Техническая характеристика вакуум-фильтров БШУ-40-3-10

Производительность по свекле, т/сут........................ 800…1000

Поверхность фильтрации, м²..................................... 40

Диаметр барабана, мм................................................ 3000

Длина барабана, мм.................................................... 4400

Частота вращения барабана, с^–1................................. 0,0026…0,0260

Температура суспензии при фильтрации, К.............. 273…368

Угол погружения барабана в суспензию, град.......... 109…120

Величина вакуума в зоне фильтрования, МПа........... 0,08

Давление при продувке, МПа.................................... 0,2

Установленная мощность, кВт................................... 7,0

Габаритные размеры, мм............................................ 7350´4585´3942

Масса, кг..................................................................... 21 415

Инженерные расчеты. Производительность фильтр-пресса зависит от скорости фильтрации, которая определяется режимом фильтрации, характером фильтрующей перегородки и физико-химическими свойствами осадка.

Производительность П (м³/с) фильтров и фильтр-прессов определяют по формуле

,

где q – нагрузка на фильтрующую поверхность, м³/м²; F – площадь фильтрующей поверхности, м²; t _пр, t _ф, t _р – соответственно продолжительность фильтрации, промывки осадка, разгрузки и подготовки фильтр-пресса к следующему циклу, с.

При выборе насоса, подающего исходный продукт в фильтр-пресс, необходимо учитывать сопротивление перегородки, которая рассчитывается по формуле

,

где R ₀ – коэффициент сопротивления (для металлического сита густого плетения R ₀ = (0,7…1,2)×10¹⁰; для тканой перегородки R ₀ = (0,6…3)×10¹⁰; m – динамическая вязкость фильтрующего продукта, Па×с.

Продолжительность фильтрации зависит от содержания осадка в фильтруемой суспензии, количества профильтрованного сока, объема камеры фильтр-пресса.

Продолжительность фильтрации t _ф (с)

,

где М_ф – масса отфильтрованного сока к окончанию цикла работы фильтр-пресса, кг; М_ос – масса влажного осадка, образующегося за один цикл работы фильтр-пресса, кг; d – толщина фильтрующей рамы, м; r _ос, r _с – соответственно плотность отфильтрованного сока и влажного осадка, кг/м³; v_о – объемная скорость фильтрации сока (v_о = (3,5…8,3)10^–5 м³/(м²×с)).

Давление жидкости в гидроцилиндре, необходимое для гидравлического зажима фильтр-пресса Р (Па), определяют по формуле

,

где Р_ф – давление фильтрации, Па; F_ф – площадь фильтрующей поверхности зажимной плиты, м²; Р_упл – минимальное давление на площадь контакта, необходимое для обеспечения герметичности стыка (), Па; F_ст – площадь контакта рам и плит, м²; D – диаметр плунжера гидроцилиндра, м; h – ширина уплотнения, м; f – коэффициент трения плунжера в уплотнениях (f = 0,20 – при набивочном уплотнении; f = 0,7…0,10 – при манжетном уплотнении); k – коэффициент, зависящий от конструкции уплотнения (k = 0,15 – при набивочном уплотнении, k = 0,4…0,7 – при манжетном уплотнении).

Удельная производительность (м³/м²) по осветленной фракции на 1 м² фильтрующей перегородки определяют по формулам:

для фильтров, работающих при постоянной разности давлений и переменной скорости фильтрования

,

для фильтров, работающих при постоянной скорости фильтрования и непрерывно увеличивающейся разности давлений

,

где k – удельное сопротивление осадка, м^-2; V – объем влажного посадка в 1 м³ фильтрата, м³; Р – разность давлений по обе стороны фильтрующей перегородки, Па; t – продолжительность фильтрования, с; m – динамическая вязкость суспензии, Па×c; R – сопротивление фильтрующей перегородки, м^-1.

Производительность патронных фильтров, соответствующая производительности завода по свекле П (т/сут), определяется по формуле

,

где F – площадь поверхности фильтрации фильтров, м²; с – скорость фильтрации продукта, м³/(м²×с); Р – количество фильтрованного сока или сиропа, % к массе переработанной свеклы (принимается из продуктового расчета); r – плотность продукта, кг/м³.

