Центрифуга непрерывного действия с пульсирующей выгрузкой осадка НГП-4К-860

Процесс центрифугирования в пульсирующих центрифугах происходит практически непрерывно: ротор центрифуги постоянно заполняется утфелем, а осадок удаляется периодически при постоянной частоте вращения ротора. Во время перемещения осадка со ступени на ступень ротора он разрыхляется, что способствует интенсивному отделению оттеков.

Центрифуга (рис. 14.21) работает следующим образом. Утфель по питающей трубе через разгрузочную воронку, имеющую две стенки 6 и 7, непрерывно поступает в ротор 4, вращающийся с постоянной скоростью. Воронка служит для равномерного распределения утфеля по всей окружности I ступени ротора все ступени ротора, толкатель 3 и воронка вращаются синхронно с постоянной скоростью. Кроме того, толкатель 3 и две ступени ротора I и III, которые связаны жестко между собой, совершают возвратно-поступательное движение в осевом направлении. Под действием центробежной силы от утфеля, поступающего на I ступень ротора, отделяется патока, которая отводится через сита и каркас ступене ротора в сборники, а на  ступенях по направлению к концу ротора осевым движением толкателя, а также вследствие подпора утфеля, поступающего на I ступень. Сахар промывается при помощи форсунок, в которые подводится вода по гибким шлангам, позволяющим изменять положение форсунок в осевом направлении.  

 centrifuga ngp

Рис. 14.21. Принципиальная схема центрифуги НГП-4К-860:

1 – поршень; 2 – шток; 3 – толкатель; 4 – ротор; 5 – вращающийся диск; 6, 7 – стенки загрузочной воронки; 8 – вал полый; I, III – ступени ротора, подвижные в осевом направлении; II, IV – ступени ротора, неподвижные в осевом направлении

 

При движении толкателя влево (рис. 14.22) масса утфеля упирается в неподвижную часть загрузочной воронки и сбрасывается на II ступень в освободившееся пространство, которое было занято I ступенью ротора. Таким же образом сахар сбрасывается с III ступени на IV. При движении толкателя вправо утфель поступает на I ступень, а сахар сбрасывается со II ступени на III и IV в приемник центрифуги. Следовательно, за один рабочий цикл поршня гидропривода из центрифуги удаляется определенное количество отфугованного сахара.

 

centrifuga ngp

Рис. 14.22. Схема перемещения сахара на отдельных ступенях ротора центрифуги НГП-4К-860 за один рабочий цикл гидропривода

 

Для обеспечения передвижения сахара по поверхности сит необходимо, чтобы слой сахара на отдельных ступенях ротора обладал определенной жесткостью. Она зависит не только от толщины слоя, но и от его длины в направлении перемещения, свойств слоя сахара, коэффициента трения между слоем и поверхностью сита и центробежной силы, действующей на осадок.

Коэффициент трения между слоем сахара и поверхностью сита определяется состоянием сита, размером кристаллов и количеством патоки, находящейся на трущейся поверхности. Чем меньше центробежная сила, действующая на слой сахара, тем тоньше и длиннее слой сахара; чем больше жидкости в слое и больше коэффициент трения, тем ниже степень жесткости слоя. Если по какой-либо из этих причин необходимая жесткость не может быть достигнута, передвижение осадка становится невозможным.

Преимущества центрифуги многоступенчатой конструкции: малое толкающее усилие на каждой ступени и разрыхление слоя осадка при перемещении с одной ступени на другую. Последнее способствует хорошей фильтрационной способности слоя сахара по всей длине ротора.

Основные узлы центрифуги (рис. 14.23): станина 5; четырехступенчатый ротор; главный полый вал 21; привод 2 главного вала; маслоцилиндр 4, внутри которого устроен маслораспределитель; маслонасос с электродвигателем 24 и теплообменником 1, загрузочная труба 14 и разгрузочный конус 16.

На переднем конце полого вала закреплены две ступени ротора, а на противоположном конце – корпус масляного цилиндра, на наружной поверхности которого расположен шкив клиноременной передачи 3. Расположенный внутри цилиндра поршень жестко соединен со штоком.  

 

centrifuga ngp 2

 

Внутри ротора размещено днище толкателя 9, которое присоединено к штоку 22, и питающая воронка, состоящая из внутреннего 10 и наружного конусов 11. В пространство между конусами поступает утфель из загрузочной трубы 14. Для отвода утечек, возникающих в месте присоединения питающей трубы к наружному конусу, прикреплен улавливающий конус. Все конуса совершают только вращательное движение.

