Дипломний проект · зі спеціальності 7.05050315 ... Проект...

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

Інженерно-хімічний факультет

Кафедра хімічного, полімерного і силікатного машинобудування «До захисту допущено»

Завідувач кафедри __________ Панов Є.М__ “___”_____________201_ р.

Дипломний проект освітньо-кваліфікаційного рівня «спеціаліст»

зі спеціальності 7.05050315 – Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів

на тему: Лінія для виробництва металевого порошку з модернізацією барабанного вакуум-фільтра

Виконав студент 6-го курсу, групи ЛП – 41с

Федченко Євген Олександрович

Керівникканд. техн. наук , доц. Сидоренко С.В. ___________

Консультанти з розділів:

охорона праці та безпека у надзвичайних ситуаціях

канд.. техн.. наук , доц.. Ковтун І.М. ___________

автоматизація ст. викладач Цапар В.С. ____________

техмаш ст. викладач Борщик С.О. ____________

модернізація канд..техн. наук, доцент Щербина В.Ю. ____________

Рецензент _______________________________________________ __________

Засвідчую, що у цьому дипломному проекті немає запозичень з праць інших авторів без відповідних посилань. Студент _____________

Київ – 2016 року

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

Факультет інженерно – хімічний

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування Освітньо-кваліфікаційний рівень спеціаліст

Спеціальність 7.05050315 – Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів

ЗАТВЕРДЖУЮ Завідувач кафедри __________ Панов Є.М

«___»_____________201__ р.

ЗАВДАННЯ на дипломний проект студенту

Федченко Євген Олексанг

1. Тема проекту: Лінія для виробництва металевого порошку з модернізацією барабанного вакуум-фільтра

керівник проекту: канд. техн. наук , доц. Сидоренко С.В. затверджені наказом по університету від «___»_________ 201__ р. №_____

2. Строк подання студентом проекту (роботи) 30 січня 2016 року

3. Вихідні дані до проекту (роботи): продуктивність по сіолітуG=16497270 кг/рік, початкова вологістьω1=52%, кінцева вологість ω2=4,7%, температура теплоносія t1(Т1)=600(873)°С(К), температура в киплячому шарі t2(Т2)= 330(603)°С(К),матеріал сіоліт мρ = 160 кг/м3, початкова температура сіолітуt1=10(283) °С(К), температура сіоліту на виході t2=300(573)°С(К), гранулометричний склад0,1...4 мм, теплотворність природного газу н

рQ = 9280

кДж/м3

4. Зміст пояснювально-розрахункової записки (перелік завдань, які потрібно розробити).Пояснювальна записка повинна мати наступний вигляд: зміст, вступ, п ризначення та галузь застосування виробу який проектується, технічна характеристика базового обладнання, спис конструкції базового обладнання, основні частини та принципу дії, літературний та патентний огляд стану питання,обґрунтування запропонованої модернізації, розділ «Автоматична система управління», розділ «Економіка», розділ «Охорона праці та навколишнього середовища», очікувані механіко-економічні

показники та висновки,. Література, додаток: таблиця «Перелік розглянутих патентів». Розділ «Розрахунки» має включати: розрахунки які підтверджують працездатність та основні геометричні розміри: на міцність, кінематичні та параметричні, теплові, розрахунки, що підтверджують надійність: розрахунки безвідмовності, розрахунки тривкості. Розділ «Технологія монтажу та експлуатації»: технологія збирання складальної одиниці, технологія складання машини, змащення машини та література.

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень) Технологічна схема лінії або загальний вигляд обладнання, креслення вузлів обладнання (2-3 листа), креслення модернізованих вузлів (2 листа), схема автоматизації (1 лист), плакати ілюстрацій результатів виконаних розрахунків і програм конструкторського проектування (1-2 листа)

6. Консультанти розділів проекту (роботи) Підпис, дата

Розділ Прізвище, ініціали та посада

консультанта завдання видав

завдання прийняв

Автоматизація Цапар В.С. ст. викладач Охорона праці Ковтун І.М. доц. каф. Модернізація Щербина В.Ю., доц.. каф Тех.маш. Борщик С.В., ст..викладач

7. Дата видачі завдання

Календарний план

№ з/п

Назва етапів виконання дипломного проекту (роботи)

Строк виконання етапів проекту (роботи)

Примітка

Студент Федченко Є.О.

