ПРИЛОЖЕНИЕ
ЦЕНТРИФУГИ. КОНСТРУКЦИЯ и ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ. МЕТОД РАСЧЕТА ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ОБЕЧАЙКЕ
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РОТОРА ЦЕНТРИФУГИ
ИСО 6178-83.
Назначение и область применения
Настоящее г риложение устанавливает:
правила по конструкции и безопасности некоторых центрифуг;
метод расчета тангенциального напряжения в обечайке цилиндрического ротора центрифуг.
Область применения
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.
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.
Определение
Ц
в суспензии в одной или
ентрифуга—машина, предназначенная для разделения двух жидких фазили 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.
Конструкция и правила безопасности
Выбор материалов для конструкции
При выборе материалов для конструкции следует исходить из соображений механических напряжений и усталостных свойств.
Применяемые материалы должны обладать соответствующими свойствами для назначенного применения с учетом коррозии и абразивного износа.
Все детали центрифуги должны тщательно изготавливаться и собираться в соответствии с правильной технической практикой.
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
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:
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;
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 былневозможен;
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 оборудованиемдолжно иметься устройство для отключения электропитания
П
отключающее
осле установки центрифуги должно быть зафиксировано устройство в положении, не допускающем работу машины4 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
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
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
исключение образования искр механического или электрического происхождения (в том числе электростатических искр) и недопущение ударов и опасного трения,
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
наименование изготовителя,
идентификационный номер машины,
год выпуска,
максимальная частота вращения в оборотах за минуту (об/мин)^
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
Т
Метод расчета и проверки тангенциального напряжения в обечайке
цилиндрического ротора центрифуги
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;
Re—предел 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
=
пустого барабана
I <У1| рас-
10 9Для учета уменьшенной плотности обечайки при наличии перфораций можно использовать коэффициент q (см. п. 5.3.2.3).
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
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
1
<У3=зЮ~ 3
( '■f— 4 л • зла г2_г2 )Коэффициенты
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.