Центрифуга са цевком и екраном: Технички захтеви

Центрифуга са цевком и екраном је високо развијена машинска конструкција дизајнирана у домену технологија за одвајање чврстих од течних фаза. Коришћењем центрифugalне силе и пажљиво изграђеног механичког система, центрифуга са цевком и екраном ради ефикасно и непрекидно у бројним индустријским применама. Опрема овакве конструкције може да одвоји материјале који су тешки за сепарацију коришћењем других сепаратора, посебно оне са већим честицама и јединственим карактеристикама струјања. Неопходно је ценили и разумели спецификације дизајна машине како би се оптимизирао рад машине у бројним активностима у свим секторима. Од индустрије хемијске прераде до производње хране, центрифуга са цевком и екраном показала се као високо вредна машина у свим операцијама које захтевају ефикасно и поуздано одвајање великих запремина материјала.

Главна функција центрифуга са цевком и екраном

Центрифуге са решетком су изграђене на вишестраном али једноставном концепту. Суспензија која улази мора да прође кроз екстремне центрифугалне силе услед брзог ротирања шоље. Теже честице се крећу ка спољашњем зиду и задржавају на решетки, док лакша течност пролази кроз решетку и напушта центрифугу кроз зид. Ово доводи до повећања чврсте масе одвојеног материјала на решетки. Ова маса се од стране тима за инжењеринг назива 'колач'.

Посебни спирални унутрашњи делови који раде непрекидно су они који чине операцију успешном. Постоји цревасти вијак који се окреће уз мало другачију брзину од главне посуде, што се назива диференцијалном брзином. То узрокује да спирала полако и стално помера чврсти филтер-кекс ка крају испуштања центрифуге. У исто време, прозирна течност има другачији правац испуштања. Ова генијална метода је једини потпуно аутоматизован и непрекидан процес раздвајања чврстих и течних фаза, због чега је идеална за индустријске процесе који не могу стати. Цео систем ради без икаквог ручног умешања, а осигуран је константан квалитет производа током целог процеса.

Кључни технички подаци и њихова релевантност

При процени центрифуга са цеви и ситом, потребно је посветити посебну пажњу неколико конструктивних детаља, јер они у основи утичу на перформансе и погодност за одређене примене. Пречник посуде креће се од око 200 mm за мање моделе до 1000 mm за веће индустријске јединице. Ова димензија углавном одређује капацитет машине, јер већи пречници омогућавају веће протоке, мада могу захтевати већу снагу и више простора. Број окретаја посуде, обично изражен у отворима по минуту (rpm), ради у комбинацији са пречником да би створио центрифугалну силу неопходну за ефикасну сепарацију. У зависности од модела и захтева апликације, уобичајени радни бројеви окретаја су у опсегу од 900 до 4000 rpm.

Постоји и фактор одвајања, дефинисан као однос центрифугалног и гравитационог убрзања, што је веома важна карактеристика. Што је овај однос већи, сила одвајања је моћнија, при чему неки модели нуде факторе одвајања до 2000 G-силе. Ова карактеристика директно одређује ефикасност машине за прераду финих материјала или материјала са близу једнаким густинама чврстих и течних компонената. Капацитет прераде, изражен у m³/h, такође варира од скромних 0,5 m³/h до јаких јединица од 30 m³/h или више. Ова карактеристика мора бити веома прецизно усклађена са захтевима производње како би се постигао најефикаснији рад машине без прекомерног оптерећивања система.

Пре него што се пређе на детаље, важно је утврдити крајње северне и јужне тачке асортимана модела, за потребе овог текста који ће се ограничити на акомадичне центрифуге. Најнижи опсег је приближно 3kW за мале компове наставак изнад, док је највиши 75kW за велике компове. Стога постоји разлика од 10 пута. Када се посматра механичка, структурална и оперативна снага, неопходно је усклађивање снаге, што може омогућити одговарајући оперативни опсег ради побољшања енергетске ефикасности. Опсег квадратних стопа оперативне ефикасности већих машина је 3200*2200*2300 mm. Када је реч о планирању инсталације у властиту фабрику, меке тачке као и тежина су кључни. На пример, добијање стандардног модела тежине 550 kg насупрот уношењу и инсталирању 6000 kg захтева различите приступе. То доводи до физичке изводљивости инсталације која има кључну улогу у планирању за велике партиције. Када се посматрају машине са ограничењима у простору, тип домаћина фабрике има важну улогу.