Керівник проекту к.т.н. доц. Сидоренко С.В. РЕФЕРАТ

Дипломний проект освітньо-кваліфікаційного рівня «Інженер

специаліст» на тему: «Лінія для виробництва металевого порошку з

модернізацією барабанного вакуум-фільтра». Керівник: Сидоренко С.В.

Виконавець Федченко Є.О. – К., НТУУ ”КПІ”, 2016.

Проект складається з вступу, трьох розділів, висновків, переліку

посилань і додатків. Загальний обсяг роботи ___ аркушів основного тексту.

Метою дипломного проекту є модернізація барабанного вакуум-

фільтра і способів кріплення фільтрувальної тканин.Запропонована

модернізація дозволить спростити експлуатацію та зменшити затрати на

ремонт, атакож збільшиться строк служби барабанного вакуум-фільтра.

В проекті розроблено барабанний вакуум-фільтр. Виконано

параметричні, теплові, конструктивні розрахунки, що підтверджують

працездатність та основні геометричні розміри. Проведені розрахунки з

економіки, описана схема автоматизації та розроблені рекомендації щодо

технології монтажу та експлуатації барабанного вакуум-фільтра.

Технічна характеристика барабанного вакуум-фільтра

Поверхня фільтрації

Діаметр барабана

Швидкість обертання барабана

Вакуум у порожнині осередків головки

Тиск у зоні віддуву і регенерації

Кут заповнення барабана

Маса фільтра з запчастинами

38 м2

2,7 м

0,09-1,08об/хв

до 0,085 МПа

0,1-0,4 МПа

115о

10600 кг

Барабанний вакуум фільтр з внутрішньою поверхнєю фільтрації, що

міститьвузол кріплення фільтрувальної тканини до обичайки. Вузол має

резинові ущільнюючі прокладки, що розміщєні на обичайці в місцях

кріплення, прижимні планки для сит, встановлені на прокладках. При цьому

пальці виповнені з різьбою, і вузол має гайки з шайбами,що розміщєні на

пальцях ззовні обичайки.

Тема проекту є актуальною тому, що присвячена ресурсо- та

енергозбереженню.

Ключові слова: барабан, вакуум-фільтр,тканина, кріплення, вузол.

ABSTRACT

Diplomaprojecteducationalqualificationof "Engineerspecialist " on "Metallic

powder line with the modernization of a vacuum drum filter" Director SV

SidorenkoArtistFedchenko Y.O. - K. "KPI" , 2016 .

Theprojectconsistsofanintroduction, threechapters, conclusion,

listofreferencesandappendices. Thetotalamountofwork ___ pagesofmaintext.

Theaimofthediplomaistomodernizevacuum drum filter and

attachmentmethod of filtrating fabric. Propositionsetpermissionstosimplify

operation of machine, and to reduce the repair costsas well as extend the life of

vacuum drum filter.

The project developed a vacuum drum filter. Done parametric, thermal, structural

calculations, confirming the efficiency and basic geometric dimensions. Has been

done calculations in economic part, described the scheme of automation and

developed recommendations regarding technology installation and operations of

drum vacuum filter.

РЕФЕРАТ

Дипломный проект образовательно - квалификационногоуровня "инженер

, специалист " на тему : " Линия производства металлического порошка с

модернизацией барабанного вакуум-фильтра" .Руководитель Сидоренко С.В.

ИсполнительФедченко Е.А. - К., НТУУ " КПИ " , 2016 .

Проект состоитизвведения, трех глав, заключения, спискассылок и

приложений. Общийобъемработы ___ листов основного текста.

Целью дипломного проектаявляетсямодернизациямодернизация

барабанного вакуум-фильтра и способовкрепленияфильтровальнойткани.

Предложеннаямодернизацияпозволитупроститьэксплуатацию и

уменьшитьзатраты на ремонт, а такжеувеличитьсрокслужбы барабанного

вакуум-фильтра.

