Экрандық Құрт Центрифугасы: Жобалау Сипаттамалары

Экрандық құрт центрифугасы сұйық-сұйық бөлшектерді бөлу технологиялары аясында әзірленген жоғары дәрежеде дамыған инженерлік құрылғы болып табылады. Центрге тарту күшін және ұқыпты механикалық конструкцияны қолдана отырып, экрандық құрт центрифугасы әртүрлі өнеркәсіптік қолданыстарда тиімді және үздіксіз жұмыс істейді. Мұндай конструкциялық жабдықтар басқа бөлгіштерді қолданып бөлуге қиындық тудыратын материалдарды, әсіресе үлкен бөлшектері мен ерекше ағын сипаттамалары бар материалдарды бөлуге мүмкіндік береді. Барлық салалардағы әртүрлі операцияларда машина өнімділігін оптимизациялау үшін оның конструкциялық сипаттамаларын түсіну мен бағалау қажет. Химиялық өңдеу өнеркәсібінен бастап тамақ өндірісіне дейінгі салаларда экрандық құрт центрифугасы үлкен көлемдегі материалдарды тиімді және сенімді бөлу қажет болатын барлық операцияларда өте құнды құрылғы ретінде өзін көрсетті.

Экрандық құрт центрифугаларының негізгі функциясы

Скриньдің құрғақшалары көп қырлы, бірақ қарапайым ұғымға негізделген. Келіп түскен суспензия барабанның жылдам айналуының салдарынан әлдеқайда үлкен центрге тартқыш күштерден өтуі тиіс. Ауыр қатты бөлшектер сыртқы қабырғаға қарай ығысып, сүзгіш торда ұсталады, ал жеңіл сұйық тор арқылы өтіп, құрғақшадан қабырға арқылы шығады. Нәтижесінде сүзгіш тордың бетінде бөлінген материалдардың қатты массасы пайда болады. Инженерлер тобы осы массаны «кек» деп атайды.

Үздіксіз жұмыс істейтін ерекше спиральды ішкі бөлшектер операцияның сәтті өтуін қамтамасыз етеді. Негізгі ыдысқа қарағанда сәл өзгеше жылдамдықпен айналатын червякты бұранда бар, оны дифференциалды жылдамдық деп атайды. Бұл спиральды центрифуганың түсіру ұшына қарай қатты фильтрлік кекти баяу және үздіксіз итеріп шығарады. Осы уақытта тазартылған сұйықтық басқа шығару бағытымен кетеді. Бұл тамаша әдіс қатты және сұйық фазалардың бөлінуінің жалғыз толық автоматтандырылған және үздіксіз процесі болып табылады және тоқтата алмайтын өнеркәсіптік процестер үшін идеалды нұсқа болып саналады. Бүкіл жүйе қолмен кіріспеумен жұмыс істейді және барлық процесс бойынша шығыстың тұрақты сапасы қамтамасыз етіледі.

Негізгі инженерлік параметрлер мен олардың маңызы

Экрандық құрғатқыш центрифугаларды бағалау кезінде бірнеше конструкциялық ерекшеліктерге ерекше назар аудару қажет, өйткені олар нақты қолданулар үшін жұмыс өнімділігі мен тиімділігіне негізгі әсер етеді. Ыдыстың диаметрі кішігірім үлгілер үшін шамамен 200 мм-ден, ал үлкен өнеркәсіптік қондырғылар үшін 1000 мм-ге дейін жетеді. Бұл өлшем негізінен машина өнімділігін анықтайды, өйткені үлкен диаметрлер өткізу мүмкіндігін арттырады, бірақ бұл көбірек қуатты талап етуі мүмкін және кең кеңістікті алады. Айналу жылдамдығы, әдетте айналым санымен (rpm) көрсетіледі, ыдыстың диаметрімен бірге тиімді бөліну үшін қажетті центрге тартқыш күшті қамтамасыз етеді. Үлгіге және қолдану талаптарына байланысты, жұмыс жылдамдығы әдетте 900-дан 4000 rpm-ге дейінгі аралықта болады.

