Ekrano sraigto centrifuga: konstrukcijos specifikacijos

Ekraninio sraigto centrifuga yra labai tobulas inžinerinis sprendimas, sukurtas skysčių ir kietųjų medžiagų atskyrimo technologijų srityje. Remdamasi centrifugine jėga ir kruopščiai suprojektuota mechanine konstrukcija, ekraninio sraigto centrifuga veikia efektyviai ir nuolat įvairiose pramonės šakose. Tokio tipo įranga gali atskirti medžiagas, kurios sunkiai atskiriamos naudojant kitus separatorius, ypač tas, kurios turi didesnius dalelių matmenis ir unikalias tekėjimo charakteristikas. Siekiant optimaliai naudoti mašinos našumą visose pramonės šakose, būtina tinkamai suprasti ir įvertinti jos konstrukcinius parametrus. Nuo cheminės pramonės iki maisto gamybos, ekraninio sraigto centrifuga įrodė savo didelę vertę visose operacijose, kur reikalingas efektyvus ir patikimas didelių medžiagų kiekių atskyrimas.

Ekraninio sraigto centrifugų pagrindinė funkcija

Ekrano sraigto centrifugos pagrįstos daugialype, tačiau paprasta koncepcija. Įeinanti suspensija patiria didžiules centrinės jėgos dėl dubenėlio greito sukimosi. Sunkesni kietieji dalelių juda link išorinės sienelės ir yra užlaikomos ekranu, tuo tarpu lengvesnis skystis praeina per ekraną ir išeina iš centrifugos per sienelę. Dėl to ekrane kaupiasi atskirtų medžiagų kietas sluoksnis. Inžinerijos komanda šią masę vadina „tortu“.

Specialūs spiralės formos vidiniai elementai, kurie veikia nuolat, yra tie, kurie užtikrina sėkmingą veikimą. Yra sraigto veržlė, besisukanti šiek tiek kitokiu greičiu nei pagrindinis dubenėlis, kas vadinama diferencialiniu greičiu. Dėl to spiralė lėtai ir nuolat stumia kietąjį filtravimo pytelį link atskiriamojo galinio galo centrifugoje. Tuo pačiu metu atskaidytas skystis nukreipiamas į kitą išleidimo liniją. Šis genialus metodas yra vienintelis visiškai automatinis ir tolyginis skysčių bei kietųjų dalelių atskyrimo procesas, todėl jis idealiai tinka pramoniniams procesams, kurių neįmanoma sustabdyti. Visa sistema veikia be jokio žmogaus įsikišimo, o viso proceso metu garantuojamas pastovus rezultatų kokybės lygis.

Pagrindiniai inžineriniai parametrai ir jų aktualumas

Vertinant ekranuose dirbančius centrifugas, reikia atsižvelgti į keletą konstrukcinių ypatumų, nes jie esminį poveikį turi našumui ir tinkamumui tam tikroms paskirtims. Bakelio skersmuo svyruoja nuo apie 200 mm mažesniems modeliams iki 1000 mm didesniams pramoniniams vienetams. Šis matmuo daugiausia lemia aparato apdorojimo gebą, kadangi didesni skersmenys leidžia didesnį pralaidumą, nors gali reikalauti didesnės galios ir erdvės sunaudojimo. Bakelio sukimosi greitis, paprastai nurodomas apsisukimais per minutę (aps/min), veikia kartu su skersmeniu, kad būtų sukurta reikalinga centrifuginė jėga efektyviam atskyrimui. Priklausomai nuo modelio ir taikymo reikalavimų, įprasti darbiniai greičiai yra nuo 900 iki 4000 aps/min diapazone.

Taip pat yra ir atskyrimo faktorius, apibrėžiamas kaip centrifuginio ir gravitacinio pagreičio santykis, kuris yra labai svarbi charakteristika. Kuo didesnis šis santykis, tuo stipresnė atskiriamoji jėga, kai kuriuose modeliuose pasiekianti iki 2000 G jėgos. Ši charakteristika tiesiogiai nulemia mašinos veiksmingumą perdirbant smulkius medžiagų frakcijas ar medžiagas, kurių kietųjų ir skysčių tankiai yra artimi vienas kitam. Apdorojimo geba, išreiškiama m³/val, taip pat skiriasi – nuo kuklių 0,5 m³/h iki sunkiasvorių vienetų, apdorojančių 30 m³/h ar daugiau. Ši charakteristika turi būti labai tiksliai suderinta su gamybos reikalavimais, kad būtų pasiektas efektyviausias įrenginio veikimas, neperkraunant sistemos.

