очищення стічних вод, використовують бетонні басейни великих розмірів або декілька послідовно з’єднаних резервуарів, працюючих напівбезперервним способом.

^

2. Конструктивне оформлення обладнання для розділення гетерогенних рідинних систем.

2.1. Типові конструкції центрифуг.

2.1.1. Центрифуги автоматичні горизонтальні з ножовий вивантаженням осаду.

^

2.1.1.1. Загальні відомості та принцип дії.

Автоматичні горизонтальні центрифуги — це машини періодичної дії з ножовим зніманням осаду і автоматичним управлінням всіма операціями. Вони можуть бути використані для розділення суспензій в широкому діапазоні дисперсні і концентрацій твердої фази.

Автоматичне управління центрифугою дозволяє здійснювати дії всіх робочих органів в автоматичному режимі пооперационно, згідно з робочим циклом машини. Цикл технологічних операцій, заданих програмою автоматичного режиму, повторюється періодично при безперервному обертанні ротора.

Залежно від технологічного призначення випускаються автоматичні центрифуги типів ФГН і ОГН — фільтруючі та відстійні горизонтальні з ножовим шаром осаду. Фільтруючі центрифуги набули більшого поширення, вони призначені для розділення суспензій, у яких тверда фаза має кристалічну або зернисту структуру з розміром зерна 30-150 мкм.

Відстійні центрифуги застосовуються рідше, вони призначені для розділення середньо-і дрібнозернистих (розмір зерна 5-40 мкм.) Труднофільтрующіхся суспензій в тих випадках, коли допустимо високий вміст рідкої фази в отриманому осаді і коли використання фільтруючих поверхонь неможливо.

При діаметрі ротора до 1600 мм включно його розташовують консольно. При більшому діаметрі ротора його розташовують між двома опорами (при цьому він може бути одинарним або здвоєним) або консольно, у останньому випадку, як правило, застосовують поворотні кришки (рис.2.).

Рис. 2. Принципові схеми центрифуг:

• а — з розташуванням ротора між опорами;
• б — здвоєних;
• в — з консольним розташуванням ротора.

Принцип дії автоматичної фільтрує центрифуги з розташуванням ротора між опорами (рис. 3.)

Рис.3. Схема центрифуги з розташуванням ротора між опорами:

1 — розвантажувальний жолоб (бункер), 2 — механізм зрізу осаду (ніж); 3 — станина (кожух); 4 — ротор; 5 — привід; 6 — регулятор завантаження; 7-9 — клапани завантаження, регенерації, промивання; 10 — труба промивки; 11 — живильник; 12 — блок електрогідравлічних золотників; 13 — станція управління; 14 — пульт управління; 15 — маслонасосні станція; 16 — Віброізолююче пристрій; 17 — гнучкі зв’язку (сильфони і т.п.);

^ 18 — розділовий клапан.

Суспензія надходить в ротор 4 через завантажувальний клапан 7 і живильник 11. Завантаження продукту регулюється за допомогою регулятора 6, що дозволяє робити як одноразову, так і багаторазову завантаження, до отримання необхідної товщини шару осаду в роторі.

Після завантаження ротора відбувається віджимання — видалення з осаду рідкої фази, а потім промивка осаду рідиною, що надходить через промивної клапан 9 і промивну трубу 10. По закінченню промивання повторюється

операція віджимання. Віджатий осад зрізається ножем механізму зрізу ^ 2, зсипається в приймальний жолоб 1 і виводиться з центрифуги. Незрізаною шар видаляється шляхом промивання (регенерації) фільтрує основи спеціальними розчинами, які надходять через клапан регенерації 8 і промивну трубу 10.

Фільтрат, промивна рідина і рідини регенерації відводяться з центрифуги роздільно, через розділовий клапан 18.

Тривалість операції віджиму, промивання і регенерації контролюється за допомогою реле часу, встановленого на станції автоматичного управління 13.

^ Принцип дії відстійних центрифуг:

Оброблювана суспензія через завантажувальний клапан і трубу живлення надходить в ротор центрифуги, де під дією відцентрового поля відбувається відстоювання суспензії — поділ твердої і рідкої фаз.

Залежно від способу відведення рідкої фази з ротора розрізняють центрифуги з переливом фугату через борт і без переливу. У центрифугах першого типу фугат видаляється з корпусу центрифуги через відвідний штуцер в нижній частині корпусу. При заповненні ротора осадом завантаження центрифуги припиняється, проводиться відсмоктування залишився шару рідини і вивантаження осаду за допомогою механізму зрізу.

У центрифугах без переливу завантаження припиняється після заповнення ротора суспензією, рівень якої контролюється регулятором рівня шару. Залишилася над осадом рідина відводиться з ротора за допомогою труби відсмоктування. Осад вивантажується механізмом зрізу через розвантажувальний бункер центрифуги.

Центрифуги типу ФГН і ОГН широко використовуються в хімічній промисловості для обробки суспензій, що містять переважно розчинні кристали твердої фази: хлориди калію і натрію, сульфат міді, карбонат амонію та ін

^ Переваги і недоліки центрифуг ФГН і ОГН:

До достоїнств центрифуг ФГН і ОГН відносяться простота конструкції, широкий діапазон габаритних розмірів, автоматичне управління, можливість обробки суспензій в широкому діапазоні концентрацій твердої фази і розмірів часток, висока якість промивки твердої фази (на центрифугах ФГН), отримання освітленої рідкої фази.

Ці машини зручні в обслуговуванні і завдяки герметичності конструкції можуть працювати у вибухонебезпечних приміщеннях класу В-Іа, В-IIа, а також в приміщеннях з підвищеною вологістю.

До недоліків центрифуг цього типу відносяться неможливість обробки в ряді випадків суспензій з нерозчинної твердою фазою, подрібнення кристалів при зрізі ножем (такі центрифуги непридатні для цукрової промисловості); періодичність процесу, не завжди дозволяє включати машини в автоматичні і особливо в непреривнодействующіе технологічні лінії; нерівномірне використання при різних операціях потужності електродвигуна, ваговитість машин і пов’язана з цим необхідність встановлення їх на потужних віброізоляційних постаментах або фундаментах; нездатність до самобалансування при завантаженні, часто призводить до виникнення сильних вібрацій.

^

2.1.1.2 Основні параметри центрифуг типу ФГН і ОГН.

