ПРИЛОЖЕНИЕ

ЦЕНТРИФУГИ. КОНСТРУКЦИЯ и ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ. МЕТОД РАСЧЕТА ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ОБЕЧАЙКЕ

ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РОТОРА ЦЕНТРИФУГИ

ИСО 6178-83.

  1. Назначение и область применения

Настоящее г риложение устанавливает:

правила по конструкции и безопасности некоторых центрифуг;

метод расчета тангенциального напряжения в обечайке цилиндрического ротора центрифуг.

  1. Область применения

    1. Настоящее приложение не распространяется на центрифуги:

в которых кинетическая энергия нагруженного ротора меньше 750 Дж;

которые считаются электроприводными бытовыми машинами;

с окружной скоростью свыше 330 м/с;

используемые исключительно для обработки продуктов атомной энергии.

  1. Метод расчета тангенциальных напряжений в цилиндрических роторах

центрифуг, описанный в разд. 5, применим для центрифуг, имеющих цилиндри­ческий ротор с постоянной толщиной стенки, перфорированный или без перфора­ций с горизонтальной или вертикальной осью вращения, с облицовкой или без нее, с фильтром или без него

.Этот метод применим только к роторам, изготовленным из пластичных ме­таллических материалов; при этом предполагается, что выбор материала сделан с учетом возможного влияния рабочей температуры на его свойства; этот метод неприменим для роторов центрифуг, в которых отношение толщины стенки к ра­диусу

>

центрифуг с

0,1.

Он может быть применен аналогичным способом к роторам некруглыми отверстиями.

  1. Определение

Ц

в суспензии в одной или

ентрифуга—машина, предназначенная для разделения двух жидких фаз

или отделения одной твердой фазы, содержащейся большем числе жидкостей, или сушки твердых продуктов посредством центро­бежной силы, создаваемой вращением ротора.

Этот ротор обычно называют «корзиной», если его стенка перфорирована, и «чашей», если она не перфорирована.

  1. Конструкция и правила безопасности

    1. Выбор материалов для конструкции

      1. При выборе материалов для конструкции следует исходить из сооб­ражений механических напряжений и усталостных свойств.

      2. Применяемые материалы должны обладать соответствующими свойст­вами для назначенного применения с учетом коррозии и абразивного износа.

      3. Все детали центрифуги должны тщательно изготавливаться и собирать­ся в соответствии с правильной технической практикой.

    2. Корпус

4 2.1 Все центрифуги должны иметь неподвижный корпус, смонтированный либо на раме, либо на фундаменте машины.

4 2.2. При выборе размеров и материалов корпуса следует учесть возмож­ность уменьшения опасности травмы или увечья в случае разрушения ротора.

Если корпус состоит из нескольких частей, то его конструкция должна быть такой, чтобы для его разборки требовалось использование инструментов.

4.2.3. Защита от возможности касания оператором движущегося ротора при нормальных условиях работы

  1. Все отверстия в корпусе должны быть сконструированы или защище­ны таким образом, чтобы доступ к ротору при его вращении при нормальных условиях работы был невозможен.

Отверстия подразделяют на три типа:

  1. отверстия, которые конструктивно закрыты или защищены при нормаль­ной работе, например впускные и выпускные трубы, смотровые окна, места до-

ступа в корпус для технического обслуживания или чистка. Эти отверстия сле­дует считать обеспечивающими эффективную защиту, если для их открытия тре­буется инструмент или если их конструкция делает невозможным доступ к ро­тору при нормальных условиях работы центрифуги;

  1. о

    іи

    тверстия (крышки), которые необходимо открывать для чистки центри­фуги, например отслаиватели, отстойники. Такие крышки корпуса должны быть устроены таким образом, чтобы при открытой крышке запуск центрифуги был

невозможен;

  1. отверстия (крышки), которые можно открывать во время нормальной ра-

боты для загрузки и разгрузки центрифуги (дадее — открывающиеся устройст­ва), на них распространяются требования пп 4232и4233

4 2 3 2. Если защита обеспечивается посредством открывающихся устройств по п 423 1в, то каждое открывающееся устройство должно отвечать следую­щим требованиям

а) оно должно быть снабжено запорной системой, которая устроена так, что

она предотвращает любой запуск центрифуги, пока открывающееся устройство не закрыто, и при движении ротора открыть открывающее устройство невозмо­жно,

