Технічна характеристика сепараторів

1. Технічна характеристика сепараторів

Показник	СОМ-3-1000М	Марка се СПМФ	паратора ОСП-ЗМ	ОМА-ЗМ
Маса барабана, кг Подача, м3/год Частота обертання барабана, об/хв Потужність електродвигуна, кВт Тип електродвигуна	16,3 1 8100 0,6 4АМ71А4У2	60 2 7200 3,0 4АМ10054У2	125 3 6500 4,0  4АМ100І4У2	207 5 6500 5,5 4АМ112М4У2

ЕЛЕКТРОПРИВІД ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН І ПАСТЕРИЗАТОРІВ МОЛОКА

Електропривід холодильних машин. Використання штучного холоду для технологічних цілей у виробництві молока — неодмінна умова забезпечення якості та зберігання продукту. Для великих ферм придатні компресорні установки. Принцип роботи холодильної машини ґрунтується на властивостях деяких речовин перебувати у рідкому стані при підвищеному тиску, перетворюватись на пару зі зниженням тиску та кипіти при низьких температурах. Робочий процес холодильної машини проходить за замкненим циклом. Як холодоагент для холодильних машин найчастіше використовують фреон.

Поршневий компресор у холодильній установці перетворює механічну енергію на потенціальну енергію тиску газу, нагнітаючи його до конденсатора, який омивається ззовні холодною водою, і де газ перетворюється на рідину. Цей процес супроводжується перетворенням потенціальної енергії тиску газу на теплову, що відбирається водою, та кінетичну, за рахунок якої рідина надходить через дроселюючий клапан до випарника.

Тут внаслідок зниження тиску рідина випаровується. З випарника газ знову надходить до компресора і цикл повторюється.

Для визначення потрібної потужності двигуна та витрат на охолодження певного об'єкта треба, виходячи з технологічних умов і продуктивності молочної, знати необхідну холодопродуктивність (3, кДж/год, яка залежить від продуктивності компресора Ь, м³/год, та об'ємної холодопродуктивності відсмоктуваних парів холодильної рідини ^, кДж/м³, тобто ф = Ьд.

Подачу компресора Ь, м³/с, визначають за виразом

де і — кількість всмоктувальних сторін поршня;

Р — площа поршня, м²;

5 — хід поршня, м;

п — число ходів поршня за секунду;

X — коефіцієнт подачі компресора (або об'ємний ККД, що дорівнює 0,85 - 0,95), який залежить від нещільностей, характеру рідини тощо;

І,_о — питома продуктивність компресора, м³/с.

Потрібна потужність поршневого компресора складається з потужності, яка витрачається всередині циліндрів на всмоктування, стиск і нагнітання газу, і потужності, яка витрачається на механічні втрати.

Потужність на валу компресора залежить від кута повороту кривошипа і змінюється за синусоїдальним законом. У поршневих компресорів одинарної дії подача здійснюється тільки за умов руху поршня вперед, а у механізмах подвійної дії — при ході поршня в обидва боки.

Середню потужність для компресора подвійної дії визначають за виразом

При роботі поршневого компресора на магістраль з постійним тиском під час кожного ходу поршня долається постійне середнє зусилля незалежно від кутової швидкості, тому двигун працює з постійним моментом, незалежним від кутової швидкості. Потужність Р, кВт, визначають за виразом

де Є} — подача компресора, м /с;

Н — тиск, який розвиває компресор, Па;

Р_х — початковий тиск газу, Па;

Р₂ — кінцевий тиск стисненого газу, Па;

л_к — ККД компресора;

г)_п — ККД передачі від двигуна до компресора.

Режим роботи компресора може бути тривалим і повторно-короткочасним з великою кількістю вмикань за годину залежно від обраної схеми та устаткування для керування роботою установки й двигуна.

З урахуванням режиму роботи після підрахунків вибирають електродвигуни найближчої більшої потужності.

Електропривід в установках пастеризації молока. Основні режими пастеризації (теплової обробки молока) визначаються технологією його обробки. За умов дотримання технології зберігаються поживні властивості молока без зміни його якості. Недотримання за часом викликає збереження мікрофлори в молоці, перетримання веде до втрати вітамінної цінності молока, карамелізації молочного цукру, змін у білковому складі.