В проекте разработан барабанный вакуум-фильтр. Проведены параметрические,

тепловые, конструктивные расчеты, что подтверждают работоспособность и

основныегеометрическиеразмеры. Проведены расчеты по экономике, описана

схема автоматизации, расмотреныосновныеаспектыохраны труда и

разработаны рекомендации технологии монтажа и эксплуатации барабанного

вакуум-фильтра.

Основные технико-экономические характеристики барабанного вакуум-

фильтра приведены ниже в таблице.






38 м2

2,7 м

0,09-1,08об/хв

до 0,085 МПа

0,1-0,4 МПа



115о

10600 кг

Барабанный вакуум фильтр с внутренней поверхностью фильтрации,

содержит узел крепления фильтровальной ткани к обечайке. Узел имеет

резиновые уплотнительные прокладки, размещенные на обечайке в местах

крепления, прижимные планки для сит, установленные на прокладках. При

этом пальцы выполнены с резьбой, и узел имеет гайки с шайбами, что

размещены на пальцах извне обечайки.

Тема проекта актуальна потому, что посвящена ресурсо- и

энергозбережению.

Ключевыеслова: барабан, вакуум-фильтр, ткань, крепления, узел.

ЗМІСТ

ВСТУП .........................................................Ошибка! Закладка не определена. 1 ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ОБЛАСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА МЕТАЛЕВОГО ПОРОШКУ ..............Ошибка! Закладка не определена.

1.1 Опис технологічного процесу .......Ошибка! Закладка не определена.

1.2 Вибір типу апарату, його місце в технологічній схемі.............Ошибка! Закладка не определена.

2 ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ........Ошибка! Закладка не определена. 2.1 Технічна характеристика барабанного вакуум-фільтра ...........Ошибка! Закладка не определена.

3 ОПИС КОНСТРУКЦІЇ БАЗОВОГО ОБЛАДНАННЯ, ОСНОВНІ ЧАСТИНИ ТА ПРИНИЦИПУ ДІЇ ............Ошибка! Закладка не определена.

3.1 Конструкція і принцип дії апарату, основних складальних одиниць та деталей ......................................................Ошибка! Закладка не определена.

4 ЛІТЕРАТУРНИЙ ТА ПАТЕНТНИЙ ОГЛЯД .............Ошибка! Закладка не определена.

4.1 Обґрунтування обраної модернізації...................................................... 22

5 АВТОМАТИЧНА СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ ...........Ошибка! Закладка не определена.

5.1 Короткий опис технологічного процесу .............Ошибка! Закладка не определена.

5.2 Барабанна сушарка як об’єкт автоматизації .......Ошибка! Закладка не определена.

5.3 Система автоматизації ...................Ошибка! Закладка не определена.

5.3.1 Автоматичний контроль ..........Ошибка! Закладка не определена.

5.3.2 Автоматичне регулювання ......Ошибка! Закладка не определена.

5.3.3 Система сигналізації ................Ошибка! Закладка не определена.

5.3.4 Дистанційне керування............Ошибка! Закладка не определена.

5.4 Замовна специфікація на прилади та засоби автоматизації .....Ошибка! Закладка не определена.

6 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА ПРОЕКТУОшибка! Закладка не определена. 6.1 Вступна частина..............................Ошибка! Закладка не определена.

6.2 Розрахунок ефективності на проведення модернізації устаткування Ошибка! Закладка не определена.

6.3 Висновки економічної частини .....Ошибка! Закладка не определена.

7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА ЖИТТЕДІЯЛЬНОСТІ ................Ошибка! Закладка не определена.

7.1 Повітря робочої зони......................Ошибка! Закладка не определена.

7.2 Електробезпека ...............................Ошибка! Закладка не определена.

7.2.1 Розрахунок захисного заземлення .................Ошибка! Закладка не определена.

7.3 Безпека частин що рухаються і обертаються .....Ошибка! Закладка не определена.

7.4 Виробничий шум ............................Ошибка! Закладка не определена.

7.5 Пожежна безпека ............................Ошибка! Закладка не определена.

8 Очікувані механіко-економічні показники та висновки .Ошибка! Закладка не определена.