Требуемая площадь фильтрации патронных фильтров F (м²), соответствующая производительности завода, определяется из формулы

.

Количество фильтров определяется из выражения

,

где F ₁ – площадь фильтрации одного фильтра, м².

Производительность дисковых фильтров, соответствующая производительности завода по свекле П (т/сут), определяется по формуле

.

Поверхность фильтрации фильтров F (м²), исходя из производительности завода, будет

,

где Р – количество фильтрованного сока без учета промоя, % к массе свеклы; t₁ – активное время фильтрации сока за один цикл без учета получения промоя, с; t₂ – время вспомогательных работ за один цикл, с; с – средняя скорость фильтрации сока, м³/(м²×с); r – плотность сока, кг/м³.

Активное время фильтрации t₁ (с) определяется по формуле

,

где d – толщина осадка на элементах, м; r, r _ос – соответственно плотность сока и осадка, кг/м³; Р, Р_ос – соответственно количество фильтрованного сока и осадка, % к массе свеклы; с – средняя скорость фильтрации сока, м³/(м²×с).

Производительность вакуум-фильтров по свекле П (т/сут) определяется по уравнению

,

где F – общая площадь поверхности фильтрации вакуум-фильтров, м²; K – коэффициент использования поверхности фильтрации, выражающий отношение угла зоны фильтрации к 360° (для фильтров малого погружения принимается равным 0,3, для фильтров глубокого погружения – 0,5); с – скорость фильтрации, м³/(м²×с); – плотность фильтрованного сока, кг/м³; Р_с – количество жидкой части нефильтрованного сока 1 сатурации, % к массе свеклы (определяется из продуктового расчета по формуле ; _с – количество сока, отфильтрованного на дисковых сгустителях или осветленного в отстойниках, % к общему количеству жидкой части нефильтрованного сока I сатурации, по нормативам принимают 80 %

Количество сока, отфильтрованного в вакуум-фильтрах Р_вф (в % к массе свеклы)

.

Необходимая площадь фильтрации вакуум-фильтров F (м²)

.

Мощность привода вакуум-фильтра должна быть достаточной для преодоления моментов сопротивлении, возникающих вследствие неуравновешенности осадка на барабане фильтра (M ₁), среза осадка ножом (M ₂), сопротивления от трения плоскости неподвижной головки о поверхность диска износа (М ₃) и трения вала фильтра в подшипниках (М ₄).

Необходимая мощность электродвигателя N (кВт) определяется по формуле

,

где – суммарный момент сопротивления, Н×м; п – частота вращения барабана, мин^–1; h – КПД привода.

Сумма моментов сопротивлений

.

Момент сопротивления от неуравновешенности осадка М ₁ (Н×м), если считать, что осадком не покрыта 1/4 поверхности барабана, определяется по формуле

,

где G ₁ – масса неуравновешенного осадка, Н (); r – расстояние от центра тяжести неуравновешенной части осадка до оси барабана, м (); a – угол сектора неуравновешенной части осадка на барабане.

,

где D, l – диаметр и длина барабана фильтра, м; d – толщина слоя осадка, м; r – плотность осадка, Н/м³.

Момент сопротивления при срезе осадка М ₂ (Н×м) определяется по формуле

,

где f – коэффициент трения (f = 0,2…0,3); q – удельное сопротивление среза осадка Н/м², (q = 700…3000 Н/м²).

Момент сопротивления от трения М ₃ (Н×м) прилегающих плоскостей распределительной головки определяется по формуле

,

где z – число распределительных головок вакуум-фильтра; f ₁ – коэффициент трения между плоскостями неподвижной и подвижной частей распределительной головки; Р_о –сила прижатия головки к торцу вала, Н/м²; F – площадь трения торца вала, м²; – радиус трения торца вала, м.

Момент сопротивления от трения в подшипниках вала фильтра М ₄ (Н×м) определяется по формуле

,

где f₂ – коэффициент трения в подшипниках вала; G_б – сила давления вала барабана на подшипник, Н; d_ц – диаметр цапфы подшипника, м.

Науки должны быть самым возвышенным воплощением отечества, ибо из всех народов первым будет всегда тот, который опередит другие в области мысли и умственной деятельности. Пастер Луи (1822–1895), французский микробиолог и химик