Останнім часом увага конструкторів було направлено на підвищення ступеня уніфікації автоматичних центрифуг. Поряд зі створенням базових моделей розробляються і освоюються конструкції машин спеціального призначення, в яких враховані специфічні властивості суспензій. Модифікації машин спеціального призначення розроблені на основі базових моделей і відрізняються матеріалами, з яких виконані основні вузли, конфігурацією ротора, ступенем герметизації, категорією вибухобезпеки і т.д. Основні параметри автоматичних центрифуг типу ФГН і ОГН наведено в табл. 3.

Таблиця 3.

^

2.1.1.3. Конструкції центрифуг типу ФГН і ОГН.

У даному розділі розглянуті конструкції центрифуг типу ФГН і ОГН:

1. ФГН-63;

2. ФГН-125;

3. ФГН-180 і ГГН-180;

4. ФГН-200.

Зупинимося на розгляді конструкції центрифуги типу ФГН-180 і ФГН-200. Конструкції інших типів центрифуг, наведених вище, розглянуті в розробленому електронному методичному посібнику.

^ Центрифуги ФГН-180 і ГГН-180:

• Модифікації та виконання центрифуг цього типу розрізняються тільки матеріалом, з якого виготовлені основні вузли, і конструкцією ротора;
• залежно від останньої центрифуги діляться на фільтруючі (ФГН-1801К.-02, ФГН-1801К-04) та від

стойние (ГГН-1801К-02), забезпечені механізмом відсмоктування жид

кістки.

Машини випускають у звичайному (негерметизовані) ис

полнении. Вузли й деталі центрифуг ФГН-1801К-02 і ГГН-1801К-02, дотичні з оброблюваним продуктом, виконані зі сталі 12Х18Н10Т, а центрифуги ФГН-1801К-04 — зі сталі 10Х17Н12М2Т. інші деталі і вузли — з вуглецевих сталей і чавуну. Внутрішня поверх

ність станини футерована тонколистової сталлю 12Х18Н10Т або 10Х17Н13МЗТ, в залежності від виконання машини. В якості фільтруючого основи в роторі центрифуг применя

ють фільтрувальні сітки (ГОСТ 3187-76) та підкладні сет

ки (ГОСТ 3826-82).

Характерна конструктивна особливість цих центрифуг — розташування ротора ^ 26 (рис. 4) між двома опорами. Центрифуга ФГН-180 має литу станину, що складається з двох частин — верхньої 7 і нижньої 1. На передній стінці верхньої частини станини располо

дружини напрямні 9 і 10 рами ножа і механізму зрізу, гідроциліндр 12 зі штоком для підйому рами, труба промивши

ки ^ 8, пристрій живлення 14 з рукояткою для регулювання ширини щілини, кінцеві вимикачі 13 ходу ножа і шибер

ная заслінка 11, що перешкоджає викиду назовні бризок сус

Пенза, промислових вод і осаду.

Рис. 4. Центрифуга ФГН-180:

1, 7 — нижня і верхня частини станини; 2, 4 — люки; 3 — розділовий клапан; 5 — вібратор; 6 — регулятор рівня завантаження; 8 — труба промивки; 9 — напрямні; 10 — механізм зрізу осаду; 11 — шиберная заслінка ; 12 — гідроциліндр, 13 — кінцевий вимикач; 14 — пристрій живлення; 15, 17 — корпус і кришка підшипника; 16 — роликопідшипники; 18 — ущільнення; 19 — розвантажувальний бункер; 20 — покажчик ходу масла; 21, 22 — лючки; 23 — штуцер; 24 — блок електрогідравлічних золотників; 25 — температурне реле; 26 — ротор.

У нижній частині станини розташовані два люки ^ 4 (справа і зліва), в один з яких вмонтовано регулятор рівня завантаження 6. По центру станини, в передній опорної тумбі, є люк 2 для періодичного спостереження за сходом осаду і Очищенням бункера. У передню опорну тумбу станини вмонтований вібратор 5 розвантажувального бункера 19, а в задню — маслонасосні станція гідросистеми. Для догляду за фільтром і запобіжним клапаном маслосистеми призначені плодяться в задній тумбі лючки 21 і 22. Охолоджуюча вода подається в холодильник маслостанции через штуцер 23. На правій бічній стінці станини встановлений блок електрогідрав

лических золотників 24. Фільтрат і промивні води відводяться через розділовий клапан 3 на лівій бічній стінці.

Корінні підшипники центрифуги конструктивно відрізняють

ся від підшипників інших машин. Вони складаються з сталевого корпусу ^ 15, сферичних роликопідшипників 16 і кришок 17. Мастило проводиться маслом, що надходять від маслонасосні станції. На лінії зливу масла

встановлені температурні ре

ле ^ 25, а на нагнітальної лінії-вказівник ходу масла 20.

Рама ножа механізму зрізу здійснює зворотно-поступальний рух по двох вертикальних циліндричним на

правляться. Ущільнення ^ 18 головного валу на виходах з станини — металеві, лабіринтові.

Центрифуги ФГН-200:

Центрифуги цього типу прийшли на зміну центрифуг ФГН-180. Випуск їх налагоджений серійно в двох виконаннях: ФГН-2001К-01 (без стали 12Х18Н10Т) і ФГН-2001К-02 (зі ста

Чи 10Х17Н13МЗТ).

Центрифуги характеризуються більш високим, ніж попе

щие, фактором поділу, більшою разової завантаженням ротора, збільшеною потужністю приводного електродвигуна і друга-ми поліпшеними показниками.

Центрифуга ФГН-2001К-01 (базова модель) — машина зви

ного (негерметизовані) виконання, ротор діаметром 2000 мм, розташований між опорами. Матеріал ротора і ко

Жухай (станини) — нержавіюча сталь 12Х18Н10Т. Центрифуга ФГН-2001К-02 відрізняється від базової моделі тільки матеріа

лом ротора і кожуха (станини), які виготовляють зі сталі 10Х17Н12МЗТ.

Центрифуга ГГН-2003К-01 — відстійна, виготовляється на базі центрифуги ФГН-2001К-01 в герметизированном виконанні в вибухозахищеним електрообладнанням. Призначена (ля роботи у вибухонебезпечних приміщеннях класу В-1а і з вибухонебезпечними сумішами категорій 1, 2, 3 і груп Т1, Т2, ТЗ, I також у приміщеннях класу В-IIа. Ротор і кожух виготовлений

ють з нержавіючої сталі 12Х18Н10Т. Розрахована на роботу під надлишковим тиском інертного газу в кожусі 0,005 МПа.

