مبدأ عمل جهاز الطرد المركزي

جهاز الطرد المركزي ذو القارورة ، والذي يُسمى أحيانًا جهاز الطرد المركزي ذو الوعاء الصلب، هو جهاز أساسي لفصل المواد الصلبة عن السوائل بكفاءة عالية باستخدام آلية دوران مستمرة وسريعة. تجد العديد من الصناعات هذا الجهاز مفيدًا للغاية، بما في ذلك معالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على مواد صلبة حيوية، والصناعات الكيميائية والتعدينية. يُستخدم بشكل أساسي في عملية التجفيف ثنائية الطور لأنظمة الطين، حيث يستخلص المكونات الصلبة من الخلائط السائلة. يُتيح جهاز الطرد المركزي ذو القارورة عملية فصل قوية باستخدام قوى دوران عالية السرعة، مما يُساعد على تحسين الإنتاج ومراقبة الجودة. كما يُحسّن العمليات ويُعزز الاستدامة البيئية.

مبدأ عمل جهاز الطرد المركزي

تعمل قوى الجاذبية على تسريع فصل المكونات الصلبة والسائلة داخل المعلق، وهذه هي الفكرة الأساسية التي يقوم عليها مبدأ عمل جهاز الطرد المركزي. يُسرّع جهاز الطرد المركزي عملية الترسيب بفعل الجاذبية عن طريق تدوير الحاوية بسرعة عالية، على عكس الحاويات الثابتة أو أجهزة التصفية، التي تُعد أمثلة على طرق الفصل التقليدية التي تعتمد على الجاذبية الأرضية.

تتسارع عملية الفصل من ساعات إلى ثوانٍ بفضل دوران جهاز الطرد المركزي عالي السرعة، والذي يُولّد قوة جاذبية هائلة تفوق ثلاثة آلاف ضعف قوة الجاذبية الأرضية. تستخدم أجهزة الطرد المركزي الحديثة تصميمًا يعمل بالتيار المعاكس. تتكثف جزيئات المواد الصلبة الأكثر كثافة وتترسب في قاع الأسطوانة الداخلية على مرحلتين قبل أن تُصرّف عبر منفذ تصريف المواد الصلبة. في الوقت نفسه، يُعاد توجيه السائل المُصفّى إلى الطرف الآخر.

يجب إزالة النهاية.

يشتمل جهاز الطرد المركزي ثلاثي الأطوار على نظام حواجز متكامل. باستخدام هذه التقنية، يُفصل السائل ذو الطور الأخف - عادةً الزيت - عن الماء. وعندما يتدفق الزيت بين الحواجز، يترسب في الأعلى، حيث يسهل استخراجه. تُعد أجهزة الطرد المركزي ضرورية في العديد من الصناعات نظرًا لقدرتها على فصل المواد الصلبة عن السائلة بسرعة ودقة.

جهاز طرد مركزي ثلاثي الأطوار

المكونات الرئيسية لجهاز الطرد المركزي ديكانتر

مقدمة عن مواد التغذية

لبدء سلسلة عمليات جهاز الطرد المركزي، تُدخل المادة الخام عبر أنبوب التغذية الموجود في أحد طرفي الجهاز. في هذه المرحلة الحاسمة، تبدأ عملية فصل الجزيئات الأثقل عن السائل باستخدام قوى الطرد المركزي الناتجة عن دوران الوعاء بسرعة عالية. يُعدّ فصل المواد الصلبة عن السائلة وظيفة أساسية في العديد من الصناعات، بما في ذلك معالجة مياه الصرف الصحي، والمعالجة الكيميائية، والتعدين، ويتحقق ذلك من خلال سلسلة من العمليات تبدأ بإدخال المواد الخام بدقة إلى جهاز الطرد المركزي.

الفصل بالطرد المركزي

في جهاز الطرد المركزي ، تتحول المادة الداخلة بفعل قوة الطرد المركزي. تتجمع جزيئات المادة الأكبر حجمًا على طول الجدار الداخلي للوعاء الدوار أثناء دورانه بسرعة عالية، مدفوعًا عبر الطور السائل. يُولّد الدوران السريع للوعاء قوة طرد مركزي، تفصل المواد الصلبة عن السوائل بكفاءة. تعمل ديناميكيات قوة الطرد المركزي على التقاط الجزيئات الأثقل وزنًا أثناء دفعها نحو الجدار الداخلي للوعاء، مما يفصل المواد الصلبة عن السوائل بكفاءة.

محرك التردد المتغير

يُعدّ محرك التردد المتغير (VFD) في جهاز الطرد المركزي جزءًا أساسيًا يسمح بالتحكم الدقيق في سرعة دوران الجهاز، وهو أمر بالغ الأهمية لكفاءة تشغيله. ويُعتبر محرك التردد المتغير (VFD) ضروريًا لتحقيق الأداء الأمثل، حيث يُنظّم تردد الطاقة الكهربائية التي يتلقاها محرك الطرد المركزي أثناء التشغيل. ومن خلال ضبط التردد، يُمكن تحقيق تحكم دقيق، مما يضمن تشغيل جهاز الطرد المركزي بالسرعة المثلى لفصل المواد الصلبة عن السائلة بكفاءة.