 

Техническая характеристика центрифуги НГП-4К-860:

Производительность по рафинадной кашке, кг/ч 5000…6000
Диаметр ступеней ротора I, II, III и IV, мм 670, 720, 790 и 860
Длина ступеней I, II, III и IV, мм 230, 230, 90 и100
Частота вращения ротора, мин-1 855, 1025
Наибольший фактор разделения при частоте вращения:  

855мин-1

350
1025мин-1 500
Число рабочих ходов толкателя, мин До 46
Величина хода толкателя, мм 50

Гидросистема:

 

количество масла в системе, л

700

давление в цилиндре, МПа

0,8…1,0

производительность винтового насоса, л/мин 378

Мощность электродвигателей, кВт:

 
привод центрифуги 20
маслонасос 14
Габаритные размеры, мм:  
длина 3100
ширина 1700
высота 1490
Масса, кг 7700

 

В переднем кожухе 12 центрифуги расположена питающая труба, промывные коммуникации 23 и разгрузочный конус 16, назначение которого – смягчить удары кристаллов, выходящих из последней степени центрифуги в приемник.

В станине центрифуги расположена ванна для масла, теплообменник 1, фильтр. На ней укреплены приводы ротора и масляного винтового насоса. Маслоносная система служит для подачи масла под давлением  в масляный цилиндр, поддержания в системе постоянного давления и для изменения количества масла, поступающего в масляный цилиндр. Таким образом регулируется частота возвратно-поступательных движений ступеней ротора.

Утфель непрерывно поступает через питательную трубу и воронку на I ступень ротора, где патока отделяется от утфеля и образуется слой сахара. За счет пульсаций I и III ступеней ротора сахар перемещается вдоль него и выгружается из последней ступени на разгрузочный конус, с которого сбрасывается в приемник. В случае необходимости в центрифугу подводятся пар, горячая и холодная вода.

Во избежание засахаривания центрифуги по трубкам 13 подводится пар, который поступает в кожух загрузочной трубы, к кольцу скольжения, расположенному между трубой и вращающейся воронкой, к опорной поверхности разгрузочного диска и к местам уплотнения ротора с кожухом.  

Производительность пульсирующей центрифуге непрерывного действия (т рафинада в сутки) определяют ее последней ступени:

G = (24 * 60 * 60π(R2- r20)Lnkpφ) / 103 ψ     (14.26)

где Ro – внутренний радиус последней ступени ротора, м; ro – внутренний радиус слоя сахара на последней ступени, м; L – длина хода поршня толкателя, м; n – частота пульсаций, с-1; p – плотность рафинадной кашки, кг/м2; k – коэффициент заполнения, учитывающий фактическую толщину слоя сахара на ступени ротора (принимают k=0,8);  φ – выход рафинада, % к массе рафинадной кашки (  = 92%); ψ   – отношение количества рафинадных утфелей 0, 1 и II к общему количеству рафинадных утфелей.

 

Мощность, необходимую для привода центрифуги, определяют по расходу энергии на удаление осадка из ротора центрифуги; по мощности, сообщаемой поступающему в центрифугу утфелю для приобретения окружной скорости, равной скорости ротора; по энергии, затрачиваемой на преодоление сил трения барабана о воздух и трения в подшипниках.

Мощность (кВт), потребная для сообщения утфелю номинальной скорости вращения,

N= (my (ωr)2) / 2 * 1000 = (myFirg) / 2 * 102       (14.27)

где my – масса утфеля, поступающего в центрифугу, кг/с; ω – угловая скорость вращения ротора, рад/с;  F– критерий Фруда ( ); r – внутренний радиус ступени, на которую поступает  утфель, м.

 

Мощность привода для перемещения осадка на одной ступени при ходе поршня толкателя L (м) определяется исходя из следующих соображений. 

Сила Fс прижимающая осадок к стенке ступени

F= mос *  ω* rn

где rn – радиус соответствующей ступени, м; mос  - масса осадка.

 

Сила, необходимая для сдвига осадка относительно ступени (Н),

Fсо = mос ω* r* ƒ

где  ω – угловая скорость вращения ротора, рад/с;  r– радиус соответствующей ступени, м;  ƒ – коэффициент трения сахара на различных ступенях ротора, .ƒ = 0,35 .... 0,55

Работа (Дж) на одной ступени за один рабочий ход толкателя

A = mос ω* r* ƒ * L

При числе рабочих ходов в минуту, равном N, потребная мощность на сдвиг осадка на одной ступени (кВт)

N = (mос * ω* r* ƒ * L) / (60 * 1000)N= (mос * Fc * ƒ * L) / 60 * 104     (14.28)

Если осадок одновременно перемешивается по нескольким ступеням ротора, то общую мощность привода, потребную для сдвига осадка, представляют как сумму мощностей отдельных ступеней.

Мощность привода для отдельной ступени с учетом сопротивления трения ротора о воздух и трения в подшипниках привода (кВт)

Nпр = N+ N+ Nв + Nп

где  Nв – мощность, необходимая для преодоления сопротивления трения ротора о воздух;  Nп – мощность, необходимая для преодоления сопротивления трения в подшипниках привода

ООО "Фарсал". Промышленное оборудование.

+7-988-570-61-11

info@farsal.ru

2018 год.