Présentation du projet
Structure de l'équipement de centrifugation à décantation à vis :
La centrifugeuse décanteuse à vis horizontale est de structure horizontale, fonctionne en continu, utilise un convoyeur à vis pour l'évacuation, appartient à la catégorie des centrifugeuses à évacuation par spirale à bol solide, et est appelée centrifugeuse décanteuse.
La structure de la centrifugeuse à décantation spirale est essentielle à son fonctionnement efficace. Cet article présente les principaux composants et leurs fonctions afin d'offrir une compréhension globale de l'appareil.
Composition de l'organisation
La centrifugeuse à vis horizontale est principalement composée d'un tambour, d'une vis, d'un système différentiel, d'un déflecteur de niveau de liquide, d'un système d'entraînement et d'un système de contrôle. Elle exploite la différence de densité entre les phases solide et liquide. Sous l'effet de la force centrifuge, elle accélère la sédimentation des particules de la phase solide pour réaliser la séparation solide-liquide. Concrètement, les boues et le liquide de floculation sont acheminés vers la chambre de mélange du tambour par la conduite d'entrée. La floculation par mélange a lieu dans cette chambre (si la pompe à boues est dosée en amont ou si le dosage est effectué par la conduite d'entrée, la réaction de floculation est déjà avancée).
En raison de la rotation à grande vitesse et de la résistance au frottement du rotor (vis et tambour), les boues sont accélérées à l'intérieur du rotor et forment une couche annulaire liquide cylindrique (zone annulaire liquide). Sous l'effet de la force centrifuge, les particules solides majoritaires se déposent sur la paroi interne du tambour pour former une couche de boue (couche annulaire solide). La différence de vitesse relative entre la vis et le tambour est ensuite utilisée pour pousser la phase solide vers l'extrémité conique du tambour. Après avoir atteint le niveau de liquide requis (zone sèche), la boue et les scories sont déshydratées et séchées, puis évacuées par la sortie des scories. Le filtrat est évacué par l'extrémité large du tambour via le tube de reflux, assurant ainsi la séparation des phases solide et liquide.
Structure de base
La centrifugeuse à décantation horizontale à spirale (également appelée centrifugeuse décanteuse) est l'équipement clé pour la séparation solide-liquide. La différence de vitesse entre le tambour et la vis sans fin détermine l'efficacité de la séparation. La centrifugeuse décanteuse traditionnelle (à deux ou trois phases) fonctionne selon le principe de la transmission mécanique.
Structure principale :
1) Le tambour est un composant essentiel de la centrifugeuse. Il est conçu pour résister à la rotation à grande vitesse et à la pression centrifuge exercée par les matériaux et autres accessoires. Le tambour se compose de quatre parties : un cylindre, un cône, un grand couvercle et un petit couvercle, tous reliés par des brides. Un orifice d'évacuation des scories radial est situé près de la jonction entre le cône et la bride du petit couvercle, et un orifice de trop-plein est prévu sur le grand couvercle. La profondeur du bain de liquide est ajustée par la plaque de trop-plein excentrée. Le tambour est fabriqué en acier n° 35 nickelé et phosphoré, ce qui lui confère robustesse, résistance à la corrosion et soudabilité.

2) La vis sans fin joue un rôle essentiel dans le transport continu des sédiments vers l'orifice d'évacuation des scories, puis leur évacuation hors de la machine. Le rapport entre le canal d'alimentation et le canal d'évacuation des scories est ajustable en fonction du rapport solide/liquide des matériaux à traiter. Un dispositif d'accélération de la rotation est soudé à l'entrée de la vis sans fin afin de compenser le temps de rotation et ainsi éviter toute perte d'efficacité de séparation. De plus, l'extrémité de la vis sans fin est munie d'une spirale inversée soudée à sa base pour prévenir l'accumulation de sédiments. La vis sans fin est fabriquée dans le même matériau que le rouleau : de l'acier n° 35 nickelé et phosphoré.

3) Le moteur hydraulique assure la différence de vitesse entre la vis et le tambour. Le débit d'huile du moteur hydraulique est réglable automatiquement via le raccord de distribution d'huile.
4) Le palier principal est entraîné hydrauliquement et est conçu avec une centrale hydraulique. La vitesse de rotation du tambour étant généralement d'environ 3 000 tr/min, une lubrification à l'huile fine est utilisée pour garantir des performances optimales. L'huile de lubrification circule en circuit fermé afin d'assurer la lubrification et le refroidissement des paliers.
5) Le bâti de la machine est constitué d'une structure soudée en forme de poutre en I et utilise quatre amortisseurs de chocs en caoutchouc. Cette conception contribue à minimiser les vibrations et assure la stabilité pendant le fonctionnement.
