Центробежный тарельчатый сепаратор

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное Государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ  ПРОИЗВОДСТВ

 

 

Кафедра «Технологическое оборудование пищевых предприятий»

 

 

Лабораторная  работа №3.

Центробежный  тарельчатый сепаратор.

 

 

 

Выполнила    

Студентка группы 08-ТПМ-3 

Белогривцева  В. А.   

 

Принял    

доц. Андреев В. Г.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

Порядок выполнения работы:

1. Изучить основы теории сепарирования пищевых сред.
2. Изучить устройство и принцип действия центробежного сепаратора.
3. Составить структурную схему машины.
4. Составить технологическую схему установки.
5. Составить технологическую схему сепаратора.
6. Составить с натуры кинематическую схему машины и определить ее основные параметры (число зубьев, передаточное число).
7. Определить величину центробежной силы, вызывающей вибрацию, при наличии эксцентриситета неуравновешенных масс 0,1 мм, если число оборотов двигателя            1440 мин^-1.
8. Определить статьи затрат электроэнергии
9. Составить рабочую инструкцию по эксплуатации центробежного сепаратора:
1. Последовательность пуска.
2. Последовательность остановки.
3. Неполадки в работе, их причины и меры по их устранению.
10. Составить инструкцию по охране труда при обслуживании центробежного сепаратора.
11. Действия оператора при аварии машины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основы теории сепарирования пищевых сред

В современных сепарирующих устройствах  дисперсные системы (продукты), подлежащие разделению, находятся в поле центробежных сил, интенсивность которых зависит  от угловой скорости вращения, следовательно, числа оборотов ротора (n) и расстояния между частицей и осью вращения (R). Частицы, находящиеся в дисперсионной среде (продукте) и имеющие иную, чем среда, плотность, под действием центробежных сил начинают перемещаться к оси вращения, если плотность среды ρ₁>ρ₂ (плотность частицы), и к периферии, если ρ₁<ρ₂.

Одно из условий сепарирования  – проникновение частиц через  толщу жидкости в межтарелочном пространстве. Частицы, не достигшие поверхности тарелки, будут вынесены в поток плазмы. Частицы, попавшие на поверхность, перемещаются по ней. При этом возможны два случая:

1. Если скорость потока у поверхности больше скорости, вызываемой центробежной силой, то частицы попадают в общий поток;
2. Если скорость потока меньше скорости, вызываемой центробежной силой, то частицы попадут в поток, обогащенный частицами, следовательно, для разделения фаз соблюдение этого условия также обязательно.

В соответствии с элементарной теорией  сепарирования сепарируемая жидкость перемещается со средней по толщине  потока скоростью параллельно образующим тарелок, а для расчетов принимают  наименее благоприятные условия  осаждения. Такие условия соответствуют  начальному местоположению частицы  на поверхности тарелки, противоположной  поверхности осаждения (более тяжелой  частицы, чем среда, - на верхней поверхности  тарелки, более легкой частицы –  на нижней поверхности тарелки).

2. Устройство и принцип действия центробежного сепаратора.

Сепаратор состоит из следующих узлов: приводного механизма, барабана и приемно-выводного устройства.

К сепаратору прилагаются запасные части, инструмент и приспособления согласно комплектовочной ведомости. Молоко в сепаратор подастся производительностью 1000 л/час, температурой не ниже 35-50°С.

Молоко, пройдя между ребрами крыльчатки в барабане, направляется к напорному диску. Примеси, находящиеся в молоке, под действием центробежной силы отбрасываются к стенке грязевой камеры в барабане.

Пройдя напорный диск, молоко поступает в выходной штуцер приемно-выводного устройства.

