Сверхцентрифуги. Трубчатые центрифуги.

Из физической теории известно, что центробежное ускорение возрастает прямо пропорционально радиусу и квадрату числа оборотов барабана, а напряжение в стенках последнего увеличивается пропорционально квадрату его радиуса и квадрату числа оборотов.

Исходя из изложенного выше, для повышения эффективности центрифугирования и лучшего разделения (или осветления) эмульсий/суспензий в центрифуге необходимо уменьшить диаметр и увеличить длину барабана, а так же сильно увеличить число оборотов. Длинна пути по которому проходит жидкость в установке влияет на качество обработки и отстаивание продукта.

Основные виды сверхцентрифуг

Основываясь на физических принципах центрифугирования созданы две основных конструкции сверхцентрифуг, которые отличаются друг от друга устройством барабана и числом оборотов, это следующие виды устройств:

1) Низкоскоростные (5000—10 000 об/мин.) жидкостные сепараторы с барабанами малой высоты;

Далее рассмотрим второй тип сверхцентрифуг, как один из самых простых и эффективных для целей разделения и осветления эмульсий и тонких суспензий с низкой концентрацией твердой фазы.

Трубчатые с центрифуги

Сверхцентрифуги данного типа являются высокоскоростными и работают с числом оборотов достигающим 45 000 в минуту, что определяет высокие требования к специфике производства и качеству подобных устройств. Благодаря высокой скорости вращения ускорение, центробежных сил в таких центрифугах выражается очень большой величиной, превосходящей в 12 000 - 51 000 раз показатель ускорения силы тяжести.

Трубчатые центрифуги изготавливаются двух видов с барабанами предназначенными для осветления или разделения. Оба типа барабанов имеют в верхней части отверстия для отвода осветленной или отделенной более легкой жидкости.

Разделяющая центрифуга имеет несколько более сложное устройство. В верхней части барабана установлена дополнительная кольцевая диафрагма для регулирования уровня тяжелой жидкости, а в крышке имеется отверстие для ее отвода.

Действие трубчатой центрифуги основывается на хорошо известных физических принципах. Проходя через входное отверстие нижней части корпуса, струя продукта разбивается о пластину отражателя и отбрасывается к внутренней стенке ротора. Подхваченный ротором во вращение, продукт оказывается в поле действия центробежных сил и растекается по внутренней поверхности, образуя цилиндрический слой, из которого на стенки осаждаются твердые частицы. Цилиндрический слой накапливается в роторе до тех пор, пока его внутренняя поверхность не достигнет уровня выходных отверстий верхней крышки. Дальнейшее поступление суспензии в ротор вызывает непрерывный слив обработанного продукта в выходные отверстия и постоянное перемещение вновь поступающей суспензии в направлении слива, сопровождающееся выделением из нее твердых частиц.

Если рассматривать работу трубчатой центрифуги на схеме, то процесс происходит следующим образом (на рисунке). Жидкость поступает в трубчатый барабан - ротор 1 снизу через подающую трубку 10, отражаясь от отбойника 9. Внутри барабана имеется конструкция с набором лопастей 2, которые способствуют эффективному распределению жидкости в процессе работы. По мере движения по высоте барабана жидкость разделяется на слои по удельному весу ее составных частей, при этом из жидкости отделяются твердые частицы, находившиеся в ней во взвешенном состоянии. Легкая фракция отделяется диафрагмой 5 выходит через верхний патрубок, а более тяжелая отделяется диафрагмой 6 и выходит через нижний патрубок.

Учитывая высокую скорость вращения рабочей камеры трубчатой центрифуги очень важной частью устройства является приводная головка 4 оснащенная гибким демпфирующим, стабилизирующим элементом, к которой затем, крепиться вал ротора центрифуги. Ротор приводится во вращение через одно - или многоременную передачу от электродвигателя 3, с числом оборотов не менее 3000 в минуту. Направляющий подшипник в нижней части дает устойчивость ротору и снижает вибрационные нагрузки. Для повышения безопасности центрифуга снабжена тормозом 8.

Большинство трубчатых центрифуг имеют достаточно простое управление, но возможно и применение автоматизированной микропроцессорной системы для обеспечения интеграции в сложные технологические процессы.

Трубчатые центрифуги, в конечном итоге, являются устройствами периодического действия, так как твердые примеси содержащиеся в обрабатываемой жидкости откладываются на внутренней поверхности барабана, и его приходится периодически чистить останавливая аппарат.

По сравнению с прочими центрифугами трубчатые отличаются компактностью, простотой конструкции и удобством эксплуатации.

Направления применения трубчатых центрифуг

Трубчатые центрифуги применяются в химической, лакокрасочной, пищевой и биологической промышленности.

Основные направления применения трубчатых центрифуг следующие:

- осветление лаков, масел, соков, биологических сред;

- дробное осаждение/фракционирование суспензий по величине частиц твердой фазы, например, для удаления грубых примесей из эмалей;

- разделения стойких эмульсий, например, удаление воды из растительных, рыбных, животных жиров;

- в лабораторной практике для дисперсионного анализа высокодисперсных и коллоидных систем.

Выбор трубчатой центрифуги

Выбор трубчатой центрифуги непростая задача. Следует учитывать способность обрабатываемой суспензии разделяться при тех или иных условиях, концентрацию твердой фазы в разделяемой суспензии, скоростью осаждения частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести.

Так как теоретические методы расчетов для подбора трубчатых центрифуг довольно сложны и недостаточно проработаны, то выбор обычно производится путем предварительной экспериментальной проверки свойств суспензий и процесса ее разделения.

Центрифуги от компании «Мида»

Наша компания специализируется на подборе и поставке центрифуг. В нашем каталоге Вы найдете разные виды и модели оборудования от ведущих производителей. Специалисты компании «Мида» помогут подобрать центрифугу, подходящую для решения Ваших производственных задач. Для получения консультации отправьте запрос через специальную форму на нашем сайте, позвоните +7 (495) 145-06-01 или напишите на info@mida.ru.