б) оно должно быть достаточно прочным для предотвращения выброса из центрифуги тех технологических продуктов, для которых она предназначена

4 2 33 Запорная система открывающихся устройств корпуса должна быть сконструирована и выполнена так, чтобы препятствовать доступу к движущемуся ротору в случае отказа или прекращения подачи электроэнергии или пневмати­ческого давления

43 1 Если корзина или чаша имеет крышку (или откидную крышку), то

должна иметься система безопасности, которая предотвращает запуск центрифу­ги, пока крышка не закрыта

4 3 2 При необходимости должна быть предусмотрена эффективная система, препятствующая чрезмерному раскачиванию ротора

Должно быть предусмотрено устройство для обнаружения вибрации или раскачивания

4 3 3 Конструкция обода ротора должна исключать для обслуживающего персонала риск при ручном поворачивании ротора

4 3 4 Ротор должен быть рассчитан, сконструирован и собран таким образом, чтобы он выдерживал все напряжения, которые могут возникнуть при нормаль­ном использовании центрифуги по назначению Напряжения в роторе рассчитыва­ют методом, изложенным в разд 5, если этот метод применим

44 Устройства для отключения источника питания— тормозная система

4

электропитания, то

4 1 Если центрифуга поставляется с оборудованием

должно иметься устройство для отключения электропитания

П

отключающее

осле установки центрифуги должно быть зафиксировано устройство в положении, не допускающем работу машины

4 4 2 Если центрифуга оборудована тормозным устройством, то его действие

не должно вызывать чрезмерных напряжении в движущихся частях центрифуги

Если центрифуга снабжена двигателем, способным привести ротор во вра­щение со скоростью, превышающей допустимую, то она должна иметь регулятор, не допускающий превышения допустимой скорости вращения

4 6 I Все подвижные части привода передачи должны иметь ограждения, предотвращающие доступ обслуживающего персонала к ротору при его враще­нии при нормальных условиях работы центрифуги

4 6 2 Пусковое устройство должно быть сконструировано или защищено так, чтобы не допускать неумышленного пуска центрифуги при случайном контакте или ударе

  1. Электрооборудование

Все электрооборудование и цепи должны соответствовать действующим стандартам с учетом любых конкретных опасностей, которые мсгут иметь место (например сырость, взрывоопасность, пожароопасность п т п)

Оборудование и цепь должны также соответствовать действующему законо­дательству по защите и безопасности работников

  1. Специальные меры безопасности

4 8 1 Если скребок для очистки ротора рассчитан на использование при скорости вращения, меньшей чем допустимая скорость вращения ротора, то должна иметься блокировка, не допускающая использование скребка, если ско­рость вращения ротора превышает установленную скорость его вращения при очистке скребком

4 8 2 Конструкция центрифуг, предназначенных для использования при за­данных условиях давления, температуры или в опасных атмосферных средах, должна включать в себя соответствующие устройства для управления и Венти­ляции

4 83 Конструкции центрифуг, предназначенных для использования во взры

воопасных местах или для обработки взрывчатых веществ или веществ, которые могут образовывать взрывчатые смеси, должны обеспечивать следующие меры безопасности

  1. исключение образования искр механического или электрического проис­хождения (в том числе электростатических искр) и недопущение ударов и опас­ного трения,

  2. обеспечение того, что при нормальных условиях работы, оговоренных по­купателем, ни одна часть цетрифуги не достигнет опасной температуры, указан­ной покупателем

49 Фирменные таблички

4 9 1 Изготовитель должен снабдить каждую центрифугу фирменной таб­личкой, на которой должны быть нанесены, по меньшей мере, следующие ясно различимые данные

  1. наименование изготовителя,

  2. идентификационный номер машины,

  3. год выпуска,

  4. максимальная частота вращения в оборотах за минуту (об/мин)^

  5. максимальная нагрузка в килограммах или максимальная плотность продукта в килограммах на кубический дециметр (кг/дм3)

4 9 2 Направление вращения ротора должно быть отчетливо указано на

центрифуге при помощи стрелки

4 9 3 Каждый ротор должен иметь маркировку, содержащую номер маши­ны в целях технической проверки