За призначенням, пристрою і принципу дії машини ФГН-200 аналогічні центрифуг ФГН-180, але відрізняються від них конструктивним рішенням ряду вузлів: станина — зварна, полегшені конструкції, розвантажувальний бункер (рис. 5) забезпечений вібратором 2, поліпшує умови вивантаження осаду; головний вал 1 розташований в двох ролико-сферичних подшип

никах, монтованих на закріпних втулках, що полегшує їм зняття і установку на вал; вдосконалені лабіринтові ущільнення головного валу і т. д. Привід і гальмування центрифуги здійснюються за допомогою електродвигуна, пуско-гальмівний гідромуфти і клинопасової передачі, що дозволило відмовитися від застосовувався раніше стрічкового гальма.

Маслостанция виконана у вигляді самостійного агрегату, що виключає попадання в масляну ванну фільтрату, що проникає через лабіринтові ущільнення між валом і станиною.

Рис. 5. Центрифуга ФГН-2001К-01:

1 — головний вал; 2 — вібратор; 3 — бункер; 4 — стрічковий гальмо.

^

2.1.2. Центрифуги фільтруючі горизонтальні непреривнодействующіес пульсуючою вивантаженням осаду.

2.1.2.1. Загальні відомості та принцип дії.

Фільтруючі горизонтальні центрифуги з пульсуючим вивантаженням осаду (ФГП) за техніко-економічними показниками, енерго-і металоємності значно перевершують автоматичні центрифуги періодичної дії, більш компактні і прості в обслуговуванні. Центрифуги цього типу призначені головним чином для розділення добре фільтруються концентрованих суспензій, що містять більше 20% (о.) крупно і среднекрісталліческой, переважно розчинної твердої фази (з переважанням частинок розміром більше 100 мкм).

Оптимальна концентрація твердої фази в суспензії, що надходить в центрифугу, 40-50%. Зважаючи підвищеного вмісту твердої фази в фільтраті його доцільно повертати в технологічний процес або додатково освітлювати.

Центрифуги з пульсуючим вивантаженням застосовують також для розділення суспензій зі среднеабразівних твердою фазою, що складається в основному з кристалічних продуктів (сульфа

та амонію, сульфату міді, мідного купоросу, кухонної зі

Чи, нітрату натрію, поташу, карбаміду, алюмінієвих квасцов, глауберової солі), коротковолокнистого матеріалів (ацетил-і етилцелюлози, нітроцелюлози) і аморфних продуктів. Ці центрифуги не можуть бути використані для обробки продуктів, тверда фаза яких складається з кристалів пла

стінчатой ​​форми, оскільки в таких випадках неможлива пе

редача осьового тиску поршнем.

До достоїнств центрифуг з пульсуючим вивантаженням осаду відносяться безперервність технологічного процесу поділу суспензій, можливість промивання осаду, високий ступінь осушки, велика продуктивність, можливість включення в автоматичні або непреривнодействующіе тих

нологіческіе лінії. Осад подрібнюється в них менше, ніж при ножовому зніманні: подрібнюється лише та його частина, яка непо

средственно прилягає до ситу ротора.

Конструктивною особливістю центрифуг типу ФГП являють

ся горизонтальне розташування ротора і вивантаження осаду пульсуючим поршнем (штовхачем).

Максимальне значення ходу штовхача зазвичай становить 1/10 довжини ротора. Центри

фуги розрізняються діаметром, довжиною, кількістю каскадів ротора і розташуванням його на валу (консольне або між опорами).

Ротор може бути однокаскадного (одноступінчастим) або багатокаскадних (багатоступеневим).

В останньому випадку він складається з ряду порівняно коротких обичайок, розташований

вих телескопически: окремі каскади (ступені) ротора, зі

вершили зворотно-поступальний рух в осьовому напрямку

панії, служать штовхачами для інших ступенів. Спеціальний штовхач видаляє осад тільки з першого ступеня. При чет

ном числі каскадів робочими ходами машини є пря

мій і зворотний ходи штовхача; при однокаскадного роторі зворотний хід штовхача відбувається вхолосту. З увеличени

ем числа каскадів ротора підвищується продуктивність центрифуги, знижується вологість осаду і зменшується рас

хід енергії на його виштовхування.

Каскадні ротора визначається властивостями оброблюваної

мого продукту. Вітчизняна промисловість випускає двох-і четирехкаскадного центрифуги з пульсуючим вивантажитися

кой осаду. Найбільшого поширення набули Двокаскадні машини, однокаскадні як менш економічні, в даний час не виготовляються. Центрифуги даного типу випускають тільки в звичайному виконанні. Всі машини (крім машин зі здвоєним ротором) комплектують віброізолірующі

ми пристроями.

Основними вузлами центрифуги (рис. 6) є станина, кожух, ротор, головний вал, штовхач, силовий гідроциліндр і маслоустановка. Центрифуга приводиться в обертання інді

виділеного електродвигуном через клиноременную передачу 7. Ротор ^ 2 закріплений на головному валу 5, що обертається в під

підшипників. Всередині ротора розташований штовхач 4, який, обертаючись з ротором, одночасно сприймає пульсацію від гідроциліндра 6, керованого маслоустаповкой.

При роботі центрифуги суспензія по живильної трубі 1 і приймального конусу 3 подається в ротор. Проходячи конус, суспен

зия поступово набуває швидкість, майже рівну швидкості обертового ротора. З широкого кінця конуса через прое

ми між опорними стояками днища ротора вона викидаючи

ється на сито між штовхачем і зрівняльним кільцем. Фільтрат проходить через сито ротора і виводиться з кожуха. Шар осаду, що утворився на поверхні сит ротора, при русі штовхача вперед переміщається на величину його хо

да. При зворотному русі штовхача нова порція суспензії надходить на ділянку, що звільнилася сит, заповнюючи його облог

ком. Таким чином, штовхач, здійснюючи пульсуюче дви

ються, поступово переміщує осад вздовж ротора і вироб

дит вивантаження його невеликими порціями в приймач.

Рис. 6. Конструктивна схема центрифуг типу ФГП:

^ 1 — живить труба; 2 — ротор; 3 — приймальний конус; 4 — штовхач; 5 — головний вал; 6 — гідроциліндр; 7 — Кліноременная передача.

Під час руху осаду до передньої частини ротора рідина безперервно віджимається. При промиванні осаду струмінь рідини подається в ротор перед регулювальним кільцем.