8.1 Розрахунки ефективності на проведення модернізації устаткування Ошибка! Закладка не определена.

8.2 Висновки..........................................Ошибка! Закладка не определена.

ЛІТЕРАТУРА ..............................................Ошибка! Закладка не определена. ДОДАТОК 1 ПЕРЕЛІК РОЗГЛЯНУТИХ ПАТЕНТІВ ...Ошибка! Закладка не определена.

1 Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкцій .. 1.1 Розрахунок елементів барабанного вакуум-фільтра на міцність

1.1.1 Розрахунок на міцність та жорсткість корпуса барабанного вакуум-фільтра ...................................................................................................

1.1.2 Розрахунок на міцність бандажа та опорного ролика ........................

1.1.3 Параметричний розрахунок барабанного вакуум-фільтра ................

1.1.4 Розрахунок потужності приводу барабанного вакуум-фільтра ........

1.2 Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції барабанної сушарки Ошибка! Закладка не определена.

1.2.1 Матеріальний баланс сушарки.............................................................

1.2.2 Вибір основних габаритних розмірів барабана...................................

1.2.3 Розрахунок приводу сушарки. Визначення потужності двигуна......

1.2.4 Розрахунок на міцність корпусу ...........................................................

Затвер

Панов

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

Літ

НТУУ «КПІ», ІХФ, ХПСМ

Д

Підп

№ Федченко

Сидоренко

Н.

Т.

Переві

Розроб

З А

Ар АркуЛінія для виробництва металевого порошку

з модернізацієюбарабанного вакуум-фільтраЗмн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

1.2.5 Розрахунок корпусу барабана на допустимий прогин .......................

1.2.6 Вибір бандажів та розрахунок їх на міцність....................................

1.2.7 Перевірка на міцність опорних роликів...............................................

1.2.8 Перевірка на міцність упорного ролика ..............................................

1.3 Розрахунок на міцність кришки головки розподільчої за допомогою системи «ВЕСНА»

Додаток 1.................................................................................................................... Схема алгоритму ....................................................................................................... Додаток 2...................................................................................................................

IIIТЕХНОЛОГІЯ МОНТАЖУ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ………………..

ВСТУП

У промисловості і техніці широке застосування знаходить порошок-

сирець. Таке використання деталей, виготовлених з металевого порошку,

обумовлюється їхніми особливими властивостями (пластичністю, високою

електропровідністю і теплопровідністю, антикорозійною здатністю, малою

питомою вагою, великою питомою міцністю й ін.), важливими для сучасного

машинобудування й інших галузей народного господарства.

В Україні на Броварському заводі порошкової металургії м. Бровари

виготовляється залізний порошок методом розпилення розплаву металу.

Розплавлений метал розпорошують водою високого тиску. Отриману пульпу

зневоднюють і сушать, потім порошок-сирець відновлюють у прохідних

печах конвеєрного типу при заданій температурі в середовищі

конвертованого газу. Отриману губку дроблять, розмелюють, піддають

класифікації й усереднюють. Готовий продукт - залізний розпилений

порошок має високі технологічні властивості. Ущільненість порошку при

6 МПа складає 6,5-6,65г/см3. Міцність неспеченогопресування при щільності

Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

6,5 г/см3 складає 20 -25 МПа. Відносне подовження складає 8-2% при густині

7,0-7,1 г/см3. Металеві порошки, виготовлені за даною технологією,

знаходять широке застосування в різних областях промисловості:

виробництво порошкових виробів антифрикційного, конструкційного

і електротехнічного призначення зі спеченої електродної стрічки;

застосування порошків при киснево-флюсовому різанні металів, в якості

головної складової високопродуктивних електродів; використання порошку

для виготовлення поліграфічних барвників; каталізатор і відновлювач

в різних хімічних виробництвах , у магнітній дефектоскопії і т.д.

Порошкові конструкційні вироби широко застосовуються в машино-

і приладобудуванні. Їх випускають у вигляді деталей або заготовок, що

вимагають незначної механічної обробки. При цьому скорочуються втрати

металу, знижуються трудові витрати і вартість виробів.