Сонымен қатар, центрге тартушы және гравитациялық үдеулердің қатынасы ретінде анықталатын бөліну коэффициенті бар, бұл өте маңызды сипаттама. Бұл қатынас неғұрлым жоғары болса, соғұрлым бөліп алу күші күштірек болады, кейбір модельдерде бөліну коэффициенті 2000 G-күшке дейін жетеді. Бұл сипаттама түйіршікті материалдарды немесе қатты және сұйық тығыздықтары жақын материалдарды өңдеу үшін машиналардың тиімділігін тікелей анықтайды. Өңдеу қабілеті м³/сағ өлшемімен өлшенеді және кейбір модельдерде 0,5 м³/сағ шамалас қарапайым көрсеткіштерден бастап 30 м³/сағ немесе одан да жоғары ауыр жұмыс режимдегі қондырғыларға дейін өзгереді. Бұл сипаттаманы өндірістік талаптарға өте жақын сәйкестендіру қажет, сонда машина жүйені асыра жүктеусіз ең тиімді жұмыс істей алады.

Толықтай қарастырмас бұрын, бұл мәтінде тек акомадик центрифугаларға шектелетін болсақ, модельдің диапазонының ең солтүстік және ең оңтүстік шегін анықтау маңызды. Ең төменгі диапазон кіші комп үшін шамамен 3 кВт, ал үлкен комп үшін ең жоғарғысы — 75 кВт. Сондықтан айырмашылық 10 есе құрайды. Механикалық, құрылымдық және жұмыс істеу қуатына назар аударғанда, энергияның тиімді шығуын қамтамасыз ету үшін қуатты сәйкестендіру қажет. Үлкен машиналардың квадрат футпен есептелген жұмыс істеу тиімділігінің диапазоны 3200*2200*2300 мм құрайды. Өз ғимаратыңызға орнату жоспарын құрғанда, сонымен қатар салмақ пен жұмсақ нүктелер маңызды рөл атқарады. Мысалы, стандартты 550 кг салмақтағы модельді орнату мен 6000 кг салмақты орнату әртүрлі тәсілдерді қажет етеді. Бұл үлкен бөлмелерді жоспарлауда маңызды роль атқаратын орнату мүмкіндігіне әкеледі. Кеңістік шектеулері бар машиналарды қарастырғанда, қабылдаушы ғимарат түрі маңызды рөл атқарады.

Бұл центрифугаларды пайдаланған кезде жоғарыда аталған материалдарды қолдану кезінде конструкцияның сапасын сақтау өте маңызды. Өңделетін компоненттермен ең көп байланысатын бөлігі – сыртқы қаңқа болып табылады, сондықтан осы бөлік үшін ең жиі таңдалатыны – 316L және 304 түріндегі гильзиялық болаттар. Коррозияға, тозуға және үйкеліске төзімділік осы гильзиялық болаттардың негізгі факторлары болып табылады. Спиральды конвейер сияқты одан да көбірек үйкеліске ұшырайтын бөлшектер үшін бұл модельдер қызмет көрсету мерзімін тағы да ұзарту үшін қатты қорытпалы бөлшектері бар серпімді соққыға төзімді резеңкемен жабдықталған арнайы тозуға қарсы қорғаныспен келеді

Жетектік жүйе қарастырылуы керек келесі маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Көптеген заманауи экрандық құрғақшаларда ыдыс пен конвейердің екеуі үшін де тәуелсіз жиілікті басқару мүмкіндігі бар екі қозғалтқыш қолданылады. Бұл конфигурация операторларға ыдыстың және конвейердің айналу жылдамдығын жеке-жеке басқаруға және өзгертуге мүмкіндік береді, сондықтан дифференциалдық жылдамдықты реттеуге болады. Дифференциалдық жылдамдықты реттеу бұл қатты фазаның құрғақтығын, сұйықтың айқындығын, сонымен қатар бүкіл процестің икемділігін анықтайды. Дифференциалдық механизм әртүрлі типті тістегіштер, гидравликалық дифференциалдар немесе циклоидалық шыбыршықты тісті дөңгелектер арқылы жасалуы мүмкін. Олардың әрқайсысы әртүрлі қолданбалар, жұмыс жағдайлары мен қажетті бұраушы моментке байланысты өзіндік артықшылықтарына ие.