^

2.1.2.2 Основні параметри центрифуг типу ФГН і ОГН.

Технічна характеристика центрифуг типу ФГП приведена в табл. 4.

Таблиця 4.

^

2.1.2.3. Конструкції центрифуг типу ФГП.

У даному розділі розглянуті конструкції центрифуг типу ФГП:

1. 1/2 ФГП-40;

2. 1/2 ФГП-80;

3. 1/2 ФГП-120;

4. 2/2 ФГП-1201К-01;

5. 1/2 ФГП-145.

Зупинимося на розгляді конструкції центрифуги типу 1/2 ФГП-40 і 1/2 ФГП-80. Конструкції інших типів центрифуг, наведених вище, розглянуті в розробленому електронному методичному посібнику.

Центрифуги 12 ФГП-40:

Ці центрифуги — найменші за розмірами з усіх пульсуючих

чих центрифуг (ГОСТ 6078-80).

Зважаючи порівняно не

великої продуктивності (0,5-1 т / ч) при поділі добре фільтруються суспензії з кристалічною твердою фазою їх широко застосовують в малотоннажних виробництвах різних галузей промисловості, в дослідно-промислових цехах, на потокових лініях і в лабораторних установках. Малі габаритів

ти і наявність виброизолирующего пристрої дозволяють уста

новлювати ці центрифуги безпосередньо в приміщеннях ла

бораторій.

Основними вузлами центрифуги (рис. 7) є станина, кожух, ротор, головний вал, маслоустановка.

Рис. 7. Центрифуга 1/2 ФГП-401К-01:

1 — станина, 2 — поршень; 3 — склянка гідроциліндра; 4 — шток штовхача; 5 — порожнистий вал; 6 — вузол головного валу; 7 — ущільнення кожуха; 8, 16 — зовнішня і внутрішні обичайки ротора; 9 — зрівняльний кільце; 10 — кожух центрифуги; 11, 14 — труби подачі суспензії і промивки; 12 — люк; 13 — приймач сухого залишку; 15 — приймальний конус; 17, 19 — диски захисний і штовхача; 18 — опорне кільце; 20, 21 — штуцери відводу витоків і газів; 22 — маслоустановка; 23 — торцева муфта; 24 — електродвигун; 25 — кран підведення промивної рідини.

Станина ^ 1 — чавунна, лита, коробкообразний форми. У середній її частині встановлено вузол головного валу 6. На одному кінці вала 5 закріплено днище із зовнішнього обичайкою 8 рото

ра, на другому — склянка гідроциліндра 3, усередині якого на

ходиться поршень 2 з золотниковим перемикачем подачі масла в порожнині гідроциліндра.

На кінці штока 4, що входить всередину ротора, закріплений диск штовхача ^ 19 з внутрішньої обичайкою 16 ротора, на противо

положностей — поршень 2 гідроциліндра. Внутрішня обичайка являє собою перший, а зовнішня — другий каскади ро

тора. Всередину обичайок вмонтовані колосникові (шпальтовие) щілиновидні сита з номінальним розміром щілин 0,3 мм.

До стояках ротора прикріплений захисний диск ^ 17 з опорним кільцем 18. При русі першого каскаду назад осад, на

Відвідуючи на його ситах, наштовхуючись на опорні кільця дис

ка, рухається вперед. При зворотному

русі каскаду він пе

ремещает своїм торцем осад вперед по ситам другого кас

када.

Ротор забезпечений прийомним конусом ^ 15, прикріпленим до стояків захисного диска. Приймальний конус має зрівнювач

ве кільце 9, що сприяє формуванню осаду в роторі і що дозволяє визначити товщину шару.

Кожух центрифуги ^ 10 закріплений на фланці корпусу глав

ного валу. До переднього фланця кожуха прикріплений приймач сухого осаду 13. Усередині кожух розділений вертикальними пере

містечками, що перешкоджають змішуванню фільтрату і промивши

них вод. У нижній його частині є прямокутний штуцер, що дозволяє здійснювати роздільний відведення з кожуха філь

трата і промивних вод, а у верхній — циліндричний штуцер ^ 21 для відведення парів і газів. Витоку фільтрату і промивної рідини із задньої порожнини кожуха відводяться через штуцер 20. Передбачена промивка задньої порожнини ротора. Промивши

ная рідина подається в неї за допомогою крана і штуцера промивання 25.

Нижня частина приймача сухого осаду обладнана пря

моугольним штуцером для виведення осушеного осаду з цін

тріфугі. Перегородка, що відокремлює кожух від приймача, име

ет лабіринт, який перешкоджає прониканню рідини в зону су

хого осаду. У верхній частині кожуха закріплені труба ^ 11 для подачі в ротор суспензії і труба 14 — для промивання облог

ка. У передній частині приймача знаходиться шарнірно закреп

ленний люк 12 для спостереження за центрифугою при її обслу

Живанов.

Масло подається в гідроциліндр центрифуги від маслонасосні установки 22 по трубопроводу через торцеву муфту 23. Резервуаром для масла служить внутрішня порожнина станини. У ній же розміщений холодильник масла. З гідроциліндра від

Працював масло скидається в станину по зазору між внутрішньою поверхнею приводного шківа і зовнішньої по

верхностью склянки гідроциліндра. Привід центрифуги здійснюється від електродвигуна ^ 24

Центрифуги 1/2 ФГП-80:

Двокаскадні консольні центрифуги типу 1/2 ФГЛ-80 (діаметр першого каскаду ротора 800 мм) за призначенням і принципом дії (рис. 8) аналогічні описаним раніше центрифуг з пульсуючим вивантаженням. Застосовуються в середньотоннажних виробництвах.

Рис. 8. Центрифуга 1/2 ФГП-801К-01:

^ 1, 3 — лабіринтові ущільнення; 2 — підшипник; 4 — станина; 5 — гідроциліндр; 6 — кожух; 7 — передня крушку.

За конструктивним рішенням більшості вузлів ці центрифуг подібно вузлам центрифуг 1/2 ФГП-40. Трохи іншу форму і конструкцію мають станина 4 і гідроциліндр 5. Конструктивно відмінні лабіринтові ущільненні 3 і 1 між гідроциліндром і станиною, а також між станиною і кожухом. Головний вал обертається в підшипниках 2, вмонтованих безпосередньо в станину. Маслоустановка, гідроциліндр і привід закриті загальним кожухом 6. Передня кришка 7 кожуха центрифуги виконана з двох шарнірам закріплених половин.

