Проектно-конструкторская часть с расчетом сепаратора

В сепараторе-сливкоотделителе молоко перемещается из барабана через каналы тарелкодержателя к периферии и при этом проникает через толщу межтарелочного пространства. Под действием центробежной силы молочная плазма как тяжелая фракция движется к периферии, а жировые шарикикак легкая

Цельное молоко Цельное молоко

Рис.1.3.1. Схема движения молока цельного, очищенного, сливок и обезжиренного молока в барабане сепаратора:а-молокоочистителя; б-сливкоотделителя.

 фракция молока-косивращения. Всплываяискапливаясьнанаружнойповерхноститарелки, жировыешарикиобразуютпотокисливок (концентрированная смесь жировых шариков в молочной плазме), которые движутся по тарелкам к оси барабана. Жировые шарики, не достигшие поверхности нижерасположенной тарелки, отходят в обезжиренное молоко и составляют потери. Разделение молока на сливки и обезжиренное молоко практически завершается в межтарелочном пространстве.

Под напором постоянно поступающего притока молока в барабан потоки сливок и обезжиренного молока вытесняются в его верхнюю часть и выходят через специальные отверстия (для сливок и обезжиренного молока). Для разделения и отвода потоков на пакет тарелок установлена специальная тарелка с ребрами на поверхности конусной части. Обезжиренное молоко движется по пространству между разделительной тарелкой и кожухом барабана в верхнюю часть кожуха, из которой отводится из сепаратора. Сливки поднимаются вверх по каналам тарелкодержателя в камеру сливок в разделительной тарелке и непрерывно отводятся.

1.4. Сепараторы-молокоочистители.

Сепаратор-молокоочиститель ОМ-1А (рис.3.4.1) применяется на фермах для первичной очистки молока. Он включает в себя приводной механизм, барабан и приемно-выводное устройство. Приводной механизм состоит из станины, электродвигателя с фрикционно-центробежной муфтой, горизонтального и вертикального валов, пульсатора. Фрикцион- но-центробежная муфта предназначена для постепенной и плавной передачи вращения от электродвигателя к барабану. Для заливки и удаления масла имеются соответствующие отверстия, закрывающиеся пробками, для контроля уровня масла -смотровоестекло.

Вертикальный  вал вращается в верхнем радиальном и нижнем радиально-упорном шарикоподшипниках. Верхняя горловая опора выполнена  упругой, что позволяет барабану сепаратора при разгоне и остановке  плавно переходить критическую частоту  вращения и сохранять устойчивый ход при рабочей частоте вращения. Частоту вращения барабана контролируют, нажимая кнопку пульсатора. Нормальной частоте вращения соответствуют 47—49 толчковкнопкипульсаторавминуту.

В чаше, установленной на станине, укреплено  два тормоза для остановки  барабана после выключения электродвигателя и два стопора, удерживающих барабан  от произвольного вращения при сборке и разборке. Барабан, в котором  происходит очистка молока, закреплен наверетене гайкой. Приемно-выводное устройство через крышку крепится к чаше прижимами.

Рис.1.4.1. Сепаратор-молокоочистительОМ-1А:

а-общий вид: 1-станина; 2-привод; 3-стопор; 4-кожух; 5-приемно-выводноеустройство; 6-ручка тормоза; 7-отверстиедлязаливамасла; 8-кнопка пульсатора; 9-смотровое стекло; б-видвразрезе: 1-станина; 2-вертикальный вал (веретено); 3-чаша; 4-тормоз;5-крыльчатка;6-крышка; 7-напорный диск;8-кольцо резиновое;9-гайка; 10-прижим; 11-стопор;12-пробка;13-кнопка пульсатора;14-смотровоестекло;15-отверстие для слива масла.

Особенность конструкции сепарирующего устройства-отсутствиепакетаразделительныхтарелок. Онзамененкрыльчаткой, котораявыполняетрольсепарирующегоустройства.

Сепаратор-молокоочиститель обычно работает в комплексе с  пластинчатым охладителем. Порядок  установки, подготовки, работы и технического обслуживания сепаратора необходимо выполнять строго в соответствии с инструкцией по эксплуатации завода-изготовителя.

