книги из ГПНТБ / Лукьяненко, В. М. Промышленные центрифуги

расположенными в шахматном порядке. С широкой стороны сита имеется отбортовка для крепления его с помощью кольца к ниж­ нему фланцу ротора. В верхней части ротора сито зажимается с помощью кольца на конус.

Разгрузочный шнек изготовляется восьмизаходным, литым или сварным. К верхней его части крепится болтами фасонная гор­ ловина 10 с направляющими окнами, через которые суспензия поступает на сито ротора. Зазор между шнеком и ситом (0,5— 0,8 мм) обеспечивается регулировочным винтом 19, который фик­ сируется шайбой 17 с внутренним шестигранником. Последняя че­ рез полукольцо 18 соединяется винтами 16 с внутренним выступом фасонной горловины шнека. Регулировочный винт закрыт крыш­ кой 14, поверх которой устанавливается защитный колпачок 15.

Редуктор (рис. Ѵ-2) служит для передачи вращения от ротора шнеку. Скорость вращения шнека на 67,5 оборотов в минуту больше, чем скорость вращения ротора. Редуктор имеет две зуб­ чатые планетарные передачи. Передача первой ступени образуется солнечной шестерней, нарезанной на конце входного валика 2, тремя сателлитами 8, вращающимися на осях 4, запрессованных в нижнюю крышку 24 корпуса редуктора 23, и зубчатым венцом 7, насаженным на валик солнечной шестерни 10 планетарной пере­ дачи второй ступени.

Передача второй ступени образуется солнечной шестерней 10, тремя сателлитами 12, вращающимися на осях 15, запрессованных в водило 21, и зубчатым венцом 13. Крышка водила 16 заканчи­ вается выходным валом, на который насаживается шнек. Валики солнечных шестерен и водило второй ступени вращаются в шари­ коподшипниках, а сателлиты 8 и 12 — на игольчатых подшипни­ ках 5 и 14. На цапфы крышек 20 и 24 корпуса 23 редуктора наса­ жены коренные подшипники 18 и 26 (№ 46129Е и № 220).

В верхней и нижней крышках корпуса редуктора предусмот­ рены манжетные уплотнения 17 и 1, герметично изолирующие вну­ тренние полости редуктора от внешней среды, обычно содержащей пары обрабатываемой суспензии. На нижнем конце входного ва­ лика 2 установлен рычажный упор, связанный с механизмом за­ щиты редуктора, посредством которого валик во время работы центрифуги удерживается от вращения. Для осевой фиксации са­ теллитов и предотвращения износа деталей водила второй ступени и нижней крышки корпуса предусмотрены каленые дистанцион­ ные шайбы 6, 11, 22 и 25.

Механизм защиты редуктора (см. рис. Ѵ-1) состоит из кор­ пуса 29, валика 30, шарикоподшипников (№ 104), рычага, укреп­ ленного на валике и снабженного резиновым роликом, и державки, укрепленной на другом конце валика и несущей противовес 31. Механизм устанавливается в специальной нише станины и кре­ пится к ней болтами с помощью фланца корпуса. При срабаты­ вании механизма защиты его противовес перебрасывается в про­ тивоположную сторону с поворотом валика на 120°. Достигнув крайнего положения, противовес нажимает на штифт конечного

205

выключателя, и последний замыкает соответствующую цепь авто­ матики, что приводит к отключению электродвигателя привода центрифуги и включению сигнализации. Переброска происходит с помощью рычажного упора редуктора при возрастании нагрузки, на 25% сверх допустимой.

Центрифуга снабжена маслонасосной станцией производитель­ ностью 5 л/мин, обеспечивающей циркуляцию масла в редукторе и опорах ротора. Станция состоит из шестеренчатого насоса с элек­ тродвигателем, заборного фильтра, фильтра тонкой очистки масла, игольчатого дросселя для регулирования количества масла, пода­ ваемого в редуктор, предохранительного клапана с переливным золотником и манометра. Все эти элементы смонтированы на об­ щей плите, которая крепится к маслобаку. Их конструкция, на­ значение и принцип действия достаточно полно освещены в

главе II.

Маслоустановка снабжена двумя маслобаками, на одном из ко­ торых монтируется маслостанция, а во втором устанавливается змеевик для охлаждения масла. Из первого бака масло забирается насосом и подается на смазку по трубопроводу к узлу сальника редуктора, предварительно проходя через фильтры — заборный и тонкой очистки, а во второй бак сливается отработанное масло. Баки соединены между собой трубопроводом. Сальник является соединительным узлом между неподвижной маслоподающей труб­ кой и входным валиком редуктора, обычно неподвижным, но при­ ходящим во вращение (3000 оборотов в минуту) при срабатывании механизма защиты редуктора.