Ненавантажені і малонавантаженікострукційні вироби виготовляються з

чистого залізного порошку - залізографіту.Середньонавантажені

конструкційні вироби виготовляються з порошкових матеріалів: залізо-

чавун-хром, мідь, залізо-графіт-мідь-нікель, хромомолібденового матеріалу з

додаванням фтористого кальцію.

Порошкові магнітом’які матеріали з чистого залізного порошку

і з залізного порошку з добавкою фосфору широко використовуються

для виготовлення деталей, що застосовуються в електротехніці

і приладобудуванні як магнітопроводи, полюсні наконечники, що працюють

у постійних магнітних полях різних приладів і пристроїв.


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

1 ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ОБЛАСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ЛІНІЇ

ВИРОБНИЦТВА СІОПОРУ

1.1 Опис технологічного процесу

Металеві порошки знаходять широке застосування в різних галузях

промисловості: машинобудуванні, зварюванні, поліграфії, хімічних

виробництвах та ін.

На рисунку 1.1 представлена технологічна лінія процесу отримання

металевого порошку.

1 – бак; 2, 16,17,20 – насоси ; 3, 4 – гідроциклони; 5, 6 – жолоба піскові; 7

– вакуум–фільтр; 8 – ресивер; 9 – ловушка; 10 – конденсатор барометричний;

11 – бункер; 12 – живильник тарільчатий; 13 – бак –відстійник;

14, 15 – зумпфи; 18, 19 – компресори водокільцеві ; 21, 22 – жолоба зливні;

23 – барабанна сушарка; 24 – циклон; 25 – установка пакування та фасування.

Рисунок 1.1 - Технологічна лінія процесу отримання металевого порошку


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

Відділена в гідроциклонах вода через зливальний жолоб 21 подається

на бак-відстійник 13, а згущена пульпа через пісковий жолоб 6 надходить

у вакуум-фільтр 7. У зумпф 14 періодично зливається осад з бака відстійника

13, а також вода, що відсмоктується у вакуум-фільтрі 7. З зумпфа

14 періодично, під час розпилення, осад залізного порошку насосами 20

перекачується в жолоб 5, а відтіля разом зі свіжим порошком в барабанний

вакуум-фільтр 7 на перше розділення. В міру заповнення бака-відстійника 13

очищена вода переливається в кільцеву "кишеню" у верхній частині

бака і повертається в систему "брудного циклу" для повторного

використання (після охолодження й освітлення в спеціальних відстійниках).

На схемі показана, також, вакуумна система, що складається

з водокільцевого вакуум-насоса 19, барометричного конденсатора 10, пастки

9 і ресивера 8. Віддув мажоналя на вакуум-фільтрі забезпечує водокільцевий

компресор 18. Насоси 17 використовуються як допоміжне устаткування для

видалення осаду з нижньої частини ресивера. Після проходження циклу

сушіння в барабанній сушарці 23 порошок потрапляє до установки 25 для

подальшого фасування та пакування.

Основними апаратами в процесі зневоднення та сушки є барабанний

вакуум-фільтр та барабанна сушарка.

.

1.2. Вибір типу установки, апаратів, їх місце в технологічній схемі

Барабанний вакуум-фільтр призначений для зневоднення металевого

порошку до вологості 6..8%.

Барабанний вакуум-фільтр є найпоширенішими серед фільтрів

безперервної дії. Фільтр має вигляд барабана, що розділений на ряд

ізольованих одна від одної камер. Кожна камера з’єднується трубами

з розподільною головкою. Дякуючи цьому при обертанні барабана камери

у відповідній послідовності приєднуються до джерела вакууму та стиснутого

повітря. В результаті при повному оберті барабана кожна камера проходить


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

декілька зон, в яких відбувається процеси фільтрування, промивання осаду

та ін.

Таким чином, на кожній дільниці поверхні фільтрату всі операції

проходять послідовно одна за іншою, але дільниці працюють незалежно,

тому в цілому всі операції проходять одночасно, тобто процес

є безперервним. Серед інших переваг барабанного вакуум-фільтра слід

відзначити простоту обслуговування, можливість фільтрування суспензій

з великою кількістю твердої фази, добрі умови для промивання осаду.