Тарату құрылғыларының дизайны әртүрлі қолданыстарда өзгереді. Көбінесе торлы червякты центрифугаларда үнемі жұмыс істеуге мүмкіндік беретін толығымен автоматтандырылған үздіксіз тарату жүйелері бар. Тарату саптарының, желобтардың, шайыр тақталарының және тарату жүйелерінің ерекше орнатулары нақты материалдық қажеттіліктерге сәйкес келтірілуі мүмкін және екінші дәрежелі төменгі ағым жүйелерімен оңай интеграциялануын қамтамасыз етеді. Күрделірек модельдер вибрацияны бақылау, подшипниктер және двигательді басқару сияқты қорғаныс жүйелерінің ерекше комбинациясын қамтиды, ол конвейердегі температураның көтерілуін, RPM-нің шектен тыс болуын және моменттің артуын алдын алу үшін қажет. Бұл қорғаныс жүйелері зақымдану қаупін әлдеқайда төмендетеді және жүйе рұқсат етілген шектерден тыс жағдайларда жұмыс істегенде жүйенің автоматты түрде істен шығуына мүмкіндік береді.

Нақты қажеттіліктер үшін тиесілі конфигурациялар

Экрандық құрт центрифугалары әртүрлі жұмыс істеу қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін әртүрлі конструкцияларда келеді. Стандартты типі циклоидалды пиния немесе планетарлы дифференциалдар арқылы спираль мен табақша арасындағы жылдамдық айырмашылығын ұстайтын бір моторлы айнымалы жиілікті жетектеумен сипатталады. Көбінесе материалдардың өңделу сипаттамалары құрамы біртекті болған жағдайда және өңдеу шарттары тұрақсыз болмаған жағдайда мұндай конфигурациялар жарамды.

Механикалық беріліс жәшегінің түрі осындай конфигурациялық иерархиялардағы келесі қадам болып табылады және кіші көлемді, бірақ үлкен итеру моменті бар гидравликалық дифференциалдармен түзетіледі. Мұндай конфигурациялар үлкен фракциялық ластанулары немесе стандартты конфигурациялардың бөлетінінен гөрі жоғары қатты заттар мөлшері бар материалдарды бөлу үшін ерекше қолайлы. Мұндай қондырғыларда, ережеге сай, шығыс терминалында асқын жүктеме туралы алдын ала хабарлау функциясы бар дифференциалдық кері байланыс басқару жүйесі мен автоматты түрде өшіру функциясы бар максималды қысым туралы алдын ала хабарлау жүйесі орнатылған. Жиі басқару реттеулері талап етілетін, процестің жағдайлары өзгеріске ұшырайтын жағдайларда процесс автоматтандыру үшін құрылғыны өшірмей-ақ 1-30 об/мин аралығындағы жылдамдықтың онлайн сатысыз дифференциалдық басқарылуы – өте бағалы мүмкіндік.

Ағын сипаттамалары мәселелі болатын қиын материалдар үшін винтті сорғыш түрі артықшылық береді. Бұл конфигурацияда арнайы спиральді сорғыш порты бар, ол аз тербеліспен немесе мүлдем тербеліссіз тұрақты және біркелкі сорғыш жасауға мүмкіндік береді. Бұл конструкция басқа модельдерде тосқауылдарға немесе тепе-теңдіксіз өңдеуге әкелетін жоғары концентрациялы және нашар сұйықтандырылған кристалды материалдарды өңдеу үшін өте жақсы жұмыс істейді. Күрделі сорғыш жүйесінің арқасында бұл центрифугалар өңделетін партияның тұтқырлығы мен қатты заттардың концентрациясы әртүрлі болған кезде де тұрақты нәтижелер беру қабілетіне ие.