Prieš einant į detales, svarbu nustatyti modelių asortimento šiauriausius ir pietiausius kraštutinumus, kadangi šis tekstas apsiriboja acomadic centrifugais. Mažiausias diapazonas yra apie 3 kW mažosioms komp., kaip minėta aukščiau, o didžiausias – 75 kW didelėms komp. Taigi skirtumas siekia 10 kartų. Vertinant mechaninę, konstrukcinę ir eksplotacinę galingumą, būtina užtikrinti galingumo suderinamumą, kuris leistų tinkamame veikimo diapazone padėti pasiekti energijos naudojimo efektyvumą. Didesniųjų mašinų kvadratinių pėdų veikimo efektyvumo diapazonas yra 3200*2200*2300 mm. Kalbant apie montavimo planavimą savo patalpose, svarbūs yra minkštieji taškai bei svoris. Pavyzdžiui, standartinio modelio, sveriančio 550 kg, atvežimas ir 6000 kg svorio įrenginio montavimas reikalauja skirtingų požiūrių. Tai lemia montavimo įgyvendinamumą, kuris svarbi planuojant dideles pertvaras. Kai kalbama apie mašinas su erdvės ribojimais, priimančiosios patalpos tipas vaidina svarbų vaidmenį.

Naudojant šiuos centrifugus, svarbu atsižvelgti į konstrukcijos nelankstumą naudojant aukščiau nurodytas medžiagas. Didžiausias kontaktas su apdorojamomis sudedamosiomis dalimis bus išorinis korpusas, todėl šiai daliai dažniausiai parenkami nerūdijantys plienai 316L ir 304 tipų. Šių nerūdijančių plienų pagrindiniai veiksniai yra atsparumas korozijai, dilimui ir nusidėvėjimui. Dar labiau dėviamoms detalėms, tokioms kaip spiralinis transporterių, šie modeliai aprūpinti specialia dėvėjimosi apsauga – elastinga smūgiams sugeriančia guma, kurioje įmontuoti kieto lydinio gabalėliai, kad dar labiau pailgintų tarnavimo laiką

Variklio sistema yra kitas svarbus aspektas, kurį reikia apsvarstyti. Daugelis šiuolaikinių sukimosi žarnos centrifugų naudoja du atskirus variklius su nepriklausomu dažnio reguliavimu tiek dubenėliui, tiek konvejeriui. Ši konfigūracija operatoriams suteikia galimybę atskirai kontroliuoti ir keisti dubenėlio bei konvejerio greitį, leidžiant sureguliuoti diferencialinį greitį. Būtent šis diferencialinis greitis nulemia kietųjų dalelių sausumą, skysčio skaidrumą, taip pat viso proceso lankstumą. Pats diferencialas gali būti įgyvendintas naudojant įvairių tipų pavarų sistemas, hidraulinius diferencialus arba cikloidines krumpliaratines pavaras. Kiekviena iš jų turi savo privalumų priklausomai nuo taikymo srities, eksploatacijos sąlygų ir reikiamo sukimo momento.

Iškrovimo įrenginių konstrukcijos keičiasi priklausomai nuo skirtingų taikymų. Dauguma ekraninių sraigčių centrifugų turi visiškai automatizuotas tolydines iškrovimo sistemas, leidžiančias veikti tolydžiai bet kuriuo metu. Iškrovos unikalios iškrovimo angų, lempų, pertvarų plokštės ir iškrovimo sistemų konfigūracijos gali būti pritaikytos konkretiems medžiagų reikalavimams ir užtikrinti lengvą integraciją su antrinėmis žemyn srauto sistemomis. Sudėtingesni modeliai pasižymi unikalia apsaugos sistemų kombinacija, tokia kaip virpėjimo valdymas, guoliai ir variklio valdymas, kad būtų išvengta perkaitimo, kontroliuojamas per didelis apsukų skaičius bei transporteriaus sukimo momentas. Šios apsaugos ženkliai sumažina pažeidimo riziką ir leidžia automatiškai įjungti sistemos apsaugą per sistemos sustabdymą, kai darbo sąlygos yra už leistinų ribų.

