Классификация центрифуг

Процесс центрифугИрования. Описание

Центрифугирование - это процесс разделения жидких неоднородных систем в результате действия центробежных сил. Данный процесс осуществляется посредством специальных машин (центрифуг). Главным элементом центрифуги является перфорированный барабан, совершающий вращательные движения на валу (вертикальном или горизонтальном).

В центрифуге протекают следующие виды процессов:

· центробежное фильтрование;

· центробежное отстаивание;

· центробежное осветление.

Центробежное фильтрование - это процесс по разделению в центрифугах суспензий. В этом случае центрифуги оснащены перфорированными барабанами, к которым прилегает слой фильтровального материала. Вещество откидывается на стенки барабана, и под воздействием центробежных сил жидкость проходит сквозь слой осадка и ткань и выводится наружу посредством отверстий. Твердая фаза остается на поверхности ткани.

В целом, центробежное фильтрование охватывает три физических процесса:

· фильтрование с образованием осадка;

· уплотнение осадка;

· удаление жидкости из осадка.

Центробежное отстаивание - это процесс по разделению суспензий в центрифугах, оснащенных барабанами со сплошными стенками. Суспензия подается в нижнюю часть барабана и в результате действия центробежных сил она отбрасывается к стенкам. На стенках происходит выделение осадка, а жидкость создает внутренний слой. Далее жидкость выталкивается суспензией, которая поступает на разделение. Жидкость поднимается вверх и переливается через край. В данном случае, протекает два физических процесса:

осаждение твердой фазы;

уплотнение осадка.

Центробежное осветление – процесс, также протекающий в барабанах со сплошными стенками и применяющийся для разделения суспензий с небольшим содержанием твердой фазы (тонкие суспензии, коллоидные растворы). С точки зрения физики, данный процесс является свободным осаждением твердых частиц под воздействием центробежных сил.

Барабаны со сплошными стенками способны также разделять эмульсии. Компоненты эмульсии разделяются на наружный слой с высокой плотностью и внутренний слой с низкой плотностью. Из барабана разделенные по фазам жидкости удаляются раздельно. Данный процесс объединяет отстаивание и фильтрование под воздействием центробежных сил.

Центрифугирование является более эффективным способом разделения жидких систем по сравнению с отстаиванием и фильтрованием.

Классификация центрифуг

Центрифуга является аппаратом, который развивает центробежную силу, необходимую для разделения неоднородной смеси на составные фазы с различной плотностью.

Принцип работы данного аппарата заключается в том, что центробежная сила, которая возникает как результат вращения барабана, оттесняет частицы в растворе в направлении противоположном оси вращения (при условии, что плотность частиц выше плотности самого раствора).

Классифицировать центрифуги можно по семи основным принципам:

1) принципу действия;

2) характеру процесса центрифугирования;

3) способу выгрузки осадка;

4) расположению оси вращения;

5) основному конструктивному признаку;

6) уровню герметизации;

7) скорости и объему (центрифуги для лабораторных целей).

1. По принципу действия различают:

Фильтрующие аппараты предназначены для фильтрации грубодисперсных суспензий, отделения влаги от штучных материалов. Использование центрифуг данного типа обеспечивает минимальное содержание жидкости в осадке и эффективную промывку. В данных аппаратах ротор имеет сетчатую обечайку. В процессе фильтрации, жидкость проходит сквозь перегородку, а твердые частицы оседают.

Отстойные и осветляющие аппараты используются для разделения суспензий, которые плохо фильтруются и осветления суспензий с небольшой степенью концентрации. Ротор в данных центрифугах имеет сплошную обивку, на которой оседают твердые частицы в виде кольца. Жидкая фаза оттесняется к оси вращения.

Разделяющие аппараты применяются, в основном, для сепарации эмульсий. Данный тип центрифуг является разновидностью отстойных аппаратов. В процессе разделения, у обивки барабана скапливается слой жидкости, обладающей большим удельным весом, а ближе к оси вращения - с меньшим удельным весом.

Комбинированные аппараты сочетают осаждение с последующей фильтрацией или фильтрацию с последующим осаждением в центробежном поле.

2. По характеру процесса центрифугирования аппараты бывают:

Периодического действия, где операции по загрузке, разделению и выгрузке происходят в определенной последовательности и периодически.

Непрерывного действия, где все операции, их которых состоит процесс, происходят одновременно и непрерывно.

3. По способу выгрузки осадка из барабана, центрифуги могут иметь:

Ручную выгрузку, которая производится после остановки барабана, в центрифугах непериодического действия.

Гравитационную выгрузку, которая применяется в центрифугах периодического действия (осадок выгружается под действием собственного веса).

Выгрузку ножом, когда осадок выгружается при помощи ножа. Такой способ чаще используется в центрифугах непрерывного действия.

Выгрузку пульсирующим поршнем, где осадок выгружается по мере того, как поршень совершает возвратно-поступательные движения. Данный тип выгрузки используется в фильтрующих центрифугах. Осадок выгружается без отключения барабана.

Шнековую выгрузку, где при вращении шнека происходит выгрузка осадка. Такая схема выгрузки характерна для центрифуг непрерывного действия.

Вибрационную выгрузку, когда ротор совершает колебания в осевом направлении, вследствие чего осуществляется выгрузка осадка.

4. По принципу расположения оси вращения центрифуги бывают:

Вертикальными;

Горизонтальными;

Наклонными.

5. По уровню герметизации различают центрифуги следующих типов:

Негерметизированные центрифуги, не имеющие уплотнительных устройств, которые изолируют рабочие полости аппарата от воздействий внешней среды. Такие машины используются для работы с нетоксичными и нелетучими веществами в условиях взрывобезопасных производств.

Герметизированные взрывозащищенные центрифуги, в которых рабочие полости изолированы. Такое оборудование используется в условиях взрывоопасных производств.

Центрифуги, оснащенные системами обогрева или охлаждения кожуха (или ротора). Обычное электрическое оборудование.

Центрифуги, оснащенные системами обогрева или охлаждения кожуха (или ротора). Взрывозащищенное электрическое оборудование.

Капсулированные центрифуги, в которых все детали кроме привода помещены в герметичную оболочку

Дата добавления: 2015-11-30