2. Трьохколонні центрифуги
Апарати цього типу відносяться до нормальних відстійних або фільтруючих центрифуг періодичної дії з вивантаженням осаду вручну.
У трьохколонній фільтруючій центрифузі з верхнім вивантаженням осаду (рис. V-28) розділяюча суспензія, завантажується в перфорований ротор 1, внутрішня поверхня якого покрита фільтруючою тканиною чи металевою сіткою. Ротор за допомогою конуса 2 встановлений на валу 3, який приводиться в обертання електродвигуном за допомогою клинопасової передачі. Рідка фаза суспензії проходить крізь тканину (чи сітку) і отвори в стінці ротора і збирається в дні станини 4, яка покрита нерухомим кожухом 5, звідки відводиться для подальшої обробки. Осад, що утворився на стінках ротора, витягується, наприклад за допомогою лопатки, після відкриття кришки кожуха 6.
Рис. V-28. Трьохколонна центрифуга: 1 - перфорований ротор; 2 - опорний конус; 3 - вал; 4 - дно станини; 5 - нерухомий кожух; 6 - кришка кожуха; 7 – станина; 8 – тяга; 9 – колонка; 10 - ручні гальма.
Для пом'якшення дії вібрацій на фундамент станина 7 з укріпленими на ній ротором, приводом і кожухом підвішена за допомогою вертикальних тяг 8 з кульовими головками на трьох розташованих під кутом 120° колонках 9. Це забезпечує деяку свободу під час вібрації ротора. Центрифуга забезпечена гальмом, яке може бути приведене з дію тільки після зупинки електродвигуна.
Трьохколонні центрифуги виконуються також із нижнім вивантаженням осаду, що зручніше у виробничих умовах.
Дані центрифуги відрізняються невеликою висотою і хорошою стійкістю і набули поширення для проведення тривалого центрифугування.
3. Підвісні центрифуги
Ці центрифуги також належать до нормальних відстійних або фільтруючих центрифуг періодичної дії з вертикальним ротором і пристроєм для вивантаження осаду вручну.
На рис. V-29 показана підвісна відстійна центрифуга з нижнім вивантаженням осаду. Початкова суспензія подається по трубопроводу 1 у ротор 2 із суцільними стінками, закріплений на нижньому кінці валу 3. Верхній кінець валу має конічну чи кульову опору (часто забезпечену резиновою прокладкою) і приводиться в дію безпосередньо з'єднаним із ним електродвигуном. Тверда фаза суспензії, оскільки її щільність більша щільності рідкої фази, відкидається під дією відцентрової сили до стінок ротора і осідає на них. Рідка фаза розташовується у вигляді кільцевого шару ближче до осі ротора і у міру розділення порцій, що надходять, суспензія переливається через верхній край ротора, в простір між ним і нерухомим кожухом 4. Рідина видаляється з центрифуги через штуцер 5. Для вивантаження осаду піднімають на ланцюгу конічну кришку 6 і проштовхують його вручну між ребрами 7, які призначені для з'єднання ротора з валом.
Підвісні відстійні центрифуги призначені для розділення тонкодисперсних суспензій невеликої концентрації, що дозволяє подавати суспензію в обертаючий ротор безперервно до отримання шару осаду достатньої товщини.
У підвісних фільтруючих центрифугах видалення осаду з ротора полегшене і тому їх використовують для проведення коротких процесів центрифугування.
Рис. V-29. Підвісна центрифуга: 1 – трубопровід для подачі суспензії; 2 – ротор із суцільними стінками; 3 – вал; 4 – нерухомий кожух; 5 – штуцер для видалення рідини; 6 – конічна кришка; 7 – з’єднуючі ребра.
Сучасні підвісні центрифуги повністю автоматизовані і мають програмне керування. Перевагою цих центрифуг є допустимість деякої вібрації ротора. Крім цього, в них запобігається попадання на опору і привід агресивних рідин.
У даний час підвісні центрифуги з вивантаженням осаду вручну поступово замінюються центрифугами більш досконалих конструкцій.
У підвісних саморозвантажуючих центрифугах нижня частина ротора має конічну форму, причому кут нахилу її стінок більший кута природного відкосу отримуючого осаду. При такій будові ротора осад сповзає з його стінок під час зупинки центрифуги.
Для запобігання вібрацій, що виникають у результаті нерівномірного завантаження ротора в підвісних центрифугах, використовують кільцевий клапан, через який суспензія, що надходить, розподіляється рівномірно по всьому периметру ротора. Для полегшення вивантаження осаду з підвісних центрифуг інколи застосовуються шкребки, що зрізають осад із стінок ротора при зниженій швидкості його обертання.
4. Горизонтальні центрифуги з ножовим пристроєм для видалення осаду. Центрифуги такої конструкції є нормальними відстійними чи фільтруючими центрифугами періодичної дії з автоматизованим керуванням.
Рис. V-30. Горизонтальна центрифуга з ножовим пристроєм для видалення осаду: 1 - перфорований ротор; 2 - труба для подачі суспензії; 3 - кожух; 4 - штуцер для видалення фугату; 5 – ніж; 6 - гідравлічний циліндр для підйому ножа; 7 - похилий жолоб; 8 - канал для видалення осаду.
У горизонтальній фільтруючій центрифузі з ножовим пристроєм (рис.V-30) операції завантаження суспензії, центрифугування, промивання, механічного сушіння осаду і його розвантаження виконуються автоматично. Центрифуга керується електрогідравлічним автоматом, що дозволяє за товщиною шару осідання контролювати ступінь заповнення ротора.