В технологічний схемі виготовлення металевого порошку барабанний

вакуум-фільтр використовується для зневоднення пульпи, що надходить

з гідроциклону, до вологості 6..8%.


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

2 ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА

Технічні дані барабанного вакуум-фільтранаведені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Технічна характеристика барабанного вакуум-фільтра








38 м2

2,7 м

0,09-1,08об/хв

до 0,085 МПа

0,1-0,4 МПа

115о

10600 кг


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

3 ОПИС ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБРАНОЇ КОНСТРУКЦІЇ

АПАРАТІВ

3.1 Конструкція і принцип дії апаратів, основних складальних

одиниць та деталей

Барабанний вакуум-фільтр (рисунок 3.1) складається з барабана 2,

розподільчої головки 1, та системи каналів для підводу та відсмоктування

води, вакууму та повітря на продувку. Барабан кріпиться за допомогою двох

бандажів.

1 – головка розподільча; 2 - барабан; 3 - бункер; 4 – труба для відводу

фільтрату

Рисунок 3.1 - Барабанний вакуум-фільтр

Барабан має кілька робочих зон: фільтрації, промивання осаду

розчинником, просушки, віддувки і знімання осаду. За допомогою

розподільної головки фільтра 1 (рисунок 3.2) з поверхні барабана відводять

фільтрат і розчинник (промивну рідину) а також інертний газ для віддувки

осаду.


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

1 - рухливий диск; 2 - нерухомий диск; І - зона фільтрації; ІІ - зона просушки;

ІІІ - зона промивання і просушки осаду; ІV - зона віддувки осаду;

V - зона очистки тканини.

Рисунок 3.2 - Схема пристрою розподільноїголівки

У головцімаютьсяприкріплені до барабана рухливий диск 1

і нерухомий диск 2. Отвори в рухливому диску з’єднуються з камерами

барабана, а отвору в нерухомому диску - з відповідними трубопроводами.

Як допоміжнеустаткуванняфільтрмаєпроточнийрозподільникфільтрату,

каплевіддільник, один насос фільтрату і один вакуумний насос. Діаметр

вакуумного барабана 2.7 м, фільтрувальнаповерхня

(внутрішняповерхняциліндра) складає38 м2. У

фільтрувальномубарабанілежить на

внутрішнійповерхніциліндрафільтрувальна тканина. Фільтрувальна тканина

складаєтьсяіздвохшарів: верхній шар – лавсан, нижній – рейтинг. Вона

лежить на дірчастихкасетах з високоякісноїсталі,

щопідтримуютьполотнину.Полотнина по краях закріпленаП - подібними

планками

і ущільнювальнимгумовим шнуром. Міжполотниною і стінкою барабана

залишенокільцевийпростір, щорозділений на 16 осередків, тобто

16 секторів. Коженосередокмає одну трубку для відсосуфільтрату,

щойдеподібноспицям колеса до основифільтрувального барабана, у

якійрозміщенокеруючий клапан. Керуючий клапан маєподвійнепризначення:

віннаправляєфільтратпідрозрідженням у віддільникфільтрату і

подаєстисненеповітря до осередків, щобскидатифільтрувальнийспік.

Якщодивитися з боку розвантаження, барабан обертається по

годиннійстрілці. Якщовзяти для порівняннягодинний циферблат годин, то

трубки з 5 до 11 годин відсмоктуютьфільтрат, з 11:30 до 13:30

годиниподаєтьсястисненеповітря на спік, післячогоосередок до 5 годин

залишаєтьсянейтральної.

Але в цей сектор можна подати промивну воду.

Керуючий клапан відповідно оформлений, щоб забезпечити цю роботу.

Проточний розподільник подає густу пульпу на фільтрувальну поверхню

приблизно з 5 до 15 години. Під впливом вакууму починає утворюватися

спік, однак мається ще вільна густа пульпа, що у виді рідини в наявність

у позиції в 6 годин і яка повільно з обертанням барабана (7, 8, 9 годин і т.д.)

