Саморазгружающиеся сепараторы

Саморазгружающийся сепаратор — Саморазгружающийся центробежный сепаратор — Самоочищающийся центробежный сепаратор — тип центробежного тарелочного сепаратора, где вертикально движущийся поршень закрывает окошки выпуска (круглые или прямоугольные с закругленными углами) для седиментированного продукта и открывает их только при саморазгружении при помощи, как правило, гидравлики и очень редко — сжатого воздуха. Разгрузка занимает доли секунды (0,2 — 0,4 секунды) при частичной разгрузке и несколько секунд при полной.

Главные компоненты агрегата

1. Саморазгружающийся барабан
2. Электродвигатель
3. Система подключения электродвигателя к барабану
4. Гидравлическая система для разгрузки барабана
5. Приемно-выводное устройство
6. Приемник осадка
7. Крышка сепаратора

Главные компоненты саморазгружающегося барабана

1. Барабан. Как правило сделан из нержавеющей стали
2. Комплект тарелок в конфигурации для 2-х или 3-х фазовой очистки.
3. Распределитель
4. Поршень
5. Отверстия для разгрузки твёрдой фазы (могут также быть защищены от износа с помощью сменных элементов)
6. Система уплотнения барабана

Принцип работы

Гидравлическая система работает по принципу подачи подпиточной воды под поршень, где площадь и давление под поршнем выше чем над ним. Давление воды как правило 3-4 атм. Способ подачи может быть:

1. При помощи двухстороннего клапана, установленного в барабан (клапанов как правило 2), где с одной стороны подаётся подпиточная вода для разгрузки, а с другой стороны — для уплотнения.
2. При помощи золотника и вспомогательных пружин.
3. При помощи внешнего клапана и вспомогательных пружин.
4. Флексируемый поршень под давлением воды. Поршень сделан из специального материала, на который не действует деформация даже после десятков тысяч разгрузок.

Сепараторы приводятся в действие при помощи электродвигателя тремя способами в современном виде:

1. Через муфту — вал червячного колеса — червяк — червячное колесо — вал барабана (см. зубчатая передача). Барабан монтируется на валу и вращается с более высокой скоростью чем муфта электродвигателя.
2. Через приводной плоский ремень соединяющую прямым образом муфту электродвигателя и муфту вала, на которую монтируется барабан сепаратора.
3. Через прямой привод от электродвигателя к валу барабана, где электродвигатель монтируется под сепаратором. Употребляется на больших сепараторах.

Запуск как правило производится с панели дистанционного управления.

Поток продукта в агрегат может подаваться сверху (как правило) или снизу через впускной коленчатый патрубок (в этом случае применяются осевые уплотнения, и такой агрегат ещё может называться бактофугой). Затем продукт попадает в распределитель и подаётся дальше через распределительные отверстия в тарелках.

Разделение происходит в зоне между тарелками. Жидкость (если используются две разных жидкости, то имеющая меньшую плотность) перемещается вдоль верхней поверхности тарелок к центру барабана, выходит из барабана и далее направляется или при помощи рабочего колеса под давлением, или стекает вниз через коллектор. Если используется жидкость с большой плотностью, то она стекает по нижней части тарелок к периферийной части сепаратора под центробежной силой, затем двигается вверх по верхней разделительной тарелке, выходит из барабана и далее направляется или рабочим колесом под давлением или стекает вниз через коллектор.

Рабочее колесо в герметичном сепараторе, где продукт подаётся снизу через впускной коленчатый патрубок (бактофуга), вращается вместе с барабаном и таким образом имеет сопловую функцию. В более распространённом сепараторе с питанием сверху, рабочее колесо прикреплено к крышке барабана и работает как центробежный насос. Осадок движется вдоль нижней стороны тарелок (вместе с тяжёлой жидкостью) к периферийной части сепаратора под действием центробежной силы, где он собирается в ёмкости для осадка. Когда давление с нижней стороны поршня падает, поршень опускается вниз, открывая отверстия для разгрузки осадка. Разгрузившийся материал транспортируется в приёмник осадка.

Вычисление интервала разгрузки приводится по следующей формуле:

$T=(V*60*100)/(Q*S)$

T = период между разгрузками в минутах V = эффективный объём пространства осадка в литрах Q = проходимость в литрах в час S = % осадка в жидкости по объёму

Применение

Саморазгружающиеся сепараторы применяются во всех отраслях промышленности. В основном они используются для очистки топливных масел от воды и мелких частиц (иногда также с обработкой натрием или калием). Также они применяются в пищевой промышленности (сепарирование смесей для получения мягкого сыра и кремов, очистка жидкого сырья от бактерий и их спор, удаление примесей и слизи, стандартизация), в производстве пива и др.

Главные производители

• Andritz Frautech
• Flottweg
• GEA Westfalia Separator
• Alfa Laval
• Завод сепараторов «Ротор»
• GHS Separationstechnik GmbH
• Seital
• Pieralisi
• KMA
• Mitsubishi Kakoki Kaisha, Ltd. (дивизион компании Mitsubishi)

См. также

1. Центробежная сила
2. Закон инерции

Литература

1. Alexander Gertsman. Hydrocarbon Engineering. «Selecting Solids-Ejecting Disk Stack Centrifuges for the Petrochemical Industry».
2. Perry’s Chemical Engineers' Handbook (7th Edition). Perry, R.H.; Green, D.W. © 1997 McGraw-Hill
3. Takwale, R. G. and P. S. Puranik (1980). Introduction to classical mechanics. Tata McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-096617-8
4. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин.. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5