Саморазгружающиеся тарельчатые сепараторы непрерывного действия.

Принято считать, что на современном этапе развития химической производств наиболее перспективными являются саморазгружающиеся сепараторы непрерывного действия. При необходимости они могут работать и в режиме периодического действия. Следует иметь ввиду, что сепараторы непрерывного действия рано или поздно приходится останавливать для очистки внутреннего пространства и внутренних устройств от различного рода загрязнений, ухудшающих процессы центробежного осветления и разделения.

Саморазгружающиеся сепараторы с учётом конструктивных особенностей их разгрузочных устройств, определяющих характер выгрузки осадка, степень его влажности и технологический цикл процесса, можно разделить на три основные группы:

• сепараторы с непрерывным отводом сгущенного осадка (вместе с частью жидкости) через сопла;

• сепараторы с пульсирующим отводом осадка, выбрасываемого из ротора при перемещении подвижного элемента, периодически открывающего разгрузочные щели на периферии ротора;

• сепараторы с непрерывно – циклическим отводом осадка, в которых последний отводится непрерывно в виде концентрата и периодически выбрасывается из ротора в виде жидкой пасты при открытии разгрузочных щелей и каналов.

Саморазгружающиеся сепараторы как правило являются тарельчатыми высокоскоростными осадительными центрифугами, в роторах которых жестко коаксиально установлен пакет тонкостенных вставок, имеющих форму усеченных осесимметричных конусов и образующих между собой тонкие параллельные зазоры. По этим зазорам тонкими слоями перемещается в ламинарном режиме разделяемая жидкость (в зависимости от конструкции сепаратора либо суспензия, либо эмульсия, либо многофазная гетерогенная система), см. также схемы на рис.182.1. Количество тарелок в зависимости от типа и назначения сепаратора может изменяться в пределах от 30 до 200 единиц. Угол между образующей тарелок и осью вращения ротора обычно находится в пределах 35 – 45⁰, что обусловлено необходимостью превышения этого угла над углом трения частиц о поверхность тарелок. Зазор между тарелками применяют по возможности минимальный в пределах 0.4 - 2.0мм. Конструктивно такой зазор обеспечивается с помощью либо шипов (выступов), либо с помощью приварных рёбер в количестве 6 или 8 на каждую тарелку и направленных вдоль образующей тарелок. В подобных машинах можно реализовать разнообразные технологические процессы центробежного разделения жидких гетерогенных систем на составляющие компоненты, отличающиеся по плотности или по размерам частиц дисперсной фазы. Это осветление или сгущение суспензий, разделение эмульсий или многокомпонентных гетерогенных систем, концентрирование дисперсной фазы, классификация частиц полидисперсных систем по размерам и т.п. Не касаясь детального описания весьма сложной гидродинамической обстановки взаимодействия частиц дискретной фазы с потоками дисперсионной среды во вращающихся межтарельчатых зазорах, экспериментальное и теоретическое исследование которой в настоящее время ещё на завершено, качественно опишем характер движения частиц дисперсной фазы в межтарельчатом пространстве. Процесс выделения частиц дисперсной фазы в тонкослойных конических осесимметричных зазорах вращающегося пакета тарелок (независимо от типа ротора тарельчатого сепаратора) осуществляется под воздействием двух составляющих скорости частиц: скорости движения частицы в вязкой жидкой среде под действием центробежного поля в радиальном направлении и скорости переносного движения потока в данном сечении зазора между тарелками. Истинная скорость и направление движения частицы определяются векторной суммой указанных составляющих скорости. При этом, если плотность частицы дискретной фазы больше плотности дисперсионной среды, то частица, войдя в межтарельчатый зазор(например, как это показано на рис.182.1а), начинает перемещаться в нем по направлению к нижней поверхности вышележащей конусной тарелки и достигнув ее, направится под действием центробежной силы к периферийному участку тарелки. Выйдя из пакета тарелок, частица завершает свое движение в шламовом пространстве ротора, т.е. в пространстве, ограниченном мысленной соосной цилиндрической поверхностью, касающейся внешних кромок пакета тарелок и внутренними коническими поверхностями крышки и днища ротора сепаратора. Понятно, что внутреннее кольцевое осесимметричное шламовое пространство является периферийным, т.е. находится на максимальном (для данного ротора) удалении от оси вращения.

Аналогичный процесс происходит при выделении дисперсных частиц, имеющих меньшую плотность по сравнению с дисперсной средой. Но в этом случае такие частицы отводятся в осевом направлении в отводящие наружные каналы тарелкодержателя, а более плотная дисперсионная среда перемещается в периферии ротора(например, как это показано на рис.182.1б).

Рассмотрим типовые конструкции саморазгружающихся тарельчатых сепараторов в соответствии с приведенной выше классификацией таких сепараторов по принципу устройства их разгрузочных устройств. Отметим предварительно, что основные функциональные узлы таких сепараторов (станины, привода, опоры консольных валов, системы смазки и т.д.) в основном идентичны, поэтому подробнее рассмотрим лишь различия в конструкции роторов, особенно в части устройства разгрузочных систем.