Individualios konfigūracijos specifinėms reikmėms

Ekrano sraigto centrifugos yra skirtingų konstrukcijų, kad atitiktų įvairius eksploatacinius poreikius. Standartinis tipas apibūdinamas vieno variklio kintamo dažnio pavara, leidžiančia tolygiai reguliuoti greitį per cikloidinį ar planetarinį diferencialą, kuris palaiko greičių skirtumą tarp sraigtelio ir dubenėlio. Daugeliu atvejų tokios konfigūracijos yra tinkamos, kai perdirbamo medžiagų charakteristikos yra gana homogeniškos, o perdirbimo sąlygos nėra nestabilios.

Mechaninės pavarų dėžės tipas yra kitas žingsnis tokiuose konfigūracijos hierarchijose, pritaikytuose su hidrauliniais diferencialais mažo tūrio, bet didelio stumimo momento. Tokios konfigūracijos ypač tinka medžiagų atskyrimui, kai yra dideli pertekliniai kamščiai arba iš pradžių aukštas kietųjų dalelių kiekis, viršijantis tai, ką galėtų atskirti standartinės konfigūracijos. Tokios sistemos paprastai turi diferencialinę grįžtamąją ryšio valdymo sistemą su perkrovos įspėjimo funkcijomis išvesties gnybte ir maksimalaus slėgio įspėjimą su automatinio išjungimo funkcija. Be sustabdymo tolydus diferencialinis greičio reguliavimas nuo 1 iki 30 aps/min yra labai vertinga savybė technologiniams procesams automatizuoti, kai dažnai reikia keisti valdymą dėl kintančių proceso sąlygų.

Kai medžiagos yra sunkiai perdirbamos ir jų tekėjimo charakteristikos kelia problemų, sraigtinio maitinimo tipas turi pranašumų. Ši konfigūracija turi specialų spiralinį maitinimo angą, kuris užtikrina tolygų ir nuoseklų maitinimą beveik be virpesių. Šis dizainas puikiai veikia aukštos koncentracijos ir blogai fluidizuotų kristalinių medžiagų apdorojimui, kur kituose modeliuose dažnai atsiranda užkimšimai arba nevienodas apdorojimas. Dėka pažangios maitinimo sistemos, šie centrifugai gali pasiekti nuoseklių rezultatų nepaisant skirtingo klampumo ar kietųjų dalelių koncentracijos kiekio visame apdorojamoje partijoje.

Pramonės taikymo sritys ir medžiagų suderinamumas

Ekrano sraigto centrifugų taikymo įvairiose pramonės šakose plotis iliustruoja jų lankstumą. Chemijos pramonėje jie naudojami įvairių kristalų, pluoštų ir plastikinių dalelių apdorojimui, kai dalelių vientisumas nėra būtinas. Kalnakasybos pramonėje šios mašinos naudojamos mineralinių tyrės klasifikavimui, nuotekų džiovinimui bei įvairių rūdų džiovinimo apdorojimui. Jų specialus dizainas su papildoma nusidėvėjimo apsauga daro juos labai tinkamus dirbti su abrazyvesnėmis medžiagomis, apdorojamomis mineralinėje pramonėje.

Kitas svarbus sritys, kuriose šios mašinos gali būti naudojamos, yra maisto perdirbimas, įskaitant sieto sraigto centrifugas krakmolo atskyrimui, baltymų dehidratacijai ir vaisių minkštimo apdorojimui. Šiose jautriose maisto perdirbimo srityse lengvai valomos paviršiaus dangos ir korozijai atsparios medžiagos yra būtinos siekiant atitikti higienos standartus. Antibiotikų gamyboje farmacinė pramonė naudoja šias centrifugas fermentacinio tirpalo atskyrimui ir kitoms procedūroms, kurioms reikalingas patikimas kietųjų ir skystųjų medžiagų atskyrimas bei kontrolė.

Šių centrifugų naudojimas pramonės nuotekų ir komunalinių nuotekų valymo sistemose apima efektyvų dumblo koncentravimą ir džiovinimą, kuris žymiai sumažina dumblo kiekį, kurį reikia tvarkyti ar toliau perdirbti. Jų gebėjimas veikti nepertraukiamai yra būtina sąlyga šiose didelės apimties taikymo srityse, kur pertraukos negalimos. Jų gebėjimas dirbti su įvairių tipų dumblu ir kintama kietųjų dalelių koncentracija be didelių pakeitimų yra viena iš priežasčių jų populiarumui. Iš tiesų, daugelis šių modelių gali perdirbti teršalus, kuriuose yra žymiai daugiau kietųjų dalelių nei tai įmanoma naudojant kitas technologijas.

