- •Лекции по дисциплине «Машины химических производств» для студентов специальности 240801 «Машины и аппараты химических производств».
- •Часть 1 (32 лекционных часа)
- •Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации…………………………
- •Сыпучие материалы, их физико-механические свойства
- •Машины для дробления сыпучих материалов……….
- •Машины для помола материалов……………
- •Машины для классификации сыпучих материалов………..
- •Список литературы……………………..
- •Для заметок……..
- •Список литературы………………
- •Дозаторы…………………
- •Контрольные вопросы по теме «Питатели и дозаторы для сыпучих материалов …………………………………..
- •Список литературы……………………………. Аннотация
- •Контрольные вопросы по теме «Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации»
- •Сыпучие материалы, их физико-механические свойства.
- •Свойства сыпучих материалов.
- •Гранулометрический состав.
- •Основные физические характеристики сыпучих материалов.
- •Силы взаимодействия между частицами сыпучего материала – силы аутогезии.
- •Механические свойства сыпучих материалов и характеризующие их параметры.
- •Физические и теоретические основы процессов измельчения твердых тел.
- •Основные способы измельчения твердых тел (рис. 4):
- •Основные стадии дробления и измельчения.
- •Стадии измельчения
- •Теории измельчения.
- •Контрольные вопросы по теме «Сыпучие материалы, их физико-механические свойства».
- •Машины для дробления сыпучих материалов Общая классификация дробилок.
- •Щековые дробилки.
- •Область применения.
- •Усреднённый гранулометрический состав дроблённого продукта дробилок крупного дробления
- •Принцип действия и классификация:
- •Особенности конструкции дробилок со сложным движением щеки – щдс.
- •Конструкционные материалы деталей и сборочных единиц щековых дробилок.
- •Основные расчеты щековых дробилок.
- •Конусные дробилки. Область применения, принцип действия и классификация.
- •Конструкции дробилок.
- •Конструкционные материалы, используемые для изготовления деталей и сборочных единиц конусных дробилок.
- •Основные расчеты конусных дробилок.
- •4. Определение n – числа оборотов для дробилок ксд и ксм с пологими конусами.
- •Валковые дробилки.
- •Конструкция.
- •Материалы, используемые для изготовления деталей и сборочных единиц валковых дробилок.
- •Основные расчеты валковых дробилок.
- •Дробилки ударного действия.
- •Основные расчеты дробилок ударного действия.
- •Классификация барабанных измельчителей по различным критериям.
- •Однокамерная барабанная шаровая мельница мокрого помола.
- •Расчет барабанных измельчителей.
- •Измельчители раздавливающего и истирающего действия.
- •Шаро-кольцевые измельчители.
- •Роликомаятниковые измельчители.
- •Ударные, вибрационные и струйные измельчители.
- •Новые и перспективные методы измельчения материалов.
- •Контрольные вопросы по теме «Машины для измельчения материалов».
- •Машины для классификации сыпучих материалов.
- •Механические способы классификации.
- •Основные показатели процесса грохочения.
- •Основные типы грохотов.
- •Выбор схемы дробления с использованием грохочения.
- •Конструкции просеивающих элементов.
- •Закономерности процесса грохочения.
- •Последовательность выделения классов при грохочении.
- •Конструкции плоских качающихся и инерционных (вибрационных) грохотов.
- •Технологический и динамический расчеты инерционных грохотов.
- •Воздушная сепарация (классификация) сыпучих зернистых материалов.
- •Принципиальные схемы воздушных сепараторов.
- •Конструкции воздушных сепараторов.
- •Контрольные вопросы по теме «Классификация».
- •Смесители сыпучих материалов. Процессы смешивания. Классификация смесителей.
- •Контрольные вопросы по теме «Смесители зернистых сыпучих материалов».
- •Фактор разделения.
- •Классификация центрифуг.
- •Производительность осадительных центрифуг.
- •Производительность фильтрующих центрифуг.
- •Силовые факторы в элементах вращающегося ротора.
- •Механические колебания в центрифугах.
- •Уравновешивание вращающихся масс.
- •Энергетический расчет.
- •Область применения.
- •Рабочий цикл центрифуг периодического действия.
- •Производительность центрифуг периодического действия.
- •Конструкции центрифуг периодического действия. Вертикальные малолитражные центрифуги с нижним приводом.
- •Маятниковые центрифуги.
- •Подвесные центрифуги.
- •Подвесная саморазгружающаяся фильтрующая центрифуга фпс с гравитационной выгрузкой осадка.
- •Подвесная фильтрующая полуавтоматическая центрифуга периодического действия фпн с механической выгрузкой осадка с помощью специального ножа.
- •Горизонтальные автоматизированные центрифуги фгн и огн с ножевой выгрузкой осадка.
- •Центрифуги непрерывного действия.
- •Фильтрующие центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка типа фвш и фгш.
- •Горизонтальные осадительные центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка, тип огш.
- •Горизонтальные фильтрующие центрифуги непрерывного действия с пульсирующей выгрузкой осадка (фгп).
- •Непрерывнодействующие фильтрующие вибрационные центрифуги с вертикальным (фвв) и горизонтальным (фвг) расположением ротора.
