Конструктивные схемы жидкостных центробежных сепараторов различных типов и их приводов.
Рис. 181. Кинематическая схема жидкостного сепаратора:
р
отор;
2- вал; 3- упругая опора; 4- винт винтовой
передачи;
5- нижняя опора; 6- шестерня винтовой передачи; 7- счетчик оборотов;
8- горизонтальный вал; 9- подшипники вала; 10- фрикционная центробежная муфта; 11- электродвигатель.
Классическая кинематическая схема вертикальной компоновки жидкостного сепаратора приведена на рис. 181.В своей основе она сохранила черты первого молочного сепаратора, изобретённого и построенного во второй половине 19-го века шведским инженером-изобретателем Карлом Густавом Патриком де Лавалем. Чаще всего ротор сепаратора устанавливается на верхнем консольном конце двухопорного вала (веретена) и получает вращение через повышающую винтовую передачу. Смазка передачи осуществляется за счет разбрызгивания жидкого масла (масляного тумана). Ближайшая к ротору опора (горловая опора) обычно выполняется в виде упругой опоры, что приводит к снижению жесткости этой опоры, понижению собственной (резонансной) частоты вращения ротора и позволяет достичь режима самоцентрирования в закритической области его частот вращения. Ведомая (малая) шестерня винтовой передачи в ряде конструкций сепараторов может нарезаться непосредственно на веретене. Необходимо отметить, что специфической особенностью винтовой пары является не линия контакта (как в цилиндрической, косозубой, червячной и др. видах зубчатых передач), а точка. Благодаря этому свойству достигается постоянство зацепления в винтовой передаче при отклонении веретена от геометрической оси при возникновении вибропрогибов консольного вала. Другими словами центр зацепления у винтовой передачи является «плавающим».
Недостатком винтовой передачи следует считать ограниченную величину передаваемого крутящего момента, обусловленную малым допустимым контактным давлением, возникающим в точке зацепления винтовой пары.
При осветлении суспензий жидкостные сепараторы работают либо периодически с ручной выгрузкой осадка, либо непрерывно с механизированной выгрузкой осадка. Сепараторы с коническими тарелками при разделении суспензий могут работать непрерывно. При разделении эмульсий в сепараторах с коническими тарелками режим работы как правило непрерывный, за исключением случаев, когда в эмульсиях содержатся частицы твердой фазы (трехфазные центрифуги).
Рис. 182.1. Схемы работы жидкостных сепараторов с пакетами конических тарелок:
а – сепаратора-разделителя;
б – сепаратора-очистителя.
Тарелки разделяют жидкость на ряд потоков толщиной 0,3—1,5 мм, движущихся под углом 35—55° между тарелками в направлении к оси вращения ротора. Обработка жидкости происходит во всем объеме межтарелочного пространства; фугат (или легкая фаза эмульсии) направляется к каналам тарелкодержателя, а осевшие тяжелые частицы твердой фазы (или тяжелой фазы эмульсии) смещаются к периферии ротора и группируются в шламовом пространстве, где окончательно разделяются фазы. Применение тонкослойного осаждения привело к созданию высокопроизводительных сепараторов, используемых в самых разнообразных отраслях промышленности.
Сепараторы с ручной выгрузкой используют в химической промышленности только в особых случаях, так как непосредственный контакт обслуживающего персонала с обрабатываемым материалом нежелателен; предпочтительно применение сепараторов с автоматическим режимом работы.