Apsvarstymai ir našumo optimizavimas

Norint iš ekraninio sraigto centrifugos gauti maksimalų našumą, reikia įvertinti keletą eksplotacinių charakteristikų. Viena iš jų – tiekimo greitis. Jei medžiaga patenka per dideliu greičiu, sistema bus perkrauta ir užsikirs. Jei tiekimo greitis per mažas, sistema praras efektyvumą ir labiau susidėvės. Perdirbimo rezultatai bei veiksniai, tokiu kaip tiekiamo mišinio koncentracija ir dalelių dydžių pasiskirstymas, labai priklauso nuo charakteristikų. Centrifugos modelis nulems, kaip šios charakteristikos viena su kita sąveikauja. Dažnai operatoriai bando optimizuoti kompromisą tarp kietųjų dalelių išleidimo, skystojo nuotekos srauto ir likutinio drėgnumo turinio.

Šiuolaikinio ekrano su apsukomis centifuguos valdymas leis vartotojui tiksliai derinti sistemą pagal savo poreikius. Pavyzdžiui, kintamo dažnio varikliai leidžia tiksliau reguliuoti būgno ir konvejerio greitį, o tai gali būti pritaikyta operacijų reikalavimams. Galutinio torto sausumas iš esmės priklauso nuo gyvavimo laiko skirstymo zonoje. Tai nulemia skirtuminis greitis tarp būgno ir sraigtinio konvejerio. Dažnai mažesnis skirtuminis greitis duoda džiovintesnius kietuosius atliekas, tačiau sumažinant našumą. Didesnis greitis duos mažesnę drėgmės koncentraciją, bet taip pat sumažins kietosios masės kiekį. Rasti tinkamą greitį tam tikram taikymui gali reikėti tam tikro tikslinimo, kuris paprastai atliekamas paleidimo fazės metu.

Renkantis ir naudojant šiuos įrenginius, niekada nepamirškite techninio aptarnavimo aspektų. Modeliai su visapusiškomis stebėsenos posistemėmis, kurios seka tokius parametrus kaip apsukos per minutę, diferencialinės greičiai, vibracija, guolių temperatūros ir sraigtinio konvejeriaus sukimo momentas, yra nepakeičiami siekiant išvengti brangaus ir nenuspėjamo sustojimo. Reguliarios techninio aptarnavimo apžiūros dėl dėvimosi komponentų, ypač konvejerių sraigtų ir filtrų paviršių, užtikrina nuolatinį veikimą, o pakeitimai gali būti planuojami taip, kad nebūtų gedimų. Siekiant maksimaliai padidinti techninio aptarnavimo veiksmingumą ir užtikrinti, kad įrenginio naudojimas būtų optimizuotas, dauguma gamintojų teikia montavimo stebėjimą, eksploatacinį mokymą ir techninio aptarnavimo pagalbą.

Ekrano sraigto centrifugos skirstymo technologijos siūlo unikalius privalumus ir trūkumus lyginant su kitomis parinktimis. Palyginti su filtravimo presais, jie leidžia nuolatinę veiklą, o ne partijų apdorojimą, užtikrina didesnį automatizavimą ir užima mažesnę erdvę. Kita vertus, kai kurioms medžiagoms filtravimo presai gali būti ekonomiškesni mažesnio našumo taikymui, be to, jie gali gaminti sausesnius atliekų pyneles. Be to, ekrano sraigto centrifugos užtikrina nuolatinę veiklą, išvengia prastovų, susijusių su filtravimo medijos technine priežiūra, būdinga filtravimo presų veikimui, ir taip padidina bendrą apdorojimo pajėgumą.

