Центрифуга для обезвоживания компонентов кормов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Научный журнал

Вестник Курганской ГСХА

УДК 631.365

И. А. Хименков, И. С. Шестопалов

ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ КОРМОВ

ФГБОУ ВПО «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА»

I. A. Himenkov, I. S. Shestopalov THE CENTRIFUGE FOR FORAGES COMPONENTS DEHYDRATION FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BY T. S. MALTSEV»

Рассмотрена задача создания эффективной центрифуги для по обезвоживанию соевых и сапропелевых суспензий. Рассмотрена конструктивная схема прецессионной центрифуги, созданной на кафедре механизации животноводства. Описана работа центрифуги, обсуждены достоинства ее, рассмотрены конструктивные особенности созданной центрифуги и вопросы, связанные с самоцентрированием ротора и с очищением поверхности.

Ключевые слова: центрифуга, самоцентрирование, прецессия.

The problem of creation the effective centrifuge for soy and sapropelic suspensions dehydration is considered. The constructive scheme of the precession centrifuge created on sub-faculty of animal husbandry mechanization is considered. Operation of the centrifuge is described, its advantages are discussed, design features of the created centrifuge and the questions connected with self-centering of a rotor and with clarification of a surface are considered..

Keywords: centrifuge, self-centering, pretsessiya.

Иван Анатольевич Хименков

Ivan Anatolyevich Khimenkov аспирант

Россия, 641300, Курганская область, Кетовский район, с. Лесниково, КГСХА E-mail: [email protected]

Иван Семёнович Шестопалов

Ivan Semyonovich Shestopalov доцент

E-mail: [email protected]

Введение. Центрифуги являются основными машинами, служащими для разделения материалов на твердую и жидкую фракции. Качество работы центрифуги оценивается влажностью конечного продукта. Для того чтобы получить необходимую влажность продукта на выходе, необходимо использовать современные машины. Обзор современных разработок показывает, что в настоящее время существует проблема, связанная с дефицитом таких машин. Поэтому разработка и внедрение в производство новых центрифуг является перспективным направлением научных исследований.

Методика. На кафедре механизации животноводства Курганской ГСХА ведутся исследования, направленные на поиск оптимальной конструкции прецессионной центрифуги для обезвоживания компонентов кор -мов. Был проведен ряд опытов по обезвоживанию соевых и сапропелевых суспензий. Результаты опытов по обезвоживанию соевых суспензий легли в основу внедрения на производстве фильтрующей центрифуги [1].

Были изучены результаты работ ряда ученых, занимавшихся исследованиями по обезвоживанию компонентов кормов [2, 3]. Проведен анализ существующих конструкций машин для обезвоживания сапро-пелей [4], преимуществ и недостатков этих конструкций [5]. В настоящее время проводится разработка лабораторной установки для изучения движения тела

по наклонной плоскости [6]. Проводятся исследования по обезвоживанию сапропелей.

Результаты. Результатами этих исследований явилось создание конструкции, защищенной патентами [7, 8], и изготовление центрифуги для лабораторных исследований процесса фильтрования.

Принцип работы центрифуги основан на фильтрации суспензии через фильтрующий элемент, установленный на внутренней поверхности конического ротора, под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора вокруг собственной оси и вокруг оси прецессии, расположенной под углом к оси ротора. Очищенный фильтрат стекает по стенкам корпуса и вытекает из центрифуги, а осадок, перемещаясь по поверхности ротора вдоль образующей конуса, поступает в окно выгрузки.

При отсутствии суспензии и осадка внутри ротора в начале работы прецессия ротора обусловлена наличием груза-дебаланса на обечайке ротора.

Во время работы центрифуги при накоплении и неравномерном распределении осадка по периметру ротора, ротор самоцентрируется за счет применения горловой опоры, позволяющей ротору отклоняться от оси вращения на некоторый угол, что значительно уменьшает неуравновешенные силы инерции. При изменении угла наклона ротора осадок срывается с его поверхности и под действием центробежных сил

Вестник Курганской ГСХА

№ 2, 2013

Инженерно-техническое обеспечение сельского хозяйства

71

выбрасывается в окно для выгрузки осадка.

