Odstredňovač s čapom a mriežkou: Technické špecifikácie

Skrinové odstredivo s navijakom je vysokejšie vyspelým technickým zariadením navrhnutým v oblasti technológií oddelenia tuhých látok od kvapalín. Využívaním odstredivej sily a starostlivo konštruovaného mechanického dizajnu pracuje skrinové odstredivo s navijakom efektívne a nepretržite vo viacerých priemyselných aplikáciách. Zariadenie takéhoto typu je schopné oddeliť látky, ktoré je ťažké oddeliť pomocou iných separátorov, najmä tie s väčšími časticami a špecifickými tokovými vlastnosťami. Na optimalizáciu výkonu stroja vo rôznych činnostiach vo všetkých odvetviach je potrebné oceniť a porozumieť jeho konštrukčným špecifikáciám. Od chemického spracovania až po výrobu potravín sa skrinové odstredivo s navijakom osvedčilo ako veľmi cenné zariadenie vo všetkých operáciách, ktoré vyžadujú efektívne a spoľahlivé oddelenie veľkých objemov materiálu.

Hlavná funkcia skrinových odstredív s navijakom

Odstredivé klasifikačné filtre sú postavené na viacvrstvovom, no zároveň jednoduchom princípe. Suspenzia, ktorá vstupuje, je vystavená extrémnym odstredivým silám v dôsledku rýchleho otáčania bubna. Ťažšie tuhé častice sa pohybujú k vonkajšiemu stenu a sú zachytené mriežkou, zatiaľ čo ľahšia kvapalina prechádza cez mriežku a opúšťa odstredivku stenou. V dôsledku toho na mriežke narastá hmota oddeleného materiálu. Táto hmota je inžinierskym tímom označovaná ako „koláč“.

Špeciálne špirálové vnútorné časti, ktoré pracujú nepretržite, sú tými, ktoré zabezpečujú úspešný chod. Existuje skrutkový vretenák, ktorý sa otáča mierne odlišnou rýchlosťou ako hlavná miska, čo sa označuje ako diferenciálna rýchlosť. To spôsobuje, že sa špirála pomaly a neustále pohybuje s pevným filtračným koláčom smerom k výstupu odstredivej oddeľovačky. Súčasne odtieka upravená kvapalina inou cestou na výpust. Táto geniálna metóda je jediným plne automatizovaným a nepretržitým procesom oddelenia tuhých a kvapalných fáz, čo ju robí ideálnou pre priemyselné procesy, ktoré nemôžu byť prerušené. Celý systém pracuje bez akéhokoľvek manuálneho zásahu a počas celého procesu je zaručená konzistentná kvalita výstupu.

Kľúčové technické parametre a ich význam

Pri hodnotení odstrediviek s čerpadlom na červy je potrebné zvážiť niekoľko konštrukčných podrobností, pretože zásadne ovplyvňujú výkon a vhodnosť pre konkrétne použitie. Priemer nádoby sa pohybuje približne od 200 mm u menších modelov až po 1000 mm u väčších priemyselných jednotiek. Tento rozmer určuje spracovaciu kapacitu stroja, pretože väčšie priemery umožňujú vyššie prietoky, hoci môžu vyžadovať vyššiu spotrebu energie a priestoru. Rýchlosť otáčania nádoby, bežne udávaná v otáčkach za minútu (ot/min), spolupracuje s priemerom na vytvorenie odstredivej sily potrebnej na účinné oddelenie. V závislosti od modelu a požiadaviek aplikácie sa bežné prevádzkové rýchlosti pohybujú v rozsahu 900 až 4000 ot/min.

Existuje tiež faktor oddeľovania, definovaný ako pomer odstredivej a gravitačnej accelerácie, ktorý je veľmi dôležitou charakteristikou. Čím vyšší je tento pomer, tým silnejšia je oddeľovacia sila, pričom niektoré modely ponúkajú faktory oddeľovania až do 2000 G. Táto charakteristika priamo určuje účinnosť stroja pri spracovaní jemných materiálov alebo materiálov s podobnou hustotou tuhých látok a kvapalín. Výkon, vyjadrený v m³/h, sa tiež pohybuje od skromných 0,5 m³/h až po vysoko výkonné jednotky s výkonom 30 m³/h alebo viac. Táto charakteristika musí byť veľmi presne prispôsobená požiadavkám výroby, aby sa dosiahla najefektívnejšia prevádzka stroja bez nadmerného zaťaženia systému.

