Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
37
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
14.01 Mб
Скачать

j . .ч 4S''V•*

B.M. ЛУКЬЯНЕНКО

 

 

А- В. ТАРАНЕ Ц

ПРОМЫШЛЕННЫЕ

ЦЕНТРИФУГИ

В. М. ЛУКЬЯНЕНКО А. В. ТАРАНЕЦ

ПРОМЫШЛЕННЫЕ

ЦЕНТРИФУГИ

МОСКВА

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ» 1974

6П7.1

Гоз. FiyC’.

i , .учко

>ГИ0Т.

УДК 621.928.3:66.067.55/57 Л 84

$ ( - W 3 l3

Лукьяненко В. М., Таранец А. В.

Промышленные центрифуги. М., «Химия», 1974

376 с.; 13 табл.; 150 рис.; список литературы 45 ссылок.

Тысячи разнообразных центрифуг работают на предприя­ тиях химической, металлургической, пищевой, оборонной и дру­ гих отраслей промышленности. Центрифуги сегодня — это сложные агрегаты, состоящие из многих механизмов, которые нуждаются в точной наладке и квалифицированном обслужи­ вании.

В книге приведена классификация центрифуг, даны харак­ теристики суспензий и эмульсий, определяющих процесс цен­ трифугирования. Изложены общие принципы действия и осно­ вы устройства механизмов и агрегатов отечественных центри­ фуг. Описаны конструкции современных наиболее распро­ страненных автоматических и непрерывнодействующих цен­ трифуг, а также конструкции некоторых основных моделей, снятых с производства, но находящих большое применение в промышленности. Рассмотрены вопросы ремонта, монтажа, наладки, пуска и эксплуатации центрифуг.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников предприятий, исследовательских и проектных организаций раз­ личных отраслей народного хозяйства, а также на студентов механических факультетов технологических вузов и техни­ кумов.

6П7.1

(6) Издательство «Химия», 1974

С О Д Е Р Ж А Н И Е

П редисловие..................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

6

Глава /. Общие сведения о центрифугах..............................................................

7

1. Принцип действия центриф уг.......................................................................

 

7

2.

Классификация

центриф уг

............................................................................

 

13

3.

Характеристики

суспензий и эм ульси й ....................................................

4.

Фактор разделения

 

 

 

14

 

 

 

8

5.

Рекомендации по применению различных процессов центрифугирования

14

6.

Материалы

для

изготовления центриф уг................................................

14

Глава II. Центрифуги автоматические горизонтальные......................................

19

1.

Общие сведения...............................................................................................

 

 

 

 

19

2.

Конструкции центриф уг.................................................................................

 

 

22

3.

Основные узлы центриф уг

............................................................................

 

41

 

Р о т о р .............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

41

 

Станина

вал.........................................................................................................

 

~

 

 

 

 

46

 

Главный

 

 

главного

вала

47

 

Торцовые

уплотнения

51

 

Устройство центробежного гидрозатвора................................................

56

 

Механизм

среза

о с а д к а

............................................................................

 

57

 

Механизм отсоса . ......................................................................................

69

 

П и т а т ел ь ........................................................................................................

к л а п а н

 

 

71

 

Загрузочный

 

 

73

 

Регулятор

загрузки .....................................................................................

 

 

-

74

 

Разделительный

к л а п а н

...........................................

76

 

Клапан п р о м ы в к и .....................................................................................

 

 

 

78

 

Центробежная

м у ф т а .................................................................................

 

 

79

4.

Виброизоляция

 

..........................................................................................

 

 

 

81

Гидравлическая систем а.................................................................................

 

 

83“

 

Маслонасосная

с т а н ц и я

............................................................................

 

83

 

Блок электрогидравлических золотников (реле) .................................

94

 

Д р о с с е л ь .........................................................................................................

 

 

 

работы

гидравлической систем ы

95

5.

Принципиальная схема

96

Электрические

средства

автоматизации ....................................................