Il convient de souligner que ces composants sont essentiels au bon fonctionnement de la centrifugeuse décanteuse à spirale. Grâce à sa structure et à ses composants adaptés, cet équipement permet de séparer efficacement les solides des liquides dans divers procédés industriels. L'utilisation de matériaux de haute qualité et une ingénierie de précision garantissent la durabilité et la fiabilité de l'équipement, ce qui en fait un atout précieux pour de nombreux secteurs.
Principe de fonctionnement d'une centrifugeuse à décanter à vis
Le tambour et la vis tournent à grande vitesse dans le même sens, à une vitesse différentielle donnée. Le matériau est introduit en continu dans le cylindre intérieur de la vis de convoyage par le tuyau d'alimentation, puis pénètre dans le tambour après accélération. Sous l'effet de la force centrifuge, les particules solides lourdes se déposent sur la paroi du tambour et forment une couche de sédiments. La vis de convoyage pousse continuellement cette phase solide vers l'extrémité conique du tambour et l'évacue de la machine par l'orifice d'évacuation des résidus. La phase liquide plus légère forme un anneau liquide interne qui déborde continuellement du tambour par l'orifice de trop-plein situé à son extrémité la plus large et est évacué de la machine par l'orifice de vidange.
Cet équipement permet l'alimentation, la séparation, le lavage et l'évacuation en continu et à pleine vitesse de matériaux. Il se caractérise par une structure compacte, un fonctionnement continu et stable, une grande adaptabilité, une capacité de production élevée et une maintenance aisée. Il est adapté à la séparation de suspensions contenant une phase solide dont la granulométrie est supérieure à 0,005 mm et la concentration comprise entre 2 et 40 %.
La fonction principale de la centrifugeuse à spirale horizontale est de séparer les solides des liquides (c'est-à-dire la séparation de deux phases). Lors de la clarification, les solides en suspension sont soumis à la force centrifuge, à la poussée d'Archimède et à la résistance à l'écoulement ; la vitesse de clarification résulte de l'action combinée de ces forces.

La résistance à l'écoulement dépend de la taille et de la forme des particules, ainsi que de la viscosité du liquide. Le frottement entre le liquide et le solide décanté, le mouvement de rotation du cylindre spiral et l'agitation du cylindre rotatif produisent conjointement un effet dynamique global qui influe fortement sur la décantation semi-statique dans la centrifugeuse. La centrifugeuse décanteuse se caractérise par un processus de séparation continu et une forte concentration en solides de la suspension séparée.
Facteurs influençant l'effet de séparation par décantation centrifuge
Pour comprendre l'effet de séparation d'une centrifugeuse décanteuse, il faut d'abord connaître son principe de fonctionnement, qui peut être efficacement contrôlé lors de son utilisation.
La vitesse du tambour de la centrifugeuse décanteuse
Le réglage de la vitesse du tambour est généralement assuré par un variateur de fréquence ou un moteur hydraulique. L'augmentation de la vitesse du tambour améliore la séparation. Plus la vitesse est élevée, plus la force centrifuge est importante, ce qui contribue à augmenter la teneur en matières solides du gâteau de filtration.
Augmenter la différence de vitesse entre la vis et le tambour accroît la capacité de traitement, mais une vitesse trop élevée risque de détruire les flocs de boues et donc de réduire l'efficacité de la déshydratation. Une vitesse de rotation plus élevée n'implique pas nécessairement une meilleure siccité des solides.
De plus, une vitesse plus élevée entraînera des vibrations de la machine, une augmentation de l'usure de celle-ci, une augmentation de la consommation d'énergie, des vibrations et du niveau, et une réduction de la durée de vie de l'équipement.
Par conséquent, la vitesse doit être choisie de manière raisonnable afin de satisfaire aux exigences de séparation.
Débit d'alimentation (capacité de traitement)
Le débit d'alimentation influe sur le temps de rétention du matériau dans l'équipement, et donc sur l'efficacité de la séparation.
Une capacité de traitement plus faible réduit la vitesse d'écoulement axial du liquide, allonge le temps de séjour dans le tambour et améliore la séparation ; à l'inverse, un débit d'alimentation excessif diminue l'efficacité de la séparation.
De plus, le débit d'alimentation est également lié à la teneur en matières solides du liquide et à la capacité d'évacuation des scories de la vis de la centrifugeuse. Un débit d'alimentation excessif peut entraîner le colmatage du tambour et nuire à la séparation.
Par conséquent, le débit d'alimentation doit être choisi de manière appropriée afin de correspondre à la teneur en solides et aux exigences de séparation du liquide.
diamètre de la plaque de débordement
L'extrémité large du tambour est munie d'une plaque de trop-plein, qui permet de contrôler la profondeur du liquide de la couche annulaire en ajustant le diamètre de la plaque de trop-plein.