При работе центрифуги происходит непрерывная циркуляция смазочного масла через редуктор и коренные подшипники машины. Из сальника масло поступает через осевой и радиальные каналы входного валика редуктора (рис. Ѵ-2) и располагается в нем коль­ цевым слоем с внутренним диаметром слива, соответствующим диаметру наружной обоймы радиальных подшипников, располо­ женных в верхней цапфе.

Пройдя подшипники, масло по верхним радиальным, затем вертикальным и нижним радиальным сверлениям цапфы поступает на смазку верхнего коренного подшипника 18. Смазка осуществ­ ляется парами масла, возникающими при выбросе масла на крыш­ ку картера из радиальных отверстий цапфы. Нижний коренной подшипник 26 смазывается маслом, сливаемым из верхней цапфы редуктора, а также масляными парами, образующимися в картере привода центрифуги.

Для смазки радиального подшипника 19, расположенного во внутренней расточке выходного вала водила, предусмотрен забор масла с помощью фигурного выступа 3 на входном валике. Захва­ тываемое выступом масло по осевым сверлениям 9 входного ва­ лика и вала блока шестерен поступает к подшипнику.

Уплотнения верхнего и нижнего коренных подшипников вы­ полнены винто-канавочными (см. рис. Ѵ-1), т. е. на ступицах ротора и приводного шкива нарезана резьба в направлении,

207

противоположном их вращению, а сопрягаемые с ними детали имеют гладкую поверхность.

Утечки масла с верхнего уплотнения собираются и отводятся через каналы в крышке и стенке картера в общий поток стекаемого масла. К одному из каналов подведена трубка, по которой масло направляется к указателю его движения, расположенному на боковой стенке сливного бака, в который сливаются капли масла. Весь остальной поток масла из нижней части картера по трубопроводу сливается в бак струей, видимой в смотровое стекло.

В левой части швеллерной рамы центрифуги имеется полость, в которую отводится масло, попадающее в горловину корпуса при работе центрифуги. Периодически оно должно удаляться из этой полости через отверстие, закрываемое резьбовой пробкой.

Принцип действия центрифуги. Суспензия подается в центри­ фугу через верхний штуцер корпуса машины. Отсюда она посту­ пает в горловину шнека, где приобретает круговое вращение и от­ брасывается на верхнюю часть сита. В верхней зоне ротора отфиль­ тровывается значительная часть жидкой фазы суспензии, а твердая фаза задерживается ситом, образуя на нем тонкий слой толщиной в несколько миллиметров.

Образовавшийся осадок непрерывно транспортируется шнеком к нижнему широкому концу сита; вследствие постепенного увели­ чения диаметра ротора осадок растрескивается. Достигнув нижнего края ротора, он под действием центробежных сил сбрасывается на стенки корпуса и через полость станины падает вниз, на транспор­ тер или в приемную емкость. Жидкая фаза, пройдя через сито и щели ротора, попадает на коническое днище верхней части корпуса, от­ куда стекает к тангенциальному штуцеру и удаляется из машины.

Центрифуга управляется с электрического пульта и снабжена системой автоматики, предназначенной для защиты электродвига­ теля и планетарного редуктора в случае недопустимой перегрузки машины. При этом электродвигатель и планетарный редуктор ав­ томатически отключаются, о чем сигналами оповещается обслужи­ вающий персонал. Аппаратура пульта управления и автоматики монтируется на небольшом щите, установленном на сваренной из уголков раме. Раму располагают на небольшом расстоянии от цен­ трифуги со стороны привода, заделывая ее в перекрытие. Схема автоматики также предусматривает возможность подключения це­ ховой звуковой сигнализации, используемой в случае перегрузок, и возможность прекращения подачи суспензии путем обесточивания привода подающего ее насоса или воздействия на автоматический клапан, устанавливаемый в линии питания над центрифугой.

Суспензия поступает в центрифугу самотеком из емкости, ино­ гда выполняющей функции сгустителя, или непосредственно от на­ соса. Загрузочную воронку необходимо снабдить сеткой для за­ держивания комков и посторонних предметов, случайно попавших в суспензию. Благодаря высокому фактору разделения центрифуги через сито удаляется 95—98% жидкой фазы, поэтому в большин­ стве случаев не требуется промывка готового продукта.

