Техническая характеристика автоматической центрифуги ФПН-1251Л-02

Максимальная загрузка, кг......................................... 660

Внутренний диаметр ротора, мм............................... 1250

Внутренняя высота ротора, мм.................................. 800

Максимальная вместимость ротора, м³...................... 445×10^-3

Рабочая частота вращения, с^–1................................... 105; 157

Минимальный цикл работы, мин............................... 3

Наибольший фактор разделения................................ 1560

Габаритные размеры, мм............................................ 2250´2060´4800

Масса без электродвигателя, кг................................. 3650

 

Рис. 12.13. Сепаратор Г9-КОВ для очистки плодоовощных соков

Сепаратор Г9-КОВ (рис. 12.13) предназначен для очистки плодоовощных соков. Он относится к сепараторам тарельчатого типа в полузакрытом исполнении с периодической выгрузкой осадка.

Сепаратор Г9-КОВ состоит из литой чугунной станины 1, горизонтального вала 2, тахометра 3, гидроузла 4, приемника шлама 5, приемно-отводящего устройства 7, барабана 6, крышки 8 и подъемника. Внутри станины размещены горизонтальный вал 2, вертикальный вал 10 и тахометр 3. Станина имеет люк для осмотра зубчатой пары и закрывается крышкой, на которой монтируется тахометр для контроля числа оборотов горизонтального вала. Горизонтальный вал соединен с валом электродвигателя центробежной фрикционной муфтой. В его средней части имеются две шестерни. Одна нарезана на валу и входит в зацепление с шестерней вала тахометра. Вторая крепится с помощью шпонки и входит в зацепление с винтовой шестерней на вертикальном валу 10. На валу 10 крепится барабан 6, который является основным рабочим узлом сепаратора. В нем происходит очистка плодоовощных соков от примесей под действием центробежных сил. Барабан сепаратора состоит из основания, крышки, тарелкодержателя с пакетом тарелок, большого затяжного кольца, крышки напорной камеры, малого затяжного кольца и клапанов слива и разгрузки.

Центробежная фрикционная муфта состоит из диска, размещенного на валу электродвигателя, и закрепленных шарнирно на диске колодок, опорные поверхности которых, откидываясь при вращении электродвигателя, прижимаются к внутренней поверхности бандажа и постепенно увлекают его за собой.

Вертикальный вал устанавливается в верхней и нижней опорах. Верхняя опора имеет шесть пружин, радиально расположенных вокруг подшипника, чем обеспечивается упругость, необходимая для осуществления плавного перехода через критическую частоту вращения и для компенсации дисбаланса. Под радиально-упорным подшипником нижней опоры находится винтовая пружина.

К станине крепится приемник шлама, имеющий сборники шлама и буферной воды. Приемник шлама 5 предназначен для отвода осадка, выбрасываемого из барабана 6, а также для размещения в ванне 9 слива межтарелочной жидкости и отвода буферной воды. В чаше приемника шлама расположен гидроузел, служащий для регулирования подачи буферной воды в соответствующую полость барабана 6, а на наружном фланце приемника находится подъемник, необходимый при монтаже тяжелых частей сепаратора. Для ускорения остановки сепаратора предусмотрен тормоз. В основании по окружности барабана равномерно размещены отверстия для выброса осадка из грязевого пространства барабана. При работе барабана эти отверстия перекрываются кольцевой кромкой поршня, плотно прижимающегося к уплотнительному кольцу под действием гидростатического давления жидкости под поршнем. Осветленный сок поступает через отверстия в верхней части крышки барабана в полость напорной камеры, а затем напорным диском выводится из сепаратора.

Техническая характеристика сепаратора приведена в табл. 12.1.

Сепаратор-кларификатор ВСМ (рис. 12.14) предназначен для тонкого осветления различных пищевых суспензий: соков, морсов, мелассы.

Сепаратор состоит из станины 5, приводного механизма, барабана 4, приемно-выводного устройства 2 и тахометра.

В верхней части станины 5 крепится барабан 4, на котором смонтированы тормозные устройства 3. Внутренняя часть станины является масляной ванной зубчатых передач приводного механизма.

Приводной механизм состоит из электродвигателя 1, упругой и фрикционно-центробежной муфт, горизонтального и вертикального валов.

Барабан является основным рабочим органом сепаратора, в котором под действием центробежной силы происходит осветление суспензии.

Приемно-выводное устройство служит для подачи сепарируемого продукта в барабан и отвода осветленной жидкости из барабана.

Сепаратор-кларификатор ВСМ работает следующим образом.

Для промывки, подогрева и проверки герметичности барабана в приемно-выводное устройство перед началом сепарирования через барабан пропускают воду, подогретую до температуры 40…60 °С. После этого по подводящему трубопроводу во вращающийся барабан подают продукт, подлежащий осветлению. Под действием центробежной силы взвешенные частицы отбрасываются к внутренним поверхностям вставок барабана и осаждаются на них.

Осветленная жидкость под давлением выводится из барабана по отводящему трубопроводу.