- •Фильтрующие лопастные центрифуги с центробежной выгрузкой осадка.
- •Прецессионные центрифуги.
- •Жидкостные центробежные сепараторы, трубчатые центрифуги. Область применения сепараторов и трубчатых центрифуг.
- •Классификация жидкостных центробежных сепараторов по технологическому назначению.
- •Условные обозначения жидкостных центробежных сепараторов.
- •Конструктивные схемы жидкостных центробежных сепараторов различных типов и их приводов.
- •Конструкции сепараторов различных типов. Однокамерные сепараторы периодического действия.
- •Многокамерные сепараторы периодического действия.
- •Саморазгружающиеся тарельчатые сепараторы непрерывного действия.
- •Осветляющий тарельчатый саморазгружающийся сепаратор с непрерывной сопловой выгрузкой шлама.
- •Трубчатые центрифуги (сверхцентрифуги).
- •Приложение 2 Расчёт роторов центрифуг на прочность.
- •1. Предварительные сведения о комплексном (безмоментном и моментном) расчете тонкостенных осесимметричных оболочек вращения.
- •2. Прочностной расчет роторов центрифуг и жидкостных сепараторов с учетом краевых напряжений.
- •Числовые примеры расчета на прочность роторов центрифуг.
- •Фильтры для жидкостей. Общие положения, классификация фильтров.
- •Оценка скорости процессов фильтрования.
- •Основные режимы работы фильтров.
- •Работа фильтров при постоянном давлении.
- •Работа фильтров в режиме постоянной скорости.
- •Режим промывки осадка.
- •Определение общей продолжительности рабочего цикла фильтров периодического действия.
- •Классификация фильтров.
- •Конструкции фильтров. Фильтр-прессы рамные и камерные.
- •Камерный фильтр-пресс (конструкция).
- •Фильтр-прессы, оборудованные диафрагмами.
- •Фильтр-пресс автоматизированный камерный типа фпакм.
- •Фильтр-пресс автоматизированный камерный типа фамо.
- •Фильтр-пресс с бумажной лентой типа мб.
- •Листовые фильтры, работающие под давлением.
- •Ячейковые барабанные вакуум-фильтры.
- •Конструкция барабанного вакуум-фильтра с наружной фильтрующей поверхностью.
- •Барабанный вакуум-фильтр с внутренней фильтрующей поверхностью.
- •Конструкция дискового вакуум-фильтра.
- •Ленточные вакуум-фильтры.
- •Вакуум-фильтры карусельные. Принцип действия. Область применения.
- •Конструкция ковша.
- •Ленточные фильтрпрессы.
- •Механические расчеты фильтров. Фильтр-прессы.
- •Листовые фильтры под давлением.
- •Вакуум-фильтры барабанные.
- •Мощность привода вращающихся вакуум-фильтров.
- •Вопросы для самопроверки по теме «Фильтры».
- •Общие сведения.
- •Классификация и конструкции основных типов питателей.
- •Питатели без движущегося рабочего органа. Гравитационные питатели.
- •Устройство для разгрузки мелкодисперсных сыпучих материалов с низкой газопроницаемостью слоя частиц.
- •Аэрационные питатели.
- •Камерные питатели.
- •Объемные питатели с вращающимся рабочим органом.
- •Модификации винтовых питателей.
- •Шлюзовые (секторные) объемные питатели типа ш1.
- •Тарельчатые объемные питатели типа т1.
- •Трубчатые питатели.
- •Питатели с вибрационным побуждением транспортирования сыпучего материала.
- •Ленточные питатели.
- •Лотковые питатели.
- •Качающиеся (маятниковые) питатели.
- •Дозаторы.
- •Классификация дозаторов.
- •Вопросы для самопроверки по теме «Питатели и дозаторы для сыпучих материалов».
Выбор схемы дробления с использованием грохочения.
При проектировании схем дробления и измельчения с целью получения сыпучих материалов определенных размеров необходимо соблюдать принцип: “не дробить ничего лишнего”, т.к. переизмельчение приводит к перерасходу энергии, снижению производительности оборудования, повышенному абразивному износу дробилок и мельниц, осложняет и удорожает защиту окружающей среды от запыленности и т.д.
Процесс измельчения можно осуществлять по двум технологическим схемам: измельчение без классификации и с промежуточной классификацией.
В связи с этим и в зависимости от физико-механических свойств материала, производительности производства и конечной крупности измельчаемого материала, подбирается технологическая схема дробления.
В химической промышленности применяют в основном одностадийные технологические схемы измельчения, представленные на рис.106.
Рис.106 Схемы дробления: а - открытый цикл; б – открытый цикл с предварительным грохочением; в – замкнутый цикл с совмещенным предварительным и поверочным грохочением, г – замкнутый цикл с грохочением.
Открытая система измельчения (рис.106 поз “а”) применяется при относительно крупном конечном продукте (до 20 мм). При использовании этой схемы весь исходный материал проходит через дробилку. При этом мелкие частицы могут подвергаться переизмельчению, создавая дополнительную нагрузку на дробильное оборудование.