Применение  сепараторов-молокоочистителей с  периодической и непрерывной выгрузкой осадка позволяет увеличить продолжительность их непрерывной работы. Промышленностью выпускаются сепараторы-молокоочистители следующих марок: А1-ОЦМ-5, А1-ОЦМ-Ю, А1-ОЦМ-15, Ж5-ОМ2-Е-С. Сепараторы А1-ОЦМ-5 и А1-ОЦМ-Ю различаются типами установленных электродвигателей и конструкцией дисков. Кроме того, электродвигатель к станине сепаратора А1-ОЦМ-Ю крепится с помощью фланца. Сепараторы А1-ОЦМ-5 и А1-ОЦМ-10-полузакрытогоисполненияспериодическойвыгрузкойосадка.

Сепаратор А1-ОЦМ-5 (рис. 3.4.2. а) состоит из станины с приводным механизмом, приемно-выводного устройства, крышки с приемником осадка, тахометра, пульта управления, гидросистемы. Вращение от электродвигателя передается барабану через приводной механизм, включающий разгонную фрикционную муфту, горизонтальный и вертикальный валы. Горизонтальный вал вращается в шарикоподшипниковых опорах, установленных в отверстиях станины. От этого вала вращение передается вертикальному валу (веретену) с помощью винтовой пары. Кроме ведущей шестерни, передающей вращение через ведомую шестерню веретену, на горизонтальном валу имеется шестерня, связанная зубчатым зацеплением с механизмами тахометра и пульсатора. Для предотвращения попадания масла из картера станины на центробежную фрикционную муфту предусмотрен лабиринт.

Вертикальный  вал вращается в радиально-сферическом  и сдвоенном радиально-упорном  подшипниках. Горловая опора упругая, что позволяет барабану при разгоне  и остановке плавно переходить критическую  частоту вращения и сохранять  устойчивый спокойный ход во время работы сепаратора. Упругость достигается тем, что обойма с подшипником и валом заключена между шестью радиально расположенными пружинами. Лабиринтное уплотнение предохраняет подшипник горловой опоры и масляную ванну от попадания в них грязи, воды и сепарируемого продукта.

Вертикальная  нагрузка от барабана и вала в сборе  воспринимается пружиной стакана подпятника. В этом же стакане установлен сдвоенный радиально-упорный подшипник. Для регулирования положения барабана по высоте предусмотрена регулировочная шайба. В стакане имеется отверстие, совпадающее с отверстием в нижнем гнезде станины. Эти отверстия позволяют маслу циркулировать во время работы сепаратора. Нижняя часть станины закрыта крышкой с прокладкой. Крышку крепят к станине четырьмя болтами. В крышке имеется пробка, служащая для слива масла из нижней опоры. Для слива масла из картера станины предусмотрено отверстие, закрываемое пробкой. Уровень масла определяют по маслоуказателю.

Основной  исполнительный орган сепаратора- барабанзакрепленный на вертикальном валу, он состоит из основания, тарелкодержателя с пакетом тарелок, крышки, большого и малого затяжных колец и запорного поршня конического типа. Для ускоренияостановки барабана сепаратора после выключения электродвигателя предусмотрен тормоз.Гидросистема (рис.3.) предназначена для управления ручной или автоматической выгрузкой осадка из барабана, а также для промывки приемника осадка. Она состоит из фильтра, крана, редуктора для регулирования давления в гидросистеме, манометра, электромагнитных вентилей для управления работой барабана и для подачи воды в приемник шлама, а также вентиля для управления работой сепаратора вручную. Гидросистему устанавливают отдельно от сепаратора и соединяют с ним трубопроводом. Гидроузел гидросистемы, служащий для подачи буферной воды в соответствующие полости барабана, состоит из подводящей коммуникации, клапанного устройства, распределителя буферной жидкости, напорного диска и сигнального крана. В приемнике осадка на верхнем торце станины имеются штуцер и форсуночное устройство для подвода воды при автоматической и ручной мойке.