Өнеркәсіптік қолданыстар және материалдармен сәйкестік

Экрандық құрғатқыш центрифугалардың әртүрлі салалардағы қолданылу кеңдігі олардың икемділігін көрсетеді. Химия өнеркәсібінде олар бөлшектердің тұтастығы маңызды емес болып табылатын әртүрлі кристалдар, талшықтар және пластик бөлшектерін өңдеу үшін қолданылады. Тау-кен өнеркәсібінде бұл машиналар минералды суспензияларды классификациялау, шахталық қалдықтарды суын айыру және әртүрлі рудаларды суын айыру үдерістерінде пайдаланылады. Минерал өнеркәсібінде өңделетін үйкеліске төзімді материалдар үшін өте қолайлы болатын қосымша тозуға қарсы қорғаныспен жасалған ерекше конструкциясы.

Бұл машиналарды қолдануға болатын тағы бір маңызды сала — тамақ өнеркәсібі, оған крахмалды бөлу, ақуызды сусыздандыру және жеміс қоспасын өңдеу үшін экрандық құртты центрифугаларды қолдану кіреді. Осындай сезімтал тамақ өңдеу аймақтарында гигиеналық стандарттарға сай келу үшін тазалауға ыңғайлы беттер мен коррозияға төзімді материалдар өте маңызды. Антибиотиктерді өндіруде фармацевтикалық өнеркәсіп сенімді қатты-сұйық компоненттерді бөлу мен бақылауды қажет ететін ферментациялық шырынды бөлу және басқа да процестер үшін осы центрифугаларды қолданады.

Бұл центрифугалардың экологиялық мақсаттағы қолданылуына өнеркәсіптік әк заттарын тазарту және коммуналдық қоқыстарды тазарту кезінде шалшықты тиімді қоюландыру мен судан арылту жатады, бұл өңдеуден өткізілетін немесе одан әрі өңделетін шалшық мөлшерін едәуір азайтады. Жұмысты тоқтатуға жол берілмейтін жоғары көлемді қолданыстарда олардың үздіксіз жұмыс істеу қабілеті — міндетті талап. Құрамы әртүрлі болатын шалшықпен және қатты фазаның концентрациясы әртүрлі болатын шалшықпен жұмыс істеу қабілеті, бірақ бұл үшін негізгі өзгерістерді қажет етпеу — олардың танымалдылығының бір себебі. Шынында да, осы модельдердің көбі басқа технологиялармен мүмкін болатыннан гөрі қатты фаза мөлшері біраз жоғарырақ болатын материалдарды өңдей алады.

Ескертулер және Өнімділікті Оңтайландыру

Скринкалық құрғатқыш центрифуганың мүмкіндігін толық пайдалану үшін бірнеше жұмыс сипаттамаларын бағалау қажет. Олардың бірі — берілетін қоспаның шығынын реттеу. Егер қоспа тым жоғары жылдамдықпен келсе, жүйе шамадан тыс жүктемеге ұшырап, басылып қалады. Егер берілу жылдамдығы тым төмен болса, жүйе тиімділігін жоғалтады және тез wear (стирается). Қоспаның концентрациясы мен бөлшектердің өлшемінің таралуы сияқты өңдеу нәтижелері мен әсер ететін факторлар өте нақты сипаттамаларға байланысты. Центрифуганың моделі осы сипаттамалардың қалай өзара әрекеттесетінін анықтайды. Көбінесе операторлар қатты фазаның шығуы, сұйықтың шығуы және қалдық ылғалдылық мазмұны арасындағы теңдестіруді оптимизациялауға тырысады.

