Отстойная центрифуга периодического действия с ручной

выгрузкой осадка(рис. 1.) состоит из барабана, насаженного на вращающийся вал и помещен­ного в корпус. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении барабана, твердые частицы осаждаются в виде сплошного слоя осадка на стенке барабана, а осветленная жидкость переливается в кожух и удаляется через расположенный внизу патрубок. По окончании процесса осадок выгружается из центрифу­ги.

 

Рис. 1. Отстойная центрифуга: 1 — вал; 2 — барабан; 3 — корпус

Процесс в отстойной центри­фуге состоит из разделения (оса­ждения) суспензии и отжима или уплотнения осадка.

В автоматических отстойных центрифу­гах (рис.2) загрузка материа­ла, промывка, пропаривание и выгрузка осадка выполняются автоматически. Осадок после отделения жидкости снимается ножом 3 или скребком, который срезает его и направляет в желоб или на конвейер. Нож управляется при помощи гидрав­лического цилиндра; с ножом сблокирован пневматический молоток, который ударяет по желобу для облегчения выгрузки осадка.

Последовательность и продолжительность отдельных стадий полного цикла центрифугирования регулируются электрогидравли­ческим автоматом, который состоит из масляного насоса, редуктора и гидравлических цилиндров, управляемых сервомотором.

Описанная центрифуга предназначена для разделения грубых и средних суспензий.

 

Рис. 2. Автоматическая отстойная центрифуга:

1— гидравлический цилиндр; 2 — барабан; 3 - нож; 4 — желоб; 5 — штуцер для удаления фугата; 6 — труба для суспензии.

Непрерывнодействующие отстойные гори­зонтальные центрифуги со шнековой выгруз­кой осадка (НОГШ) применяют в крахмало-паточном произ­водстве для получения концентрированного крахмального осадка и в других производствах.

Центрифуга(рис. 3.) состоит из ротора и внутреннего шнекового устройства, заключенных в корпус. Суспензия подается через центральную трубу в полый вал шнека. На выходе из этой трубы внутри шнека суспензия под действием центробежной силы распре­деляется в полости ротора.

Ротор вращается в кожухе в полых цапфах. Шнек вращается в цапфах, находящихся внутри цапф ротора. Под действием центро­бежной силы твердые частицы отбрасываются к стенкам ротора, а жидкость образует внутреннее кольцо, толщина которого определя­ется положением сливных отверстий на торце ротора. Образовав­шийся осадок перемещается вследствие отставания скорости враще­ния шнека от скорости вращения ротора к отверстиям в роторе, через которые он выводится в камеру 6 и удаляется из центрифуги.

При движении вдоль ротора осадок уплотняется. При необходи­мости он может быть промыт.

Осветленная жидкость отводится через сливные отверстия в камеру фильтрата и удаляется через патрубок 7.

Путем изменения частоты вращения ротора и шнека можно регу­лировать режим работы центрифуги, изменяя продолжительность отстаивания и выгрузки осадка.

Центрифуги типа НОГШ обладают высокой производительно­стью и применяются для разделения тонкодисперсных суспензий с высокой концентрацией твердой фазы.

 

 

Рис. 3. Непрерывнодействующая отстойная горизонтальная центрифуга со шнековой выгрузкой осадка:

1 — корпус; 2 — ротор; 3 — шнековое устройство; 4 — полый вал; 5 — центральная труба; 6 — камера осадка; 7 — патрубок для фильтрата

Фильтрующие центрифуги периодического и непрерывного дей­ствия разделяются по расположению вала на вертикальные и гори­зонтальные, по способу выгрузки осадка — на центрифуги с ручной, гравитационной, пульсирующей и центробежной выгрузкой осадка. Главным отличием фильтрующих центрифуг от отстойных является то, что они имеют перфорированный барабан, обтянутый фильтро­вальной тканью.

В фильтрующей центрифуге периодиче­ского действия (рис. 4) суспензия загружается в барабан сверху. После загрузки суспензии барабан приводится во вращение. Суспензия под действием центробежной силы отбрасывается к внут­ренней стенке барабана. Жидкая дисперсионная фаза проходит через фильтровальную перегородку, а осадок выпадает на ней. Фильтрат по сливному патрубку направляется в сборник. Осадок после окончания цикла фильтрования выгружают вручную через крышку 3.

 

В саморазгружающихся центрифугах (рис. 5) осадок удаляется под действием гравитационной силы. Такие центрифуги выполняют с вертикальным валом, на котором располагается перфорированный барабан. Суспензия подается на загрузочный диск при вращении барабана с низкой частотой. Ниж­няя часть барабана имеет коническую форму, причем угол наклона делается большим, чем угол естественного откоса осадка. Пеле окончания цикла фильтрования и остановки барабана осадок под действием гравитационной силы сползает со стенок барабана и уда­ляется из центрифуги через нижний ток.

