Общим конструктивным признаком подвесных центрифуг (рисунок 12)является вертикальное расположение оси ротора 1. Вал верхним концом подвешен в шаровой опоре, расположенной значительно выше центра вращающейся системы. Шаровая опора (головка привода центрифуги) представляет собой систему подшипников качения, размещенных в стакане, свободно опирающемся на сферическую поверхность корпуса привода. Пределы отклонения вала ограничиваются резиновым амортизатором, что уменьшает динамическую нагрузку на подшипники при возникновении дисбаланса.
1 – ротор; 2 – стойка; 3 – вал; 4 – электродвигатель; 5 – швеллер; 6 – кожух
Рисунок 12 – Центрифуга типа ФПН
Корпус головки привода закреплен болтами на продольных швеллерах 5, опирающихся на две стойки 2. Система смазки подшипников - циркуляционная. Привод центрифуги - от фланцевого электродвигателя 4, соединенного с валом 3 центрифуги специальной упругой муфтой.
Конструкция электродвигателя позволяет производить торможение противотоком вращающегося ротора центрифуги.
Центрифуги укомплектованы также механическим ленточным тормозом, расположенным в корпусе головки привода. Ротор центрифуги закрыт кожухом 6, состоящим из верхней и нижней частей. Кожух является сборником фильтрата, который отводится через штуцер, расположенный в днище его нижней части. Для раздельного отвода из кожуха фильтрата промывной жидкости к штуцеру присоединен сегрегатор.
Осадок выгружают при остановленном роторе ножом при малой частоте вращения ротора.
Различают три основные конструкции центрифуг рассматриваемого типа: с ручной выгрузкой осадка, саморазгружающиеся с коническим ротором (твердый осадок падает вниз под действием собственного веса), с механизированной выгрузкой осадка ножом (скребком). Последние изготовляют полуавтоматическими и полностью автоматическими.
Полуавтоматические центрифуги с выгрузкой продукта ножом выполняют с фильтрующим или с отстойным ротором. Центрифуги с фильтрующим ротором применяют для отделения жидкой фазы от волокнистых, крупно-, средне- и мелкозернистых материалов, если необходимо получение осадка с минимальным содержанием жидкой фазы и промывка осадка. После отделения жидкости от крупнозернистых материалов конечная влажность часто бывает меньше 1% (для среднезернистых материалов она составляет обычно от 1 до 5 %, для мелкозернистых - от 5 до 40%). Центрифуги с отстойным ротором используют для обработки труднофильтрующихся суспензий. В этом случае в осадке может оставаться до 70% жидкой фазы.
Подвесные центрифуги с верхним приводом являются машинами периодического действия. Процесс центрифугирования в них обычно происходит следующим образом. Ротор центрифуги на ходу при неполной или полной скорости вращения загружается материалом, подлежащим обработке. Если загрузка произведена при неполном вращении ротора, то после ее окончания скорость ротора доводят до максимальной. При центрифугировании в перфорированных роторах твердая фаза к концу процесса содержит минимальное количество отделяемой жидкости, которая удерживается на поверхности частиц твердой фазы и в местах их соприкосновения. Чтобы избавиться от остатков жидкой фазы, осадок промывают другой жидкостью (иногда несколькими).
Под действием центробежного поля промывная жидкость удаляется, и содержание ее с течением времени становится минимальным. По окончании центрифугирования двигатель центрифуги выключают, машина останавливается, готовый продукт удаляется из ротора. Выгрузка с помощью механических ножей осуществляется при вращении ротора с небольшой скоростью. В случае центрифугирования в сплошном роторе суспензия подается на его днище на полном ходу центрифуги. Жидкость течет вверх вдоль стенок ротора, постепенно заполняя его целиком или до определенной высоты (в зависимости от свойств загружаемого материала). Излишек осветленной жидкости переливается через борт ротора, а в некоторых случаях отсасывается отводной трубой, вследствие чего в роторе поддерживается определенный уровень жидкости.
После заполнения всего рабочего объема ротора осадком подача суспензии прекращается. Если требуется дополнительное уплотнение осадка, ротор в течение некоторого времени продолжает вращаться с полной скоростью до отжатия жидкой фазы. Жидкость удаляется отводной трубой, после чего центрифуга затормаживается, и осадок выгружается механическим ножом при небольшой скорости вращения ротора. Поскольку порция материала, обрабатываемого за каждый цикл, зависит от емкости ротора, часовая производительность машины определяется емкостью ротора и общей продолжительностью цикла. В цикл работы центрифуги входят также непроизводительные операции - торможение и пуск.