Predtým, než prejdeme k podrobnostiam, je dôležité určiť najsevernejší a najjužnejší extrém sortimentu modelov, pričom tento text sa obmedzí na acomadic odstredivky. Najnižší výkon je približne 3 kW pre malé comp pokračujúce vyššie, zatiaľ čo najvyšší je 75 kW pre veľké comp. Rozdiel je teda desaťnásobný. Pri pohľade na mechanický, konštrukčný a prevádzkový výkon je potrebné zabezpečiť zhodu výkonu, ktorá umožní efektívny energetický výstup v správnom prevádzkovom rozsahu. Rozmery prevádzkovej účinnosti väčších strojov sú 3200*2200*2300 mm. Pokiaľ ide o plánovanie inštalácie do vlastného zariadenia, kľúčové sú miesta zaťaženia aj hmotnosť. Napríklad získanie štandardného modelu s hmotnosťou 550 kg oproti prineseniu a inštalácii modelu s hmotnosťou 6000 kg vyžaduje odlišný prístup. To vedie k realizovateľnosti inštalácie, ktorá zohráva kľúčovú úlohu pri plánovaní veľkých oddelení. Keď sa pozrieme na stroje s priestorovými obmedzeniami, typ hostiteľského zariadenia zohráva dôležitú úlohu.

Pri používaní týchto odstrediviek je kľúčové mať na pamäti nekompromisnosť konštrukcie pri používaní vyššie uvedených materiálov. Najväčší kontakt s spracovávanými komponentmi bude mať vonkajší puzdro, a preto sa na túto časť najčastejšie používajú nerezové ocele typu 316L a 304. Odolnosť voči korózii, opotrebovaniu a abrázii sú kľúčovými faktormi týchto nerezových ocelí. Pre ešte viac abrazívne časti, ako napríklad skrutkový dopravník, sú tieto modely vybavené špeciálnou ochranou proti opotrebeniu vo forme elastickej tlmiacej gumy s vloženými kusmi tvrdých zliatin, čo ďalej predlžuje životnosť.

Pohonný systém predstavuje ďalšiu dôležitú vlastnosť, ktorú treba zvážiť. Mnohé moderné odstredivky so šnekovým sitom používajú dva motory s nezávislým frekvenčným riadením pre bubon aj dopravník. Táto konfigurácia umožňuje obsluhe samostatne riadiť a meniť rýchlosť bubna a dopravníka, čím sa prispôsobuje rozdielna rýchlosť. Práve úprava tejto diferenciálnej rýchlosti určuje suchosť pevných látok, čírosť kvapaliny, ako aj prispôsobiteľnosť celého procesu. Samotný diferenciál možno vykonať s rôznymi typmi prevodoviek, hydraulickými diferenciálmi alebo cykloidnými kolieskovými prevodmi. Každý z nich má svoje výhody pre rôzne aplikácie, prevádzkové podmienky a požadovaný krútiaci moment.

Návrhy jednotiek na vykládku sa menia v závislosti od rôznych aplikácií. Väčšina odstrediviek s čepeľou má plne automatizované nepretržité systémy vykládky, ktoré umožňujú nepretržitý prevádzku kedykoľvek. Jedinečné usporiadania výpustných otvorov, žľabov, pretláčacích dosiek a systémov vykládky možno prispôsobiť konkrétnym požiadavkám materiálu a umožniť jednoduchú integráciu s následnými sekundárnymi systémami. Pokročilejšie modely disponujú jedinečnou kombináciou ochranných systémov, ako je kontrola vibrácií, ložiská a riadenie motora, aby sa zabránilo prehriatiu, nadmerným otáčkam (RPM) a tiež preťaženiu výkonu na dopravníku. Tieto ochrany výrazne znížia riziko poškodenia a umožnia automatické zapnutie ochrany systému pozastavením prevádzky, keď prevádzkové podmienky prekročia povolené limity.