208

Пуск и эксплуатация

Пуск. Центрифуга поставляется заказчику в рабочем состоянии. Перед первым пуском на холостом ходу необходимо проверить наличие зазора между ситом и витками шнека. Для этого снимают крышки корпуса и регулировочного болта, а также фиксирующую шайбу и торцевым ключом подтягивают шнек до упора в ротор, ввинчивая регулировочный болт. Затем щупом проверяют величину зазора и при помощи регулировочного болта устанавливают не­ обходимый зазор.

Далее следует проверить направление вращения маслонасоса, количество масла, поступающего в систему за час, и его давление по манометру. Для определения подачи масла на выходной нип­ пель маслостанции надевают шланг, включают насос и, пользуясь мерной емкостью, определяют подачу, которая должна быть в пре­ делах 7—10 л/ч. Подача масла регулируется игольчатым дроссе­ лем, установленным на маслостанции. Нормальной подаче соответ­ ствует струйка масла диаметром 1—5 мм в указателе слива.

Затем проверяют наличие масла в маслобаках; уровень масла в них должен быть на 10—15 мм выше середины смотровых стекол. После этого следует убедиться в отсутствии заклинивания и в сво­ бодном вращении ротора, вращая его непосредственно или через ременную передачу. Следует также проверить, легко ли перекиды­ вается противовес механизма защиты редуктора и включается ли ток при срабатывании конечного выключателя.

Пуск центрифуги начинают с пуска маслонасоса. Давление в гидросистеме должно составлять не более 0,6 кгс/см2 после дрос­ селя и 2—2,5 кгс/см2 —до него. После того как в указателе дви­ жения масла покажется сливающаяся струйка масла, можно вклю­ чить на две-три секунды двигатель и убедиться в правильности на­ правления вращения ротора. При достижении полной скорости ход машины должен быть спокойным, с ровным звуком, без вибраций и ненормальных шумов. Появление слива масла из верхнего ко­ ренного подшипника обычно наблюдается через 10—15 минут после пуска центрифуги.

Необходимо периодически наблюдать в указателе за сливаю­ щейся струйкой масла, которая может пульсировать, но не должна прерываться и исчезать. Через смотровое стекло указателя также наблюдают за маслом, капающим из трубки, идущей из картера редуктора. Три капли масла в минуту свидетельствуют о доста­ точности подачи смазки в подшипник.

Если машина пущена и нормально работает в первые полчаса, рекомендуется провести испытание на холостом ходу в течение трех смен, непрерывно наблюдая за центрифугой. После этого ее можно запустить в эксплуатацию.

Эксплуатация. При работе фильтрующей центрифуги неизбежен унос некоторой части твердой фазы с фильтратом, который зависит в первую очередь от фильтрующей перегородки. В центрифуге типа ФВШ-351К-2 такой перегородкой является металлическое

209

тонколистовое перфорированное сито. Максимальная ширина пер­ форационных щелей сита — 0,2 мм. Чем она меньше, тем меньшего размера частицы могут уйти с фильтратом, однако при этом умень­ шается живое проходное сечение сита, т. е. снижаются его про­ пускная способность и производительность центрифуги.

В связи с уносом твердой фазы центрифуги типа ФВШ-351К-2 целесообразно применять в тех случаях, когда фильтрат может быть возвращен в цикл (в «голову процесса»). Следует, однако, иметь в виду, что, чем больше концентрация суспензии и чем мень­ ше в ней содержится тонких фракций, тем меньше унос. Поэтому для повышения эффективности центрифуги необходимо максималь­ но повысить концентрацию суспензии в пределах, обеспечивающих достаточную текучесть ее по трубопроводам. Практика показывает, что в большинстве случаев при работе центрифуг ФВШ-351К-2 до­ пустима концентрация твердой фазы в суспензии 40—60 объемн.%. В каждом случае оптимальная концентрация устанавливается опытным путем.

Причиной повышенного уноса твердой фазы могут служить и погрешности в изготовлении сита, приводящие к тому, что после установки его в роторе между стыкующимися его концами вдоль образующей получается слишком большой зазор (больше 0,25 мм). Это особенно сказывается в тех случаях, когда стык приходится не по ребру ротора. Последнее должно закрывать стык, поэтому нуж­ но очень тщательно раскраивать заготовку сита.