Un déversoir de petit diamètre permet d'augmenter l'épaisseur de la couche annulaire liquide et d'obtenir un liquide de séparation limpide. À l'inverse, un déversoir de plus grand diamètre donne un liquide de séparation peu limpide et moins efficace.
Vitesse différentielle du tambour et de la vis
La vitesse différentielle influe directement sur la capacité d'évacuation des scories, le degré de formation des biscuits de boue et la qualité du filtrat ; il s'agit d'un des paramètres importants qui doivent être ajustés en fonction des conditions de fonctionnement de la centrifugeuse décanteuse.
Une vitesse différentielle plus faible offre une meilleure séparation, mais risque de provoquer des obstructions car les particules solides restent longtemps dans le tambour. À l'inverse, une vitesse différentielle plus élevée perturbe la couche liquide du fait de la vis, ce qui réduit l'efficacité de la séparation, mais améliore l'évacuation des scories.
Par conséquent, en fonction des propriétés du matériau, de la capacité de traitement, des exigences de traitement et des paramètres structurels de la centrifugeuse, on détermine la taille de la vitesse différentielle : une faible teneur en solides correspond à une faible vitesse différentielle, une forte teneur en solides correspond à une grande vitesse différentielle.
Rapport d'aspect
Plus le rapport d'aspect d'une centrifugeuse décanteuse à vis horizontale est élevé, plus sa capacité de traitement est importante et meilleur est l'effet de séparation.
Caractéristiques des eaux usées
La taille des particules solides dans le matériau est différente, la force centrifuge est différente et l'effet de séparation est différent.
Plus les particules sont grosses, plus la séparation est facile ; les particules trop petites se mélangent facilement à la solution de séparation, ce qui peut entraîner un débordement de celle-ci.
De plus, la différence de densité entre les deux phases solide et liquide, ainsi que la viscosité de la suspension, influencent la séparation. Plus la différence de densité est grande, plus la séparation est aisée ; de même, plus la viscosité de la suspension est faible, plus la séparation est facile.
...
Bien entendu, outre les facteurs mentionnés ci-dessus, de nombreux autres facteurs influencent l'efficacité de la centrifugation décanteuse, tels que l'épaisseur de la couche annulaire liquide et les paramètres du procédé. Ces facteurs interagissent entre eux, et l'efficacité du traitement résulte de leur action combinée.
Avantages des produits
Le déshydrateur centrifuge à vis horizontale présente les avantages suivants :
La centrifugeuse décanteuse, également appelée centrifugeuse à décanter, est largement utilisée dans diverses industries pour séparer les solides et les liquides. Ces machines existent en différents modèles : centrifugeuse décanteuse à vortex, centrifugeuse décanteuse à tambour et centrifugeuse décanteuse à tambour pour solides. Flottweg est une marque de renom dans le secteur, réputée pour la haute qualité de ses centrifugeuses décanteuses.
L'utilisation de déshydrateurs centrifuges à vis horizontale présente plusieurs avantages pour les procédés de séparation industrielle. L'un des principaux est leur grande puissance de traitement. Grâce à sa technologie avancée, la centrifugeuse décanteuse peut traiter de grandes quantités de matériaux, répondant ainsi à un large éventail de besoins. Elle s'avère donc très efficace et économique pour les industries manipulant de grands volumes de mélanges liquide-solide.
De plus, ces machines sont reconnues pour leurs caractéristiques économes en énergie et respectueuses de l'environnement. La centrifugeuse décanteuse présente de faibles niveaux de bruit et de vibrations en fonctionnement et consomme un minimum d'énergie. Par ailleurs, elle ne génère aucune pollution secondaire lors du traitement des boues et autres déchets, répondant ainsi aux exigences d'économie d'énergie et de protection de l'environnement. Ces atouts en font un choix privilégié pour les industries soucieuses de réduire leur impact environnemental.
Outre leurs performances de traitement et leurs avantages environnementaux, les déshydrateurs centrifuges à spirale horizontale sont également appréciés pour leur facilité d'utilisation. Ces machines sont simples à utiliser et ne nécessitent qu'une formation minimale. Cela permet non seulement d'accroître la productivité, mais aussi de réduire les risques d'erreurs lors de leur fonctionnement.
Enfin, la maintenance est souvent un point crucial pour les machines industrielles. Or, les décanteurs sont réputés pour leur facilité d'entretien et leur longue durée de vie. Ceci réduit les temps d'arrêt et les coûts de maintenance globaux, ce qui en fait un choix fiable pour les processus industriels.
En résumé, les déshydrateurs centrifuges à spirale horizontale offrent de nombreux avantages qui en font un choix privilégié pour les industries nécessitant une séparation solide-liquide. Ces machines garantissent un débit élevé, une efficacité énergétique optimale, une utilisation et une maintenance simples, ce qui en fait un investissement idéal pour les entreprises souhaitant améliorer leur productivité et réduire leur impact environnemental.