Palyginti su decantaciniais centrifugais be tinklelių, tie, kurie turi tinklelius ir sraigštus, pasiekia pilnesnį džiovinimą dėl išcentrinės jėgos ir tinklelio derinio. Tai gali duoti sausesnius išleidžiamus kietuosius atliekas daugelyje taikymų, ypač tais atvejais, kai dirbama su sudėtingesnėmis medžiagomis, tokiomis kaip kristalinės arba skaidulinės. Priešingai, decantaciniai centrifugai gali efektyviau atskirti smulkesnes medžiagas ir tapti geresniu įrankiu kai kuriems taikymams, ypač medžiagoms, kurios gali užkimšti tinklelio paviršių. Technologijos pasirinkimas dažnai priklauso nuo konkrečios medžiagos savybių ir proceso reikalavimų.

Virpamieji ekranai ir kitos rinkoje esančios gravitacinės skirstytuvės dažniausiai turi žemesnes pradines ir eksploatacijos išlaidas, tačiau gryno atskyrimo ir našumo požiūriu jos negali konkuruoti su centrifūginėmis sistemomis. Smulkiųjų frakcijų atskyrimui ar didelės apimties perdirbimo operacijoms sraigtinės centrifūgos dažnai yra ekonomiškiausias sprendimas, net jei pradinė kaina yra aukštesnė. Jų nepertraukiamas veikimas susijęs su sumažintomis darbo jėgos sąnaudomis, palyginti su rankiniu partijiniu sistema, o tiek pradinės, tiek eksploatacijos sąnaudos centrifūgai paprastai yra žemesnės, atsižvelgiant į medžiagos kiekį, perdirbtą per visą sistemos gyvavimo ciklą.

Ateities tendencijos ir technologiniai vystymosi kryptys

Technologiniai patobulinimai, skirti našumui, efektyvumui ir patogumui, toliau lemia sieto kirmėlio centrifugos raidą. Medžiagų mokslų pasiekimai sukuria atsparesnes korozijai ir ilgaamžes lydinius, kurie pagerina kritinių komponentų tarnavimo laiką reikalaujančiose aplikacijose. Neprausti paviršiai ir specializuotos dangos, sukurtos atlaikyti abrazyvines medžiagas, yra patobulinimai, kurie gali sumažinti techninės priežiūros poreikius ir išlaidas. Šie patobulinimai reiškia, kad komponentai sensta palankiau, o jų našumas ilgainiui lieka stabilus.

Valdymo sistemų sudėtingumas didėja, vis dažniau naudojami programuojami loginiai valdikliai, leidžiantys visiškai automatizuoti procesus, įskaitant paleidimą, sustabdymą ir realaus laiko proceso valdymą optimizavimui. Naujesnės sistemos gali autonomiškai palaikyti optimalų našumą be rankinio derinimo, kontroliuodamos ir koreguodamos proceso kintamuosius. Gebėjimas palaikyti optimalų našumą be rankinio derinimo padidino efektyvumą ir sumažino išlaidas. Galimybė šias sistemas valdyti iš toli, įskaitant prognozuojamąją techninę priežiūrą, pramonėje turi didžiulį potencialą.

Kitas vystymosi aspektas – energijos efektyvumas. Sumažinant eksploatacijos išlaidas ir poveikį aplinkai, gamintojai dirba prie patobulintos skysčių dinamikos, efektyvesnių variklių konstrukcijų bei pažangios energijos valdymo sistemų. Naujesni modeliai įtraukia energijos atkūrimo sistemas, kurios surenka ir pakartotinai naudoja energiją, kuri kitaip būtų prarasta šilumos pavidalu. Tvarumo siekis visose pramonės šakose dar labiau padidins šių efektyvumo gerinimų įtaką įrangos pasirinkimui. Pagerbti skyrybos procesai bei pažangus tinklelių ir tekėjimo schemų projektavimas įvairiems procesams yra tyrimų, kurių tikslas dar labiau pakelti šių mašinų potencialą, pagrindinis dėmesys.

Galutinėje analizėje, srauto sūpuoklių centrifuga yra tobulinta atskyrimo technologija, kurios parametrai yra aukšto lygio dizaino rezultatas, taikomas keliems naudojimo būdams. Projektavimo parametrai apima pagrindinius matmenis ir galios projektavimą, valdymo procesą, komponentų medžiagų parinkimą bei sistemos integraciją. Šie projektavimo principai nustatys tinkamiausią technologiją konkrečioms eksploatacijos sąlygoms. Be to, šios mašinos, tobulėjant jų technologijai, dizaino išdirbtumui ir apdorojimo modelių integracijai, išliks kaip intensyviai naudojami pramoniniai įrenginiai.