4.2.5. Электроприводы мешалок и центрифуг

Широко используются в ХП и работают в тяжелых условиях повышенных температур, влажности, агрессивной пыли, взрывоопасных смесей и газов. Мощность:

Р = (Р_с + k₁ k₂ Р_п )/η, (4.14)

Р_с = 1,6(р + 0,98·10⁵)fld²ω·10^–3, (4.15)

Р_с – потери трения в сальнике, k₁ = Н/D – коэффициент заполнения аппарата, k₂ – коэффициент, учитывающий условия пуска ЭД, η – КПД, р – избыточное давление в аппарате, Па; f и l – коэффициенты трения и длина, м набивки сальника, d – диаметр вала устройства, ω – угловая скорость, рад/с, Н – высота слоя жидкости. Мощность, затрачиваемая на перемешивание:

Р_п = Аμd³ω²Re ·(D/d)(h/d)(H/d)^s ·10^–5, (4.16)

μ – вязкость среды, d – диаметр описываемый подвижной частью устройства, м; Re = ωd²ρ/2g – центробежный критерий Рейнольдса, ρ – плотность среды. Центрифуги обычно выполняются с нерегулируемым ЭП, для ультрацентрифуг ужен ППЧ. Момент инерции центрифуг может в 50-100 раз превышать момент ЭД, причем он меняется. Требования к ЭП центрифуг – обеспечение оптимального динамического режима при постоянных ускорении и замедлении и стабилизация частоты. Мощности достигают 160 кВт. Статический момент сопротивления складывается из момента на трение о воздух М_в и момента на трение в валах М_т.

М_в = 23,5·10^–6НDn², (4.17)

М_т = 4,9fmd , (4.18)

Н – высота ротора, D – диаметр, n – частота вращения, об/мин, f = 0,03–0,09 – коэффициент трения, m – масса ротора центрифуги с продуктом, кг.

Для центрифуг периодического действия применяют многоскоростные АД (напр. пятискоростной МА93-65/75с) с двумя короткозамкнутыми роторами на одном валу. Но его применение требует большого объема контакторной аппаратуры и не обеспечивает постоянства ускорения во время разгона. Поэтому применяют преобразователи частоты, подобные представленному на рис. 4.7. Здесь сигнал задания скорости от системы программного управления подается на обмотку суммирующего магнитного усилителя 2 через задатчик интенсивности 1. Для повышения быстродействия блок токоограничения 4 воздействует непосредственно на обмотку системы импульсно-фазового управления 3. Для измерения тока служит проходной магнитный усилитель 5. Торможение и реверс осуществляют путем изменения полярности на обмотке возбуждения. Для этого используют реверсивный возбудитель В. Значения максимальных токов и удельного расхода электроэнергии для двух систем ЭП приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Тип привода	Максимальный ток, А	Удельный расход энергии, кВтчас
Система с многоскоростным АД	420	3,67
Тиристорный ЭП с ДПТ	200	1,89

Рис. 4.7

Для перемешивания различных композиций, применяют гомогенизаторы, представленные на рис. 4.8.

а)

б) в)

Рис. 4.8. Высокосдвиговые гомогенизаторы фирмы Supraton (Германия-США): а) – с магнитным приводом до 5400 об/мин; б) – для абразивных и SiC содержащих материалов; б) малогабаритный модели S100.5.3.5; в) лабораторный S100.5.3.5.