Суспензія надходить у перфорований ротор 1 по трубі 2 і рівномірно розподіляється в ньому. На внутрішній поверхні ротора розташовані підкладні сита, фільтруюча тканина і грати, які забезпечують щільне прилягання сит до ротора щоб уникнути їх випинання, що недопустимо при ножовому зніманні осаду. Ротор знаходиться в литому кожусі 8, що складається із нижньої стаціонарної частини і знімаючої кришки. Фугат видаляється з центрифуги через штуцер 4. Осад зрізується ножем 5 (який при обертанні ротора піднімається за допомогою гідравлічного циліндра 6), падає в направляючий похилий жолоб 7 і виділяється з центрифуги через канал 8. Описана центрифуга призначаються для розділення середньо- і грубодисперсних суспензій.
5. Центрифуги з пульсуючим поршнем для вивантаження осаду. Ці апарати відносяться до фільтруючих центрифуг безперервної дії з горизонтальним ротором (рис.V-31). Суспензія по трубі 1 надходить у вузьку частину конічна воронка 2, що обертається з такою ж швидкістю як і перфорований ротор 3, покритий зсередини металевим щільовим ситом 4. Суспензія переміщується по внутрішній поверхні отвору і поступово набуває швидкості, майже рівну швидкості обертання ротора.
Рис. V-31. Центрифуга з пульсуючим поршнем для вивантаження осаду: 1 - труба для надходження суспензії; 2 – конічна воронка; 3 - перфорований ротор; 4 - металеве щілинне сито; 5 – поршень; 6 - штуцер для видалення фугату; 7 — канал для відводу осаду; 8 – шток; 9 - порожнистий вал; 10 - диск, що рухається зворотно-поступально
Потім суспензія відкидається через отвори у воронці на внутрішню поверхню сита в зоні перед поршнем 5. Під дією відцентрової сили рідка фаза проходить крізь щілини сита і видаляється з кожуха центрифуги по штуцеру 6. Тверда фаза затримується на ситі у вигляді осаду, який періодично переміщується до краю ротора під час руху поршня вправо приблизно на 1/10 довжини ротора. Таким чином, за кожен хід поршня з ротора видаляється кількість осаду, відповідна довжині ходу поршня; при цьому поршень здійснює 10-16 ходів у 1 хв. Осад видаляється з кожуха через канал 7.
Поршень закріплений на штоку 8, що знаходиться всередині порожнистого валу 9, який сполучений з електродвигуном і передає ротору обертальний рух. Порожнистий вал з ротором і шток з поршнем і конічною воронкою обертаються з однаковою швидкістю. Напрям зворотно-поступального руху поршня змінюється автоматично. На іншому кінці штока насаджений перпендикулярно його осі диск 10, на протилежній поверхні якого в особливому пристрої поперемінно діє тиск масла, що створюється шестеренним насосом.
У центрифугах із пристроєм для промивання осаду кожух розділений на дві секції, через одну з яких відводиться промивна рідина.
Описана центрифуга застосовується для обробки грубодисперсних, легкорозділяючих суспензій, особливо в тих випадках, коли небажане пошкодження частинок осаду при його вивантаженні. До недоліків її відносять захоплення твердих частинок фугатом у той момент, коли суспензія потрапляє на щілинне сито безпосередньо після зсуву з нього осаду поршнем, а також значна витрата енергії поршнем.
6. Центрифуги з шнековим пристосуванням для видалення осаду. Центрифуги цього типу є нормальними відстійними чи фільтруючими центрифугами безперервної дії з горизонтальним або вертикальним ротором.
На рис. V-32 зображена відстійна центрифуга, в яку суспензія подається через кільцевий простір між зовнішньою трубою 1 з отворами 2 і внутрішньою трубою 3, призначеною для подання промивної рідини. Через отвір 4 суспензія надходить у зону між конічним ротором 5 із суцільними стінками і циліндричною основою 6 шнека 7. Ротор знаходиться в кожусі 8 і обертається в порожнинних цапфах 9. Шнекове пристосування обертається в цапфах, які знаходяться всередині цапф ротора, причому швидкість обертання шнекового пристосування на 1,5-2% менша швидкості обертання ротора. Під дією відцентрової сили тверді частинки суспензії відкидаються до стінок ротора і у вигляді осаду поволі переміщуються (внаслідок різниці швидкостей ротора і шнека) до отвору 10 в роторі для вивантаження осаду, який видаляється через камеру 11. Утворена в результаті відстоювання твердих частинок чиста рідка фаза суспензії у вигляді фугату відводиться через отвір 12 і камеру 13.
Рис. V-32. Центрифуга зі шнековим пристосуванням для вивантаження осаду:
1 – зовнішня труба, 2, 4 – отвори для проходження суспензії, 3 – внутрішня труба, 5 – конічний ротор із суцільними стінками, 6 – циліндрична основа шнека, 7 – шнек, 8 – кожух, 9 – порожнинні цапфи, 10 – отвори для проходження осаду, 11 – камера для осаду, 12 – отвори для проходження фугату, 13 – камера для фугату
Під час руху в незаповненій суспензією частині ротора осад додатково ущільнюється, внаслідок чого вміст рідини в ньому зменшується. Осад може бути промитим у роторі шляхом подання промивної рідини по трубі 3.
Режим роботи центрифуги можна регулювати, змінюючи тривалість операцій відстоювання і ущільнення шляхом зміни ступені відкриття отворів або кількості обертів ротора і шнека.
Центрифуги з вивантаженням осаду шнеком характеризуються високою продуктивністю і застосовуються для розділення тонкодисперсних суспензій з великою концентрацією твердої фази, а також для класифікації твердих частинок за розміром або щільністю. Недоліками таких центрифуг є велика витрата енергії на переміщення осаду і помітне його подрібнення.