Устройство и принцип действия сепаратора ОСП-3М



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Устройство и принцип действия сепаратора ОСП-3М



Сепараторы – сливкоотделители предназначены для разделе-ния молока на сливки и обезжиренное молоко и для нормализации молока на специальном устройстве, прилагаемом к сепаратору.

По способу подвода и отвода молока сепараторы подразделяются на открытые, полузакрытые (полугерметичные) и закрытые (герметичные).

Полузакрытый сепаратор ОСП-3М(Рис.17) состоит из следующих основных узлов: станины 1, приводного механизма, приемно-отводящего устройства 3 и барабана 4.

Станина 1 представляет собой чугунную отливку, верхняя часть которой выполнена в виде чаши с размещенным в ней барабаном 4.

Рис.17.Сепаратор-сливкоотделитель ОСП-3М

1 – станина, 2 – крышка, 3 – приемно-отводящее устройство, 4 – барабан, 5 – горизонтальный вал, 6 – вертикальный вал, 7 – шестерня, 8 – тахометр, 9 – указатель уровня масла, 10 – тормоз, 11- винт фиксирующий

В нижней части станины имеется привод сепаратора, состоящий из фланцевого электродвигателя, центробежно-фрикционной муфты, горизонтального 5 и вертикального 6 валов, входящих во взаимное вращение посредством шестеренной передачи. Причем винтовая шестерня 7, установленная на горизонтальном валу, входит в зацепление с нарезной частью вертикального вала. Кроме того, в основании станины имеется картер, заполненный смазочным маслом, и тахометр 8 для контроля частоты вращения барабана. Для ускоренной остановки барабана станина снабжена двумя ручными тормозами 10, а для удержания барабана в неподвижном состоянии при сборке и разборке его - двумя фиксирующими винтами 11.

Основание станины опирается на 4 лапы, которые крепятся к фундаменту с помощью анкерных болтов.

Барабан(Рис.18) является основным рабочим органом, обеспечивающим сепарирование молока, и состоит из основания 1, крышки 2 и затяжного кольца 3.

Рис.18. Барабан сепаратора

1 – основание барабана, 2 – крышка барабана, 3 – кольцо затяжное, 4 – тарелкодержатель, 5 – кольцо затяжное, 6 – кольцо уплотнительное,7– крышка напорной камеры, 8 – тарелка верхняя, 9 – тарелка разделительная, 10 – тарелка промежуточная, 11 – кольцо уплотнительное, 12 – штифт,А – колпак верхней тарелки, Б – колпак разделительной тарелки,8 – камера для сливок, Г – камера для обезжиренного молока,Д – вертикальный канал,

Внутри барабана размещен тарелкодержатель 4 с конусным основанием, причем последний устанавливается фиксировано - на штифт 12. В нижней части тарелкодержателя, имеются отверстия для прохода молока к тарелкам, а в верхней – две продольных шпонки, обеспечивающие фиксацию тарелок. Тарелки 10 изготовлены из нержавеющей стали путем штампования и имеют порядковые номера для безошибочной укладки их на основание тарелкодержателя. На тарелках имеются отверстия, которые при сборке тарелок в пакет, образуют вертикальные каналы Д для прохода молока, при этом последние совпадают с упомянутыми ранее отверстиями в тарелкодержателе. На поверхностях тарелок для создания между ними зазоров, необходимых для сепарирования, приварены пластинки.

Верхняя тарелка 8 покрыта разделительной тарелкой 9, причем их верхние части этих тарелок выполнены в виде колпаков А и Б. Поверх разделительной тарелки уложена крышка 2 барабана, которая прижата к основанию барабана 1 посредством большего затяжного кольца 3 с левой резьбой. При помощи штифтов и резиновых уплотнительных колец 11 и 6 достигается фиксация и уплотнение крышки 2 барабана и крышки 7 напорной камеры, причем последняя прижата малым затяжным кольцом 5.

В верхней части барабана имеются две камеры: одна – В – для сливок, образована между колпаками А и Б верхней и разделительной тарелки, другая – Г – для обезжиренного молока ограничена крышкой 2 барабана, колпаком Б разделительной тарелки и верхней крышкой 7.

Приемно-отводящее устройство(Рис.19) состоит из корпуса 2, на котором закреплены патрубок 3 с узлом отвода обезжиренного молока, патрубок 15 с узлом отвода сливок и втулки 32, на которой установлена чаша с поплавком для приема молока.

Контроль за работой сепаратора осуществляется при помощи манометра, ротаметра и тахометра. Ротаметр представляет собой прозрачную трубку 22, в которой находится поплавок 23. В зависимости от расхода и, следовательно, от скорости потока сливок положение поплавка меняется (выше или ниже). Таким образом, о расходе сливок можно судить по положению поплавка на шкале стойки 21 ротаметра.