При коришћењу ових центрифуга, кључно је имати у виду непоклапање конструкције приликом употребе горе наведених материјала. Највећи контакт са обрађиваним компонентама биће спољашњи омотач, па је због тога најчешћи избор за овај део нерђајући челик типова 316L и 304. Отпорност на корозију, хабање и аброзију су кључни фактори ових нерђајућих челика. За још абразивније делове, као што је спирални транспортер, ови модели долазе са специјализованом заштитом од хабања у облику еластичне гуме која пружа отпорност на ударе, са уграђеним деловима тврдог легурног материјала како би даље продужили век трајања

Систем погона је следећа важна карактеристика коју треба узети у обзир. Бројни модерни центрифугални сепаратори са решетком користе два мотора са независном фреквенцијском контролом за суд и транспортер. Ова конфигурација омогућава оператерима да независно контролишу и мењају брзину суда и транспортера, чиме се подешава диференцијална брзина. Управо подешавање диференцијалне брзине одређује сувућу чврстих материја, прозирност течности, као и прилагодљивост целокупног процеса. Сам диференцијал може бити изведен са различитим типовима зупчаника, хидрауличним диференцијалима или циклоидним зупчаницима. Сваки од њих има своје предности у зависности од примене, радних услова и потребног момент силе.

Дизајни јединица за испуштање се разликују у зависности од примене. Већина центрифугалних сита има потпуно аутоматизоване системе за континуирано испуштање који омогућавају непрекидан рад у сваком тренутку. Јединствене конфигурације излазних отвора, канала, препусних плоча и система испуштања могу се прилагодити специфичним потребама материјала и омогућити лаку интеграцију са секундарним системима низводно. Напреднији модели имају јединствену комбинацију система заштите као што су контрола вибрација, лежајеви и контрола мотора како би се спречило прегревање, прекорачење броја обртаја и превисок момент снаге на транспортеру. Ове заштите значајно смањују ризик од оштећења и омогућавају аутоматску заштиту система путем суспендовања рада када услови рада излазе ван дозвољених граница.

Прилагођене конфигурације за специфичне потребе

Центрифуге са решетком и црвом долазе у различитим конструкцијама како би испуниле разне оперативне потребе. Стандардни тип се карактерише једном мотор-погоном променљиве фреквенције са континуираном регулацијом брзине преко циклоидних зупчаника или планетарних диференцијала који систем користи за одржавање разлике у брзини између спирале и тантира. У већини општих случајева, такве конфигурације су погодне када су карактеристике материјала који се обрађују прилично хомогене, а услови обраде нису летљиви.

Тип механичког менимачког брзина је следећи корак у таквим хијерархијама конфигурације, прилагођених хидрауличним диференцијалима малог капацитета али великог момента потискивања. Такве конфигурације посебно су погодне за сепарацију материјала са великим комадима премерних загушњивања или са веома високим почетним садржајем чврстих материја, вишим него што би стандардне конфигурације могле да одвоје. Такве јединице обично имају систем диференцијалне регулације са функцијама аларма за прекорачење оптерећења на излазном терминалу и аларма за максимални притисак са аутоматском функцијом искључивања. Онлајн безстепена регулација брзине диференцијала у опсегу од 1–30 о/мин без заустављања опреме је карактеристика која је веома корисна за аутоматизацију процеса у случајевима када су честе измене регулације потребне због променљивих услова процеса.

За материјале који су тешки за обраду и код којих се јављају проблеми са карактеристикама тока, коришћење уређаја за довод вијчаног типа има предност. Ова конфигурација поседује специјализирани спирални улаз за довод који омогућава сталан и равномеран довод са минималним или без вибрација. Овакав дизајн изузетно добро функционише приликом прераде кристалних материјала високе концентрације и лоше флуидизованих, који би код других модела често изазвали зачепљења или неравномерну обраду. Захваљујући напредном систему довода, ове центрифуге могу да обезбеде конзистентне резултате независно од варијација вискозности или концентрације чврстих састојака током обраде серије.

