Декантер кажется сложным, но состоит из понятного набора узлов. Разбираем устройство декантерной центрифуги по схеме в разрезе: что за каждый узел отвечает, из чего сделан и что в нём изнашивается.
Об авторах. Материал подготовлен инженерами. В нашей команде — специалисты с опытом работы в подразделениях GEA Westfalia Separator, Alfa Laval и Flottweg; мы подбираем, поставляем и обслуживаем декантерное оборудование разных производителей и пишем эти материалы из практики, а не по чужим каталогам.
На условной схеме показан продольный разрез горизонтальной декантерной центрифуги. Внутри вращающегося барабана находится шнек, который вращается с небольшой разницей оборотов и транспортирует осадок. Продукт подаётся по центральной трубе, твёрдая фаза оседает на стенку и выводится через конус, а осветлённая жидкость сливается с противоположного конца.
Внешний вид
Потяните ползунок влево-вправо: слева разрез, справа внешний вид с подписями узлов.
Главный вращающийся узел, внутри которого идёт осаждение. Состоит из цилиндрической части (зона осветления) и конической части — «пляжа», где осадок поднимается из жидкости и отжимается перед выгрузкой. Барабан вращается с высокой скоростью, создавая центробежное поле в тысячи раз сильнее силы тяжести. Материал — нержавеющая (AISI 316) или дуплексная (Duplex 2205) сталь под коррозию и нагрузки; от диаметра и длины барабана зависят фактор разделения и производительность.
Спиральный транспортёр внутри барабана. Вращается с небольшой разницей оборотов относительно барабана (дифференциальная скорость) и перемещает осаждённый осадок к окнам выгрузки. Состоит из тела (ступицы) и витков (лопастей). Витки контактируют с движущимся осадком и изнашиваются первыми, поэтому их защищают наплавкой и сменными плитками из карбида вольфрама.
Задаёт дифференциальную скорость — разницу оборотов барабана и шнека. Обычно это планетарный редуктор с высоким передаточным отношением и большим крутящим моментом. Именно редуктор (вместе с приводом шнека) определяет, как точно можно регулировать транспорт осадка, а значит — баланс между сухостью кека и производительностью.
Главный привод вращает барабан, вторичный (привод шнека, back-drive) задаёт дифференциальную скорость. Современные машины используют частотные преобразователи (ЧРП) для плавного пуска и независимой регулировки; для тяжёлых и абразивных осадков применяют гидравлический привод шнека с высоким моментом. Подробно типы привода разобраны в статье о G-факторе и приводе шнека.
Камера в центре шнека, куда по неподвижной центральной трубе поступает продукт. Здесь он разгоняется до скорости вращения барабана и распределяется в жидкостное кольцо. Зона питания испытывает абразивный износ при разгоне продукта, поэтому её футеруют износостойкими вставками.
Пруд (глубина отстойника) — слой жидкости в барабане. Его глубину задают сливные пороги (регулировочные диски/пластины) на сливе жидкой фазы. Глубокий пруд улучшает осветление жидкости, мелкий — даёт более сухой кек: это один из главных рычагов настройки.
В машинах с закрытой выгрузкой жидкости неподвижный напорный диск (paring disc) отбирает осветлённую жидкость из вращающегося пруда под давлением. Это позволяет выводить фугат в закрытый трубопровод без вспенивания и контакта с воздухом — важно для пищевых и летучих продуктов.
Обезвоженный кек выводится через окна выгрузки (порт выгрузки твёрдой фазы) на узком конце конуса — это зона интенсивного абразивного износа, поэтому её защищают сменными твердосплавными втулками. Осветлённая жидкость (фугат) сливается с широкого конца барабана через пороги или напорный диск. В трикантере добавляется регулируемая разделительная тарелка для второй жидкой фазы.
Барабан и шнек опираются на подшипниковые узлы — их состояние контролируют по температуре и вибрации. Всё закрыто кожухом (защитным колпаком), который обеспечивает безопасность, сбор фаз и контроль запаха; для опасных сред — газонепроницаемое исполнение и взрывозащита ATEX. Машина установлена на раме с виброопорами, гасящими колебания; рама может быть частью модуля на единой раме (см. статью о модульном исполнении).
Подшипники и редуктор обслуживает система смазки (масляная или масляно-воздушная). Контрольно-измерительные приборы следят за вибрацией, температурой подшипников, оборотами и моментом на шнеке, а защиты предотвращают аварии при перегрузке (подробнее — в статьях об автоматизации и обслуживании и износе).
Сильнее всего изнашиваются узлы в контакте с движущимся осадком: витки шнека, окна выгрузки и зона питания. Их делают сменными и защищают карбидом вольфрама, что снижает стоимость владения и позволяет восстанавливать ресурс без замены всей машины. Англо-русский словарь всех узлов — в глоссарии.
Центробежная сила прижимает твёрдую фазу к стенке барабана; шнек транспортирует осадок к конусу, где он отжимается и выгружается как кек, а осветлённая жидкость сливается с другого конца. Пошаговое описание процесса — в статье о принципе работы; исполнения и типоразмеры — в видах декантеров и каталоге. Подобрать машину поможет опросный лист.
Основные узлы: барабан (ротор), шнек, редуктор, главный и вторичный приводы, зона питания, сливные пороги, напорный диск, окна выгрузки, подшипники, кожух, рама, система смазки и КИПиА.
Витки шнека, окна выгрузки и зона питания — они контактируют с движущимся абразивным осадком. Их делают сменными и защищают наплавкой и плитками из карбида вольфрама.
Он отбирает осветлённую жидкость из вращающегося пруда под давлением и выводит её в закрытый трубопровод без вспенивания — важно для пищевых и летучих продуктов.
Заполните опросный лист — рассчитаем тип и типоразмер машины, производительность и комплектацию, подготовим КП.
Запросить КП