Рис. 12.14. Сепаратор-кларификатор ВСМ

Техническая характеристика сепаратора приведена в табл. 12.1.

Сепаратор-сливкоотделитель ОСН-С (рис. 12.15) состоит из станины 17 с приводным механизмом, приемно-отводящего устройства 12, гидроузла, чаши станины с приемником осадка 7, глушителя, пробки спуска масла 1, указателя уровня масла 2, горизонтального вала 3, тахометра 4, пробки залива масла 5, трубки подвода воды в сепарирующее устройство 6, зажима 8, гайки 9, крышки 11, штуцера подвода воды 16, вертикального вала 18, а также из пульта управления.

Молоко подается по трубопроводу и центральной трубке 15 приемно-отводящего устройства во вращающееся сепарирующее устройство 10. В это время поршень сепарирующего устройства закрыт. В полости под поршнем находится вода. При работе сепаратора происходит незначительное ее вытекание из сепарирующего устройства и патрубка станины при подпитке. Для герметизации системы поршень поджимается к прокладке силой гидростатического давления. Молоко подается в сепарирующее устройство, проходит через отверстия в тарелкодержателе и вертикальные каналы пакета, распределяется в межтарелочных пространствах, разделяясь на сливки, оттесняемые к оси вращения, и обезжиренное молоко, оттесняемое к периферии сепарирующего устройства. Сливки и обезжиренное молоко выводятся через камеры напорных дисков 13 и 14.

Рис. 12.15. Сепаратор ОСН с пульсирующей выгрузкой осадка

 

Твердые частицы и тяжелые примеси, выделяющиеся из молока, поступают в периферийный объем сепарирующего устройства, где происходит их накопление и уплотнение. Во избежание потерь молока применяют только частичную выгрузку осадка при открытии каналов.

Разгрузку сепараторов осуществляют в один или два этапа. При одноэтапной разгрузке осадок выгружается без перекрытия устройства для подачи исходного продукта. Однако во избежание потерь продукта в период раскрытия сепарирующего устройства выгружается не весь осадок, а лишь его часть. При двухэтапной разгрузке сначала перекрывается устройство для подачи исходного продукта и удаляется жидкость из межтарелочного пространства, а затем уже открываются щели для выгрузки, в результате чего осадок выбрасывается из сепарирующего устройства в приемник под действием центробежной силы.

Техническая характеристика сепаратора приведена в табл. 12.1.

Таблица 12.1.Техническая характеристика сепараторов

Показатель	Г9-КОВ	ВСМ	ОСН-С
Производительность, л/ч		2000…2500
Давление продукта на выходе, МПа	0,2	0,35…0,40	0,25
Частота вращения барабана, с–1	523,3	436,5
Температура сепарирования, К	283…298	283…288	35…40
Максимальный диаметр барабана, мм
Межтарелочный зазор, мм	0,5	0,3…0,4	0,50
Электродвигатель:
мощность, кВт			15,0
частота вращения, с–1
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, кг:
барабана
сепаратора

 

Инженерные расчеты. Согласно уравнению Стокса скорость осаждения шарообразных частиц с_ос (м/с), находящихся в среде большого объема, равна

,

где d – диаметр частиц, м; – плотность частиц и жидкости, кг/м³; m – динамическая вязкость жидкости, Па×с; g – ускорение свободного падения, м/с².

Понижение вязкости раствора с повышением его температуры, уменьшение удельного веса сока и увеличение размера осажденных частиц являются факторами, положительно влияющими на процесс.

Производительность отстойников по свекле П (т/сут) выражается формулой

,

где F – общая площадь поверхности осаждения отстойников, м²; с – скорость осаждения, м/с; r – плотность фильтрованного сока I сатурации, кг/м³; Р – количество фильтрованного сока I сатурации, % к массе свеклы; z – количество отбираемого из отстойника осветленного сока, % к общему количеству жидкой фазы сока I сатурации.

Производительность отстойника П (м³/с) определяют по формуле

,

где V – вместимость рабочего пространства отстойника, м³; t – продолжительность процесса отстаивания, с.

Продолжительность отстаивания, с, в жироловках или разделителях непрерывного действия

,

где V_o – полезный объем жироловки или разделителя, м³; П – производительность аппарата (центрифуги или отстойника), осуществляющего разделение, м³/с.

Производительность отцеживателя периодического действия для приема и хранения шквары П_ш (кг/с)

,

где a₀ – коэффициент заполнения резервуара (a₀ = 0,80…0,85); V_р – вместимость резервуара, м³; r – плотность жировой массы, кг/м³ (r = 400…450 кг/м³).

Производительность П_т(кг/с) центрифуг определяют таким образом:

автоматизированной циклического действия

,

где d₁, d₂ – внутренний диаметр ротора центрифуги и диаметр верхнего ограничительного кольца ротора, м; Н – высота ротора, м; r – плотность продукта, кг/м³; K – коэффициент, учитывающий частоту вращения ротора и характер эксплуатации; t_ц – продолжительность цикла, с;

конической инерционной непрерывного действия

,

где S – площадь рабочей поверхности ротора, м²; m – нагрузка на единицу рабочей поверхности ротора в единицу времени, кг/(м²×с);

отстойной непрерывного действия

,

где r_c – средний радиус споя суспензии в роторе, м; l – длина сливного участка, м; v_o – средняя скорость осаждения частиц твердой фазы, м/с; r – плотность поступающей суспензии, кг/м³.

