Помимо хорошо известных сфер применения трубчатых центрифуг, таких как: очистка масел, биологических сред, соков, разделения стойких водно-жировых эмульсий; эти устройства также активно и массово применяются в лакокрасочной промышленности, для осветления лаков и удаления примесей из эмалей.
Лаки — это большая группа лакокрасочных материалов, представляющих собой растворы натуральных или синтетических плёнкообразующих веществ в органических растворителях или воде. При добавлении в лаки пигментов и наполнителей получают эмали. После высыхания эти материалы образуют твёрдую, устойчивую, прозрачную бесцветную или колерованную плёнку.
В технологии производства лаков, после растворения пленкообразователей и прочих компонентов, требуется полное удаление из раствора всех посторонних твердых частиц. Наибольшее значение это имеет при изготовлении непигментированных прозрачных лаков, так как значительно повышает степень чистоты и прозрачности. Такую очистку лаков называют осветлением.
Обычно на производствах, для очистки и осветления прозрачных лаков применяют следующие основные способы: отстаивание, фильтрование и центрифугирование.
Исторически для очистки и осаждения посторонних твердых частиц в прозрачных лаках применяли продолжительное отстаивание. Но такой способ слишком длителен для современных производств и не подходит для отделения частиц с удельным весом равным удельному весу лака.
На современных производствах для первичной очистки прозрачных лаков применяться фильтрование. Более полная очистка и осветление проводятся с применением центрифугирования.
Для очистки прозрачных лаков обычно применяют осветляющие трубчатые центрифуги с высокой скоростью вращения, которые также называются сверхцентрифугами.
Если говорить о процессе в общем, то при центрифугировании лаков центробежная сила в первую очередь отделяет из раствора твердые посторонние частицы с большим удельным весом, а для отделения частиц с меньшим весом требуется значительно большее число оборотов. Здесь очевидно, что качество очистки зависит от скорости вращения барабана центрифуги.
С физической точки зрения, для получения лучших результатов очистки лаков необходимы трубчатые центрифуги с большой угловой скоростью и с барабанами малого диаметра. Таким параметрам соответствуют сверхцентрифуги, в которых лак подается в нижнюю часть быстро вращающейся цилиндрической трубы, где он очищается в результате центробежного осаждения частиц с высоким удельным весом и выходит из верхней части осветленным.
Если говорить о практических аспектах то наиболее эффективно трубчатые центрифуги применяют для очистки лаков от частиц, имеющих плотность больше плотности лака. В связи с относительно высокой вязкостью лаков необходимостью отделения тонких частиц для очистки лаков используют сверхцентрифуги с фактором разделения f> 10000.
Сверхцентрифуги являются высокоскоростными устройствами способными развивать от 14 000 до 45 000 оборотов в минуту, что определяет высокие требования к их техническим параметрам. Из-за высокой скорости вращения, ускорение центробежных сил в таких центрифугах имеет очень большую величину, превосходящую в несколько тысяч раз показатель ускорения силы тяжести, что и позволяет отделять даже мельчайшие посторонние частицы.
Ротор сверхцентрифуги, обычно, представляет собой прочную трубу диаметром 100 -150 мм и длиной 400 - 800 мм. В процесс работы она может вмещать некоторое ограниченное количество осадка, удаление которого осуществляется вручную. По этой причине на трубчатых центрифугах проводят окончательную, высококачественную очистку лаков, содержащих не более 1 % осадка.
На рисунке ниже представлено общее устройство трубчатой центрифуги (сверхцентрифуги).
Кратко рассмотрим устройство и функционирование осветляющей сверхцентрифуги. Узкий длинный трубчатый ротор (5) , подвешен на демпфирующем шпинделе (узком вале) (3) и приводится во вращение высокоскоростным электродвигателем через ременную передачу и шкив (1). В ряде моделей центрифуг внутри ротора, неподвижно по отношению к стенкам барабана, устанавливается многолопастная крыльчатка, которая снижает угловое вращение жидкости относительно стенок барабана и повышает равномерность распределения. Ротор центрифуги помещен в защитный, легко открывающийся, корпус закрепленный на станине аппарата (6). В нижней части ротора имеется система подачи и разбрызгивания (7) подаваемого лака. Частицы с высоким удельным весом осаждается на стенках ротора, а очищенный лак поступает из ротора в верхнюю приемную камеру откуда сливается наружу через трубу (4). При накоплении осадка на стенках ротора его эффективный радиус уменьшается и при достижении показателя 25~30мм, ротор вынимают и чистят.
Центрифугирование можно использовать не только в производстве прозрачных лаков, но в некоторых случаях, для очистки пигментированных лаков - эмалей.
Из эмалей также необходимо удалять посторонние включения, которые в процессе изготовления, попадают в раствор с пигментами. При этом необходимо удалять только посторонние твердые частицы, а не красящие пигменты и добавки, которые также являются твердыми веществами. Удаление посторонних примесей из пигментированных лаков называют очисткой эмалей
Как уже отмечалось ранее, различное влияние числа оборотов центрифуги на частицы с большими и малыми удельными весами позволяет использовать их и для разделения частиц разных веществ с разными удельными весами, и в частности, для очистки эмалей.
Необходимо учитывать что при очистке эмалей, пигментная часть которых состоит из нескольких компонентов с различным удельными весами, иногда происходит изменение цвета, так как частично удаляется пигмент с большим удельным весом. В этой ситуации необходима корректировка добавлением нужного пигмента, количество которого определяется опытным путем.
Сверхскоростные трубчатые центрифуги бывают разного размера и производительности, от небольших лабораторных, до крупных заводских. Учитывая высокую физическую нагруженность этих устройств, при их разработке в их конструкцию, закладывают повышенный уровень надежности. Для удобства управления промышленными сверхцентрифугами используются автоматизированные системы.
Учитывая высокую пожаро и взрывоопасность лакокрасочных производств для очистки лаков применяют сверхцентрифуги во взрывобезопасном и герметичном исполнении.
В заключении важно отметить неоспоримые достоинства трубчатых осветляющих центрифуг:
- исключительное качество и эффективность осветления и очистки лакокрасочных материалов недостижимое другими методами;
-высокая интенсивность разделения определяемая центробежной силой в десятки раза превосходящей аналогичную в обычных центрифугах;
-низкое содержание полезного продукта в отработанном осадке;
- компактность и герметичность;
-отсутствие необходимости во вспомогательных устройствах и материалах.
Посмотреть каталог
Трубчатые центрифуги
Для того, чтобы получить более подробную информацию связывайтесь с нашими менеджерами по телефонам 8 800 600-06-01, +7 (495) 145-06-01 или электронной почте info@mida.ru.