У сучасних пастеризаційних установках електропривід використовується для привода молочних і водяних насосів, молокоочисників, які розглянуто у попередніх розділах.

Потрібна потужність Р, кВт, на обертання мішалки складається з потужності на подолання опору обертання Р_с та потужності на надання кінетичної енергії рідинам Р_к, які видаляються з пастеризатора, і дорівнює:

де V — швидкість рідини на виході, м/с;

є — коефіцієнт опору (у середньому є = 0,2);

р — густина рідини, кг/м³;

г)„ — ККД передачі;

5 — поверхня тертя, м ;

т — маса рідини, кг.

Параметри привода мішалки у молочному танку визначають так, як і для пастеризатора.

Для привода хитної трубчастої мішалки у вершкодозрі-вальних ваннах потрібна потужність Р, кВт, пропорційна густині рідини, поверхні мішалки, що пронизує рідину, а також швидкості руху мішалки:

де «і — діаметр труби мішалки, м; р — густина вершків, кг/м³; / — довжина мішалки, м; к — кількість труб; и_сер — середня швидкість середньої труби, м/с.

Режим роботи пастеризаційних установок тривалий, тому й електродвигуни працюють у тривалому режимі. Проте за наявності у технологічній лінії молокоочисних сепараторних барабанів безперервність роботи установки лімітується об'ємом грязьового простору сепаратора барабана і становить 2,5-3 год залежно від забрудненості молока механічними домішками.

Електропривід танка-охолодника молока ТОМ-2А. Танк-охолодник молока ТОМ-2А призначений для збирання, охолодження і зберігання молока на фермі, де розміщено до 400 корів. Він складається з молочної ванни 9 (рис. 6) з мішалкою 8, фреонового компресора 1, конденсатора 2, ресивера З, фільтра-осушника 4, теплообмінника 5, випарника 6, водяного насоса 7, акумулятора холоду.

За 3 - 4 год до початку доїння вмикають компресор й здійснюють попереднє охолодження води в акумуляторі холоду та наморожування льоду на панелях випарника. Це відбувається внаслідок руху фреону по замкненому контуру. Пари фреону, які відсмоктуються з випарника 6, компресором 1 стискаються, нагріваються й нагнітаються у конденсатор 2. У ньому фреон охолоджується повітряним потоком, який утворюється за допомогою вентилятора, віддає тепло, стає рідким й зливається до ресивера 3. Під тиском він надходить до фільтра-осушника 4, очищується від парів масла, охолоджується зустрічним потоком парів фреону у теплообміннику 5 і крізь отвір у терморегулювальному вентилі впорскується у внутрішню порожнину пластин випарника 6. Опинившись у розрідженому просторі, фреон кипить (переходить з рідкої у газоподібну фазу) зі споживанням теплоти.

При цьому пластини випарника охолоджуються до мінус 8-10 С і на них наморожується вода, в яку вони занурені.

Перед початком подавання молока вмикають мішалку 8 і водяний насос 7. Холодна вода омиває днище молочної ванни та охолоджує молоко, що надходить до неї.

Принципіальну електричну схему керування танком-охолодником молока ТОМ-2А наведено на рис. 7.

При вмиканні автоматичного вимикача С^Р напруга живлення подається на головні контакти магнітних пускачів КМ1 - КМ4 та на коло керування, при цьому загоряються лампи НЬІ, НЬ2. Схема передбачає три режими роботи: ручний, автоматичний, миття.

У положенні перемикача 8А "Ручний" керування електроприводами здійснюється тумблерами 51, 52, 53, 54 у колах відповідних магнітних пускачів. Вмиканням тумблера 51 у ручному режимі здійснюється початкове наморожування льоду на панелях випарника.

У положенні перемикача 5А "Автоматичний" керування технологічним циклом реалізується за допомогою блока логічного керування Е залежно від стану контакту датчика температури 8К2. Блок Е призначений для вироблення тимчасових сигналів необхідної тривалості, забезпечення технологічного алгоритму та організації вихідних сигналів у вигляді "сухих" контактів герконових реле К2 і КЗ. Як датчик температури використовується термоконтакт 8К2, контакт якого замкнений ртутним стовпчиком при температурі + 4 С та вище. Логічний сигнал про необхідність вмикання системи охолодження, надходячи до блока Е, викликає спрацювання вихідних реле К2 і КЗ. Замикаючий контакт реле К2, який увімкнено в коло котушки магнітного пускача КМ1, забезпечує роботу мішалки, а контакт КЗ вмикає пускач КМ2 і подає команду на ввімкнення насоса охолодження.

