Зміст
Вступ
1. Центрифуги осаджувальні горизонтальні зі шнековимвивантаженням осаду
1.1 Центрифуги безперервної дії
1.1.1 Центрифуги осаджувальні горизонтальні зі шнековимвивантаженням осаду
1.2 Ротор
1.3 Редуктор
2. Конструкції фільтрівних горизонтальних центрифуг зішнековим вивантаженням осаду
2.1 Центрифуги фільтрівні горизонтальні зі шнековимвивантаженням осаду
2.2 Конструкція планетарного редуктора горизонтальноїфільтрівної центрифуги зі шнековим вивантаженням осаду
2.3 Центрифуги фільтруючі горизонтальні з пульсуючимвивантаженням осаду типу ФГП
2.4 Основні вузли центрифуг
Литература
Вступ
Тема реферату «Центрифугиосаджувальні горизонтальні зі шнековим вивантаженням осаду. Конструкції фільтрівнихгоризонтальних центрифуг зі шнековим вивантаженням осаду» з дисципліни«Устаткування підприємств хімічної та нафтохімічної промисловості».
У спрощеному вигляді центрифугаявляє собою швидко обертовий навколо своєї осі порожнистий ротор. Суспензія (абоемульсія) завантажується в ротор періодично або безперервно. Продукти розділеннявиводяться з ротора також періодично або безперервно.
У практиці центрифугуваннязастосовують два способи розділення рідких неоднорідних систем: відцентрове фільтруваннята відцентрове осадження. Відповідно до цього виготовляють фільтраційні центрифугиз перфорованим ротором, на внутрішній поверхні якого укладена фільтрувальна перегородка,та осаджувальні центрифуги — з осаджувальним ротором, котрий має суцільну обичайку.Виготовляють також комбіновані осаджувально-фільтраційні центрифуги, в яких суміщеніобидва процеси розділення.
Мета роботи — ознайомитисяз:
- конструкцією осаджувальних горизонтальних центрифугзі шнековим вивантаженням осаду;
- конструкцією основних вузлів центрифуг;
- конструкцією фільтрівнихгоризонтальних центрифугзі шнековим вивантаженням осаду;
- конструкцією фільтрівнихгоризонтальних центрифугз пульсуючимвивантаженням осаду типу ФГП.
1. Центрифуги осаджувальні горизонтальнізі шнековим вивантаженням осаду1.1 Центрифуги безперервної дії1.1.1 Центрифуги осаджувальні горизонтальнізі шнековим вивантаженням осаду
Ці центрифуги призначенідля розділення суспензій з об'ємною концентрацією твердої фази від 1 до 40%, розміромчастинок більше 5 мкм, різницею щільностей твердої та рідкої фаз понад 0,2 кг/м3.
Залежно від технологічногопризначення центрифуги підрозділяють на три групи:
освітлюючі та класифікуючі;
універсальні осаджувальні;
зневоджувальні осаджувальні.
Освітлюючі (у тому числікласифікуючі) центрифуги — однакової конструкції, за виключенням освітлюючих прямотечійнихцентрифуг спеціальної конструкції. Ці машини характеризуються високим фактором розділення(максимально 2800); відношенням робочої довжини ротора до його діаметра понад 3.
Освітлюючі центрифугипризначені для очистки малоконцентро-ваних суспензій з високодисперсною твердоюфазою — з видовженою циліндричною ділянкою ротора. Продуктивність цих центрифугпо суспензії має бути високою. Продуктивність по осаду та його вологості звичайноне регламентується.
У тих випадках, коли вимагаєтьсяособливо висока чистота фугату, котра отримується на тарілчастих сепараторах і трубчастихцентрифугах, освітлюючі центрифуги типу ОГШ використовують для попередньої очисткисуспензії від частинок розміром понад 5 мкм, а також для зниження концентрації твердоїфази суспензії.
Універсальні осаджувальніцентрифуги призначені для розділення суспензій з твердою фазою малої та середньоїконцентрації. При роботі цих центрифуг утворюється порівняно чистий фугат і осадневеликої вологості. Відношення робочої довжини ротора до його діаметра — понад2 до 3.
