乳脂分離碟式離心機轉鼓壁厚設計計算

1、    乳脂分離碟式離心機轉鼓壁厚設計計算                         更新時間：2010-02-24 15:51:01               

2、                                             蘭小飛王凱1(蘭州理工大學機電工程學院,蘭州730050;中

3、國石油蘭州石化分公司聚烯烴事業(yè)部機動設備科1,蘭州730060)    摘要：針對碟式分離機分離乳脂的問題,根據原乳的特性,在合適乳脂分離的離心機結構和操作參數的條件下,按照碟式離心機原理,分析了轉鼓壁離心應力產生的原因。并利用第三強度理論,導出離心機轉鼓壁厚計算公式,并根據原乳的物性計算出轉鼓壁厚。    關鍵詞：碟式離心機脫脂乳脂肪轉鼓壁厚    中圖法分類號：TS252. 3;文獻標志碼：A    在用碟式離心機分離脂肪

4、的過程中,牛乳中的脂肪、脫脂乳和還有許多的雜質,是通過轉鼓和轉鼓內的一組碟片來完成的。這些混合物從分離機下部進入分離機,通過碟片固定栓上的小孔進入碟片組,并經由碟片上的小孔向上,在碟片間利用薄層分離原理使脂肪與脫脂乳分離,并沉淀出雜質。 分離過程中,脫脂乳與雜質沿碟片表面向下、向外并被甩向碟片外面,脫脂乳沿碟片組最上部的上葉 片與缽蓋之間的通道從脫脂乳出口流出,雜質則流存于轉鼓內壁。稀奶油經碟片上小孔沿碟片表面向上、向內,從中心稀奶油出口排出2。圖1為離心機分離牛乳后各組分出口位置示意圖。    而在分離乳脂過程中由于原乳的質量程度差

5、以及操作參數的不合理,常導致分離效率低下。碟式離心機轉速通常為5 000 r/min,轉鼓直徑為600 mm,轉鼓錐角為40°。高速轉動的碟式離心機轉鼓 內會產生較大的離心應力,當應力超出轉鼓材料的屈服極限或強度極限時,轉鼓就會產生大的變形或破壞失效,嚴重時造成人員傷亡。因此必需根據離心機轉鼓強度計算其壁厚1。                   1離心應力

6、分析    離心機轉鼓帶動其內物料高速旋轉,所以,鼓壁內的離心應力由鼓壁本身及其內物料兩部分產生。    1. 1鼓壁質量引起的離心應力    如圖2所示,高速回轉下的圓錐形轉鼓,其轉鼓質量產生的離心力垂直于回轉軸,在軸向沒有分力,不能產生經線方向的應力,即(1)=0。鼓壁質量產生的離心力在壁面法線方向的分力、在轉鼓壁中引起的環(huán)向應力可按下式計算。          

7、         式中,錐形轉鼓任意一點處的內半徑,錐形轉鼓 的半錐角,0轉鼓壁金屬材料重度,轉鼓角速度。 由上式可知,鼓壁本身質量離心力產生的周向應力 與鼓壁厚度無關,只與材料的密度、圓周速度。及 錐形轉鼓任一點處的內半徑有關。因此,增加鼓壁 厚度并不能減小周向應力,而且周向應力最大值在 圓錐轉鼓的大口處。    1. 2被分離物料的離心力引起的應力和變形   &#

8、160;1.2.1經線應力(1)    如圖3所示,錐形轉鼓任意半徑處的經線應 力(1)可根據軸向力平衡條件計算。                                    &#

9、160;   2轉鼓壁厚公式的確定 轉鼓總的經向應力為                                        3轉鼓壁厚的確定 

10、;                                    參考文獻1孫啟才,金鼎五.離心機原理結構與設計計算.北京:機械工業(yè)出 版社,19872郭本恒.乳粉.北京:化學工業(yè)出版社,20033余國琮.化工機械手冊.北京:化學工業(yè)出版社,20034郭本恒.液態(tài)奶.北京:化學工業(yè)出版社,20045濮偉.離心機轉鼓壁厚的影響因素及參數關系圖.過濾與分 離,2002; (12):18206馮穎璋.高速離心機轉鼓力學性能指標的討論.大型鑄鍛件, 1997; (2):