Центрифуга 1/2 ФГП-809К-05 комплектується вибухобезпечним електроустаткуванням; конструкція центрифуги виключає іскроутворення; в ній передбачена додаткова обмивка порожнин ротора і кожуха. Призначена для обробки продуктів, що вимагають ретельної відмивання від них ротора і кожуха. В іншому центрифуга 1/2 ФГП-809К-05 аналогічна центрифуг типорозміру 1/2 ФГП-80 інших виконанні

У центрифузі 1/2 ФГП-809Т-01 (в титановому виконанні), як і в центрифузі 1/2 ФГП-809К-05, передбачена додаткова обмивка ротора і кожуха; крім того, вона забезпечена гідрозатворів, що встановлюються між заднім днищем ротора і кожухом . Це виключає вихід пари і газів з кожуха під час роботи центрифуги. Електродвигуни приводу центрифуги і маслонасоса мають вибухобезпечне виконання.

^

2.1.3. Центрифуги непреривнодействующіе осаджувальні горизонтальні шнекові.

2.1.3.1. Загальні відомості та принцип дії.

Загальний конструктивний ознака центрифуг типу ОГШ — горизонтальне розташування осі неперфорованого конічного або Цилиндроконические ротора з співвісно-розташованим всередині нього шнеком. Ротор і шнек (рис. 9) обертаються в одному напрямку, але з різними швидкостями, так що утворюється осад переміщається шнеком вздовж ротора. Ротор встановлений на двох опорах і приводиться в обертання електродвигуном через клиноременную передачу; шнек приводиться в обертання від ротора через планетарний редуктор. Ротор закритий кожухом, що має внизу штуцери для відводу осаду і фугату.

Рис. 9. Схема центрифуги типу ОГШ:

1 — захисний пристрій редуктора; 2, 5 — вікна вивантаження осаду і зливу фугату; 3 — кожух; 4 — живить труба; 6, 11 — опори; 7, 10 — штуцери відводу фугату і вивантаження осаду; 8 — шнек; 9 — ротор ; 12 — планетарний редуктор.

Суспензія подається за живильної трубі у внутрішню порожнину шнека, звідки через вікна обичайки шнека надходить в ротор. Під дією відцентрової сили відбувається її поділ, і на стінках ротора осідають частинки твердої фази. Осад транспортується шнеком до вивантажувальним вікнам, розташованим у вузькій частині ротора. Освітлена рідина тече в протилежну сторону, до зливним вікнам, перелом

ється через зливний поріг і викидається з ротора в ко

жух. Діаметр зливного

порога можна регулювати за допомогою змінних заслінок або поворотних шайб. Швидкість обертання змінюють шляхом зміни приводних шківів.

Центрифуга зазвичай забезпечена захисним пристроєм, кото

рої відключає її при перевантаженні, одночасно включаючи све

товой або звуковий сигнал. У деяких випадках центрифуги комплектують трубою для подачі промивної рідини, однак оскільки промивка осаду в центрифугах розглянутого типу малоефективна, її зазвичай замінюють репульпаціей ви

жувати осаду.

Технологічний режим в центрифугах ОГШ регулюють, змінюючи швидкість подачі суспензії, частоту обертання ротора, діаметр зливного порога. Ступінь освітлення фугату можна підвищити, зменшивши діаметр зливного порога (збільшивши довжину зони осадження) і збільшивши частоту обертання ротора, а сте

пень просушки (вологість) осадка — збільшивши діаметр слив

ного порогу (тобто довжину зони сушки) і частоту обертання ро

тора.

Центрифуги ОГШ призначені для розділення суспензій з концентрацією твердої фази від 1 до 40% (о.) при круп

ності частинок понад 5 мкм і різниці щільності твердої і рідкої фаз більше 0,2 кг / дм ^3, а також для гідравлічної класифікації суспензій по крупності твердих частинок. Клас

сифицировать важкі матеріали (відмінність густин більше 2 кг / дм ³⁾ можна за граничній розміром частинок, рівному 2 мкм.

Залежно від технологічного призначення центрифуги ОГШ умовно поділяють на три групи: осветляющие і классифицирующие, універсальні, збезводнювальні.

^ Освітлюючі і классифицирующие

наково конструктивне виконання і відрізняються тільки на

значенням (крім прямоточних осветляющих спеціальної кон

струкции).

Освітлюючі центрифуги призначені для очи

стки низькоконцентрованого суспензій з високодисперсною: твердою фазою. Продуктивність по осадку і його вологість зазвичай не регламентуються. При дуже високих вимогах до чистоти фугату для розділення суспензій застосовують таріль

чатие сепаратори і трубчасті центрифуги. У цьому випадку осветляющие центрифуги можуть бути використані як клас

сіфікатори для попереднього очищення суспензій від частинок, розміром більше 5 мкм, а також для зменшення концентрації твердої фази в суспензії. Ця група машин характеризується високим фактором поділу (більше 2500), ставленням довжини ротора до його діаметра більше 3 і високою продуктивністю по суспензії.

Універсальні центрифуги

^ Зневоднюючі центрифуги

ня висококонцентрованих грубодисперсних суспензій. Для цих машин характерна висока продуктивність по осадку і порівняно невелика його вологість. Фактор поділу становить менше 2000, відношення довжини ротора до його діаметра — не більше 2. У зневоднюючих центрифугах осад іноді промивають.

Всім центрифуг типу ОГШ притаманні такі гідний

ства: висока продуктивність при малих габаритах і не

переривчастість технологічного процесу; відсутність фільтрую

ного елемента, схильного швидкого зносу або забивши

нію (завдяки цьому машини надійні в роботі і позво

ляють отримувати продукт постійної якості); придатність для обробки дуже тонких суспензій різної концентрації; можливість змінювати концентрацію суспензії під час ра

боти; простота обслуговування.

До недоліків машин слід віднести невисоку ступінь зневоднення осаду; неможливість якісного промивання осаду в машині; порівняно швидкий знос шнека і ротора при обробці абразивних продуктів.

Осаджувальні центрифуги призначені в основному для розділення суспензій з нерозчинної твердої фазою і при

змінюються для обробки азбестового волокна, броміду алю

Мінія, кристалів двухводний гіпсу, діятимуть, вуглеграфітової пилу, колоїдів гіпсу, соняшникової олії, карбаміду, молібденової кислоти, сульфату натрію, роданистого натрію, каоліну, основний вуглекислої міді, крейди, поташу (карбонат калію), крохмалю, полівінілхлориду, соди, полістиролу в гранулах, Сажеві пульпи, горючого сланцю, сульфату і фто

ріда кальцію, діоксиду титану, цинку, ціаністих золотосодер

жащих сполук, а також інших матеріалів.