Қазіргі заманғы экрандық құрт центрифугасының басқару жүйесі пайдаланушыға жүйені өзіне қажет түрде дәл баптауға мүмкіндік береді. Мысалы, айнымалы жиілікті жетектерге шанақ пен конвейер жылдамдығын нақтырақ реттеуге мүмкіндік береді, ол операция талаптарына сәйкес іріктелуі мүмкін. Соңғы кекектің құрғақтығы бөлу аймағындағы ұстау уақытына негізінен байланысты. Бұл шанақ пен спиральды конвейердің айырымдық жылдамдығымен анықталады. Төменгі айырымдық жылдамдықтар құрғақ қатты заттарды береді, бірақ өткізу қабілеті төмен болуымен ауысады. Жоғары жылдамдықтар төменгі ылғалдылық мазмұнын береді, бірақ қатты массаның төмендеуімен ауысады. Қолданудың талаптарына сәйкес дұрыс жылдамдықты табу үшін біраз дәл баптау қажет болады және бұл әдетте іске қосу кезеңінде жүргізіледі.

Мұндай құрылғыларды таңдау және пайдалану кезінде техникалық қызмет көрсету талаптарын ешқашан ұмытпаңыз. Айналу жиілігі, дифференциалдық жылдамдықтар, тербеліс, подшипниктердің температурасы және спиральды конвейердің бұрау моменті сияқты параметрлерді бақылайтын толық мониторинг жүйесі бар модельдер қымбатқа түсетін және жоспарланбаған тоқтаулардан құтқару үшін баға жетпес. Конвейерлік спиральдар мен сүзгіш беттер сияқты тозуға ұшырайтын бөлшектерді кезең-кезеңімен тексеру құрылғының тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және бөлшектерді уақытылы ауыстыру ақауларды болдырмақ үшін жоспарланады. Техникалық қызмет көрсетудің тиімділігін максималдандыру және машина пайдаланылуының оптималды болуын қамтамасыз ету үшін көбінесе машина жасаушылар орнату бойынша бақылау, жұмыс істеу бойынша оқыту және техникалық қызмет көрсетуге көмек көрсетеді.

Экрандық құрт центрифугасының бөліну технологиялары басқа нұсқалардан ерекше артықшылықтар мен кемшіліктерге ие. Сүзгіш престермен салыстырғанда, олар партиялық өңдеуге қарсы үздіксіз жұмыс істеуге мүмкіндік береді, автоматтандырудың жоғары деңгейін қамтамасыз етеді және кеңістікті аз алады. Керісінше, кейбір материалдар үшін сүзгіш престер төмен өнімділікті қолданыста құны төмен болуы мүмкін және құрғақ ұнтақтар алуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, экрандық құрт центрифугалары үздіксіз жұмыс істеуді қамтамасыз етеді, сүзгіш құрылғылардың жұмысы кезінде жиі кездесетін сүзгіш ортаның техникалық қызметімен байланысты тоқтап қалулардан құтқарады және осылайша жалпы өңдеу өнімділігін арттырады.

Сүзгіштері мен шнектері жоқ декантациялық центрифугалармен салыстырғанда, сүзгілері мен шнектері бар центрифугалар центрге тартқыш күштің және сүзгінің біріккен әсері арқасында толығырақ таратуға қол жеткізеді. Бұл кристалды немесе талшықты заттар сияқты кейбір күрделі материалдарды қамтитын көптеген қолдануларда құрғақ шығарылған қатты заттар алуға мүмкіндік береді. Керісінше, декантациялық центрифугалар ірілеу материалдардың көбін сүзіп ала алады және экран беттерін басуы мүмкін материалдар үшін кейбір қолдануларда жақсырақ құрал болуы мүмкін. Технологияны таңдау жиі материалдың ерекшеліктері мен процестің талаптарына байланысты болады.

