Centrifugeuse à grande vitesse sur navire: Construction et fonctionnement

Une centrifugeuse à grande vitesse est un type de séparateur utilisé sur un navire pour éliminer la contamination de liquides tels que le carburant et les huiles lubrifiantes. Il est impératif d’effectuer ce traitement afin d’éliminer les impuretés solides et l’eau avant leur alimentation en moteur marin. Ainsi, la tâche de la centrifugeuse est d’éliminer la contamination solide du liquide et d’éliminer le liquide indésirable (eau) des liquides utiles (carburant).

Principe de fonctionnement

Le principe de séparation de la centrifugeuse à grande vitesse dépend de la différence de densité de deux liquides différents. Pour comprendre, prenons un réservoir de décantation où le carburant est stocké et en raison de la différence de gravité de l’eau et du carburant (l’eau est plus lourde), l’eau est collectée dans la partie inférieure de l’ sous l’effet de la gravité.

Mathématiquement ce processus peut être représenté par:

Fs = ∏/6x D3 (pw-po) g

Où Fs est la force de séparation, pw est la densité de l’eau, po est la densité de l’huile et “g” est la force gravitationnelle.

Maintenant, si nous convertissons le réservoir en objet rotatif conique, le facteur gravitationnel g sera remplacé par la force centrifuge ω2 r, où ω2 est la vitesse angulaire de rotation et r est le rayon effectif.

Fs = ∏ / 6x D3 (pw-po) ω2 r.

Maintenant, la force de séparation sera beaucoup plus élevée dans la centrifugeuse que dans un décanteur.

Construction d’une centrifugeuse à grande vitesse:

Les composants de base de la centrifugeuse sont les suivants:

Cadre extérieur:

Le cadre extérieur est normalement composé de fonte qui supporte les parties internes du bol et du disque et porte des connexions de ligne d’eau, de ligne d’alimentation et de ligne de sortie.

Bol et disque:

Il y a des bols à l’intérieur du cadre, qui peuvent être un ensemble solide fonctionnant de manière non continue et avoir suffisamment d’espace pour retenir les boues séparées. Il peut également y avoir une disposition dans laquelle les parties supérieure et inférieure sont séparées pour évacuer les boues accumulées par un fonctionnement continu. Ces pièces sont normalement constituées d’acier inoxydable à haute tension.

Arbre vertical:

L’arbre vertical est utilisé pour transformer la sortie du moteur électrique en mouvement de rotation pour faire tourner le bol à grande vitesse à travers un engrenage droit et un arbre horizontal ou une courroie. Le matériau utilisé pour la construction d’arbres verticaux est un alliage d’acier.

Pompe à engrenages attachée:

Une construction générale de centrifugeuse consiste en une pompe à engrenages d’alimentation ou de décharge attachée entraînée par un arbre horizontal.

Dans certains systèmes, une pompe d’alimentation externe peut être installée à la place de la pompe attachée.

L’entraînement par arbre horizontal ou par courroie:

Le moteur électrique entraîne l’arbre horizontal à travers des plaquettes d’embrayage et est utilisé pour transmettre le mouvement de rotation à l’assemblage du bol.

Une courroie spéciale à caractère élastique est utilisée dans certains modèles à la place de l’arbre horizontal, supprimant ainsi l’utilisation de l’engrenage. Le matériau de l’arbre horizontal est un alliage spécial d’acier.

Engrenage droit:

Un engrenage droit est placé entre les arbres horizontaux et verticaux pour le transfert du mouvement de rotation. Ces engrenages sont fabriqués à partir du matériau bronze en aluminium spécial.

Plaquettes d’embrayage ou de friction:

Un moteur électrique sera surchargé s’il est connecté directement à l’ensemble bol pour la rotation de celui-ci car l’ensemble complet est très lourd. Pour éviter cela, des plaquettes d’embrayage ou de friction et un ensemble tambour sont installés sur l’arbre horizontal. Normalement, le nombre de patins varie de 2 à 4 en fonction de l’alimentation en fréquence du moteur
Au démarrage du moteur, les patins à l’intérieur du tambour s’écartent progressivement sous l’effet de la force centrifuge et provoquent des frottements dans la paroi interne du tambour entraînant une rotation progressive de l’arbre et du bol sans surcharger et endommager le moteur et les engrenages.

Automatisation:

Outre les pièces mécaniques, la dernière centrifugeuse est livrée avec un circuit d’automatisation complet comprenant des vannes à trois voies, des détecteurs, des moniteurs, des transducteurs, des électrovannes, des vannes pneumatiques, etc., ainsi qu’un panneau de commande, qui garantit que la centrifugeuse remplit tous les critères requis pour fonctionner dans une salle des machines sans pilote.

Types de centrifugeuse:

Il existe normalement deux types en fonction de l’application:

1) Purificateur: Lorsqu’une centrifugeuse est agencée pour séparer deux liquides de densités différentes, par exemple de l’eau de l’huile, elle est appelée purificateur. Le composant principal du purificateur est un disque de gravité de taille correcte ou un anneau de barrage qui est responsable de la création d’une interface entre l’huile et l’eau.

2) Clarificateur: Lorsqu’une centrifugeuse est disposée pour éliminer uniquement les impuretés et une petite quantité d’eau, elle est appelée clarificateur. Étant donné qu’il est principalement utilisé pour ce fluide, la plupart des impuretés solides doivent être éliminées, le disque de gravité n’est pas utilisé dans le clarificateur; au lieu de cela, une bague d’étanchéité est utilisée pour garder les impuretés intactes à moins qu’elles ne soient éliminées.

Les opérations de base du clarificateur et du purificateur sont:

– En raison de la différence de gravité et de force centrifuge, le liquide impur plus lourd (eau) et les particules se déplacent à l’extérieur et l’huile propre plus légère s’écoule vers l’intérieur et se sépare.

– Les boues et impuretés collectées peuvent être évacuées en continu ou à intervalles de temps, en fonction de la construction, de l’automatisation et du système incorporé

– Dans un purificateur, avant d’introduire l’huile, une étanchéité à l’eau est établie de sorte que le remplissage d’huile ne doit pas s’écouler par la sortie de liquide lourd

– Dans le clarificateur, il n’y a pas de sortie de liquide lourd pour évacuer l’eau séparée, ce qui rend l’étanchéité à l’eau inutile

– Débit d’alimentation et la température de l’aliment est extrêmement importante pour la purification. Pour l’huile normale, une purification en une étape suffit, mais pour l’huile contenant des boues lourdes ou un mélange de catalyseurs, plusieurs purificateurs sont utilisés en parallèle (de préférence) ou en série pour obtenir de meilleurs résultats

– Les purificateurs / clarificateurs new age sont automatiquement vidés à un intervalle régulier (à l’aide d’une minuterie et de contrôleurs. Un détecteur de décharge du côté des boues surveille le côté des boues et fournit un signal d’alarme si une anomalie est détectée