102

 

Основные

технологические операции ....................................................

102

 

Принципиальные электрические с х е м ы ....................................................

105

6.

Электропривод

ц ен тр и ф у г........................................................................

112

Обслуживание

ц ен три ф уг......................................

113

 

Регулировка

механизмов

...................

. ................................................

113

 

Подготовка центрифуг

к

пуску и п у с к ................................................

116

 

Остановка

ц ен три ф уг.................................................................................

их

устранения , ......................................

118

 

Неисправности

и

способы

119

1*

3

7.Разборка и сборка центрифуг . . .... .................................................... 121

 

Разборка

и

сборка

центрифуг с

консольным

расположением

 

ротора .............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

121

 

Разборка и сборка центрифуг с расположением ротора между опо­

 

рами .............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

124

Глава

III.

Центрифуги фильтрующие горизонтальные непрерывнодействующие

 

 

с пульсирующей выгрузкой осадка....................................................

 

126

1.

Общие сведения...............................................................................................

 

 

 

126

2.

Конструкции центриф уг.................................................................................

 

 

128

3.

Основные узлы центрифуг............................................................................

 

 

141

 

Р о т о р .............................................................................................................

вал

 

 

 

 

 

141

 

Главный

 

...............................................................................................

 

 

 

145

 

Торцовая

муфта ..........................................................................................

 

 

 

149

4.

Маслонасосная

у с т а н о в к а .......................................................................

 

 

150

Обслуживание

ц ен три ф уг............................................................................

 

 

157

 

Подготовка к пуску и п у с к .......................................................................

 

 

157

 

Эксплуатация

 

...............................................................................................

 

 

 

159

5.

Неисправности и способы их устранения ...............................................

 

165

Разборка и

сборка цен три ф уг..................................................................

 

 

167

Глава

IV.

Центрифуги

непрерывнодействующие отстойные

горизонтальные

 

 

шнековые

 

............................

..................................................................

 

 

171

1.

Общие сведения...............................................................................................

 

 

 

171

2.

Конструкции центрифуг.................................................................................

 

 

176

3.

Основные узлы центрифуг............................................................................

 

 

190

 

Станина

.........................................................................................................

 

 

 

 

 

190

 

К о ж у х .............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

190

 

Р о т о р .............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

190

 

Редуктор

.........................................................................................................

 

 

 

 

 

192

4.

Уплотнение ....................................................................................................

ц ен три ф уг

 

 

195

Обслуживание

 

 

197

 

Подготовка к пуску и п у с к .......................................................................

 

 

197

5.

Эксплуатация

 

...............................................................................................

сборка центриф уг

 

198

Разборка, контроль и

 

.... 200

Глава

V. Центрифуги непрерывнодействующие фильтрующие со

шнековой

 

 

выгрузкой осадка .....................................................................................

 

 

 

202

1.

Центрифуга

Ф ВШ -351К -2............................................................................

 

 

202

 

Конструкция

и

принцип действия .........................................................

 

 

203

 

Пуск и эксплуатация.................................................................................

 

 

209

 

Неисправности и способы их устранения ...............................................

 

213

2.

Разборка,

контроль и с б о р к а ...................................................................

 

 

214

Центрифуга

Ф ГШ -401К -1............................................................................

 

 

217

 

Конструкция

и

принцип действия .........................................................

 

 

217

 

Планетарный

р е д у к т о р ............................................................................

 

 

221

 

Э ксп луатация...............................................................................................

 

 

 

222

 

Неисправности

и способы их устран ения...........................................

 

224

 

Разборка, контроль и сборка ..................................................................

 

 

224

Глава

VI.

Центрифуги

подвесные с верхним

приводом и нижней выгрузкой

 

 

осадка

........................................................................................................

 

 

 

 

 

226

1.

Общие сведения...............................................................................................

 

 

 

226

2.

Конструкции центрифуг.................................................................................

 

 

228

3.