Нақтылық пен өткізу қабілеті тұрғысынан алғанда, дүниежүзілік нарықтағы тербелісті сүзгілер мен басқа гравитациялық сепараторлар бастапқы және жұмыс істеу шығындары жағынан арзан болса да, центрге тепкіш жүйелермен бәсекелестікке түсе алмайды. Ірілеу сепарациялау немесе үлкен көлемді өңдеу операцияларында сүзгі-құрттық центрге тепкіштер жиі ең тиімді шешім болып табылады, бұл жағдайда бастапқы бағасы қымбат болса да. Центрге тепкіштің үздіксіз жұмыс істеуі қолмен жүргізілетін партиялық жүйемен салыстырғанда еңбек шығынын азайтады және жүйенің жұмыс істеу мерзімі ішінде өңделетін материал көлемін ескергенде центрге тепкіштің бастапқы және жұмыс істеу шығындары жиі арзан болып келеді.

Болашақтағы тенденциялар мен технологиялық даму

Өнімділік, әсер ету қарқыны және қолданыстағы оңайлыққа бағытталған технологиялық жетілдірулер торлы центрифуганың дамуын анықтап отыр. Материалдар ғылымындағы жетістіктер қиын жағдайларда жұмыс істейтін маңызды бөлшектердің қызмет ету мерзімін ұзартатын, коррозияға төзімді және берік құймаларды жасауға мүмкіндік береді. Үйкеліске төзімді болатын өңделмеген беттер мен арнайы қаптамалар — бұл қызмет көрсетуді және шығындарды азайтуға мүмкіндік беретін жетілдірулер. Бұл жетілдірулер бөлшектердің уақыт өте келе баяулауына және өнімділіктің тұрақтылығын сақтауына әкеледі.

Басқару жүйелерінің күрделілігі арта түсуде, процестің оптимизациясы үшін іске қосу, тоқтату және нақты уақыт режиміндегі басқаруды қамтитын толық процесс автоматтандыруына мүмкіндік беретін бағдарламаланатын логикалық басқарғыштар кең таралып келеді. Жаңа жүйелер процестегі айнымалыларды басқару және реттеу арқылы қолмен баптаусыз-ақ оптималды жұмыс істеуін автономды түрде сақтай алады. Қолмен баптаусыз оптималды жұмыс істеуді сақтау қабілеті өнімділікті арттырды және шығындарды төмендетті. Болжамды техникалық қызмет көрсетуді қоса алғанда, осындай жүйелерді алыс қашықтықтан басқару мүмкіндігі өнеркәсіп саласында үлкен потенциалға ие.

Даму бағытының бір саласы — энергияны пайдаланудың тиімділігі. Жұмыс шығындарын азайту және қоршаған ортаға әсерін төмендету мақсатында өндірушілер жақсартылған сұйық динамикасы, тиімді қозғалтқыш үлгілері мен алдыңғы қатарлы электрмен басқару жүйелерін әзірлейді. Жаңа үлгілері қуатты жылу ретінде жоғалатын кезде жинауға және қайта пайдалануға мүмкіндік беретін энергияны қалпына келтіру жүйелерін қамтиды. Барлық саладағы тұрақты дамуға көңіл бөлу бұл жабдықтарды таңдауға тиімділікті арттыру әсерін тигізеді. Әртүрлі процестер үшін бөлгіштердің және ағын үлгілерінің жақсартылған бөлу қабілеті мен алдыңғы қатарлы құрылымын зерттеу осы машиналардың мүмкіндіктерін одан әрі арттыруға бағытталған.

Соңғы талдау бойынша, экрандық құрт центрифугасы — бұл көптеген салаларда қолдану нәтижесінде жетілдірілген бөліну технологиясы, оның параметрлері жоғары деңгейдегі құрылымдық шешімдерге негізделеді. Құрылымдық параметрлерге негізгі өлшемдер мен қуаттың есебі, жұмыс режимін басқару, компоненттердің материалдарын таңдау және жүйелерді интеграциялау жатады. Бұл құрылымдық шешімдер берілген жұмыс талаптарына ең сәйкес келетін технологияны анықтайды. Сонымен қатар, бұл машиналар өздерінің технологияларының, конструкциялық күрделілігінің және өңдеу моделін интеграциялаудың дамуына қарай өнеркәсіптің жоғары пайдаланылатын құрал-жабдықтары болып қала береді.