乳脂分離碟式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算

1、    乳脂分離碟式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算                         更新時(shí)間：2010-02-24 15:51:01               

2、                                             蘭小飛王凱1(蘭州理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,蘭州730050;中

3、國(guó)石油蘭州石化分公司聚烯烴事業(yè)部機(jī)動(dòng)設(shè)備科1,蘭州730060)    摘要：針對(duì)碟式分離機(jī)分離乳脂的問題,根據(jù)原乳的特性,在合適乳脂分離的離心機(jī)結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的條件下,按照碟式離心機(jī)原理,分析了轉(zhuǎn)鼓壁離心應(yīng)力產(chǎn)生的原因。并利用第三強(qiáng)度理論,導(dǎo)出離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁厚計(jì)算公式,并根據(jù)原乳的物性計(jì)算出轉(zhuǎn)鼓壁厚。    關(guān)鍵詞：碟式離心機(jī)脫脂乳脂肪轉(zhuǎn)鼓壁厚    中圖法分類號(hào)：TS252. 3;文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A    在用碟式離心機(jī)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(zhì),是通過轉(zhuǎn)鼓和轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的一組碟片來完成的。這些混合物從分離機(jī)下部進(jìn)入分離機(jī),通過碟片固定栓上的小孔進(jìn)入碟片組,并經(jīng)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(zhì)。 分離過程中,脫脂乳與雜質(zhì)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(zhì)則流存于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。稀奶油經(jīng)碟片上小孔沿碟片表面向上、向內(nèi),從中心稀奶油出口排出2。圖1為離心機(jī)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(zhì)量程度差

5、以及操作參數(shù)的不合理,常導(dǎo)致分離效率低下。碟式離心機(jī)轉(zhuǎn)速通常為5 000 r/min,轉(zhuǎn)鼓直徑為600 mm,轉(zhuǎn)鼓錐角為40°。高速轉(zhuǎn)動(dòng)的碟式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓 內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較大的離心應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超出轉(zhuǎn)鼓材料的屈服極限或強(qiáng)度極限時(shí),轉(zhuǎn)鼓就會(huì)產(chǎn)生大的變形或破壞失效,嚴(yán)重時(shí)造成人員傷亡。因此必需根據(jù)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度計(jì)算其壁厚1。                   1離心應(yīng)力

6、分析    離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)其內(nèi)物料高速旋轉(zhuǎn),所以,鼓壁內(nèi)的離心應(yīng)力由鼓壁本身及其內(nèi)物料兩部分產(chǎn)生。    1. 1鼓壁質(zhì)量引起的離心應(yīng)力    如圖2所示,高速回轉(zhuǎn)下的圓錐形轉(zhuǎn)鼓,其轉(zhuǎn)鼓質(zhì)量產(chǎn)生的離心力垂直于回轉(zhuǎn)軸,在軸向沒有分力,不能產(chǎn)生經(jīng)線方向的應(yīng)力,即(1)=0。鼓壁質(zhì)量產(chǎn)生的離心力在壁面法線方向的分力、在轉(zhuǎn)鼓壁中引起的環(huán)向應(yīng)力可按下式計(jì)算。          

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

8、160;1.2.1經(jīng)線應(yīng)力(1)    如圖3所示,錐形轉(zhuǎn)鼓任意半徑處的經(jīng)線應(yīng) 力(1)可根據(jù)軸向力平衡條件計(jì)算。                                    &#

9、160;   2轉(zhuǎn)鼓壁厚公式的確定 轉(zhuǎn)鼓總的經(jīng)向應(yīng)力為                                        3轉(zhuǎn)鼓壁厚的確定 

10、;                                    參考文獻(xiàn)1孫啟才,金鼎五.離心機(jī)原理結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算.北京:機(jī)械工業(yè)出 版社,19872郭本恒.乳粉.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20033余國(guó)琮.化工機(jī)械手冊(cè).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20034郭本恒.液態(tài)奶.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20045濮偉.離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁厚的影響因素及參數(shù)關(guān)系圖.過濾與分 離,2002; (12):18206馮穎璋.高速離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓力學(xué)性能指標(biāo)的討論.大型鑄鍛件, 1997; (2):