Иногда после удовлетворительной работы центрифуги в течение некоторого времени унос резко увеличивается из-за образования в сите широких щелей или прорывов. Срок службы сита, завися­ щий от абразивности твердой фазы и нагрузки на центрифугу, со­ ставляет в среднем 300 ч.

Если поступает суспензия низкой концентрации, следует преду­ смотреть предварительное сгущение ее и соответствующее обору­ дование для этой цели.

При разделении суспензий в фильтрующих центрифугах одной из целей процесса является получение твердого продукта мини­ мальной влажности. Последняя зависит от гранулометрического состава твердой фазы, т. е. от содержания в ней тонких фракций, а также от вязкости жидкой фазы суспензии (чем больше эти ве­ личины, тем больше влажность окончательного продукта). Кроме того, влажность продукта заметно повышается при существенном увеличении нагрузки на центрифугу. Поэтому в каждом случае нужно опытным путем определять оптимальную нагрузку (произ­ водительность) центрифуги при данной характеристике суспензии и ее компонентов.

Следует учитывать ряд особенностей центрифуги ФВШ. Гото­ вый продукт (твердая фаза — осадок), поступающий непрерывно из ротора, сбрасывается вниз через полость станины. В центре ста­ нины находится горловина, несущая картер редуктора. Горловина соединена со станиной трубчатыми перемычками, снабженными скатами. Во время работы центрифуги осадок попадает на пере­

2 1 0

мычки и, несмотря на наличие скатов, может скапливаться на них

идостигать соединительного фланца ротора, что приводит к тор­ можению машины, автоматическому отключению привода центри­ фуги и ее остановке. В связи с этим необходимо несколько раз за смену, в зависимости от продукта, очищать перемычки от осадка. Очистку можно производить через люки станины. Необходимым условием очистки является остановка машины.

Нередко осадок нависает на вертикальных стенках станины и ее горловины, так что его следует периодически удалять. Обычно под станиной центрифуги устанавливается поставляемый с ней разгрузочный конусный бункер, который крепится непосредственно к станине. Нависание осадка возможно и в этом бункере. Чаще всего оно связано с повышенной влажностью готового продукта. При периодической очистке станины от осадка одновременно сле­ дует удалять нависший осадок из конуса. Обычно это делают, по­ стукивая по конусу.

Внекоторых случаях при обработке горячих суспензий (темпе­ ратурой 50—80 °С) с кристаллической твердой фазой на более хо­ лодных стенках станины и кожуха, в частности на внешней поверх­ ности горловины кожуха вблизи зазора между ней и соединитель­ ным фланцем ротора, выпадают кристаллы, что также может при­ вести к торможению ротора. Необходимо периодически смывать отложения кристаллов или очищать их механическим путем.

Другим объектом постоянного внимания при эксплуатации цен­ трифуги должен быть механизм защиты редуктора от перегрузки

иего конечный выключатель. Они изготовлены из обычных марок стали и в определенных условиях могут подвергаться коррозий, особенно при обработке агрессивных суспензий. Подвижность и работопоспособность этого узла машины необходимо контролиро­ вать перед каждым пуском центрифуги.

При эксплуатации центрифуги следует систематически наблю­ дать за системой смазки, так как ее повреждение может привести к аварии. Ниспадающая струйка масла хорошо видна в смотро­ вом стекле указателя. При ее исчезновении, вызванном, как пра­ вило, неполадками в работе маслонасоса или его привода, машину нужно немедленно остановить.

Необходимо придерживаться следующих рекомендаций. По­ скольку во время простоя центрифуги в зазоры могут проникать пары обрабатываемых продуктов (это возможно также при значи­ тельном износе манжетных уплотнений), не исключено попадание в систему смазки химических загрязнений, снижение качества масла, а также корродирование отдельных деталей редуктора. Поэтому не реже чем раз в месяц, лучше всего при замене масла, следует очищать от загрязнений масляные баки, сливные трубы, смотровую камеру сливной трубы, переливную трубу между ба­ ками и фильтром грубой очистки масла. При обработке особо агрессивных суспензий такая очистка может потребоваться через более короткие интервалы времени, устанавливаемые опытным путем.

211

При обработке горячих суспензий масло нужно охлаждать с по­ мощью холодильника, чтобы избежать резкого снижения его вяз­ кости. Расход воды зависит от температуры масла, которая не должна превышать 55 °С. Перед пуском центрифуг, устанавливае­ мых в помещениях, где в холодное время года температура ниже 10 °С, необходимо прогреть масло горячей водой или паром, по­ даваемыми в змеевик холодильника.