 

Рис.19.Приемно-отводящее устройство:

1 – гайка затяжная; 2 – корпус; 3, 15 – патрубки; 4 – ниппель; 5, 6 – гайки; 7 – рукоятка; 8 – шток; 9 – корпус; 10 – манометр; 11, 12, 20, 24, 29 – прокладки; 13 – шайба; 14 – кольцо пружинное; 16 – поплавок; 17 – корпус ротаметра; 18 – штуцер нижний; 19 – пробка; 21 – стойка ротаметра; 22- прозрачная трубка; 23 – поплавок; 25 – стержень; 26 – полукольцо; 27 – штифт; 28, 32 – втулки; 30- шайба; 31 – корпус клапана.

Устройство горизонтального валаи фрикционно-центробежной муфты показано на рис.20. Муфта представляет собой закрепленный на горизонтальном валу 6 сепаратора обод (бандаж) 15 и закрепленный на валу электродвигателя диск 16. На пальцах 23 диска 16 шарнирно закреплены две фрикционные колодки 24 с накладками 25 из материала -ферродо. При включении электродвигателя колодки с накладками под действием центробежной силы прижимаются к ободу 15 и увлекают его за собой. При этом начинает вращаться горизонтальный вал с шестерней 9, от которой вращение передается вертикальному валу с установленным на нем барабаном. Постепенный разгон барабана обеспечивается соответствующим весом колодок 24, рассчитанным так, чтобы разгон продолжался примерно 5-7 минут.

 

 

Рис. 20. Горизонтальный вал сепаратора:

1, 14 – винты; 2 – шарикоподшипник; 3 – кольцо стопорное; 4 – крышка; 5, 12 – прокладки; 6 – горизонтальный вал; 7 – шестерня тахометра; 8, 17, 19 – шпонки; 9 – шестерня; 10 – втулка; 11 – пружинное кольцо; 13 – фланец; 15 – обод (бандаж); 16 – диск; 8 – гайка; 20 – шайба стопорная; 21 – шплинт; 22 – шайба; 23 – палец; 24 – фрикционная колодка; 25 – накладка из ферродо; 26 – заклепка; 27 – вертикальный вал.

Вертикальный вал1 (Рис.21), на верхней конусной части которого закреплен барабан сепаратора, вращается в верхней и нижней части шариковых опорах.

Верхняя опора представляет собой горловой подшипник с корпусом 2, в котором на шести пружинных амортизаторах 14 установлена обойма 3 с шарикоподшипником 12. От попадания продукта и воды при мойке сепаратора горловой подшипник и масляная ванна защищены крышкой 7 и колпаком 8. Нижняя опора вертикального вала представляет собой стакан 24, закрепленный в станине сепаратора и снабженный шарикоподшипниками: упорным 18 и радиально-сферическим 30. Упорный подшипник 18, через два шарика 28, чашу 27 и пружинный амортизатор 25 опирается на опорную гайку 23. Гайкой 23 регулируют положение вала, а следовательно, и барабана по высоте. Снизу гайка 23 фиксируется контргайкой 22.

 

Рис.21.Вертикальный вал сепаратора:

1 – вертикальный вал; 2 – корпус горлового подшипника; 3 – обойма; 4 – шайба пружинная; 5 – крышка; 6 – болт; 7 – защитная крышка; 8 – колпак защитный; 9, 13, 17, 21 – прокладки; 10 – винт; 11 – втулка; 12 – шарикоподшипники; 14, 25 – пружинный амортизатор; 15 – стакан; 16 – пробка; 18 – упорный подшипник; 19 – штифт; 20 – шайба; 22 – контргайка; 23, 31 – гайка; 24 – стакан подпятника; 26 – пята; 27 – чаша; 28 – шарик; 29 – распределительная шайба; 30 – радиально-сферический подшипник; 32 – шестерня.

 

Принцип действия сепаратора ОСП-3М заключается в следующем. Молоко подается в приемную чашу, откуда по центральной трубке попадает вовнутрь тарелкодержателя. Достигнув основания тарелкодержателя, молоко направляется через отверстия в нем в вертикальные каналы, образованные отверстиями тарелок, уложенных в пакет.

Вследствие быстрого вращения барабана молоко распределяется во всех межтарелочных зазорах, при этом жировые шарики, совершив сложное (вращательное и возвратно-поступательное) движение (Рис.22), возвращаются к центру вращения барабана и перемещаются вверх в камеру напорного диска для сливок

Рис.22.Траектория движения жидкости в межтарелочном пространстве:

а) однородной жидкости; б) легкой (жировой) и тяжелой фракций; в) жировых частиц

Попав вовнутрь напорного диска 1 (Рис.23), сливки по его спиральным каналам устремляются вверх и, двигаясь по кольцевому зазору (между центральной трубкой 2 и трубкой напорного диска 1), попадают в горизонтальный патрубок 3 для отвода сливок.