Vlastné konfigurácie pre špecifické potreby

Odstredivky s čeľusťou sa vyrábajú v rôznych konštrukciách, aby vyhovovali rôznym prevádzkovým potrebám. Štandardný typ je charakterizovaný jednosmotormi s premenlivou frekvenciou a nepretržitou reguláciou otáčok prostredníctvom cykloidných alebo planétových diferenciálov, ktoré udržiavajú rozdielne otáčky medzi skrutkou a bubnom. Vo väčšine bežných prípadov sú takéto konfigurácie vhodné, ak sú vlastnosti spracovávaných materiálov relatívne homogénne a podmienky spracovania nie sú nestabilné.

Typ mechanického prevodového ústrojenstva je ďalším krokom v takýchto konfiguračných hierarchiách, prispôsobený hydraulickými diferenciálmi malého objemu, ale s veľkými krútiacimi momentmi. Takéto konfigurácie sú obzvlášť vhodné na oddelenie materiálov s veľkými nadmernými záplatami alebo s pôvodne vysokým obsahom pevných látok, viac ako čo dokážu štandardné konfigurácie oddeliť. Takéto jednotky zvyčajne majú diferenčný systém spätnej väzby s funkciou alarmu pri preťažení na výstupnom svorkovnici a alarmom maximálneho tlaku s automatickou funkciou vypnutia. Online bezstupňové riadenie diferencia lu rýchlosti v rozsahu 1–30 ot./min bez vypnutia zariadenia je funkcia veľmi cenná pre automatizáciu procesov v prípadoch, keď sú potrebné časté úpravy riadenia v dôsledku meniacich sa podmienok procesu.

Pri ťažko spracovateľných materiáloch, kde sú vlastnosti toku problematické, má skrutkové privádzanie výhodu. Toto usporiadanie má špeciálny spirálovitý privádzač, ktorý umožňuje rovnomerné a konzistentné privádzanie s minimálnym alebo žiadnym otriasaním. Tento dizajn vynikajúco funguje pri spracovaní vysokej koncentrácie a zle fluidizovaných kryštalických materiálov, ktoré u iných modelov často spôsobujú upchatia alebo nerovnomerné spracovanie. Vďaka pokročilému systému privádzania tieto odstredivky dokážu poskytovať konzistentné výsledky pri rôznych hodnotách viskozity alebo koncentrácie pevných látok počas spracovávania celej dávky.

Priemyselné aplikácie a kompatibilita materiálov

Šírka aplikácií odstrediviek s čelnikom v rôznych priemyselných odvetviach ilustruje ich pružnosť. V chemickom priemysle sa používajú na spracovanie rôznych kryštálov, vlákien a plastových častíc, pričom zachovanie integrity častíc nie je podstatné. V baníckom priemysle sa tieto stroje používajú na triedenie minerálnych suspenzií, odvodňovanie tailings a spracovanie odvodňovania rôznych rud. Ich špeciálny dizajn s dodatočnou ochranou proti opotrebeniu ich robí veľmi vhodnými pre abrazívnejšie materiály spracovávané v horninárskom priemysle.

Ďalším dôležitým odvetvím, v ktorom je možné tieto stroje použiť, je spracovanie potravín, a to vrátane použitia odstredivých čerpadiel s čapom na separáciu škrobu, dehydratáciu bielkovín a spracovanie ovocnej kaše. V týchto citlivých oblastiach spracovania potravín sú ľahko čistiteľné povrchy a materiály odolné voči korózii nevyhnutné na splnenie hygienických noriem. Pri výrobe antibiotík farmaceutický priemysel tieto odstredivé čerpadlá využíva na separáciu fermentačného kalu a iné procesy, ktoré vyžadujú spoľahlivé oddelenie tuhých látok od kvapalín a kontrolu.

Environmentálne súvisiace použitie týchto odstrediviek pri spracovaní priemyselných odpadových vôd a komunálnych odpadových vôd zahŕňa účinné hrubnutie a odvodňovanie kalu, čo výrazne znižuje množstvo kalu, ktorý je potrebné odstrániť alebo ďalej spracovať. Ich schopnosť pracovať nepretržite je požiadavkou pre tieto aplikácie s vysokým objemom, kde nie je možné dovoliť prestoje. Ich schopnosť pracovať s rôznymi typmi kalu a s meniacou sa koncentráciou tuhých látok bez potreby výrazných zmien je jednou z príčin ich popularity. Mnohé z týchto modelov dokonca dokážu spracovať dávkovanie obsahujúce oveľa vyšší podiel tuhých látok, než je možné pri iných technológiách.