Зневоджувальні осаджувальніцентрифуги призначені для розділення високо концентрованих грубих суспензій. Дляцих центрифуг характерна висока продуктивність по осаду та порівняно невелика йоговологість. Відношення робочої довжини ротора до його діаметра становить не більше2.
Загальною конструктивноюознакою типової протитечийної центрифуги (рисунок 1) є горизонтальне розташуванняосі циліндрично-конічного ротора 3 із співвісно установленим усередині ньогошнеком 4. Ротор і шнек обертаються в одному напряму, але з різною частотою,внаслідок чого шнек транспортує утворений осад вздовж ротора до вивантажувальнихвікон, розташованих у вузькій частині ротора.
Ротор центрифуги, розташованийна опорах 2 і 6, приводиться до обертання від електродвигуна черезклинопасову передачу.
Привід шнека здійснюєтьсявід ротора центрифуги через спеціальний редуктор 1.
Ротор закрито кожухом4 з перегородками, які відокремлюють камеру кожуха для вивантаження осадувід камери для виведення фугату. При перенавантаженні захисний пристрій 1вимикає центрифугу, одночасно вмикаються світловий та звуковий сигнали.
Центрифуга зелектродвигуном змонтована на віброізолюючому пристрої. При роботі центрифугисуспензія по живильній трубі 7 подається у внутрішню порожнину шнека,звідки через вікна поступає в ротор. Під дією відцентрової сили суспензіярозділяється і на стінках ротора осаджуються частинки твердої фази. Освітленарідина тече у бік зливних вікон, переливається через зливний поріг івикидається з ротора. Діаметр зливного порога можна регулювати зміннимизатулками або поворотними шайбами.
/>
Рисунок 1 — Конструкціяцентрифуги типу ОГШ
Частоту обертання ротораможна регулювати змінними шківами. Технологічний режим в центрифугах типу ОГШ регулюютьзміненням швидкості подачі суспензії і частоти обертання ротора, а також зміненнямвеличини діаметра зливного порога.
У прямотечійних центрифуг,на відміну від протитечійних, напрям руху суспензії та осаду в роторі співпадають.
1.2 Ротор
Типова конструкція роторапредставлена на рисунку 2. Ротор складається з трьох основних частин: циліндро-конічноїобичайки 8 та цапф 1 і 17, скріплених з обичайкою болтами.У цапфі, яка розташована з боку більшого діаметра обичайки (циліндричної частини),є вікна з регулювальними кільцями 3 або шайбами для зливу рідкої фази, ав протилежній цапфі — вікна для вивантаження твердого осаду. З метою захисту віконвивантаження від підвищеного опрацювання при обробленні абразивних матеріалів їхобладнують спеціальними графітовими або металокерамічними втулками.
/>
Рисунок 2 — Ротор центрифугиОГШ-353К-02:
1, 17 — цапфи; 2, 7, 13, 16 — манжетнігумові ущільнення;
3 — регулювальне кільце зливу рідкої фази; 4, 11 — цапфи шнека;
5, 14 підшипники котіння; 6, 12 — кришки підшипників;8 — обичайка; 9 — шнек; 10 — подовжня планка; 16 — кільце
Усередині ротора на підшипникахкотіння 5 і 14, розташованих у відповідних втулках порожнистих цапф,обертається шнек 9. Порожнини підшипників ущільнені гумовими манжетами 2,7, 13 і 16. Витки шнека при обробленні абразивних матеріалівнаплавляють твердими сплавами. Одну маточину шнека виконують від'ємною, другу — приварною.
