29. Автоматическая центрифуга полунепрерывного действия. Устройство, работа.
Горизонтальные центрифуги с ножевым устройством для удаления осадка являются нормальными отстойными или фильтрующими центрифугами периодического действия с автоматизированным управлением.
В горизонтальной центрифуге с ножевым устройством операции загрузки суспензии, центрифугирования, промывки, механической сушки осадка и его загрузка выполняются автоматически. Центрифуга управляется электродвигательным автоматом, позволяющим по толщине слоя осадка контролировать степень заполнения ротора.
Автоматическая центрифуга полунепрерывного действия. Устройство, работа
Суспензия поступает в перфорированный ротор 1 по трубе 2 и равномерно распределяется в нем. На внутренней поверхности ротора расположены подкладочные сита, фильтровальная ткань и решетка, которая обеспечивает плотное прилегание сит к ротору во избежание их выпучивания, что недопустимо при ножевом съеме осадка. Ротор находится в литом кожухе 3, состоящем из нижней стационарной части и съемной крышки. Фугат удаляется из центрифуги через штуцер 4. Осадок срезается ножом 5, который при вращении ротора поднимается при помощи гидравлического цилиндра 6, падает в направляющий наклонный желоб 7 и удаляется из центрифуги через канал 8. Описанная центрифуга предназначается для разделения средне- и грубодисперсных суспензий.
30. Отстойная центрифуга со шнековой выгрузкой осадка.
В отстойных центрифугах со сплошными стенками производят разделение эмульсии и суспензий по принципу отстаивания, причем действие силы тяжести заменяется действием центробежной силы.
В отстойной центрифуге разделяемая суспензия или эмульсия отбрасывается центробежной силой к стенкам ротора, причем жидкая или твердая фаза с большей плотностью располагается ближе к стенкам ротора, а другая фаза с меньшей плотностью размещается ближе к его оси; осадок образует слой у стенок ротора, а фугат переливается через верхний край ротора.
В общем случае разделение суспензий в отстойных центрифугах складывается из стадий осаждения твердых частиц на стенках ротора и уплотнения образовавшегося осадка. Первая стадия протекает по законам гидродинамики, вторая – по закономерностям механики грунтов.
Процессы разделения суспензий в отстойниках и отстойных центрифугах существенно различаются. В отстойниках гравитационное поле однородно, а интенсивность поля центробежных сил возрастает по мере движения частицы к периферии ротора. Это приводит к тому, что при вращении ротора с определенным числом оборотов на частицу действует возрастающая центробежная сила, обусловливающая ускорение ее движения. В отстойниках частицы проходят через постоянные по площади поперечные сечения плоского слоя жидкости, а в отстойных центрифугах они перемещаются через возрастающие по площади поперечные сечения кольцевого слоя.
Схема действия отстойной центрифуги
Разделяющая способность отстойных центрифуг характеризуется индексом производительности, который является произведением цилиндрической поверхности осаждения в роторе на фактор разделения.
Учитывая, что фактор разделения выражает отношение скоростей отстаивания частиц в отстойной центрифуге и отстойнике, величину индекса производительность следует считать равной площади отстойника, эквивалентного по производительности для данной суспензии рассматриваемой центрифуге.
Центрифуги этого типа являются нормальыми отстойными или фильтрующими центрифугами непрерывного действия с горизонтальным или вертикальным ротором.
На рис. изображена отстойная центрифуга, в которую суспензия подается через кольцевое пространство между наружной трубой 1 с отверстиями 2 и внутренней трубой 3, предназначенной для подачи промывной жидкости. Через отверстие 4 суспензия поступает в зону между коническим ротором 5 со сплошными стенками и цилиндрическим основанием 6 шнека 7.
Отстойная центрифуга со шнековой выгрузкой осадка
Ротор находится в кожухе8 и вращается в полых цапфах 9. Шнековое устройство вращается в цапфах, находящихся внутри цапф ротора, причем скорость вращения шнекового устройства на 1,5-2% меньше скорости вращения ротора. Под действием центробежной силы твердые частицы суспензии отбрасываются к стенкам ротора и в виде осадка медленно перемещаются (вследствие разности скоростей вращения ротора и шнека) к отверстию 10 в роторе для выгрузки осадка, который удаляется через камеру 11. Образовавшаяся в результате отстаивания твердых частиц чистая жидкая фаза суспензии в виде фугата отводится через отверстия 12 и камеру 13.
При движении в незаполненной суспензией части ротора осадок дополнительно уплотняется, вследствие чего содержание жидкости в нем уменьшается. Осадок может быть промыт в роторе путем подачи промывной жидкости по трубе 3.
Режим работы центрифуги можно регулировать, изменяя продолжительность операций отстаивания и уплотнения путем изменения степени открытия отверстий или числа оборотов ротора и шнека.
Центрифуги с выгрузкой осадка шнеком характеризуются высокой производительностью и применяются для разделения тонкодисперсных суспензий с большой концентрацией твердой фазы, а также для классификации твердых частиц по размеру или плотности.