 

Рис. 4. Фильтрующая центрифуга периодического действия:

1 — станина; 2 — перфорированный барабан; 3 — крышка; 4 — кожух; 5 — ступица; 6 — подшипник; 7—электродвигатель; 8 — шкив с ременной передачей; 9 — дренажная сетка; 10 — фильтрую­щая ткань

 

В непрерывнодействующих фильтрующих центрифугах с пульсирующей выгрузкой осадка (рис. 6) фильтрат из центрифуги выводится непрерыв­но, а осадок периодически выгружается из барабана пульсирующим поршнем.

Поршень-толкатель перемещается в горизонтальном направле­нии в барабане с помощью штока, который находится внутри полого вала барабана. Шток вращается вместе с валом и совершает одновременно возвратно-поступательные движения (10... 16 ходов в минуту, длина каждого хода составляет примерно 0,1 длины барабана).

 

Рис. 5. Рис. 6.

Рис. 5. Центрифуга с гравитационной выгрузкой осадка: 1— вал; 2 — барабан; 3 — распределительный диск; 4 — упорная втулка

Рис. 6. Центрифуга непрерывного действия с пульсирующей выгрузкой

осадка: 1 - полый вал; 2 — шток; 3 — корпус; 4 — поршень-толкатель; 5 — приемный конус; 6 — барабан; 7 — сито

 

Сервомеханизм автоматически изменяет направление движения поршня.

Суспензия подводится по оси вала в приемный конус. В конусе имеются отверстия, по которым суспензия поступает в барабан. Внутренняя поверхность барабана покрыта фильтровальным ситом. Осадок, отложившийся на поверхности сита, промывается и переме­щается поршнем к открытому концу барабана. Из барабана осадок выгружается в камеру для осадка.

Центрифуга непрерывного действия с центробежной выгрузкой осадка имеет конический перфорированный барабан, внутри которого вращается шнек со скоростью, несколько меньшей скорости вращения барабана. При вращении витки шнека снимают с барабана отложившийся осадок и перемещают его в нижнюю часть барабана, в камеру для осадка. Выгрузка осадка происходит под действием центробежной силы. При этом осадок не измельчается, его структура не изменяется, как, например, в центрифугах с ножевым срезом и выгрузкой осадка пульсирующим поршнем.

 

 

Гидроциклоны применяют для осветления, обогащения суспен­зий, классификации твердых частиц по размерам от 5 до 150 мкм, а также для очистки сточных вод после мойки пищевых агрегатов.

Корпус гидроциклона (рис. 7.) состоит из верхней цилиндри­ческой части и конического днища. Качество разделения в гидроци­клонах зависит от угла конусности. Оптимальным считают угол, равный 10... 15°. При таком угле удлиняются коническая часть гид­роциклона и путь твердых частиц и, следовательно, увеличиваются время пребывания частиц и качество разделения.

Суспензия подается тангенциально в цилиндрическую часть и приобретает вращательное движение. Скорость суспензии на входе в гидроциклон составляет 5-25 м/с .

Под действием центробежной силы твердые частицы отбрасываются к стенкам гидроциклона и движутся по спиральной траектории вдоль стенок вниз к штуцеру 6, через который отводятся в виде шлама. Осветленная жидкость дви­жется во внутреннем спиральном потоке вверх вдоль оси гидроци­клона и удаляется через патрубки 2.

Гидроциклоны, применяемые в качестве классификаторов, имеют диаметр 300...350 мм и высоту 1,0... 1,2 м. Для сгущения гру­бых суспензий используются гидроциклоны диаметром 100 мм, для сгущения и осветления тонких суспензий — гидроциклоны диаме­тром 10... 15 мм, обычно объединяемые в общий агрегат, в котором они работают параллельно (мультигидроциклон).

 

 

Рис.7. Гидроциклон:

1 — тангенциальный штуцер; 2 — патрубок; 3 — перегородка; 4 — цилиндрический корпус; 5 — коническое днище; 6 — штуцер для выхода

шлама

 

Рис. 8. Сверхцентрифуга:

1 — корпус; 2 — ротор; 3 — лопасть; 4 —подпятник; 5 — труба; 6 — отверстие для выхода осветленной жидкости; 7 — шпиндель;

8 — опора; 9 — шкив

 

Сверхцентрифуги (рис.8) имеют ротор малого диаметра — не более 200 мм, вращающийся с большой скоростью — до 4500 мин^-1. Фактор разделения составляет 15 000. В таких центрифугах разде­ляют очень тонкодисперсные суспензии и эмульсии (обезжиривание молока).

 

Контрольные вопросы.

1. Какие типы отстойных центрифуг применяются для разделения суспензий?

2. От чего зависит форма и размер отстойников.

3. От чего зависит продолжительность отстаивания?

4. Какими могут быть центрифуги?

5. В каких случаях применяют гидроциклоны, сепараторы и сверх­центрифуги?