3. Структурная схема машины

1 – источник энергии (электродвигатель)

2 – передаточный  орган (редуктор)

3 – рабочий  орган (вал)

 

4. Технологическая схема установки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Техническая схема сепаратора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – ротор; 2 – устройство для  подачи исходного продукта; 3 –  устройство для вывода отсепарированной жидкости; 4 – вертикальный вал; 5 – приводной механизм; 6 - станина

 

6. Кинематическая схема машины

 

 

 

 

 

 

7. Определение величины центробежной силы, вызывающей вибрацию, при наличии эксцентриситета неуравновешенных масс 0,1 мм, если число оборотов двигателя            1440 мин^-1

 

 

 

 

 

 

 

8. Определение статей затрат электроэнергии

Во время работы сепаратора подводимая к нему мощность расходуется на:

1. Сообщение кинетической энергии ротору сепаратора

 

R_и – радиус инерции ротора, м;

G – вес ротора, н.

 

2. Сообщение кинетической энергии выбрасываемой жидкости

 

Q – производительность сепаратора, м³/сек;

η – к.п.д. напорного диска, ~0,3;

p – давление на выходе жидкости, создаваемое напорным диском, н/м²

 

3. Преодоление трения ротора о воздух;

 

β – эмпирический коэффициент, равный в среднем 1,85;

R_ср – средний радиус определенного участка поверхности трения ротора, м;

F – поверхность трения определенного участка ротора, м²;

F₁ – общая поверхность трения ротора, м²;

n – число оборотов ротора в минуту;

k – количество выделенных участков на роторе;

γ_в – удельный вес воздуха при 20° С, кГ/м³

 

4. Преодоление трения в приводном механизме

Мощность, необходимая для преодоления  трения в приводном механизме  сравнительно невелика. Общий к.п.д. винтовой передачи с учетом трения в опорах определяется формулой:

 

α – угол подъема винтовой линии;

η₀ – коэффициент, учитывающий потери на трение в опорах

φ – угол трения;

f – коэффициент трения.

 

Общие затраты мощности в рабочий  период составляют

 

 

9. Инструкция по эксплуатации.
1. К эксплуатации сепаратора-очистителя может быть допущен только обученный персонал, имеющий на это документ.
2. Расконсервацию, монтаж и первый пуск сепаратора производите в присутствии  опытного механика, с соблюдением соответствующих разделов инструкции.
3. Во избежание разбалансировки барабана необходимо следить, чтобы посадочные поверхности деталей барабана и конусная поверхность веретена были без забоин, вмятин и других подобных дефектов.
4. Складирование деталей барабана и приемно-выводного устройства сепаратора производите только на деревянные стеллажи.
5.  Во избежание аварии КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ производить замену шарикоподшипников сепаратора ремонтной 
   группы. При износе шарикоподшипников вала вертикального заменять 
   их только шарикоподшипниками, указанными в приложении 1.
6. Барабан собирать согласно инструкции.
7. Необходимо постоянно следить за состоянием фрикционно-центробежной муфты. При исправной муфте время разгона барабана не более 2—3 минут.
8. Запрещается производить сварочные работы с корпусными деталями барабана.
9. Запрещается работать на сепараторе с повышенной вибрацией барабана и при изменении ровного звука, которое вызывается изношенными подшипниками, винтовой парой, поломкой пружин.
10. Запрещается производить мойку деталей барабана и станины направленной струей воды из шланга во избежание попадания воды в масляную ванну.
11. В обязательном порядке должен быть заведен журнал об осмотре, ремонте и замене масла в сепараторе с занесением в него записей о производимых работах и подписей лиц, ответственных за эксплуатацию.
12. При складском хранении сепаратора свыше 24 месяцев, считая со дня изготовления, необходимо произвести повторную консервацию смазкой ПВК ГОСТ 19537-74.
13. Хранение на открытых площадках запрещается.

