ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 25
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
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. Недостатками таких центрифуг являются высокий расход энергии на перемещение осадка и заметное его измельчение.
Центрифуги с инерционной выгрузкой осадка. Эти центрифуги представляют собой нормальные фильтрующие центрифуги непрерывного действия с вертикальным коническим ротором.
Суспензия, содержащая крупнозернистый материал, например уголь, руду, песок, поступает в центрифугу сверху через воронку 1 (рис. V-33). Под действием центробежной силы суспензия отбрасывается к коническому ротору 2 с перфорированными стенками. При этом жидкая фаза суспензии проходит сквозь отверстия ротора и удаляется из центрифуги по каналу 3, а твердые частицы, размер которых должен быть больше размера отверстий, задерживаются внутри ротора. Образовавшийся таким образом слой твердых частиц, угол трения которого меньше, чем угол наклона стенок ротора, перемещается к его нижнему краю и отводится из центрифуги по каналу 4. С целью увеличения продолжительности периода, в течение которого жидкость отделяется от твердых частиц, движение их тормозится шнеком;5, вращающимся медленнее ротора. Необходимая разность скоростей вращения ротора и шнека достигается при помощи зубчатого редуктора.
Рис.V -33. Центрифуга с инерционной выгрузкой осадка:
1 — воронка для поступления суспензии; 2 — ротор; 3 — канал для удаления жидкой фазы; 4 — канал для удаления твердых частиц; 5 — шнек.
Центрифуги с инерционной выгрузкой осадка применяются для разделения суспензий крупнозернистых материалов.
Центрифуги с вибрационной выгрузкой осадка. Центрифуги такой конструкции представляют собой нормальные фильтрующие центрифуги непрерывного действия с вертикальным или горизонтальным коническим ротором.
Недостатком описанной выше центрифуги с инерционной выгрузкой осадка является невозможность регулирования скорости движения осадка вдоль стенок ротора. Этот недостаток устранен в центрифугах с вибрационной выгрузкой осадка, принцип действия которых состоит в следующем.
Центрифуга имеет конический ротор с углом наклона стенок, меньшим угла трения осадка по стенке. Поэтому движение осадка вдоль стенок от узкого конца ротора к широкому под действием центробежной силы оказывается невозможным. В данном случае для перемещения осадка в роторе используются осевые вибрации, которые создаются механическим, гидравлическим или электромагнитным устройством. При этом интенсивность вибраций определяет скорость перемещения осадка в роторе, что позволяет, в частности, обеспечить необходимую степень обезвоживания осадка.
Жидкостные сепараторы. Эти аппараты являются отстойными сверхцентрифугами непрерывного действия с вертикальным ротором.
К числу таких сверхцентрифуг относятся жидкостные сепараторы, имеющие ротор диаметром 150—300 мм, вращающиеся со скоростью 5000—10 000 об/мин. Они предназначаются для разделения эмульсий, а также для осветления жидкостей.
В жидкостном сепараторе тарельчатого типа (рис. V-34) обрабатываемая смесь в зоне отстаивания разделена на несколько слоев, как это делается в отстойниках для уменьшения пути, проходимого частицей при оседании. Эмульсия подается по центральной трубе 1 в нижнюю часть ротора, откуда через отверстия в тарелках 2 распределяется тонкими слоями между ними. Более тяжелая жидкость, перемещаясь вдоль поверхности тарелок, отбрасывается центробежной силой к периферии ротора и отводится через отверстие 3. Более легкая жидкость перемещается к центру ротора и удаляется через кольцевой канал 4.
Отверстия в тарелках располагаются ориентировочно по поверхности раздела между более тяжелой и более легкой жидкостями. Для того чтобы жидкость не отставала от вращающегося ротора, он снабжен рёбрами 5. Для той же цели тарелки имеют выступы, которые одновременно фиксируют расстояние между ними.
Примером сепараторов тарельчатого типа могут служить широко распространенные молочные сепараторы.
Рис. V-34. Жидкостный сепаратор тарельчатого типа:
1 — труба для подачи эмульсии; 2 — тарелки; 3 — отверстие для отвода более тяжелой жидкости; 4 — кольцевой канал для отвода более легкой жидкости; 5 — ребра.
Жидкостные сепараторы могут быть также периодически действующими.
Трубчатые сверхцентрифуги. По сравнению с жидкостными сепараторами трубчатые центрифуги имеют ротор меньшего диаметра (не более 200 мм), вращающийся с большей скоростью (число оборотов достигает 45 000 в минуту). Это позволяет получать в трубчатых сверхцентрифугах высокий фактор разделения (достигающий 15 000) и
разделять в них весьма тонкодисперсные системы, например, осветлять лаки. Для того чтобы улучшить условия разделения таких систем, высота трубчатых центрифуг должна в несколько раз превышать их диаметр. Вследствие этого путь жидкости в роторе удлиняется. Трубчатые сверхцентрифуги целесообразно применять в тех случаях, когда выделенный осадок должен содержать минимальное количество жидкой фазы. Низкая конечная влажность осадка достигается благодаря тому, что он значительно уплотняется при высоких значениях фактора разделения.
В трубчатых сверхцентрифугах удобно обрабатывать жидкости, работа с которыми требует герметизации оборудования, а также проводить процесс при практически постоянной температуре (повышенной или пониженной), так как поверхность теплопередачи у них невелика. Трубчатые сверхцентрифуги широко применяются для разделения суспензий с незначительным содержанием твердой фазы, а также для разделения эмульсий.
Рис.V-35. Схема устройства трубчатой сверхцентрифуги:
1 — кожух; 2 — ротор; 3 — радиальные лопасти; 4 — шпиндель; 5 — опора; 6 — шкив; 7 — подпятник; 8 — труба для подачи суспензии; 9 — отверстия; 10 — труба для отвода осветленной жидкости.
Схема устройства трубчатой сверхцентрифуги показана на рис. V-35. В кожухе 1 расположен ротор 2 с глухими стенками, внутри которого имеются радиальные лопасти 3, препятствующие отставанию жидкости от стенок ротора при его вращении. Верхняя часть ротора жестко соединена с коническим шпинделем 4, который подвешен на опоре 5 и приводится во вращение при помощи шкива 6. В нижней части ротора расположен эластичный направляющий подпятник 7, через который проходит труба 8 для подачи суспензии. При движении суспензии в роторе вверх на стенках его оседают твердые частицы, причем осветленная жидкость отводится через отверстия 9 в трубу 10. По истечении определенного времени сверхцентрифугу останавливают и удаляют осадок, накопившийся в роторе.
Для разделения эмульсий применяют сверхцентрифуги, отличающиеся более сложным устройством верхней части ротора, что позволяет раздельно отводить расслоившиеся жидкости.