Применение самоцентрирующегося ротора обеспечит уравновешивание сил инерции и, следовательно, увеличит долговечность конструкции.

Центрифуга непрерывного действия (рисунок), изготовленная на кафедре механизации животноводства, состоит из корпуса 1, сварной рамы 2, приводного вала 3, электродвигателя 4, двух шкивов 5, 6, ремня 7. Вращающиеся части ременного привода закрыты кожухом 8. В корпусе центрифуги установлены: трубы 9 для подачи пара или воздуха, перфорированный ротор 10 с фильтрующим элементом 11, труба для отвода жидкой основы материала II. Для обслуживания центрифуги в корпусе имеется крышка 12, которая во время работы закрепляется зажимами 13. Через крышку проходит труба 14 для подачи суспензии, в нижней части крышки имеется окно 15 для выгрузки твердой основы материала.

Рисунок - Центрифуга непрерывного действия

Ротор представляет собой обечайку формы усеченного конуса, закрепленную на ступице 16. На внутренней поверхности ротора установлен фильтрующий элемент 11, который с одной стороны крепится к ротору фланцем 17, а с другой стороны прижимается к ступице 16. На ступице ротора жестко закреплен стакан 18 для равномерного распределения потока суспензии по образующей ротора. К трубам подачи пара (воздуха) 9 подсоединены насадки 19, предназначенные для очистки фильтрующего элемента от твердых частиц суспензии.

Для получения обезвоженной формы компонентов кормов в качестве фильтрующего элемента используется сетка с отверстиями в свету 0,15^0,15 мм.

Чтобы отверстия при работе не забивались твердыми частицами измельченной массы и качество фильтрации не ухудшалось, с внешней стороны ротора, параллельно поверхности ротора установлены два диаметрально расположенные насадка с отверстиями, направленными в сторону ротора. Во время работы центрифуги через трубы 9 подается пар либо воздух под давлением навстречу движению соевой основы через фильтрующую сетку. Тем самым из отверстий фильтрующего элемента выдуваются застрявшие твердые частицы. За счет диаметрально противоположного расположения насадков взаимно компенсируются изгибающие моменты от потока воздуха, действующие на вал ротора и силы, действующие на опоры вала.

Выводы. Внедрение центрифуги в производство позволит получать обезвоженные формы компонентов кормов высокого качества, необходимые для производства продукции животноводства.

Список литературы

1 Фоминых А. В., Шарипов А. Г. Разработка и обоснование основных параметров центрифуги соевого молока // Междунар. научно-прак. конф. «Научные результаты - агропромышленному производству». - Курган: Изд-во КГСХА, 2004. - С. 412-416.

2 Дарханов А. И. Разработка и обоснование основных параметров вибрационно-центробежной установки для разделения пивной дробины на жидкую и густую фракции: Дисс. ... канд. техн. наук. - Челябинск, 1994. - 167 с.

3 Маремуков А. А. Обоснование основных параметров вибрационно-центробежной установки фильтрующего типа для разделения свиного навоза на твердую и жидкую фракции: Дисс. . канд. техн. наук. - Челябинск, 1989. - 222 с.

4 Кондратенко О. В. Обоснование рациональных параметров машины для снижения влагосодержания сапропеля энергосберегающим способом: Дисс. ... канд. техн. наук. - Санкт-Петербург, 2009. - 197 с.

5 Хименков И. А. Лабораторная установка для обезвоживания сапропеля // Сборник статей: Материалы Ы международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». - ЧГАА, 2012. - С. 131-133.

6 Хименков И. А. Определение времени нахождения материала в роторе прецессионной центрифуги // Сборник статей: Материалы Ы1 международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». - ЧГАА, 2013. - С. 138-141.

7 Центрифуга прецессионная: пат. 103757 Рос. Федерация. № 2009140450; заявл. 26.10.10; опубл. 27.04.11, Бюл. № 31. 4 с.

8 Центрифуга: пат. 122313 Рос. Федерация. № 202120558/05; заявл. 17.05.12; опубл. 27.11.12, Бюл. № 33. 3 с.