Згідно ГОСТ 8459-78, ротори центрифуг ОГШ мають діаметр 200, 325, 350, 500, 630, 800, 1000 мм.

^

2.1.3.2 Основні параметри центрифуг типу ОГШ.

Технічні характеристики центрифуг ОГШ наведено в табл. 5.

Таблиця 5., Продовження табл. 5.

^

2.1.3.3. Принципові схеми.

Незважаючи на конструктивну однотипність, осаджувальні шнекові центрифуги мають досить різноманітне виконання, залежне від їх технологічного призначення і кінематичної схеми. Залежно від технологічного рішення машини можуть мати протитечійне або прямоточне виконання.

протівоточная схема

Пенза, що спрямовується вправо до зливним вікнам, і твердої фа

зи, що транспортується шнеком вліво. Технологічний процес, який здійснюється за протівоточноі схемою, має істотний недолік, що полягає в тому, що потік рідкої фази, володіючи швидкістю, протилежної за напрямом швидкості осіли на роторі твердих частинок, здатний певною мірою захоплювати їх за собою і погіршувати показники поділу.

^ Прямоточна схема

Однак, незважаючи на значні переваги, прямо

точні центрифуги мають і недоліки. Зокрема, в кон

струкции, показаної на рис. 10. а, можливо, наприклад, засо

ширення, зливного барабана шнека частинками, що випадають із фугату; неминуче зниження ефективності машини слідом

ствие змішання фугату і суспензії через кільцеву щілину між днищем ротора і шнеком.

Рис. 10. Принципові схеми прямоточних (а, б) і протиточних (в) шнекових центрифуг:

^ 1 — шнек; 2 — ротор; 3 — підшипник; 4 — напірне пристрій; 5 — патрубок введення суспензії; 6 — труба харчування; I — суспензія; II — осад; III — фугат.

Інша прямоточна схема (рис. 10. Б) має напірне пристрій 4 для виведення фугату і бічний патрубок 5 введення суспензії, причому для сприйняття радіальних зусиль від давши

лення суспензії напірне пристрій забезпечений підшипн

ком 3, встановленим у барабані шнека. Ця схема теж не

досконала, оскільки складна в збірці, має труднозащіщаемий від агресивних середовищ підшипник, що працює при повній швидкості шнека, і ускладнену конструкцію бокового введення суспензії через кишеню в ротор.

Таким чином, прямоточні схеми потребують вдосконалення

шенствованию, в той час як протівоточная схема гранично проста і надійна. Застосування прямоточних конструкції виправдано в основному для освітлення низькоконцентрованого суспензій з тонкодисперсної твердою фазою або, кажучи більш широко, — для технологічних процесів, де до чистоти фугату пред’являють підвищені вимоги (очищення промисло

них та міських стічних вод, поділ гідроксидів метал

лов, виробництва полімерів, освітлення каустичної соди і рослинних масел).

У тих випадках, коли потрібна велика продуктивність по осадку, а вимоги до чистоти фугату не надто жорсткі, краща протівоточная схема. Чітку межу поділу областей застосування машин обох типів встановити важко.

У тих виробництвах, де неприпустима аерація фугату зважаючи схильності його до піноутворення або підвищеному окисле

нію, машини постачають напірними пристроями, використовую

ські кінетичну енергію фугату і виводять його з ротора під напором в замкнуту ємність. У цьому випадку цент

ріфуга одночасно є свого роду насосом. На рис. 10. б показана така прямоточна схема, а на рис. 10, в — протівоточная. Остання схема більш проста, бо для подачі суспензії використана звичайна живить труба 6, а напірне пристрій 4 встановлено в боковій кишені ротора 2 і не потребує спеціального підшипнику.

Поряд з описаними принциповими схемами оформлення технологічного процесу в шнекових осаджувальних центрифугах існують модифікації машин, в яких передбачена подача промивної рідини в зону сушіння осаду або подача флокулянта в зону харчування. У першому випадку промивна рідина сприяє відділенню небажаних домішок від осаду, у другому — добавка флокулянта сприяє конгломерації частинок і більш ефективному їх осадженню. Такий спосіб центрифугування широко застосовують при очищенні стічних вод.

^

2.1.3.4. Конструкції центрифуг типу ОГШ.

У даному розділі розглянуті конструкції центрифуг типу ОГШ:

1. ОГШ-20;

2. ОГШ-32;

3. ОГШ-35;

4. ОГШ-50;

5. ОГШ-63;

6. ОГШ-80;

7. ОГШ-100.

Зупинимося на розгляді конструкції центрифуги типу ОГШ-20 і ОГШ-50. Конструкції інших типів центрифуг, наведених вище, розглянуті в розробленому електронному методичному посібнику.

Центрифуга ОГШ-20:

Рис. 11. Центрифуга ОГШ-202К-03:

1 — маслянка; 2, 6 — вікна зливу фугату і вивантаження осаду; 3, 7 — порожнисті цапфи ротора, 4, 8 — ліва і права цапфи шнека; 5, 9 — барабан і опора ротора; 10 — гнучка зв’язок; 11 — живить труба; 12 — кронштейн живильної труби; 13 — кожух центрифуги; 14, 18 — підшипники; 15 — шнек; 16 — приймальна камера шнека; 17 — завантажувальні отвори; 19 — регулювальне кільце; 20 — шліцовий вал; 21 — станина; 22 — планетарний редуктор; 23 — кронштейн; 24 — механізм захисту редуктора.

Для лабораторій, дослідно-промислових і промислових виробництв випускають малогабаритні центрифуги ОГШ-20 (внутрішнім діаметром циліндричної частини ротора 200 мм) у трьох виконаннях: ОГШ-202К-03, ОГШ-207К-04, ОГШ-202К-05.

Центрифуга ОГШ-202К-03 виготовляється негерметизовані, зі вибухозахищеним електроустаткуванням і служить базовою моделлю центрифуг даного типу. Вона призначена для освітлення низькоконцентрованого — концентрацією не більше 10% (о.) — суспензій з високодисперсною твердої фа

зой, зокрема для очищення електролітів від гідроксидів ме

таллов, що утворюються при електрохімічної обробці виро

лий складного контуру. Деталі центрифуги, безпосередньо зі

що доторкаються з оброблюваних продуктом, виготовляють зі сталі 10Х17Н13МЗТ.