Zohľadnenia a optimalizácia výkonu

Na to, aby bolo možné z odstredivej centrifúgy s mriežkovým čerpadlom získať maximálny výkon, je potrebné vyhodnotiť niekoľko prevádzkových charakteristík. Jednou z nich je riadenie prívodu materiálu. Ak prívod prebieha príliš vysokou rýchlosťou, systém sa preplní a zablokuje. Ak je rýchlosť prívodu príliš nízka, systém stratí účinnosť a bude viac opotrebovaný. Výsledky spracovania a vplyvové faktory, ako je koncentrácia prívodu a distribúcia veľkosti častíc, sú veľmi závislé od charakteristiky. Model centrifúgy určuje, ako tieto charakteristiky navzájom interagujú. Často sa operátori snažia optimalizovať kompromis medzi tuhým odpadom pri odvode kvapaliny a obsahom zostávajúcej vlhkosti.

Ovládanie moderného odstrediveho čerpadla so šnekovým displejom umožní používateľovi presne doladiť systém podľa potreby. Napríklad frekvenčné meniče umožňujú presnejšie alebo menej presné nastavenie rýchlosti bubna a dopravníka, čo možno prispôsobiť požiadavkám prevádzky. Suchosť konečného koláča závisí do veľkej miery na čase pobytovej zóny v separačnej oblasti. Tento čas je určený rozdielnou rýchlosťou medzi bubnom a skrutkovým dopravníkom. Bežným prípadom je, že nižšie diferenciálne rýchlosti vedia viesť k sušším tuhým látkam, avšak za cenu nižšej kapacity. Vyššie rýchlosti vedia viesť k nižšiemu obsahu vlhkosti, ale tiež za cenu zníženia hmotnosti tuhých látok. Nájdenie správnej rýchlosti pre danú aplikáciu môže vyžadovať isté jemné doladenie, ktoré sa zvyčajne vykonáva počas uvádzania do prevádzky.

Pri výbere a používaní týchto zariadení nikdy nezabúdajte na úvahy týkajúce sa údržby. Modely s kompletnými monitorovacími podsystémami, ktoré sledujú parametre ako otáčky, rozdielové rýchlosti, vibrácie, teploty ložísk a krútiaci moment dopravníkového skrutkového vretena, sú neoceniteľné pri predchádzaní drahému a neplánovanému výpadku. Pravidelné údržbové kontroly opotrebovateľných komponentov, najmä skrutkových vreten a sieťových plôch, zabezpečujú stálu funkčnosť a výmeny je možné naplánovať tak, aby nedošlo k poruche. Na maximalizáciu účinnosti údržby a zabezpečenie optimálneho využívania stroja väčšina výrobcov strojov poskytuje pozorovanie inštalácie, prevádzkové školenie a pomoc pri údržbe.

Technológie oddeľovania pomocou odstredivej mriežky ponúkajú jedinečné výhody a nevýhody oproti iným možnostiam. V porovnaní s filtračnými lismi umožňujú nepretržitý prevádzok na rozdiel od dávkového spracovania, ponúkajú vyššiu úroveň automatizácie a zaberiejú menej priestoru. Naopak, pri niektorých materiáloch môžu byť filtračné lisy hospodárnejšie pri aplikáciách s nižšou kapacitou a navyše dokážu produkovať suchšie koláče. Okrem toho odstredivé mriežky umožňujú nepretržitý prevádzok, vyhýbajú sa prestojom spojeným s údržbou filtračných médií, ktoré sú bežné pri prevádzke filtračných lisov, a tým zvyšujú celkovú spracovateľskú kapacitu.

