Сепаратори

Для освітлення суспензій з дрібнодисперсною твердою фазою і розділення емульсій застосовують сепаратори і трубчасті центрифуги з високими факторами розділення, для досягнення яких необхідно збільшувати частоту обертання ротора або його діаметр.

У сепараторах і трубчастих центрифугах використовуються три різновидності процесу освітлення:

при малій товщині шару рідини і малому шляху руху її - це сепаратори з конічними тарілками;

при середній товщині шару і значному шляху її руху - це сепаратори з циліндричними вставками;

при великій товщині шару рідини і значному шляху її руху - це трубчасті центрифуги.

Машини, що використо­вуються з цією метою, роз­діляються на дві групи:

сепаратори з конічними тарілками або циліндричними вставками;

Рис.4.46.Схема тарілчастого

сепаратора:

1 - корпус; 2 - конусна кришка;

3 - центральна труба: 4 - конусні тарілки; 5,6 - ємності для продуктів розділення; 7,8 - відвідні лотки; 9 - приймальна ємність, для суспензії; 10 - живильна труба; 11 -товстостінна труба; 12- поводок.

трубчасті центрифуги. За конструктивними ознаками розрізняють сепаратори від­критого, напівзакритого і закритого типів, які засто­совуються для виділення жирової фракції, а також для виділення забруднень і зневоднення білкових фракцій.

У сепараторах відкритого типу подача суспензії і видалення рідкої фракції проводиться у вигляді вільних струменів, в напівзакритих сепараторах введення суспензії проходить у вигляді вільного струменя, а вивід відсепарованих фракцій - герметизований. У сепараторах закритого типу введення суспензії і вивід відсепарованих фракцій проходить під тиском і герметизований.

Видалення твердого осаду може бути періодичним при повній розбірці сепаруючого пристрою, пульсуючим, що забезпечує раптово-швидкий вивід осаду шляхом розкриття барабана і безперервним через сопла у стінках барабана.

Всі сепаратори працюють на надкритичних частотах обертання -100 1501/с.

Найбільш широке застосування у промисловості отримали тарілчасті сепаратори, які призначені для розділення емульсій і освітлення тонких суспензій. У цих апаратах потік рідини поділяється на велику кількість тоненьких шарів, що забезпечує ламінарний режим проходження рідини і зменшує шлях осадження частинок.

Конструктивна схема тарілчастого сепаратора подана на рис.4.46 і включає корпус 1 з конусною кришкою 2, центральну трубу 3, пакет конусних тарілок 4, ємності 5 і 6 для продуктів розділення суміші відвідні лотки 7 і 8 і приймальну ємність 9 для суспензій, що з'єднана з трубою 10. Корпус закріплений на товстостінній трубі 11, що з'єднана з привідним валом за допомогою поводка 12.

Неоднорідна суміш заливається у приймальник 9, по нерухомій трубці 10 поступає в обертову разом з барабаном центральну трубу 3 і опускається вниз. У нижній частині суспензія під дією відцентрової сили відкидається до периферії, а подальший шлях руху її залежить від конструкції тарілок. Тарілки виготовляються з отворами, розміщеними по колу, або суцільними.

Тарілки збираються в пакет таким чином, що всі їх отвори збігаються, у результаті чого утворюються вертикальні прохідні канали 13, що доходять до верхньої розділеної тарілки без отворів. На внутрішніх поверхнях тарілок розміщені шипи висотою від 0,5 до 3,0 мм. Цими шипами кожна наступна верхня тарілка спирається на попередню нижню, в результаті чого між ними утворюється щілина, висота якої відповідає висоті шипів.

Суміш піднімається по вертикальних каналах, утворених отворами в тарілках, і розподіляється одночасно під дією відцентрової сили в щілини між тарілками. У міжтарілковому просторі під дією відцентрового поля більш тяжкий компонент рухається до периферії, а більш легкий - до центру. У результаті цього в щілині утворюється два протилежно направлених потоки:

потік легкого продукту - по зовнішній поверхні нижньої тарілки, він направлений до осі обертання,

потік тяжкого продукту - по внутрішній поверхні тарілки, що направлений від центру (рис.4.47).