Для забезпечення співвісностіцапф ротора їх з'єднують з обичайкою, як правило, по щільній посадці з наступноюостаточною обробкою місць під корінні підшипники, редуктор і привідний шків з однієїустановки. Фланцеві з'єднання цапф і обичайки обов'язково штифтують. У більшостівипадків на внутрішній поверхні обичайки ротора уздовж її твірної роблять канавкиабо приварюють планки 10, щоб забезпечити поздовжнє переміщення осаду тазапобігти його круговому переміщенню. На зовнішній поверхні обичайки є виточки,в які при зібранні машини входять перегородки кожуха, створюючи лабіринти і ущільнення,котрі розділяють порожнини кожуха
1.3 Редуктор
Одним з основних вузлівцентрифуг типу ОГШ є двохступінчастий планетарний редуктор, призначений для передачікрутного моменту від ротора до шнеку. Залежно від розташування приводу центрифугикорпус редуктора кріпиться або безпосередньо до привідного шківа, або до спеціальногоперехідника, який закріплюється на кінці цапфи ротора. На рисунку 3 зображено редукторцентрифуги ОГШ-802К-07.
Принцип роботи редукторатакий. З'єднаний з цапфою ротора корпус редуктора 5 за допомогою запресованихв нього зубчастих вінців 4 і 9 передає обертання через шестерні-сателіти3 й 8 водилам 1 і 10 відповідно першого та другого ступенівредуктора. Шестерні-сателіти 3 водила першого ступеня знаходяться у зачепленніз центральною шестернею 2, а водило другого ступеня — з блоком шестерень6, який через зубчасту муфту 7 знаходиться одночасно в зачепленніз водилом першого ступеня. При відсутності перенавантаження редуктора центральнашестерня 2 не обертається, тому що її утримує захисний пристрій редуктора.
Така кінематична схемадвоступінчастого планетарного редуктора забезпечує обертання водила другого ступеняз необхідною відносною частотою обертання, яка передається шнеку за допомогою шліцьовогопроміжного валика. Обидва водила і центральна шестерня 2 першого ступеняобертаються на шарикопідшипниках, а шестерні-сателіти — на підшипниках ковзання.Голчасті підшипники застосовують лише в центрифузі ОГШ-32.
/>
Рисунок 3 — Планетарнийредуктор центрифуги ОПП-802К-07:
1, 10 — водила першого та другого ступенів; 2 — центральнашестерня першого ступеня; 3, 8 — сателітні шестерні першого та другогоступенів; 4, 9 — зубчасті вінці першого та другого ступенів; 5 — корпус; 6 — блок шестерень; 7 — зубчаста муфта; 11 — кришкаредуктора; 12, 26 — манжетні ущільнення; 13, 20, 23,25 — шарикопідшипники; 14, 16 — стопорні кільця; 15,18 — пружинне та дистанційне кільця; 17, 21 — ущільнення; 19,24 — кришки підшипників; 22 — кришка корпуса
2. Конструкції фільтрівних горизонтальнихцентрифуг зі шнековим вивантаженням осаду
2.1 Центрифуги фільтрівні горизонтальнізі шнековим вивантаженням осаду
Ці центрифуги призначенідля розділення концентрованих суспензій об'ємною концентрацією 40-50 % з розчинноютвердою фазою, в якій переважають частинки розміром понад 150 мкм.
У зв'язку з підвищеноюкількістю твердої фази в фільтраті його доцільно повертати в схему технологічногопроцесу або додатково освітлювати.
Високий фактор розділенняв поєднанні з малою товщиною шару осаду на ситі дозволяє отримувати осад з малимвмістом рідкої фази і в деяких випадках вилучити промивку.
Загальною конструктивноюознакою центрифуг типу ФГШ (рисунок 4) є горизонтальне розташування осі конічногощілинного ротора 4 з ситом 5 на внутрішній поверхні.
/>
Рисунок 4 — Конструкціяфільтрівної шнекової центрифуги
Для вивантаження з роторавідфільтрованого осаду усередині ротора у тому ж напряму, але з іншою кутовою швидкістюобертається співвісно розташований з ним шнек 6. За допомогою планетарно-диференційногоредуктора 1 досягається різне значення швидкостей обертання ротора і шнека.