V porovnaní s čerpadlovými odstredivkami bez mriežok dosahujú odstredivky s mriežkami a sčerpadlami úplnejšie odvodnenie v dôsledku kombinovaného účinku odstredivej sily a mriežky. To môže v viacerých aplikáciách viesť k sušším vylučovaným tuhým látkam, najmä pri práci s niektorými zložitejšími materiálmi, ako sú kryštalické alebo vláknité látky. Naopak, čerpadlové odstredivky dokážu odfiltrovať viac jemných látok a môžu byť vhodnejším nástrojom pre niektoré aplikácie, najmä pri materiáloch, ktoré by mohli zanesovať povrch mriežky. Voľba technológie závisí často od špecifických vlastností materiálu a požiadaviek procesu.

Vibračné sitá a iné separátory založené na gravitácii na trhu majú zvyčajne nižšie počiatočné a prevádzkové náklady, ale čo sa týka samotného oddeľovania a priepustnosti, nemôžu konkurovať odstredivým systémom. Pri jemnom oddeľovaní alebo spracovaní veľkých objemov sú odstredivé šnekové sitá často najekonomickejším riešením, aj napriek vyššej počiatočnej cene. Ich nepretržitý chod je spojený so zníženou potrebou pracovnej sily v porovnaní s ručným dávkovým systémom a počiatočné aj prevádzkové náklady odstredu sú zvyčajne nižšie, ak berieme do úvahy objem spracovaného materiálu počas celého životného cyklu systému.

Budúce trendy a technologický vývoj

Technologické vylepšenia zamerané na výkon, účinnosť a použiteľnosť ďalej ovplyvňujú vývoj odstredivej mriežky. Pokroky v oblasti materiálových vied umožňujú vytvárať odolnejšie proti korózii a trvácnejšie zliatiny, ktoré predlžujú životnosť kritických komponentov v náročných aplikáciách. Nepokryté povrchy a špecializované povlaky navrhnuté tak, aby odolávali abrazívnym látkam, sú vylepšeniami, ktoré môžu znížiť potrebu údržby a náklady. Tieto vylepšenia sa prejavujú v tom, že komponenty starnú rovnomernejšie a ich výkon zostáva v priebehu času stabilný.

Zložitosť ovládacích systémov stúpa a stále bežnejšie sa používajú programovateľné logické automaty, ktoré umožňujú plnú automatizáciu procesov vrátane štartovania, zastavovania a riadenia procesov v reálnom čase za účelom optimalizácie. Novšie systémy dokážu samostatne udržiavať optimálny výkon bez manuálneho ladenia tým, že riadia a upravujú premenné v procese. Schopnosť udržiavať optimálny výkon bez manuálneho ladenia zvyšuje efektivitu a znižuje náklady. Možnosť diaľkového ovládania týchto systémov, vrátane prediktívnej údržby, má vo výrobnom prostredí obrovský potenciál.

Ďalšou oblasťou vývoja je energetická účinnosť. S cieľom znížiť prevádzkové náklady a dopad na životné prostredie, výrobcovia pracujú na zlepšených vlastnostiach prúdenia tekutín, efektívnejších konštrukciách motorov a pokročilých systémoch riadenia energie. Novšie modely obsahujú systémy spätného získavania energie, ktoré zachytávajú a opätovne využívajú energiu, ktorá by inak bola stratená vo forme tepla. Zameranie na udržateľnosť vo všetkých odvetviach bude spôsobovať, že tieto zisky v účinnosti budú čoraz viac ovplyvňovať voľbu zariadení. Zlepšené metódy separácie, pokročilý návrh sitiek a tokových vzorov pre rôzne procesy sú zameraním výskumu, ktorého cieľom je ešte viac posunúť potenciál týchto strojov.

Vo finálnej analýze je odstredivá sieťová čerpadlo vyspelou technológiou separácie, ktorej parametre sú výsledkom vysoko úrovňového dizajnu pre viaceré použitia. Návrhové parametre zahŕňajú základný dimenzovanie a výkon, prevádzkové riadenie, výber materiálu komponentov a integráciu systému. Tieto návrhové princípy určia najvhodnejšiu technológiu pre dané prevádzkové požiadavky. Okrem toho tieto stroje, spolu so zvyšovaním sofistikovanosti ich technológie, dizajnu a integrácie pracovných modelov, zostanú vysoce využívanými priemyselnými prístrojmi.