Центрифуги непрерывного действия.
Центрифуги непрерывного действия — высокопроизводительные машины, использование которых в химической промышленности позволяет перевести ряд технологических процессов в автоматический режим. Однако возможность их широкого применения ограничивается технологическими требованиями и свойствами обрабатываемых материалов. Большая часть центрифуг непрерывного действия фильтрующие; исключение составляют широко применяемые осадительные горизонтальные центрифуги со шнековой выгрузкой осадка ОГШ . Фильтрующие центрифуги используют в основном для обработки кристаллических материалов с повышенной концентрацией твердой фазы. Принцип действия этих машин следующий. Суспензия непрерывно подается в ротор, жидкость проходит через фильтрующую перегородку, образует непрерывно отводимый фильтрат; осадок подсушивается посредством отжима в центробежном поле, промывается и непрерывно выгружается из ротора тем или иным способом.
Различие в работе фильтрующих и осадительных центрифуг существенное. В первом случае процесс протекает в тонком слое обрабатываемого материала, толщина которого в роторе соизмерима с размерами частиц осадка (шнековые, вибрационные, лопастные, инерционные машины); в центрифугах с пульсирующей выгрузкой осадка его толщина регулируется и достигает 25—30 мм. В осадительных центрифугах со шнековой выгрузкой осадка частицы осаждаются в большинстве случаев в слое жидкости, толщина которого соизмерима с радиусом ротора в его цилиндрической части; из последней осадок перемещается лопастями шнека в коническую часть ротора, где он частично посредством отжима подсушивается и выгружается через разгрузочные окна.
Фильтрование в тонком слое занимает доли секунды, движущийся вдоль оси ротора слой осадка перемешивается по толщине, что заметно ускоряет отделение жидкости. Наиболее интенсивен этот процесс в фильтрующих центрифугах со шнековой выгрузкой осадка, менее — в центрифугах с пульсирующей выгрузкой. В фильтрующих центрифугах осуществляются три процесса: образование осадка, отжим свободной жидкости и частичное удаление жидкости, удерживаемой молекулярными силами. Границы зон этих процессов самоустанавливаются в зависимости от количества подаваемой суспензии: с увеличением ее количества расширяется зона образования осадка, возрастает его влажность. При значительном количестве суспензии может произойти срыв режима фильтрования ─ из центрифуги будет выходить некондиционный осадок.
Фильтрующие центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка типа фвш и фгш.
Непрерывно действующие центрифуги со шнековой выгрузкой осадка делятся на фильтрующие вертикальные (ФВШ), горизонтальные (ФГШ) и осадительные (ОГШ); центрифуги ФГШ и ОГШ стандартизованы (ГОСТ 8459—78). Фильтрующие центрифуги имеют консольное расположение вала; у осадительных центрифуг, как правило, ротор находится между опорами. Характеристики этих центрифуг даны в справочной литературе.
Центрифуги ФВШ и ФГШ применяют для обработки суспензий с кристаллической твердой фазой концентрацией более 20 % при размерах частиц более 100 мкм (сульфаты натрия, аммония, железа, цинка, глауберова соль, нитроцеллюлоза, поташ, волокнистые материалы и др.). Наибольший эффект достигается при концентрации твердой фазы более 40 %.
Фильтрующие центрифуги могут работать с высокими скоростями (фактор разделения до 3500, диаметр ротора 160—630 мм, производительность 0,2—20 т/ч) и с низкими скоростями (фактор разделения 150—800, диаметр ротора 700—1200 мм, производительность 35—75 т/ч). В химической промышленности в основном используют высокоскоростные центрифуги; они отличаются высокой степенью обезвоживания, низкой металло - и энергоемкостью.
Для выгрузки осадка используют расположенные соосно внутри ротора четырех-, шести - и восьмизаходные шнеки, вращающиеся с иной, чем у ротора, скоростью, что позволяет регулировать время обработки материала. Скорости вращения ротора и шнека в таких центрифугах отличаются на 2-3%.
Центрифуги ФВШ могут иметь привод с вертикальным фланцевым электродвигателем, вращение от которого передается на планетарный
редуктор через клиноременную передачу. При горизонтальном расположении электродвигателя для передачи вращения используют дополнительные конические шестерни. Ротор центрифуг ФВШ и ФГШ представляет собой усеченный конус, боковая поверхность которого имеет щелевидные отверстия для прохода фильтрата. Внутренняя поверхность ротора покрыта металлическими листами с круглыми или щелевидными отверстиями соответственно диаметром или шириной 0,3—0,5 мм; для крупнотоннажных центрифуг фильтрующую перегородку изготовляют из колосников специального профиля.
Рис.169. Конструктивная схема вертикальной центрифуги типа ФВШ:
1-предохранительное устройство; 2- дифференциальный планетарный редуктор; 3-камера для сбора фильтрата; 4- транспортирующий шнек; 5-питающая труба; 6-ротор; 7-сито; 8-кожух-станина; 9-камера для сбора осадка; 10-электродвигатель.
Центрифуга ФВШ (рис. 169) имеет вертикальный электродвигатель 10 и клиноременную передачу, вращение через которую передается на дифференциальный планетарный редуктор 2, размещённый под ротором 6 соосно с ним. Далее вращение передается от планетарного редуктора на соосные валы ротора 6 и шнека 4 с разностью частот их вращения в 2-3%. За счёт этой разницы частот вращения ротора 6 и шнека 4 осуществляется перемещение и выгрузка осадка шнеком из ротора. Суспензия подается по питающей трубе 5 в узкое основание ротора, обрабатывается, фильтрат собирается в приемнике 3. Осадок перемещается к широкому краю ротора, промывается, сушится посредством отжима и поступает в камеру 9 для осадка, расположенную в кожухе - станине 8.
Центрифуги ФГШ в химической промышленности вытесняют центрифуги ФВШ, так как обладают рядом преимуществ: высокой эксплуатационной надежностью, лучшей доступностью к ротору и шнеку, расположением опор и редуктора вне зоны обработки материала, возможностью герметизации рабочих узлов.