Рабочий цикл центрифуг периодического действия.

Обработка суспензии в центрифугах периодического действия происходит пооперационно. В целом рабочий цикл τ_ц состоит из затрат времени на операции: подачу суспензии в центрифугу τ_пч, выполнение основных операций τ_осн (центрифугирование τ_ф, промывка τ_пр, сушка осадка τ_с), осуществление вспомогательных операций τ_в, (разгон и торможение ротора), выгрузку осадка τ_вг.

В общем виде цикл работы фильтрующей центрифуги периодического действия включает в себя продолжительность всех перечисленных этапов:

τ_ц = τ_пч + τ_осн + τ_в + τ_вг . (J)

При этом коэффициент использования центрифуги η = (τ_пч + τ_осн + τ_вг)/ τ_ц. Величина η в значительной мере зависит от вида центрифуги (осадительная или фильтрующая), свойств обрабатываемой суспензии и требований к готовому продукту. Увеличение в рабочем цикле продолжительности вспомогательных операций ведет к снижению эффективности работы центрифуги периодического действия по сравнению с центрифугами непрерывного действия, в которых доля вспомогательных операций незначительна.

Несмотря на очевидные преимущества, непрерывно действующих центрифуг, число выпускаемых машин периодического действия велико. В ряде производств химической промышленности невыгодно использовать дорогостоящие высокопроизводительные центрифуги непрерывного действия. Машины периодического действия позволяют благодаря простоте их регулирования обрабатывать материалы в течение любого заданного времени, а также проводить многократные промывку и сушку осадка.

В конкретных процессах некоторые операции могут отсутствовать; при этом цикл сокращается. Если в технологическом цикле центрифуги можно объединить центрифугирование и отжим, то выражение для времени цикла упростится.

В общем случае длительность подачи суспензии в ротор зависят от

динамической вязкости суспензии, сопротивления фильтрующей перегородки, отнесенное к единице вязкости; площади фильтрующей поверхности; коэффициента заполнения ротора; жидкостного объема ротора, среднего удельного объемного сопротивленияя осадка; u отношения объемов отфильтрованного осадка и суспензии; угловой скорости ротора; r_рт внутреннего радиуса ро; плотности жидкой фазы.

Сопротивление фильтрующей перегородки зависит от угловой скорости ротора и степени забивания пор перегородки частицами фильтруемого материала. В большинстве случаев значение относительно мало по сравнению с сопротивлением осадка и им можно пренебречь.

Рабочий цикл осадительных центрифуг включает в основном те же операции, что и цикл фильтрующих центрифуг, лишь фильтрование (τ_ф) заменяется осаждением (τ₀). Цикл всего процесса обработки суспензии в осадительных машинах:

τ_ц = τ_пч + τ_осн + τ_в + τ_вг

Конструкции центрифуг периодического действия. Вертикальные малолитражные центрифуги с нижним приводом.

Центрифуги вертикальные известны с 1831г., когда был зарегистрирован первый патент. В настоящее время выпускают стандартные центрифуги этого типа (ГОСТ 11095—76), вертикальные малолитражные, предназначенные для обработки жидких неоднородных сред средней плотностью 2000 кг/м³.

B справочной литературе приведены характеристики этих центрифуг.

Вертикальные центрифуги просты, надежны в эксплуатации. На их примере удобно ознакомиться с принципом действия и конструкцией ряда общих узлов, применяемых в центрифугах периодического действия.

Рис.159. Вертикальная центрифуга ОВБ:

1-ротор; 2-опорный вал; 3-подшипник; 4-крышка кожуха; 5- неподвижный корпус жесткой опоры подшипников;

6-предохранитель (блокировочное) устройство;

7-пусковое устройство;

8-приводной электродвигатель; 9-ведущий шкив; 10-ленточный

тормоз; 11-ведомый шкив;

12- станина; 13-несущая плита; 14-отводная труба фугата;

15-фасонные болты крепления кожуха 16.

Вертикальная осадительная центрифуга ОВБ с жесткой опорой вала (рис.159) имеет сплошной (неперфорированный) ротор 1, закрепленный на консольной верхней части вертикального опорного вала 2, вращающегося в под­шипниках 3. Последние расположены в неподвижном корпусе 5 жесткой опоры подшипников. Предохранительное устройство 6 позволяет обезопасить обслуживание центрифуги; для этого ленточный тормоз 10, пусковое устройство 7, крышка 4 кожуха соединены в сблокированную систему. Ротор 1 центрифуги вращается от электродвигателя 8 через ведущий шкив 9, клиноременную передачу, ведомый шкив 11 и вал 2. Корпус подшипников опирается на станину 12, закрепленную несущей плите 13. В осадительных центрифугах фугат удаляется по отводной трубе 14 или переливается через борт, после чего попадает в приемник фугата. Отводная труба 14 имеет ограниченную возможность перемещения в радиальном направлении. Ротор закрыт кожухом 16, закрепленным на станине 12 болтами 15.

Через питающую трубу в крышке 4 ротора суспензия подается на днище ротора и при его вращении под действием центробежных сил заполняет рабочую часть ротора. По мере продвижения суспензии снизу вверх частицы твердой фазы оседают на внутренней поверхности ротора. После заполнения ротора на 75—85 % осадком центрифугу останавливают и осадок вручную удаляют из ротора через его верхнее отверстие.