ناقل لفائف

يؤدي ناقل اللفائف، الذي يعمل داخل وعاء جهاز الطرد المركزي ، دورًا محوريًا من خلال دورانه. وتختلف سرعته عن سرعة الوعاء. ويُعدّ التباين المتعمد في السرعة جزءًا هامًا من التفاعل الديناميكي الذي يُبرز حركة كشط اللفائف. يعمل كل من اللفائف والوعاء بسرعات مختلفة لتفكيك وإزالة الجزيئات العالقة داخل الوعاء.

للحفاظ على كفاءة عملية الفصل، تُعد حركة الكشط للناقل اللولبي أساسية. فبالإضافة إلى إزالة الجزيئات، يقوم الناقل اللولبي بتوجيهها إلى قسم تفريغ المواد الصلبة في جهاز الطرد المركزي المخروطي.

الحركات المركزية

يتحرك الجزء المركزي، وهو سائل في جهاز الطرد المركزي، عكس اتجاه عقارب الساعة في حركة معقدة، في اتجاه معاكس لمسارات المواد الصلبة. وتُنتج شبكة مُصممة بدقة من الأنابيب المتصلة، باستخدام قانون باسكال، هذا التدفق المعاكس المنسق. ويضمن هذا الربط المُحكم حركةً منتظمةً ومنظمةً لسائل الأنابيب، كما يُعزز قانون باسكال، الذي يحكم سلوك السوائل، ديناميكية هذا التدفق المعاكس. ومن المهم أن الجسيمات المتراكمة تُبقي فتحة تصريف المواد الصلبة مغلقة، فلا يحدث أي اختلاط غير مرغوب فيه.

الاحتفاظ بالمواد الصلبة

تُحدد عملية التحكم المعقدة في السرعة التفاضلية لجهاز الطرد المركزي مدة تعرض المواد الصلبة لقوة التسارع داخل الجهاز، مما يؤثر بدوره على كفاءته. يُعدّ التجفيف جزءًا أساسيًا من تشغيل جهاز الطرد المركزي، ويؤثر نظام التحكم المتطور هذا عليه بشكل مباشر. يُشبه ضبط السرعة التفاضلية ضبط إعدادات جهاز الطرد المركزي؛ فهو يتحكم في مدة بقاء جزيئات المواد الصلبة داخل الجهاز. ومن أهم عوامل فعالية الجهاز في تجفيف المواد الصلبة المفصولة هو إطالة فترة الاحتفاظ الناتجة عن قوة التسارع، مما يؤدي إلى الحصول على مواد صلبة أكثر جفافًا.

جهاز طرد مركزي في عملية تجفيف الحمأة

تتميز أجهزة الطرد المركزي ذات القوام الدوار بمزايا كبيرة في تجفيف الحمأة مقارنةً بالأساليب التي تزيد من كثافتها. عند استخدام جهاز الطرد المركزي ذي القوام الدوار للتجفيف الميكانيكي، يمكن تقليل الحجم بنسبة مذهلة تصل إلى 95%، مع تركيزات مواد صلبة جافة تتراوح بين 15% و35%. في المقابل، ينتج عن زيادة كثافة الحمأة تركيز مواد صلبة يتراوح بين 3% و7% وانخفاض في الحجم بنسبة 80%. ويؤدي التجفيف الفعال إلى الحصول على منتج كعكة أكثر جفافًا وتوفير كبير في تكاليف المعالجة والمناولة والتخلص.

تؤكد صحيفة حقائق تكنولوجيا المواد الصلبة الحيوية الصادرة عن وكالة حماية البيئة على الفوائد العديدة لعملية التجفيف. فهي تعزز عمليات التجفيف الهوائي والتثبيت، وتقلل من احتياجات الوقود للحرق أو التجفيف الحراري، وتقلل من تجمع المياه والجريان السطحي، وتزيل السوائل الحرة قبل التخلص منها في مكب النفايات، وتقلل من الحجم، مما يؤدي إلى توفير في تكاليف التخزين والنقل.

خاتمة

تُعدّ أجهزة الطرد المركزي من الآلات الحيوية لمختلف أنواع الشركات، وذلك لكفاءتها العالية في فصل المواد الصلبة عن السوائل وتجفيف الحمأة. وهي ضرورية لتحقيق أعلى كفاءة تشغيلية بفضل قدرتها على تقليل الحجم بشكل كبير، وزيادة تركيز المواد الصلبة الجافة، وتوفير التكاليف، وذلك بفضل تصميمها المعقد وآليات التحكم الدقيقة.

هل تبحث عن مصنّعين موثوقين لأجهزة الطرد المركزي؟ شركة شنتشو للآلات اسمٌ لامع في هذا المجال. بخبرة تزيد عن 30 عامًا، نضمن لك سير عملياتك الصناعية بسلاسة أكبر.