Основна конструктивна особливість машини (рис. 11) — подовжений ротор з відношенням LD-3. Він складається з зварного барабана ^ 5 Цилиндроконические форми і порожнистих цапф 3 і 7, які одночасно служать днищами, які закривають торці ротора, і опорами шнека 15. У лівій цапфі 3 розташовані вікна 2 для зливу фугату, що перекриваються зливними порогами. Радіус зливу регулюється поворотом кільця 19. У правій цапфі маються радіально розташовані вікна 6 для вивантажитися

ки осаду.

У зібраному вигляді ротор встановлюють на двох шарікопод

шіпнікових опорах 9. Всередині ротора розташований двухзаходная шнек, що складається з ступеневої зварного полого цилінд

дріческого барабана і двох витків, приварених до його зовніш

ної поверхні. Барабан має дві торцеві перегородки. До однієї з них болтами кріпиться ліва цапфа ^ 4 шнека, маю

щая шліци, за допомогою яких шнек через шліцьовий вал 20 з’єднується з водилом другого ступеня планетарного редуктора 22. Друга перегородка являє собою праву порожнисту цапфу 8 шнека.

У середній частині шнека є камера 16, в яку за живильної трубі ^ 11 подається суспензія, яка надходить з камери через циліндричні отвори 17 в ротор. На цапфи шнека насаджені підшипники 14 і 18, опорами яких яв

ляють порожнисті цапфи ротора. Посадка підшипників по зовніш

ному і внутрішньому діаметрам — змінна, за другим класом точності.

Підшипник лівої цапфи крім радіального навантаження вос

приймає осьову, що виникає при переміщенні осаду до розвантажувальних вікнам. Інший підшипник шнека сприймає тільки радіальні навантаження. Мастило підшипників — конс

стентная, марки ЦИАТИМ-202. У ліву опору шнека її по

дають масельничкою, розташованої в ступиці кришки планетарно

го редуктора, в праву — через вертикальний канал фланця правої цапфи ротора. Ущільнення підшипників — гумові манжетні.

Чавунну литу станину центрифуги ^ 21 встановлюють на гумових амортизаторах. З правого торцевого боку до неї кріплять болтами чавунний кронштейн 12 живильної труби, а з лівого — зварний кронштейн 23 механізму захисту редук

тора 24. На станині закріплені головні опори машини. Каж

дая опора складається з корпусу, шарикопідшипника і двох кри

шек, що закривають підшипник. Ущільнення — лабіринтові, мастило — консистентна, марки ЦИАТИМ-202.

Через порожнисті цапфи шнека і ротора в приймальну камеру шне

ка входить живить труба. Для забезпечення свободи колеба

ний центрифуги, встановленої на гумових амортизаторах, і виключення передачі вібрацій центрифуги живильним ма

гістралі остання з’єднана з трубою завантаження гнучкою зв’язком — гумовим шлангом 10.

Кожух 13 центрифуги — зварений з листової сталі, з гори

зонтальним роз’ємом уздовж осі машини, всередині розділений пе

регородка, що утворюють зони вивантаження осаду і прийому фугату. Місця виходу цапф з кожуха захищені круговими козирками. Щоб запобігти налипання на кожух вигр

жаем з ротора продукту, в зоні прийому осаду над раз

грузочно вікнами ротора встановлено дугоподібний приймальний жолоб, а на фланці цапфи ротора, між розвантажувальними ок

нами, закріплені два скребка, що скидають продукт з тяжко

ба в течку. Кожух з’єднаний гнучким зв’язком з магістралями від

вода фугату і осаду.

Привід центрифуги здійснюється за допомогою клинових ременів від електродвигуна, встановленого на станині. Натя

ються ременів регулюється натяжним пристроєм, яким забезпечений двигун.

Планетарний редуктор передає обертання від ротора шнеку з деяким зменшенням швидкості останнього в порівнянні з швидкістю ротора. Внаслідок цієї різниці забезпечується примусове переміщення осаду уздовж внутрішньої поверхні ротора.

^ Центрифуги ОГШ-50:

Центрифуги даного типорозміру до останнього часу ви

пускали двох модифікацій: ОГШ-502К-04 відкритого исполне

ня загального призначення і ОГШ-501К-06 — відкритого исполне

ня для обробки суспензій з абразивної твердої фазою. Витки шнека центрифуги ОГШ-501К-06 наплавлені стелліта, а вікна для вивантаження продукту забезпечені спеціальними втул

ками із силицированного графіту, що запобігають підви

шенний їх знос. Центрифуги відрізняються лише кутом нахилу

на що утворює конусної частини ротора: у машині ОГШ-501К.-06 він становить 8,5 °, в машині ОГШ-502К-04 — 10 °.

Конструкції більшості вузлів і деталей центрифуг ОГШ-50 аналогічні описаним раніше. До особливостей їх наслідком

дме віднести застосування для опор ротора рідкого мастила, по

ступати від маслонасосні станції. Підшипники шнека заповнюються консистентним мастилом за допомогою прес-маслі

нок, розташованих в цапфах ротора. Приводний шків цент

ріфугі з’єднаний безпосередньо з корпусом планетарного ре

редуктора, що дає деякі переваги в обслуговуванні машин. Внутрішня поверхня обичайки кожуха центрифуги ОГШ-501К-06 в зоні прийому осаду облицьована гумовоткани

вими листами, що оберігають кожух від зносу. Для про

мивкі осаду центрифуги забезпечені промивної трубою, распо

запропонованої всередині живильної труби.

На вимогу споживача центрифуги можуть комплекто

тися електрообладнанням як звичайного, так і вибухозахищеного виконання.

Ставлення робочої довжини ротора LD до його діаметра в центрифугах ОГШ-502К-04 і ОГШ-501К-06 становить 1,86 при факторі поділу 2190, що обумовлює їх застосування як зневоднюючих. Центрифугу ОГШ-502К-04 примі

няют в крохмально-паточном, шкіряному і інших виробниц

ствах, а також для очищення стічних вод, центрифугу ОГШ-501К-06 — для класифікації суспензії діоксиду титану і розділення суспензій з абразивної твердої фазою.