Рис. 6. Технологічна схема танка-охолодника молока ТОМ-2: 1 — компресор; 2 — конденсатор; 3 — ресивер; 4 — фільтр-осушник; 5 — теплообмінник; 6 — випарник; 7 — водяний насос; 8 — мішалка; 9 — молочна ванна

Надалі алгоритм керування передбачає таке функціонування схеми керування:

•  за умов досягнення в процесі охолодження молока температури, нижчої за + 4 С, контакт 8К2 розмикається, вихідне реле КЗ вимикається і відповідно розмикає свій контакт у колі котушки пускача КМ2, що викликає вимикання насоса охолодження;

•  мішалка після вимикання системи охолодження працюватиме, а після закінчення часу 3 ± 1 хв блок Е виробить команду вимикання вихідного реле К2, контакт якого вимкне пускач мішалки КМІ;

•  у процесі зберігання охолодженого молока блок Е вмикає мішалку на 3 хв. через кожні 30 хв..;

•  через зменшення кількості льоду на панелях випарника, який витрачається на охолодження молока, температура вихідних парів хладону з випарника підвищується, контакти температурного реле 8К1 у колі магнітного пускача КМЗ замикаються І вмикається привід компресора і вентилятора;

•  для контролю системи мащення компресора передбачене реле РКС. При кожному запуску компресора контакт реле РКС повинен замкнутися протягом 20 с, що контролюється елементом ДА9 (7-312), який у разі успішного функціонування системи замикання контакту РКС не дозволить вимкнутися проміжному реле К1. У випадку, коли контакт РКСза 20 с від початку запуску компресора не замкнеться, електромагнітне реле в елементі ДА9 знеструмиться, контакт його розімкнеться, вимикаючим реле К\, замикаючі контактиК1 розмикаючись вимкнуть ланцюг живлення, що забезпечить аварійне вимкнення устаткування ТОМ-2А;

•  за умов неприпустимого підвищення тиску, який контролюється датчиком реле тиску 5Р, та спрацюванні теплових реле КК\ - КК4 при можливих перевантаженнях електродвигунів МІ - МЬ їх розмикаючі контакти знеструмлюють коло живлення реле К1 і відбувається аварійне вимкнення устаткування ТОМ-2А, загоряється сигнальна лампа НЬ2"Аварія". Деблокування сигналу "Аварія" відбувається шляхом вимикання ввідного автоматичного вимикача С?Р та його повторного вмикання;

•  технологічна операція "Миття" здійснюється у відповідному положенні перемикача 5А. У цьому режимі передбачається керування електроприводом насоса мийки та електроприводом мішалки. Вмикання мішалки та насоса здійснюється за допомогою тумблера 54;

•  за умов підвищення температури молока контакти 8К2 замикаються і робота схеми повторюється.

Захист електроприводів та електроустаткування ящика керування від струмів короткого замикання забезпечується автоматичними вимикачами.

Типи та електричні параметри апаратів захисту для Т0М-2А наведені у табл. 2.

Рис. 7 Принципіальна електрична схема керування танком-охолодником ТОМ-2А

Табл.. 2. Технічна характеристика апаратів захисту

Тип ящика керування	Електродвигун, Рн, кВт	Автоматичний вимикач			Теплове реле
		Тип	Ін, А	Ін.уст. А	Тип	Позна- чення	Діапазон регулювання струму, А
ЯОА540-3474ВМУХЛ3.1	0,12 1,5 5,5 0,75 1,1	АЕ2043М	63	25	РТЛ1004 РТЛ1008 РТЛ1016 РТЛ1007 РТЛ1008	КК1 КК2 ККЗ КК4 КК5	0,38 - 0,65 2,4 - 4,0 9,5 - 14 1,5 - 2,6 2,4 - 4,0