410 Руководство по эксплуатации

Вместе с каждой машиной должно поставляться руководство по эксплуата

ции, дающее точную информацию по работе, установке, техническому обслужи­ванию и использованию центрифуги и ее защитных устройств

Изготовитель должен поставлять чертежи и эскизы, необходимые для тех

нического обслуживания и технического освидетельствования центрифуги и всех

ее вспомогательных устройств, поставляемых им 411 Исключения 4 11 1 Несмотря на требования п 4 23 2, в тех случаях, когда технологиче-

ский процесс требует визуального контроля за центрифугируемым продуктом при работе центрифуги без смотрового окна, можно использовать непосредст венное отверстие при условии, что такое отверстие обеспечивает надлежащую защиту, в частности, не должно быть возможности доступа оператора руками к движущимся частям

4 112 Соответствие требованию п 4 2 3 3 не требуется для центрифуг, ра­ботающих с взрывчатыми продуктами или когда это требуется технологическим процессом, при условии, что приняты другие меры, обеспечивающие эквивалент ную степень безопасности


  1. Т

    1. Метод расчета и проверки тангенциального напряжения в обечайке


    цилиндрического ротора центрифуги


    1. Обозначения (см. черт. 1 и 2)..

    Ьь Ь2 — расстояние между центрами соседних перфорационных отвер­стий, мм;


    а — диаметр отверстий (перфораций), мм;


    G максимально допустимая масса содержимого при скорости вращения, кг;

    h — внутренняя высота ротора, мм;

    К2 — коэффициент для сварных соединений;


    максимальной


    — коэффициент для перфораций обечайки;


    число рядов отверстий в осевом направлении;


    q коэффициент уменьшения кажущейся плотности ротора вследст-


    вие перфораций;


    г — внутренний радиус ротора, мм;

    г2 — средний радиус ротора, мм;

    гз — внутренний радиус нагрузки, мм;

    Д — толщина стенки обечайки, мм;


    Z коэ


    })фициент для учета подкрепления колец (обручей);


    піп;


    а—угол между линиями, соединяющими отверстия, расположенные в шахматном порядке, градусы;

    р і — плотность обечайки, кг/дм3;

    р2 — плотность содержимого или мокрых отложений (максимальное значение), кг/дм3;

    а і— тангенциальное напряжение в обечайке при вращении пустого ротора, Н/мм2;


    ог2 — тангенциальное напряжение в обечайке, вызываемое ной силой от однородного содержимого, Н/мм2;

    о3 — тангенциальное напряжение в обечайке, вызванное ной силой от неоднородного содержимого, Н/мм2;

    О/г — предел прочности при растяжении, Н/мм2;

    Reпредел текучести для стали с выраженным пределом Н/мм2;


    центробеж-


    центробеж-


    текучести,


    ^0 002 —условный предел текучести 0,2 % для стали без выраженного предела текучести, Н/мм2;

    ^o,oi —условный предел текучести 1,0 % для аустенитной стали, Н/мм2;


    а/ —сумма тангенциальных напряжений в со — допустимая угловая скорость, рад/с.

    Тангенциальные напряжения


    обечайке ротора,


    Н/мм2;


    обечайке


    пустого


    ангенциальные напряжения в обечайке считывают по формуле

=

пустого барабана

I <У1| рас-

10 9

Для учета уменьшенной плотности обечайки при наличии перфораций мож­но использовать коэффициент q (см. п. 5.3.2.3).

  1. Тангенциальное напряжение, вызванное центробежной силой от на­грузки

Для облицованных роторов нагрузку следует увеличить на значение массы облицовки. Следует также принять в расчет массу фильтров и т, ц.

і — поперечное сечение подкрепляющих колец


Черт. 1

  1. При загрузке материалом с равномерным распределением массы (например жидкостями) напряжение в обечайке ротора определяют формулой

2 -2

ГГ3

н

(например

При загрузке материалом с
текстиль, меха) напряжение в

еравномерным распределением массы обечайке ротора определяют формулой

1

3=зЮ~ 3

( '■f— 4 л • зла г2_г2 )
  1. Коэффициенты

    1. Коэффициент для учета подкрепляющих колец. При применении под­

крепляющих колец следует учитывать их влияние на прочность ротора при вычи­слении тангенциального напряжения согласно общепринятым техническим пра­вилам. При этом можно определять необходимый коэффициент 2.