Основные узлы центриф уг............................................................................

 

 

249

 

Привод

........................................................................................................

 

 

 

 

 

249

 

Тормоз .............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

234

4

 

Р о т о р ......................................................................................

с р е з а

 

 

 

Механизм

 

 

 

Сегрегатор ............................................................................

к о н у с а

 

 

Механизм

подъема

 

 

Регулятор

загрузки

распределители..............................................................

 

 

Электромагнитные

 

 

Электромагнитные

в е н т и л и ...............................................

ФПН-125 .

4.

Вспомогательное оборудование центрифуги

Обслуживание ц ен три ф уг..................................................

 

 

Подготовка к п у с к у ..............................................................

 

 

Пуск .....................................................................................

центрифугой

 

б.

Уход за

ФПН-125 .

Разборка

и сборка

центрифуг АПН-1250 и

256

259

265

265

267

268

270

271

276

276

276

281

282

Глава

VII.

Центрифуги

маятниковые ...................................................................

285

1.

Общие сведения

..................................................................................................

 

285

2.

Конструкции центриф ...................................................................................уг

выгрузкой о с а д к а

287

 

Центрифуги с верхней .............................................

287

 

Центрифуги с нижней ................................................выгрузкой о с а д к а

291

3.

Центрифуги специального .......................................................назначения

292

Основные узлы центриф ...............................................................................уг

295

 

Узлы центрифуг ....................................................ФМБ-60 и ОМБ-60

295

 

Узлы центрифуг ........................................................................ФМБ-633

301

4.

Узлы центрифуг ....................................................................................Ф М Д

 

304

Обслуживание ц ен ...............................................................................тр и ф у г

306

5.

Разборка и

сборка .....................................................................цен три ф уг

306

Глава VIII.

Центрифуги ...........................................................................

трубчатые

308

1.

Общие сведения..................................................................................................

. .

 

308

 

Основные

узлы

. . ............................................................................308

2.

Принцип

д е й с т ........................................................................................в и я

 

320

Обслуживание цен ...............................................................................три ф уг

323

3.

Разборка

и

сборка

цен три ф уг.....................................................................

 

325

Глава

IX. Некоторые особенности изготовления

и контроля

основных дета­

 

лей

и

узлов центрифуг..........................................................................

 

327

Глава X. Монтаж и ремонт центрифуг......................................................................

 

334

1. Требования к монтажу центрифуг................................................................

 

334

2.

Ремонт основных узлов

и деталей центриф уг.........................................

338

 

Методы

контроля

деталей с целью определения

их пригодности

 

к эксплуатации ...........................................................................................

сопрягаемых п а р

 

338

 

Ремонт

деталей и

 

341

3.

Ремонт

основных

у з л о в ...............................................................................

 

347

Применение сварки

при

ремонте центриф уг.............................................

354

 

Подготовка дефектов

под з а в а р к у ............................................................

 

355

 

Особенности сварки деталей центрифуг

из различных материалов . 358

 

Контроль

качества

сварки .......................................................................

 

368

Глава XI. Техника

безопасности................................................................................

 

370

Литература.....................................................................................................................

 

 

 

 

 

372

Указатель центрифуг .................................................................................................

 

 

 

374

ПР Е Д И С Л О В И Е

Внастоящее время отечественная промышленность химического машиностроения выпускает практически все известные в мировой

технике типы центрифуг, в том числе современные большегрузные автоматические и непрерывнодействующие центрифуги весом до 100 тс, высокоскоростные трубчатые центрифуги с частотой вра­ щения ротора до 15 000 оборотов в минуту и др.

Центрифугирование применяется в самых различных отраслях промышленности: химической, металлургической, угольной, нефтя­ ной, медицинской, пищевой и др.

Современные промышленные центрифуги — это сложнейшее технологическое оборудование, состоящее из многих механизмов высокой точности, обладающее высокими скоростями и управляе­ мое с помощью сложных электрогидравлических, электропневматических или электрических систем. Надежная работа центрифуг зависит от соблюдения технологической дисциплины, знания их конструкции, а также правил наладки, пуска, эксплуатации и ре­ монта.