В системе маслостанции имеется фильтр тонкой очистки. Не реже раза в неделю рекомендуется очищать щели фильтрующего пакета, поворачивая рукоятку, находящуюся выше плиты масло­ станции. Раз в неделю нужно, вывернув резьбовую пробку, спу­ стить масло из полости рамы, расположенной под противовесом.

Температура нагрева электродвигателя привода центрифуги не должна превышать 90 °С, более высокая температура свидетель­ ствует о его неисправности. Не следует чрезмерно натягивать клиновые ремни, однако и при слишком слабом натяжении они проскальзывают и сильно нагревают шкив электродвигателя.

Перед запуском центрифуги необходимо предварительно пол­ ностью удалить осадок из ротора, шнека, с поверхности сита и со станины. Работающую центрифугу обычно промывают сверху пе­ ред ее остановкой (не следует промывать снизу вверх — под ро­ тор). Чтобы предотвратить попадание промывной жидкости на транспортирующую осадок ленту, рекомендуется на время про­ мывки устанавливать под разгрузочным бункером станины слив­ ной лоток для отвода жидкости.

При обработке горячей суспензии центрифугу (ротор, шнек, питательный штуцер, станину, кожух) следует перед запуском на­ греть паром. Для нормальной работы центрифуги необходимы строго отрегулированная подача суспензии и постоянство ее кон­ центрации. При резких колебаниях этих параметров возможны за­ бивание и заедание шнека, приводящие к срабатыванию механизма защиты редуктора и отключению привода центрифугу. В этом слу­ чае необходимо немедленно прекратить подачу суспензии в центри­ фугу, а перед новым пуском машины вернуть механизм защиты редуктора в исходное положение, очистив шнек от осадка. Иногда это удается сделать, проворачивая его вручную за ремни назад и вперед. В остальных случаях (если это не восстановит свободное вращение шнека) требуется промывка или частичная разборка машины.

Перед пуском центрифуги нужно несколько раз прокрутить ро­ тор вручную. Желательно подключить центрифугу к цеховой зву­ ковой сигнализации, что предусмотрено электрической схемой ав­ томатики центрифуги. Тогда при отключении привода центрифуги из-за перегрузки ее продуктом звуковой сигнал оповестит персонал о необходимости немедленного отключения подачи суспензии. Еще удобнее установить над центрифугой, в линии питания, автоматиче­ ский клапан, который при отключении привода автоматически пе­ рекроет питание. Во избежание забивки канал клапана должен быть расположен вертикально. Сравнительно просто можно пере­

212

крыть питание, осуществляемое насосом, так как схема автоматики предусматривает в случае внезапного отключения привода центри­ фуги мгновенное выключение привода насоса подачи суспензии.

Подавать суспензию следует только после того, как центрифуга набрала полную скорость. При этом подачу нужно начинать с ми­ нимальной, а затем постепенно, в течение одной-двух минут, до­ вести ее до максимальной. Для остановки центрифуги необходимо прежде всего прекратить подачу суспензии, через несколько минут отключить привод машины, затем маслонасоса и после этого очи­ стить центрифугу от осадка и тщательно промыть.

Для эффективной работы центрифуги нужно установить опти­ мальный зазор между витками шнека и ситом. Величина зазора зависит от вида обрабатываемой суспензии. При небольшой кон­ центрации суспензии мелкозернистой твердой фазы зазор должен быть минимальным — примерно 0,3 мм. При высокой концентра­ ции суспензии крупнозернистой твердой фазы необходим больший зазор. Величину оптимального зазора определяют эксперименталь­ но, подбирая вариант, обеспечивающий минимальную влажность продукта.

Неисправности и способы их устранения

213

Продолжение

Разборка, контроль и сборка

Разборка центрифуги производится в следующем порядке. Прежде всего следует очистить от продукта и промыть ротор 8 (см. рис. V-1), отсоединить и демонтировать трубопроводы и элек­ трокоммуникацию; затем можно приступать к разборке машины — снять сопло 13, фланец и смотровое стекло 12.

После разборки ротора отвернуть болты, снять верхнюю часть корпуса (кожух) 6 и продолжать разборку. Разобрав механизм регулирования зазора, снять горловину 10 и шнек 7. Отогнув усик стопорной шайбы, отвернуть гайку и снять ступицу ротора с фасон­

2 1 4