2.2 Конструкція планетарного редукторагоризонтальної фільтрівної центрифуги зі шнековим вивантаженням осаду
Планетарний редуктор(рисунок 5) служить для передачі обертання від головного валу машини до валу шнеказ уповільненням частоти обертання останнього на 44 об/хв. Редукторкріпиться консольно до шківа головного валу. Він має дві ступені зубчастих передач.Перша ступінь утворена сонячною шестернею 3, трьома сателітними шестернями5 з голчастими підшипниками, посадженими на осях 4 і зубчастим вінцем7, який запресовано в корпус редуктора. Друга ступінь створена сонячною шестернею8, трьома сателітними шестернями 9 та вінцем 10. У кожномуз сателітів передбачено по два голчастих підшипника. З боку торців сателіти обмеженідистанційними каленими шайбами, які запобігають спрацюванню водил. Для ущільненнястику кришок редуктора з його корпусом передбачені гумові кільця 6 і 11,а для ущільнення проходів вхідного та вихідного валів редуктора — манжети 2і 13.
2.3 Центрифуги фільтруючі горизонтальніз пульсуючим вивантаженням осаду типу ФГП
Ці центрифуги призначенідля розділення концентрованих суспензій об'ємною концентрацією понад 20%, з крупнокришталевою,переважно розчинною твердою фазою з перевагою частинок розміром понад 100 мкм. Оптимальнаоб'ємна концентрація твердої фазі в суспензії, яка поступає в центрифугу, становить45-50%. При більш низькій концентрації необхідно згущення суспензії.
У зв'язку з підвищенимвмістом твердої фази в фільтраті його доцільно повертати в схему технологічногопроцесу або додатково освітлювати.
Центрифуги застосовуютьтакож для розділення суспензій зі середньоабразивною твердою фазою в основному дляоброблення кристалічних продуктів, а також коротковолокнистих матеріалів. На центрифугахцього типу проводиться ефективна промивка осаду.
Загальною конструктивноюознакою цих центрифуг є двокаскадній консольно розташований ротор з рухомим штовхателем.
Основні вузли центрифуги(рисунок 6): ротор 5, вал 6, станина 10, кожух 2, торцевамуфта 8, гідроциліндр 7, маслосистема з холодильником 9 тапривід.
Вал, привід, торцева муфтаі маслосистема розташовані на станині. Нижня частина станини — ванна зі змійовикомдля охолодження масла.
Ротор складається з обичайок,на яких закріплені щільові колосникові сита. Усередину ротора підведені живильна1 і промивна II труби, закріплені на кожусі.
Другий каскад роторазакріплено на пустотілому валу, усередині якого на бронзових втулкахпереміщується шток. На одному кінці штока закріплено перший каскад ротора, надругому — гідроциліндр. Привід ротора здійснюється від електродвигуна черезклинопасову передачу.
У середній частинікожуха розташовані отвори для відведення фільтрату та газів. В верхню частинукожуха подається рідина для промивки зовнішньої поверхні ротора та внутрішньоїповерхні кожуха.
/>
Рисунок 5 — Планетарнийредуктор центрифуги ФГШ-401К-01:
1 — важіль; 2, 13 — манжетні ущільнення; 3, 8 — сонячні шестерні першого та другого ступеня; 4 — осі сателітів; 5,9 — сателіти; 6, 11 — гумові кільця; 7, 10 — зубчасті вінці; 12 — дистанційна шайба; 14 — вихідний вал; 15,16 — кришки; 17,20 — водила першого та другого ступеня; 18 — корпус; 19 — пробка; 21, 22 — передня і торцева кришки.
.
Система змащування підшипників центрифуги — циркуляційна відмаслонасосної станції. Маслонасосна станція складається з насоса з електродвигуном,фільтра для мастила, запобіжного клапана і вентиля, який регулює надходження мастилав гідроциліндр. За допомогою гідроциліндра штоку з першим каскадом ротора надаєтьсязворотно-поступовий рух.
/>
Рисунок 6 — Конструкціяцентрифуги з пульсуючим вивантаженням осаду
Центрифуги відрізняютьсяодна від іншої діаметром, довжиною та кількістю каскадів. Зі збільшенням кількостікаскадів знижується вологість осаду, підвищується продуктивність центрифуги та зменшуєтьсявитрата енергії, необхідної для виштовхування осаду. При роботі центрифуги суспензіяпо живильній трубі і приймальному конусу подається в ротор. Фільтрат проходить черезсито ротора і виводиться з кожуха. Створений на поверхні сита першого каскаду шаросаду при його зворотному русі (праворуч) скидається кільцем 4 на сито другогокаскаду.