Открытая схема с предварительным грохочением мелких частиц (рис.106 поз “б”) разгружает дробилку от затрат энергии на переизмельчение этих фракций. В замкнутой схеме измельчения (рис. 106 поз “в”) с совмещенным предварительным и поверочным грохочением удается разгрузить дробилку от мелких частиц и направить на измельчение только крупные фракции, что существенно уменьшает переизмельчение.
В замкнутой схеме с поверочным грохочением (рис. 106 поз “г”) только недоизмельченные частицы возвращаются в дробилку и обрабатываются вместе с исходным материалом.
Конструкции просеивающих элементов.
Просеивающие поверхности грохотов рис.107 выполняют в виде проволочных (рис.107 поз. “а”, “б”) или стержневых (рис.107 поз. “в”) сит; штампованных (перфорированных) из листов решет (рис. 107 поз. “г”, “д”, “е”, листовые сита) и колосников (рис. 107 поз. “ж”).
Рис.107 Схема сит (а-в), решет (г-е) и колосников (ж).
Находят применение ленты-струны в виде резиновых полос, закрепленные на перфорированной подложке (“подситнике”) с предварительном натяжением, обеспечивающим близость собственных частот продольных, поперечных и крутильных колебаний таких струн и вынужденных колебаний грохота. Это дает возможность в 2÷3 раза увеличить амплитуду колебаний струн по сравнению с амплитудой колебаний короба грохота. Подобные просеивающие поверхности особенно эффективны при классификации влажных с глинистыми включениями материалов, позволяющими избежать залипания сит.
Для грохочения (классификации) абразивных материалов все более широкое применение находят армированные листовые резиновые сита или сита из полиуретана. Известно что устойчивость этих материалов к абразивному изнашиванию часто на порядок выше устойчивости металлов. Соответственно срок службы таких сит может на порядок превышать срок службы металлических листовых сит. На рис. 108 поз. “б” изображена типовая секция сборного листового сита из полимерного материала.
Форма отверстий листовых сит может быть квадратной (рис.107 поз. “а”, “д”), прямоугольной (рис.107 поз. “б”, “в”, “е”), круглой (рис.107 поз. “г”), овальной (рис.107 поз. “ж”) и др. Листовые сита с круглыми отверстиями (рис.107 поз. “г”) используют для классификации материалов относительно округлой формы кусков, сита с прямоугольными отверстиями – для грохочения материалов с кусками преимущественно продолговатой формы. Просеивающие поверхности должны иметь строго выдержанные заданные размеры отверстий, наибольшее соотношение отверстий ко всей площади просеивающей поверхности (световое сечение), быть износостойкими (в т.ч. коррозионностойкими) и долговечными.
а) б)
Рис.108 а – листовые сита из резины или полиуретана;
б – секция сборного листового сита из полимерного материала.
Чаще всего отверстия в листовых ситах располагают в шахматном порядке, что увеличивает световое сечение сит, а следовательно и эффективность процесса классификации.
В общем случае оптимальный выбор формы отверстий листовых сит определяется эффективностью процесса грохочения на них конкретного сыпучего материала. Равноценными считаются отверстия, при которых несмотря на различия в форме отверстий, обеспечивается одинаковая эффективность грохочения. В частности, ВНИИДОРМАШ рекомендует при оценке ожидаемой эффективности листовых сит с круглыми, квадратными и прямоугольными отверстиями следующие соотношения: bкр≈(1,15÷1,25) bкв; bпр=0,8 bкв, где bкр – диаметр круглого отверстия, bкв – сторона квадратного отверстия, bпр – ширина прямоугольного отверстия.
Плетеные проволочные сита (рис.107, поз. “а”, “б”, “в”) имеют большее световое сечение по сравнению с листовыми ситами. К проволочным ситам предъявляются дополнительные требования, в частности, технология плетения сит должна обеспечить точность и постоянство размеров отверстий при длительной работе.
Срок службы плетеных проволочных сит существенно зависит от способа и надежности их крепления в коробе грохота. Сита, изготовленные из проволоки диаметром до 5 мм, крепят при помощи поперечных и продольных растяжек (рис. 109, поз. “в”, “г”).
Рис. 109 Крепления сит:
а,б – предварительная окантовка кромок сит листовой сталью;
в,г – крепление сит при помощи поперечных и продольных растяжек;
д – крепление проволочных и листовых сит по контуру короба;
е - крепление проволочных и листовых сит по середине короба.
Предварительно кромки сит отбортовывают листовой сталью (рис. 109, поз. “а”, “б”). Сита из толстой проволоки и решета крепят прижимами по краям (рис. 109, поз. “д”) и в середине (рис.109, поз. “е”). В ряде случаев сито уплотняется по контуру короба с помощью деревянных реек и деревянных клиньев. Правильно закрепленное сито должно плотно прилегать к опорной рамке. Расстояние между опорами должно быть таким, чтобы сито не прогибалось под действием массы материала и не отставало от опор во время работы грохота. Конструктивно сито состоит из стальной рамы и стальной сетки. Для уменьшения износа опорные поверхности рам и сеток в ряде случаев футеруются листовой резиной.