При русі продукту вздовж твірних конічних тарілок частинки дисперсної фази переходять від одного шару до іншого, тому концентрації шарів і їх товщина перемінні. Поблизу центральної труби 3 легкий компонент з щілин потрапляє під суцільну розподільну тарілку, а потім по кільцевій щілині між трубою 3 і внутрішнім колом розподільної тарілки легкий компонент через отвір виходить в нерухомий кільцевий збірник 6, з якого по лотку 7 відводиться в приймальну ємність.

Рис.4.47. Направлення потоку легкого і тяжкого продуктів на тарілках сепаратора

Важкий компонент, відкинутий до стінок корпуса, піднімається догори і поступає в простір між зовнішньою поверхнею розподільної тарілки і конічною кришкою 2, а потім через отвір 15 поступає в збірник 5, звідки відводиться по лотку 8 в приймальну ємність.

Завдяки високій частоті обертання ротора сепараторів, що досягає 5000-6000 об/хв, утворюється відцентрове прискорення в тисячі разів більше, ніж гравітаційне, що забезпечує високу продуктивність їх при незначній площі розміщення.

Тарілчастий сепаратор РТ-ОМ4,6 з відцентровим пульсуючим вивантаженням осаду зображений на рис.4.48.

Рис. 4.48. Жировий сепаратор:

1 - фільтр; 2 - приймальник жиру; 3 - приймальник води: 4 - патрубок відведення води; 5, 14 - зажими; 6 - гальмо; 7 - спуск осаду; 8 - пружина; 9 -підшипникова опора; 10 - черв'ячний редуктор; 11 - вертикальний вал; 12 - верхня підшипникова опора; 13 -корпус; 15 - барабан; 16 - завантажувально- розвантажувальний пристрій.

Корпус сепаратора литий і має камеру для збору і вивантаження осаду. Всередині корпусу розташований привідний механізм. Обертання барабана сепаратора здійснюється від електродвигуна через фрикційну відцентрову муфту, горизонтальний вал з гвинтовою шестернею, яка входить в зачеплення з гвинтовою шестернею вертикального валу і утворює пару, яка підвищує число обертів.

Працює сепаратор таким чином. У барабан, який обертається, після попереднього прогріву гарячою водою, з приймача, через фільтр подається розтоплений тваринний жир з температурою 95°С. Суміш через центральну трубу і канали тарілкотримача надходять в канали, утворені отворами тарілок, і заповнює потім простір між тарілками. Під дією відцентрової сили, жир, який є легшою фракцією, направляється по поверхні конічних тарілок до осі барабана. Далі жир піднімається по зовнішніх каналах тарілкотримача і виводиться через отвори в розподільній тарілці у верхню приймальну камеру, звідки по патрубку відводиться з сепаратора. Вода, відділена від жиру, перемішується в радіальному напрямку, проходить по зовнішніх каналах розподільної тарілки і через отвори в стакані у верхню зону нижньої приймальної камери. А з неї по патрубку відводиться в жироловку.

Тверді частинки, які знаходяться в жировій суміші, під дією відцентрової сили відкидаються до периферії барабана і утворюють осад, який збирається у грязьовому просторі барабана. Осад періодично вивантажується через прорізи у кришці барабану Прорізи відкриваються і закриваються за допомогою поршня клапанного пристрою і гідравлічної системи. Осад виводиться з нижньої камери через рукав у приймальник осаду.

Перед пуском рідинних сепараторів в експлуатацію перевіряють їх правильне складання, під’єднання комунікацій, рівень масла в картері, вимкнення гальма. Під час набирання барабаном сепаратора робочої частоти обертання можлива, в певний період, підвищена вібрація, яка по міри набору частоти обертання зникає.

Шум у підшипниках та зубчастій передачі повинен бути рівним, при наявності посторонніх звуків сепаратор негайно зупинити і встановити причину неполадки. Деталі барабана необхідно оберігати від випадкових царапин та падінь, не допускається пошкоджень посадочних місць, ущільнювачів, каналів.

Особливу увагу необхідно приділити змащуванню сепаратора, періодично відбирати проби масла з картера для контролю. Зливання масла проводиться через зливний канал, залив через горловину в тахометрі.

Станина сепаратора і електродвигуна повинні бути заземлені. Контролювати правильне збирання деталей барабана сепаратора, надійне закріплення деталей, затяжку накидних кілець. Забороняється встановлювати деталі з інших сепараторів; розбирати, ремонтувати сепаратори до їх повної зупинки; зупиняти сепаратори за допомогою інших предметів.