Обезжиренное молоко, как более тяжелая фракция, отбрасывается к периферии барабана и перемещается вверх, при этом оно оказывается над разделительной тарелкой 7 и попадает свою в камеру, а затем в напорный диск 4. Вывод обезжиренного молока осуществляется по кольцевому зазору между трубкой напорного диска 3 для сливок и трубкой напорного диска 4 для обезжиренного молока.

Рис.23.Сепарирующее устройство:

1 – напорный диск для сливок, 2 – центральная трубка, 3 – патрубок для отвода сливок, 4 – напорный диск для обезжиренного молока, 5 – патрубок для отвода обезжиренного молока, 6 - верхняя тарелка, 7 – разделительная тарелка, 8 – крышка барабана, 9 – крышка напорной камеры, 10 – затяжное кольцо

 

 

Техническая характеристика сепаратора ОСП-3М

 

Производительность, л/ч…
Привод - непосредственно от фланцевого электродвигателя
Частота вращения барабана, с-1 (об/мин) 108 (6500)
Количество конических тарелок в пакете 80-90
Межтарелочный зазор, мм… 0,4-0,5
Давление на выходе, МПа - обезжиренного молока - сливок… 0,25-0,3 0,2-0,25
Продолжительность набора барабаном рабочего числа оборотов, мин… 6-8
Показания тахометра, соответствующие рабочему числу оборотов…
Электродвигатель тип… - мощность, кВт - частота вращения , с-1 (об/мин) АО 51-4Ф2 4,5 24 (1440)
Габариты, мм - длина… -ширина… -высота… 900 560 1365
Масса, кг - барабана… - сепаратора… 125 480

Методика проведения работы

1. Ознакомиться с устройством и принципом действия сепаратора.

2. Определить кинематические и геометрические параметры сепаратора

Все результаты измерений и расчетов занести в протоколы № 1 и 2.

 

Протокол № 1 измерений и расчетов

 

Число зубьев на шестерне горизонтального вала  
Число зубьев на нарезке вертикального вала  
Передаточное отношение зубчатой передачи  
Частота вращения барабана, с-1  

 

Протокол № 2 измерений и расчетов

Максимальный радиус тарелки Rб, м  
Радиус тарелки до центра молочных отверстий Rц, м  
Минимальный радиус тарелки Rм, м  
Высота тарелки H , м  
Высота пластинки (межтарелочный зазор) h, м  
Высота барабана Hб, м  
Максимальный наружный радиус барабана R, м  

Обработка полученных данных

Зная кинематические параметры зубчатой передачи следует определить ее передаточное отношение, а затем частоту вращения барабана сепаратора.

 

Производительность сепаратора равна:

 

где М- производительность, м 3/ с

µ - вязкость плазмы, Па/с

β - коэффициент полезного действия (β=0,5-0,7)

z - количество тарелок

n - частота вращения барабана, с1

ρ1 - плотность плазмы молока, кг/м3

ρ 2– плотность жирового шарика, кг/м3

Rб - максимальный радиус конической части тарелок, м

Rц - радиус тарелок до центра молочных отверстий, м

α - угол наклона образующей тарелки

d - диаметр жирового шарика, м (d=1,3 х10-6)

Для упрощения расчетов следует использовать следующую зависимость:

 

где t - температура сепарирования, 0С ( t=35)

 

Тангенс угла наклона образующей тарелки равен tg* =

где Rм - минимальный радиус конической части тарелок, м;

Н - высота тарелки, м;

Разделяющий фактор (критерий Фруда) равен

где ω - угловая скорость вращения барабана ( ω = 2π n), рад/с

Мощность, потребляемая сепаратором равна

N = KHбn3R4 ,

где N - мощность, кВт;

K - коэффициент (K=0,016-0,018);

Нб - высота барабана, м

R - максимальный наружный радиус барабана, м

Вопросы для самопроверки

1. Классификация сепараторов по назначению и по конструкции приемно-отводящего устройства.

2. Смысл понятия «Фактор разделения».

3. Принцип разделения молока на сливки и обезжиренное молоко

4. Конструктивное отличие тарелок сепаратора-сливкоотделителя от тарелок сепаратора-молокоочистителя.

5. Функциональная зависимость производительности сепаратора.

Лабораторная работа № 9



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.92.96.236 (0.014 с.)