Примена у индустрији и компатибилност са материјалима

Ширина примене центрифуга са решетком преко разних индустрија је пример њихове флексибилности. У хемијској индустрији, користе се за прераду разних кристала, влакана и честица пластика где интегритет честица није битан. У рударској индустрији, ове машине се користе за класификацију минералних суспензија, одводњавање репова и третман одводњавања разних руда. Њихов посебан дизајн са додатном заштитом од хабања чини их веома погодним за обраду абразивнијих материјала у минералној индустрији.

Још једна важна област у којој се ове машине могу користити је прерада хране, укључујући употребу центрифугалних сита за раздвајање скроба, дехидратацију протеина и прераду воћне пулпе. У овим осетљивим областима прераде хране, површине које се лако чисте и материјали отпорни на корозију од суштинског су значаја за испуњавање хигијенских стандарда. У производњи антибиотика, фармацеутска индустрија користи ове центрифуге за раздвајање ферментационог броја и друге процесе који захтевају поуздано раздвајање чврстих и течних компонената и контролу.

Еколошки повезана подручја употребе ових центрифуга у пречишћавању индустријских отпадних вода и комуналних отпадних вода обухватају ефикасно згушњавање и исушивање муља, што значајно смањује количину муља који треба одстранити или даље обрадити. Њихова способност рада у непрекидном режиму је неопходна за ове примене великог капацитета где није дозвољен застој. Њихова способност рада са различитим типовима муља и варирајућим концентрацијама чврстих материја, без потребе за већим изменама, један је од разлога за њихову популарност. Заправо, многи од ових модела могу обрађивати сирове материјале који садрже много већи садржај чврстих материја него што је могуће код других технологија.

Аспекти и оптимизација перформанси

Да бисте имали максималну корист од центрифуге са решеткастим цревом, потребно је проценити неколико радних карактеристика. Једна од њих је контрола брзине довода. Ако довод буде превисок, систем ће бити прекорачен и блокиран. Ако је брзина довода прениска, систем ће губити ефикасност и више се хабити. Резултати процесирања и утицајни фактори попут концентрације довода и расподеле величине честица веома су зависни од карактеристика. Модел центрифуге ће диктирати начин на који се неке од ових карактеристика међусобно повезују. Већина оператора покушава да оптимизује компромис између чврстог отпада, испуштене течности и преосталог садржаја влаге.

Kontrola moderne centrifuge za ekran са црвем омогућиће кориснику да подеси систем према својим потребама. На пример, регулатори фреквенције омогућавају прецизније прилагођавање брзине посуде и транспортера, што се може прилагодити захтевима рада. Сувоћа коначног колача у великој мери зависи од времена задржавања у зони раздвајања. То је одређено диференцијалном брзином између посуде и спиралног транспортера. Чест случај је да ће ниже диференцијалне брзине дати сувије чврсте материје, али на рачун мање капацитивности. Веће брзине ће довести до већег садржаја влаге, али такође на рачун смањења масе чврстих материја. Налажење праве брзине за захтеве примене може захтевати неколико подешавања, што се обично ради у фази пуштања у рад.

Приликом бирања и коришћења ових уређаја, никада не заборавите на размотре везане за одржавање. Модели са потпуним подсистемима за надзор који прате параметре попут броја обртаја у минути, диференцијалних брзина, вибрација, температуре лежајева и момента снаге спиралног транспортера су од непроценјиве вредности како би се избегао скупи и неплански застој. Редовни прегледи одржавања делова подложних хабању, посебно спиралних транспортера и површина сита, омогућавају сталну функционалност, а замена се може плански обавити ради спречавања кварова. Да би се максимално повећала ефикасност одржавања и осигурало да је употреба машине оптимизована, већина произвођача машина нуди опсервацију инсталације, обуку за рад и помоћ при одржавању.

