Расчеты и выбор механических перемешивающих устройств вертикальных емкостных аппаратов. Карпушкин С.В - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В производствах химической, фармацевтической промышленности вертикальные емкостные аппа-
раты с механическими перемешивающими устройствами нередко используются для обработки токсич-
ных, взрыво- и пожароопасных веществ, содержание которых в воздухе производственного помещения
ограничено санитарными нормами и правилами. Определяющее влияние на содержание таких веществ
в зоне обслуживания аппарата оказывает величина утечки рабочей среды через уплотнение вала пере-
мешивающего устройства. Рассмотрим влияние герметизирующей способности наиболее распростра-
нённых уплотнений вращающихся валов на характеристики перемешивающего устройство вертикаль-
ного емкостного аппарата.
1.4. ВЛИЯНИЕ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
УПЛОТНЕНИЯ ВАЛА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
Наиболее популярными уплотнениями валов механических перемешивающих устройств верти-
кальных емкостных аппаратов являются манжеты, сальники и торцовые уплотнения. Выбор вида уп-
лотнения вала определяется характеристиками рабочей среды и частотой вращения вала, а его типораз-
мер – диаметром вала [5, 19]. Основной характеристикой герметизирующей способности уплотнений
является удельной утечка рабочей среды
U
(в метрах кубических через метр периметра контакта в се-
кунду). Допустимую величину удельной утечки характеризует класс негерметичности уплотнения, на-
пример [19]:
классу 1–1 соответствует
U
≤ 5⋅10
–13
, м
3
/м/с;
классу 1–2 –
U
≤ 5⋅10
–12
м
3
/м/с;
классу 2–1 –
U
≤ 5⋅10
–11
м
3
/м/с;
классу 2–2 –
U
≤ 5⋅10
–10
м
3
/м/с;
классу 3–1 –
U
≤ 2,5⋅10
–9
м
3
/м/с.
Рассмотрим методику определения значения
U
для манжетных, сальниковых и торцовых уплотне-
ний вращающихся валов.
1.4.1. Герметизирующая способность манжетных уплотнений
Резиновые манжеты, используемые для уплотнения вращающихся валов (рис.
1.20), изготавливают с металлическим каркасным кольцом и кольцевой спи-
ральной пружиной. Манжеты монтируют в цилиндрические канавки корпусов
машин открытой стороной к полости повышенного давления. Металлический
каркас придаёт уплотнению жёсткость, пружина обеспечивает поджатие лопа-
сти манжеты к валу с удельным давлением
р
пр
~ 0,03 МПа и таким образом
компенсирует её износ.
Расчёт удельной утечки рабочей среды через манжетное уплотнение реко-
мендуется [19] выполнять по формуле:
( )
( )
Y
ppl
nd
U
−
−
−µ
⋅⋅=
21
104,6
3
c
17
, (1.38)
где µ – вязкость среды, контактирующей с зоной уплотнения;
l
~ 1,216⋅(
d
–
d
2
) –ширина полоски сколь-
жения манжеты по валу;
р
=
р
0
+
р
пр
+
р
с
– суммарное удельное давление на поверхности скольжения;
2
в
2
н
2
в
2
н
0
2
5,1
rr
rr
Ep
t
+
−
ε=
– удельное давление, создаваемое начальной деформацией манжеты при сборке (внут-
ренний диаметр
d
2
корпуса манжеты всегда несколько меньше диаметра
d
вала);
r
в
=
d
2
/2 – внутренний
радиус корпуса манжеты;
r
н
=
d
/2 – радиус вала;
Е
– модуль упругости резины (~ 7 МПа), ε
t
= (
d
–
d
2
)/
d
2
–
коэффициент деформации манжеты при сборке;
р
с
– рабочее давление в аппарате;
n
– частота враще-
ния вала;
δ
π
⋅⋅−=
−
−
Tfpnd
Y
35
11
)10(
108,41
– коэффициент работоспособности манжеты;
Т
– время работы
Рис. 1.20. Схема манжетного
уплотнения:
1
– корпус;
2
– металлический
каркас;
3
– пружина

Страницы