Розроблена вдосконалена базова модель центри

фуги ОГШ-501К-П з ротором із сталі 08Х22Н6Т, укомплектовані

ванна редуктором підвищеної потужності. Порівняльні ис

бування центрифуг ОГШ-502К-04 і ОГШ-501К-11 при обработ

ке сирого осаду первинних відстійників на очисних соору

женіях показали, що продуктивність центрифуги нової моделі на 80% вище, ніж центрифуги ОГШ-502К-04.

Для оснащення виробництва каустичної соди створені центрифуги ОГШ-501К-09. Це прямоточна шнекова центрифуга звичайного ис

полнения з відношенням LD = 3,6.

У протиточних осаджувальних шнекових центрифугах (див. рис. 11) суспензія, що надходить в ротор приблизно в середи

не його довжини (поблизу переходу від циліндричної на конічною

ську частину ротора), тече до зливним вікнам, розташованим в торцевій стінці ротора у широкого його краю, а осіли частини

ци переміщуються шнеком в протилежному напрямку. При цьому струмінь суспензії потрапляє в зону, де осад вже сформувався, розмиває його і забирає з собою частину взмучен

ної твердої фази.

У прямоточною центрифузі (рис. 12) суспензія вводиться в ротор у його широкого краю, де ще немає осаду, тому взму

чіваніе осіли частинок твердої фази не відбувається. Уздовж ротора суспензія тече в тому ж напрямку, що і осад. У зоні переходу циліндра ротора в конус освітлена жид

кістка через спеціальні сопла, розташовані в циліндричні

ської частини ротора і заглиблення всередину його на певну величину, відводиться з ротора. Таким чином, ступенем за

глубленія сопел в ротор встановлюється необхідний рівень (дзеркало) зливу рідкої фази.

Рис. 12. Центрифуга ОГШ-501К-09:

1 — планетарний редуктор; 2, 6 — опори; 3 — кожух; 4 — шнек; 5 — ротор; 7 — труба харчування; 8 — зливна масляна труба; 9 — станина; 10 — механізм захисту редуктора; 11 — кожух редуктора.

Шнековая центрифуга прямоточною конструкції дозволяє в 1,5-2 рази підвищити продуктивність машини при тих же габаритах за рахунок інтенсифікації гідродинаміки потоку в роторі. Транспортування часток твердої фази уздовж всієї довжини ротора сприяє отриманню більш щільного, і, сле

довательно, менш вологого осаду.

Для зневоднення і згущення опадів промислових і побутових стічних вод з використанням флокулянтів створена центрифуга ОГШ-501 К-10 (рис. 13).

Відмінними особ

ностями її конструкції є подовжений протиточний ротор, м’який введення суспензії в ротор, подача суспензії під дзеркало рідини і наявність труби для підведення флокулянта.

Рис. 13. Центрифуга ОГШ-501К-10

^ 1 — станина, 2 — планетарний редуктор, 3 — механізм захисту редуктора; 4 — кожух; 5 — ротор; 6 — шнек; 7 — приводні ремені; 8 — труба харчування.

Для ефективного поділу суспензії крім високого значення фактора розділення необхідно забезпечити також оптимальну відносну швидкість обертання шнека, тобто в залежності від властивостей продукту необхідно підібрати зі

ответствующее передавальне відношення редуктора. Змінювати передавальне відношення планетарного редуктора можна шляхом обертання валика сонячної шестірні, яка при звичайній схемі роботи редуктора нерухома. Для обертання валика в центрифузі застосований додатковий привід. Таким чином, є можливість вибору оптимальних значень відноси

тельной швидкості шнека і використання центрифуги на оптимальних режимах.

^

2.1.4. Центрифуги непреривнодействующіе фільтруючі з шнекової вивантаженням осаду.

2.1.4.1. Загальні відомості.

Фільтруючі центрифуги зі шнековим вивантаженням осаду з

готовляют з вертикальним і горизонтальним розташуванням ротора.

Ротор має конічну форму. Осад переміщається уздовж стінок стрічковим шнеком в напрямку від вузького перетину ротора до широкого, внаслідок чого зменшується витрата енер

гии на транспортування осаду. Центрифуги даного типу призначені для розділення концентрованих суспензій з крупнокристаллической, переважно розчинної твер

дой фазою об’ємною концентрацією не нижче 30%, з переважатиме

що дає розміром твердих часток більш 150 мкм, що обуслов

лено шириною щілин сита.

У зв’язку з підвищеним вмістом твердої фази в фильт

Раті його доцільно повертати в схему технологічного процесу або додатково освітлювати. Високий фактор поділу центрифуг дозволяє отримувати осад з малим вмістом рідкої фази, в деяких випадках без промивки.

В даний час випуск центрифуг з вертикальним рас

становищем ротора припинений, так як освоєна нова центри

фуга даного типу, з горизонтальним розташуванням ротора ФГШ-401К-01, яка має ряд переваг перед центрифугою ФВШ-351К-02 і з успіхом її замінює.

^

2.1.4.2. Конструкції центрифуг типу ФВШ і ФГШ.

У даному розділі розглянуті конструкції центрифуг типу ФГШ і ФВШ:

1. ФВШ-351К-02;

2. ФГШ-401К-01.

Зупинимося на розгляді конструкції центрифуги типу ФВШ-351К-02. Конструкції інших типів центрифуг, наведених вище, розглянуті в розробленому електронному методичному посібнику.

^ Центрифуга ФВШ-351К-02:

На рис. 14 зображена непреривнодействующая фільтруюча вертикальна центрифуга з шнекової вивантаженням типу ФВШ-351К-02, призначена для розділення суспензій сульфату амонію і сульфату натрію. Деталі центрифуги, непосред

ственно дотичні з оброблюваним продуктом, изго

товлять з корозійностійкої сталі 10Х17Н13МЗТ. Центри

фуга звичайного виконання — негерметизовані. Технічна характеристика центрифуги:

Таблиця 6.

Розрахункова продуктивність по осадку, кг / год	4000
Ротор: найбільший внутрішній діаметр, мм найбільше число обертів на хвилину найбільший фактор поділу по більшому діаметру ширина щілини сита, мм	350 3000 1800 0,2 ± 0,05
Головний електродвигун: тип потужність, кВт число обертів вала в хвилину	АО-63-2 14 2930
Електродвигун маслонасоса: тип потужність, кВт число обертів вала в хвилину	ФДПТ-21-4 0,6 1485
Габаритні розміри, мм:	1775 × 1155 × 1320 500 × 500 × 900
Маса установки (загальна), кг	1490