Рис.1.4,2, Сепаратор-молокоочиститель А1-ОЦМ-5:

а-общийвид: 1-станина;2-приемник осадка;3-барабан; 4-крышка сепаратора;5-питающая (центральная) трубка; 6-малое затяжноекольцо (гайка); 7-болт;8- приемно-выводное устройство;9-тарелкодержатель;10-пакет тарелок; 11-крышкабарабана;12-запорный поршень;13-основание;14-клапанное устройство; 15-вертикальныйвал (веретено);16-тахометр;17-маслоуказатель;18-пробка;б-барабансепаратора: 1-накиднаягайка;2, 4, 10, 14-18-уплотнения;3-горловина;5- тарелкодержатель; 6-тарелки; 7-корпус;8-основание;9-кольцо; 11-приемник;12-основание барабана;13-выход для осадка; в-схемаподключениягидросистемы: 1-манометр; 2-редукционныйклапан; 3-фильтр; 4, 7-электромагнитные вентили; 5, 6-вентили.

Принцип действия сепаратора следующий. После  набора барабаном необходимой частоты вращения открывают кран (на схеме не показан) на линии подвода воды к гидросистеме, и вода через фильтр поступает в гидросистему. Затем открывают вентиль6, и вода через гидроузел сепаратора поступает в барабан. После заполнения водой пространства под поршнем он поднимается вверх и перекрывает разгрузочные щели в основании барабана. Вентиль б ставят в положение «Подпитка», после этого исходный продукт из молокопровода через тарелкодержатель попадает в барабан и заполняет межтарелочное пространство. Под действием центробежной силы тяжелые механические примеси и слизь перемещаются к периферии барабана и оседают в шламовом пространстве. Очищенное молоко по наружным каналам тарелкодержателя поднимается вверх и через отверстие в крышке барабана поступает в напорную камеру, из которой выводится напорным диском в производственные трубопроводы.

Шламовое  пространство периодически частично или  полностью очищается (разгружается) во время работы. Частичную выгрузку применяют при автоматическом режиме работы, в этом случае удаляется только осадок, а молоко остается в барабане. Автоматическая разгрузка осадка управляется электромагнитными вентилями с помощью трех реле времени, размещенных в щите управления. Электромагнитное реле регламентирует продолжительность открытия электромагнитного вентиля 7, подающего воду через гидроузел в барабан сепаратора. Программное реле времени обеспечивает открытие электромагнитного вентиля 4 и подачу воды для автоматической мойки приемника осадка.

В зависимости от степени загрязненности молока время между разгрузками  колеблется от 40 до 95 мин, разгрузка  продолжается от 0,3 до 0,7 с. Если система  автоматической выгрузки осадка выходит из строя, можно использовать ручное управление. Для этого открывают кран, и вода попадает к гидроузлу, кран может оставаться в открытом положении около 1 с, после чего его опять ставят на подпитку. В это время барабан частично разгружается.

В сепараторе А1-ОЦМ-15 с периодической центробежной выгрузкой осадка по сравнению с аналогами снижены удельная металлоемкость в 2 раза, удельное потребление электроэнергии в 1,5 раза, а также шумовые ивибрационные характеристики и потери молока. Центробежными разгрузчиками осадка управляет бесклапанная система, что обеспечивает надежность и удобство в эксплуатации.

Сепаратор А1-ОЦМ-15 (рис. 3.43, а) состоит из привода, барабана, приемника осадка с гидроузлом, крышки, приемно-выводного устройства. Привод предназначен для передачи вращения от электродвигателя барабану и состоит из горизонтального и вертикального валов. На горизонтальный вал насажены бандаж, зубчатое колесо. Вращение от электродвигателя плавно передается фрикционной муфтой горизонтальному валу и через зубчатую передачу вертикальному. В барабане, состоящем из основания, поршня, тарелкодержателя с пакетом тарелок и крышки, молоко очищается от механических примесей.

Приемник  осадка предназначен для накопления шлама и отвода его в канализацию, а гидроузел-для подачи управляющей воды в соответствующую полость основания барабана. Крышка сепаратора является защитным кожухом барабана. На ней устанавливается приемно-выводное устройство для подачи в сепаратор исходного и отвода очищенного молока в производственные коммуникации. Приемно-выводное устройство состоит из центральной трубы, напорного диска и отводящей магистрали. На последней установлен манометр. Пульт управления служит для автоматического регулирования центробежной выгрузки осадка. Гидросистема предназначена для управления ручной или автоматической (центробежной) выгрузкой осадка из барабана, а также для промывки приемника осадка.