Потім ці операції повторюються.Промивка осаду проводиться на першому каскаді ротора. Товщина шару осаду установлюєтьсязрівнювальним кільцем 3. Число пульсацій регулюють зміненням кількості масла,що поступає в гідроциліндр від маслонасоса.
Опорну раму гідроізолюючихпристроїв установлюють на фундамент або кріплять до носійних будівельних конструкцій.
2.4 Основні вузли центрифуг
Ротор.
Ротор відноситься до найвідповідальнішихвузлів центрифуги. Основними вузлами і деталями двокаскадного ротора (рисунок 7)є зовнішня та внутрішня обичайки 14 і 3, днище 6, диск штовхателя10, захисний конус 11 та фільтрувальні сита 1.
Зовнішня обичайка за допомогоювосьми товстих перемичок 4 приварена до днища ротора, а внутрішня — до дискаштовхателя. У крупногабаритній центрифузі 1/2 ФГП-145 зовнішняобичайка з’єднана з днищем за допомогою циліндричної обичайки з крупними прямокутнимивікнами по периметру.
До восьми стояків днищаротора, що проходять через овальні отвори диска штовхателя, за допомогою болтівкріпиться захисний конус 11 з опорним кільцем 5, а до захисного конусаприєднується приємний конус 13 зі змінним зрівнювальним кільцем 2.Обичайки перфоруються крупними овальними або циліндричними отворами. Усередину їхвставляють шпальтові щільовидні сита, які затискуються з торця притискними кільцями.Шляхом притискного кільця першого каскаду та опорного кільця захисного конуса осадпереміщується по ситам.
Для утворенняущільнення між кожухом та ротором на зовнішній поверхні обичайки другогокаскаду на відстані 20 мм від торця роблять навантаження або установлюютьлабірінтне кільце. Ущільнення між кожухом та маточиною ротора здійснюєтьсялабірінтним кільцем 9. Посадка ротора на циліндричний кінець головноговалу ковзна з кріпленням до валу по торцю болтами. До днища ротора привареножолоб 8, у який по трубопроводу подається промивна рідина.
Під дією відцентровоїсили по отворам 7 в днищі та його стояках рідина поступає в тильнузапону ротора, промиваючи його. В центрифузі 1/2 ФГП-145для більш інтенсивної промивки задньої запони ротора передбачені два жолоби.
центрифуга ротор осад фільтрування
/>
Рисунок 7 — Двокаскаднийротор:
1 — фільтрувальне сито; 2 — змінне порівнювальне кільце; 3,14 — внутрішня та зовнішня обичайки; 4 — перемичка; 5 — опорнекільце; 6 — днище; 7 — отвір для підведення промивної рідини в тильнучастину ротора; 8 — жолоб; 9 — лабірінтне кільце; 10 — диск штовхателя; 11- захисний конус; 12 — торцева шайба; 13 — приємний конус.
Диск штовхача кріпитьсяна конічному кінці штока спеціальною торцевою шайбою 12 або гайкою.
Шпальтові щільовидні сита,що застосовуються в центрифугах з пульсуючим вивантаженням, складаються з прутківспеціального профілю, які набираються у вигляді карт на циліндричні шпильки та стягуютьсяз торців шліцьовими гайками за допомогою прямокутних планок. Прутки стикаються міжсобою вушками, котрими надягаються на шпильки, та спеціально передбаченими на пруткахвиступами певної висоти, завдяки чому забезпечується необхідний розмір щілини міжпрутками.
Найбільшому зношенню ситапіддаються на довжині переміщення каскадів. Конструкція сит дозволяє перевертатиїх в роторі на 180° і тим самим збільшувати строк їх служби.
Литература
1. Лукьяненко В.М., Таранец А.В. Центрифуги: Справ.изд. — М.: Химия, 1988.384 с.
2. Промышленные центрифуги.Каталог. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1986.112 с.