Однако имеющаяся по этим вопросам литература недостаточна. Авторы данной книги попытались в какой-то мере восполнить существующий пробел.

Все замечания по книге будут приняты с благодарностью. Та­ кие замечания тем более важны, что книга подобного типа выхо­ дит впервые.

Авторы выражают глубокую благодарность всем лицам, оказав­ шим помощь в написании данной книги.

Г Л А В А I

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦЕНТРИФУГАХ

1.ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЦЕНТРИФУГ

Вразличных отраслях промышленности для разделения неод* нородных систем применяется метод центрифугирования. Он осно­ ван на воздействии центробежного силового поля на неоднородную систему, состоящую из двух или более фаз — суспензию (жид­

кость— твердое вещество), эмульсию (жидкость — жидкость), аэрозоли (газ — твердое вещество или газ — жидкость). В послед­ нее время центрифугирование начали применять для разделения растворов и газовых смесей

Машины, в которых осуществляется разделение неоднородных систем в центробежном поле, называются центрифугами.

В книге будут рассмотрены только центрифуги для разделения суспензий и эмульсий, изготовляемые в Советском Союзе. В упро­ щенном виде центрифуга представляет собой быстро вращаю­ щийся вокруг оси пустотелый ротор. Суспензия (или эмульсия) за­ гружается в ротор периодически или непрерывно. Продукты разде­ ления выводятся из ротора также периодически или непрерывно.

В практике центрифугирования применяются два способа разде­ ления жидких неоднородных систем: центробежное фильтрование и центробежное осаждение. В первом случае центрифуги изго­ товляются с перфорированным ротором, на внутренней стенке (обе­ чайке) которого уложена фильтровальная перегородка — фильт­ рующие центрифуги, во втором — с отстойным ротором, имеющим сплошную обечайку — отстойные центрифуги *. Изготовляются так­ же комбинированные отстойно-фильтрующие центрифуги, в кото­ рых совмещаются оба принципа разделения.

При разделении суспензий в фильтрующих центрифугах в ро­ торе под действием центробежной силы происходит фильтрация жидкости через фильтровальную ткань или металлическую сетку с одновременным отложением на последней частиц твердой фазы; жидкость проходит через сита и затем через отверстия в роторе выбрасывается в кожух центрифуги, а осадок выгружается либо во время вращения ротора, либо после его полной остановки.

При разделении суспензий в отстойных центрифугах твердые частицы, имеющие, как правило, больший удельный вес, чем жид­ кий компонент, осаждаются под действием центробежной силы на

* В ГОСТ 16887—71 центрифуги этого типа названы осадительными.

7

обечайке ротора в виде кольцевого слоя; жидкий компонент также образует кольцевой слой, но ближе к оси вращения. Жидкость от­ водится из вращающегося ротора путем перелива через борт или с помощью отсосной трубы. Осадок выгружается на ходу или после остановки машины.

Разделение эмульсий происходит аналогично: у стенок ротора образуется слой тяжелой жидкости, а ближе к оси вращения — слой легкой жидкости. Центрифуги, предназначенные для разде­ ления эмульсий, называются разделяющими центрифугами. За­ грузка эмульсии и отвод тяжелой и легкой жидкостей из ротора такой центрифуги осуществляются непрерывно.

2.КЛАССИФИКАЦИЯ ЦЕНТРИФУГ

ВСоветском Союзе и за рубежом изготовляется большое коли­ чество центрифуг различных конструкций. Все они могут быть классифицированы по таким характерным признакам, как техно­ логическое назначение, способ выгрузки осадка, конструкция опор

ирасположение оси ротора.