Технологије сепарације центрифуге са цевним ситом имају своје предности и недостатке у односу на друге опције. У поређењу са филтер пресама, оне омогућавају континуиран рад уместо рада у серијама, већи степен аутоматизације и заузимају мање простора. Са друге стране, за неке материјале филтер преси могу бити економичнији при нижим капацитетима, а такође могу производити сушењи колач. Додатно, центрифуге са цевним ситом омогућавају континуиран рад, избегавајући непланска стајања услед одржавања филтер медијума што је често код рада филтер преса и на тај начин повећавају укупну обрадну способност.

У поређењу са центрифугама са сепаратором без решетака, оне са решеткама и црвима остварују потпуније одводњавање због комбинисаног дејства центрифugalне силе и решетке. Ово може довести до сушећих испуштених чврстих материја у више апликација, посебно оних које укључују неке од сложенијих материјала као што су кристални или влакнасти. Насупрот томе, центрифуге са сепаратором могу филтрирати више финих материјала и бити бољи алат за неке апликације, посебно за материјале који би могли зачепити површине решетке. Избор технологије веома често зависи од специфичности материјала и захтева процеса.

Vibracioni ekrani i drugi separatori zasnovani na gravitaciji na tržištu obično imaju niže početne i operativne troškove, ali s obzirom na čistu separaciju i kapacitet, ne mogu da konkurišu centrifugalnim sistemima. Kod finih operacija razdvajanja ili obrade velikih zapremina, centrifuge sa ekstenom za sita često su najekonomičnije rešenje, čak i uz višu početnu cenu. Njihov kontinuirani rad povezan je sa smanjenim zahtevima za radnom snagom u poređenju sa ručnim sistemom za seriju, a kako se posmatra zapremina materijala koja se procesuira tokom veka trajanja sistema, početni i operativni troškovi centrifuge obično su niži.

Идне тенденције и технолошки развој

Технолошки унапређени који се фокусирају на перформансе, ефикасност и корисничку једноставност настављају да обликују развој центрифуге са цилиндричним ситом. Напредак у науци о материјалима ствара легуре отпорније на корозију и трајније, што побољшава век трајања кључних компонената у захтевним применама. Непрерађене површине и специјализирани премази дизајнирани да издрже абразиве су побољшања која имају потенцијал да смање одржавање и трошкове. Ова побољшања значе да се компоненте старију благо и перформансе остају стабилне током времена.

Složenost sistema upravljanja raste, a sve učestaliji su programabilni logički kontroleri koji omogućavaju potpunu automatizaciju procesa, uključujući pokretanje, zaustavljanje i upravljanje procesom u realnom vremenu radi optimizacije. Noviji sistemi mogu autonomno da održavaju optimalne performanse bez ručnog podešavanja, kontrolišući i prilagođavajući promenljive u toku procesa. Mogućnost održavanja optimalnih performansi bez ručnog podešavanja povećala je efikasnost i smanjila troškove. Mogućnost daljinskog upravljanja ovim sistemima, uključujući prediktivno održavanje, ima ogroman potencijal u industrijskoj oblasti.

Још једна област развоја је енергетска ефикасност. Ради смањења оперативних трошкова и утицаја на животну средину, произвођачи раде на побољшаној динамици флуида, ефикаснијим конструкцијама мотора и напредним системима управљања енергијом. Новији модели укључују системе за рекуперацију енергије који прикупљају и поново користе енергију која би иначе била изгубљена у облику топлоте. Фокус на одрживост у свим индустријама ће чинити да ова побољшања ефикасности имају све већи утицај на избор опреме. Побољшано унапређење сепарације и напредан дизајн решетки и шема струјања за разне процесе су у центру истраживања која циљају да потисну могућности ових машина на још виши ниво.

У коначној анализи, центрифуга са завојним ситом је усавршена технологија сепарације чији параметри су резултат високонивоелског дизајна за вишеструку употребу. Дизајнерски параметри су основни димензионални и снажни дизајн, оперативна контрола, избор материјала компоненти и интеграција система. Ове дизајнерске политике ће одредити најпогоднију технологију за дате оперативне захтеве. Даље, ове машине, како се напредује њихова технологија, софистицираност дизајна и интеграција модела процесирања, остаће високо коришћени индустријски инструменти.