Мощность электродвигателя привода центрифуги N_р (кВт) в период разгона ротора до набора максимальной частоты вращения определяют по формуле

где N_ц, N_пр, N_Т, N_в – мощности, потребные соответственно на разгон ротора, разгон продукта, на преодоление сил трения в подшипниках и на преодоление сил трения ротора о воздух, кВт; m_ц – масса вращающихся частей центрифуги, кг; r_в – внутренний радиус барабана, м; w – угловая скорость барабана, рад/с; t – продолжительность разгона центрифуги, с; m_c – масса загружаемой суспензии, кг; r_o – радиус верхнего отверстия барабана, м; Н – высота барабана, м; K_m – коэффициент трения (K_m = 0,3); d_в – диаметр шейки вала, м; n – частота вращения вала, с^-1; d_б – диаметр барабана, м; h – КПД привода (h = 0,7…0,9), g – ускорение свободного падения, м/с².

Мощность в рабочий период разделения суспензий N_с (кВт) после разгона ротора

.

Производительность сепараторов для высокожирных сливок П_v (м³/с) определяют по следующим формулам

,

где П_м – производительность сепаратора по молоку, м³/с; Ж_м – максимально достижимая жирность сливок, % (Ж_м = 90 %); Ж_и, Ж_к – массовая доля жира в исходных и выcокожирных сливках, %,

или ,

где h – КПД сепаратора (h = 0,5…0,7); п – частота вращения ротора, с^-1; Z – количество тарелок; a – угол наклона образующей тарелки, град (a = 45…60°); R_б – большой радиус тарелки, м; R_м – меньший радиус тарелки, м; r_п – плотность дисперсионной среды (плазмы), кг/м³; r_ж – плотность дисперсионной фазы (жира), кг/м³; m – динамическая вязкость дисперсионной среды. Па×с; d_ж – предельный диаметр жирового шарика, м;

сепаратора-молокоочистителя

,

где Н – высота тарелки, м; h – расстояние между тарелками по вертикали, м; d – толщина тарелки, м; w – угловая скорость вращения барабана, рад/с; Dr – разность плотности частицы и молока, кг/м³; r – радиус отделяемой частицы, м;

сепаратора с пульсирующей выгрузкой осадка

,

где t – время прерывания сепарирования для выгрузки осадка, с (t = 60…120 с); п – частота разгрузок, с^-1.

Объем осадка, удаляемого из сепарируемого устройства, V_ос (м³) находят по формуле

,

где R – радиус барабана, м; r – радиус частиц загрязнения, м; d – толщина тарелок, м.

Размер жировых шариков d (мм)

где m – массовая доля жира в обезжиренном молоке, %.

Давление, создаваемое напорными дисками сепаратора P (Па):

,

где r – плотность жидкости, выходящей из сепаратора, кг/м³; R_д – максимальный радиус диска, м; R_к – внутренний радиус кольца жидкости, м.

Время непрерывной работы сепаратора между разгрузками t (ч)

,

где – объемная концентрация взвешенных частиц в сепарируемом продукте, %.

Критическая частота вращения вала w_кр (с^–1), т. е. скорость, при которой происходит разрушение вала,

,

где К – сила, вызывающая прогиб вала на 1 м, Н/м, для сепаратора с жестко зацепленным (без амортизатора) верхним радиальным подшипником;

,

здесь Е – модуль упругости материала вала, Н/м²; I – момент инерции сечения вертикального вала, м⁴; l – расстояние между верхним и нижним подшипником, м; с – расстояние от верхнего подшипника до центра тяжести, м;

,

здесь d_в – диаметр вала, м.

Мощность электродвигателя привода сепаратора N (кВт) определяют по формуле

где m – масса ротора (барабана), кг; R_и – радиус инерции ротора, м; w – угловая скорость ротора, рад/с; t – продолжительность разгона, с; K – коэффициент, учитывающий радиальную скорость струи (К = 1,0…1,2); R – расстояние от оси вращения до выходных отверстий, м; Р – давление жидкости, Н/м²; S_общ – общая поверхность трения ротора, м²; S_i – площадь поверхности трения i-го участка ротора, м²; R_i – средний радиус i-го участка поверхности, м; r_в – плотность воздуха, кг/м³; h_а – коэффициент запаса мощности в период разгона (h_а = 1,5); h – КПД привода (h = 0,6…0,7).

 

Всего более четыре предмета составили мне имя: периодический закон, исследование упругости газов, понимание растворов как ассоциаций, «Основы химии». Тут все мое богатство. Оно не отнято у кого-нибудь, а произведено мною, это мои дети, и ими, увы, дорожу сильно, столько же, как и детьми. Менделеев Дмитрий Иванович (1834–1907), русский химик