Взависимости от технологического назначения, или принципа разделения, различают следующие типы центрифуг:

1)фильтрующие — для разделения сравнительно грубодисперс­ ных суспензий с кристаллической или аморфной твердой фазой, а также для отделения влаги от штучных материалов; применение таких центрифуг обеспечивает наименьшее содержание жидкой фазы в осадке и его эффективную промывку;

2)отстойные и осветляющие — для разделения плохо филь­ трующихся суспензий, осветления суспензий небольшой концентра­ ции, а также классификации суспензий по крупности и плотности твердых частиц;

3)

разделяющие (сепарирующие) — для разделения эмульсий;

4)

комбинированные, в которых сочетаются два принципа раз­

деления — осаждение с последующей фильтрацией или

фильтра­

ция с последующим осаждением в центробежном поле.

бывают:

По основному конструктивному признаку центрифуги

сгоризонтальным валом, имеющим жесткие или упругие опоры; ротор может быть расположен между опорами или на консоли (горизонтальные центрифуги);

свертикальным валом, имеющим жесткие опоры (вертикальные центрифуги);

снаклонным валом, имеющим жесткие опоры (наклонные цен­ трифуги) ;

свертикальным валом, имеющим упругую верхнюю опору и жесткую шарнирную нижнюю опору; ротор закрепляется на верх­ нем конце вала (вертикальные с подпертым валом и упругой верх­ ней опорой);

свертикальным валом, подвешенным на верхней шарнирной упругой опоре; ротор закрепляется на нижнем конце вала (подвес­ ные центрифуги с верхним приводом);

ö

с вертикальным валом, опоры которого помещены в общий жесткий корпус, подвешенный на трех колонках; ротор закреплен на верхнем конце вала (маятниковые центрифуги);

с вертикально подвешенным длинным трубчатым ротором (вер­

тикальные трубчатые центрифуги).

По способу выгрузки осадка центрифуги подразделяются на

следующие типы:

с ручной выгрузкой через верхний борт; осадок выгружают без применения специальных механизмов после полной остановки ро­

тора; с ручной выгрузкой через днище — без применения специаль­

ных механизмов после полной остановки ротора; с ручной выгрузкой и разборкой ротора; осадок выгружается

без применения специальных механизмов после полной остановки

ротора; с контейнерной, или кассетной, выгрузкой — с помощью спе­

циальных съемных контейнеров, мягких или жестких кассет и т. п.;

сножевой выгрузкой; осадок выгружается ножом или скребком специального механизма на ходу при полном или уменьшенном числе оборотов ротора;

сгравитационной выгрузкой (саморазгружающиеся); осадок

выгружается под действием собственного веса во время остановки ротора;

со шнековой выгрузкой — с помощью шнека, вращающегося от­ носительно ротора непрерывно при непрерывной работе машины;

споршневой выгрузкой осадка толкателем, совершающим воз­ вратно-поступательное (пульсирующее) движение вдоль оси ро­ тора при непрерывной работе машины;

сцентробежной (инерционной) выгрузкой; осадок выгружается под действием центробежных сил непрерывно при непрерывной ра­ боте машины;

свибрационной выгрузкой; осадок выгружается непрерывно под действием колебаний вращающегося ротора;

свибрационно-поршневой выгрузкой; осадок выгружается не­ прерывно под действием колебаний вращающегося ротора и толка­ ния осадка поршнем;

сгидравлической выгрузкой; влажный осадок и жидкая фаза выгружаются через сопла или отверстия ротора при рабочей ско­ рости последнего.

Взависимости от степени герметизации, взрывозащищенности

исоблюдения специальных требований (модификации) различают следующие исполнения центрифуг:

негерметизированное — без специальных уплотнительных устройств, изолирующих рабочие полости машины от внешней среды, с электрооборудованием обычного исполнения. Применяется для обработки нетоксичных, нелетучих, огне- и взрывобезопасных продуктов во взрывобезопасных производствах;

негерметизированное со взрывозащищенным электрооборудова­ нием — без специальных уплотнительных устройств, изолирующих

9