 

10. Последовательность пуска

Перед включением электродвигателя сепаратора необходимо:

1. Отключить тормоза.
2. В картер станины залить профильтрованное масло «Индустриальное-20» ГОСТ 20799-75 до середины указателя масла 7, в количестве 0,8—0,9 литра.
3. Запрещается пускать в ход сепаратор, если в масляной ванне нет достаточного количества масла соответствующего качества.
4. Залить в барабан 2 литра воды.
5. После включения электродвигателя убедиться в правильности вращения вала электродвигателя в соответствии с указанной стрелкой на кожухе электродвигателя, а также в отсутствии постороннего шума и стуков.
6. Барабан должен набрать необходимое число оборотов в течение 2—3 минут.
11. Последовательность остановки

По  окончании очистки молока надо, не останавливая сепаратор, пропустить через  барабан некоторое количество горячей  воды, а затем пропустить холодную воду (19°С) для охлаждения, чтобы  облегчить разборку барабана. Это необходимо для того, чтобы остатки молока были удалены из барабана. Потом выключить электродвигатель и после полной остановки разобрать приемно-выводное устройство и барабан, их детали промыть, протереть и высушить.

Это предохранит детали от коррозии. 
 Основание барабана 77 моется на веретене.

Категорически запрещается производить  совместную мойку сепаратора с пастеризационной установкой.

12. Неполадки в работе, причины и меры по их устранению

Возможные неисправности	Причины возникновения	Методы устранения
Неполадки, нарушающие спокойный  и бесшумный ход сепаратора.
1. Барабан вращается неравномерно;	1. Нарушена балансировка  барабана    из-за неправильной  сборки барабана	1. Собирать барабан  согласно инструкции
	2. Неправильно    собран  горловой подшипник или повреждены пружины	2. Сборку вертикального вала произвести согласно  инструкции
	3. Конусная поверхность веретена имеет наружные дефекты	3. Заменить веретено  или  ликвидировать дефекты
	4. Нарушена балансировка  барабана:     а) из-за забоин основания деталей барабана     б) из-за сборки барабана деталями от другого номера барабана в) из-за неполной затяжки гайки г) резиновое кольцо барабана потеряло эластичность и форму	Ликвидировать забоины или  заменить дефектные детали При замене деталей   барабана  произвести    вновь перебалансировку барабана Сборку барабана произвести согласно инструкции
2. Сепаратор вибрирует, имеет тяжелый ход, слышатся удары, шум	1. Барабан бьет	1. См. раздел 1
	2. Нарушена балансировка  деталей узла горизонтального  вала из-за их износа.	2.Проверить балансировку  деталей и правильность сборки  узла
	3. Масляная ванна загрязнена или залита маслом, не соответствующим инструкции	3. Промыть масляную ванну  и залить масло согласно инструкции
	4. Износились шарикоподшипники, детали винтовых пар или центробежной муфты	4. Заменить изношенные детали
	5. Электродвигатель вибрирует	5. Провести осмотр и устранение дефектов согласно инструкции на электродвигатель
	6. Обороты барабана превышают 8000 + 300 об/мин.	6. Проверить соответствие  технической характеристики электродвигателей  и электросети
Неполадки, вызывающие низкую производительность сепаратора.
3. Барабан не набирает полных оборотов	1. На центробежную муфту  попала смазка	1. Установить причину попадания  смазки,  разобрать муфту, тщательно промыть бензином и прочистить наждачной шкуркой накладки на грузиках и рабочей поверхности обоймы 29
	2. Износились фрикционные  накладки грузиков	2. Заменить накладки грузиков
	3. Напряжение в сети низкое	3. Проверить напряжение сети
	4. Неисправен электродвигатель	4. Произвести осмотр и  исправления согласно инструкции на электродвигатель
4. Сепарируемое молоко не имеет соответствующего      качества Грязевое пространство барабана быстро заполняется белком	Несоблюдение технологической дисциплины	1. Применять сепарируемое  молоко   кислотностью не выше 20° по Тернеру 2. Чаще разбирать барабан  3. Подогреть молоко до 35—45°С
5. Молоко вытекает на танины  сепаратора	а) износилось резиновое кольцо барабана б) слабая затяжка гайки барабана в) барабан не набирает полных оборотов	а) заменить на новое б) произвести затяжку    до отметок в) см. раздел 3