перетвориться в спік. Під впливом вакууму спік залишається на полотнині

доти , коли приблизно в 11:30 годин трубка фільтрату подає стиснене повітря

в осередок і звільняє спік від полотнини. Спік падає а розвантажувальну

комірку і залишає фільтр. Так як фільтрувальна полотнина стикалася

з залізним порошком варто виключити його просушку, тому що залізний

порошок осідав би у тканині і затвердів і частково окислявся би.

Цим особливо після повторного зволоження механічно ушкоджувалася б

полотнина механічно, і погіршувалася б його розділяюча здатність

як фільтра. Тому передбачено автоматичне зволоження на холостому ході.

Завдяки чому зберігається наповненим насос фільтрату водою.

Фільтрувальна полотнина і прилиплий до нього залізний порошок (спік)

створюють опір проти проходу плину, тобто мембрану з боку вакуумної

сторони, чим створюється вакуум і виникає можливість фільтрувального

процесу.


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

4. ПАТЕНТНО-ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД СТАНУ ПИТАННЯ,

ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАПРОВАДЖЕНОЇ МОДЕРНІЗАЦІЇ

Був проведений патентний та літературний огляд, що до можливих

поліпшень барабанного вакуум-фільтра. Загалом існує велика кількість

патентів за даною тематикою, тому були відібрані найбільш доцільні.

Обґрунтування обраної модернізації

ПатентВузол кріплення фільтрувальної тканини до обичайки

барабанного вакуум-фільтра.

Ціль винаходу – спрощення зборки фільтра, його експлуатації і

продовжити термін його роботи.

Це досягається тим, що сита кріплять шляхом приживання їх до

обичайки пальцями за допомогою притискної планки для сит. Для більш

щільного приживання до обичайки бокові сторони притискної планки

виконані паралельно утворюючим сита. Фільтрувальну тканину розміщують

між притискною планкою для сит і притискною планкою для тканини

(рисунок 4.1).

Порівняємо дану конструкції з розробленою у дипломі та визначимо її

переваги та недоліки:

переваги: 1) дозволяє виключити зварку, що економить робочий час,

електроди та електроенергію;

недоліки: 1) конструкція є не жорсткою, відповідно кріплення не є

міцними при великих габаритах фільтра.


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

Рисунок 4.1 - вузол кріплення фільтрувальної тканини до обичайки

барабанного вакуум-фільтра

Патент Барабанний вакуум-фільтр з внутрішньою фільтруючою

поверхнею.

Ціль винаходу – зниження вологості осаду і збільшення продуктивності

вакуум-фільтра шляхом пришвидшеного відводу фільтрату із фільтрувальних

елементів.

Це досягається тим, що дренажна стінка виконана із наскрізними

канавками, за допомогою яких карман з’єднаний з жолобом відводу

фільтрату, що встановлений під нахилом до розподільчої головки. Дренажна

стінка кожного слідуючого елементу встановлена ступінчато по відношенню

до дренажної стінки попереднього фільтрувального елементу (Рисунок 4.2.).



переваги: 1) конструкція дозволяє понизити рівень вологи в осаді, за

рахунок того, що в винаході значно зменшений шлях руху фільтрату від

фільтрувального елемента до розподільної головки; 2) підвищення

продуктивності вакуум-фільтра за рахунок прискореного відводу фільтрату із

фільтрувальних елементів;

недоліки: 1) складність закріплення дренажної стінки 3 на


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

фільтрувальному елементі 2 та їх герметизації; 2) не враховано промивку

фільтруючих перегородок 4. В разі їх забивання потрібно розбирати фільтр

та очищати вручу, що займе багато часу. Осад буде накопичуватися

безпосередньо біля карманів 13.

1 – барабан; 2 – фільтрувальні елементи; 3 – сквозні канавки; 4 – вузол;

5 – жолоб; 6 – розподільча головка; 7,8 – загрузочні та розгрузочні

пристрої; 9 – опора; 10 – привод; 11 – отвори; 12 – фільтрувальна стінка;

13 – карман.

Рисунок 4.2 - Барабанний вакуум-фільтр з внутрішньою фільтруючою

поверхнею

Патент Подвійний барабанний вакуум-фільтр.

Ціль винаходу – підвищення області всмоктування фільтрату, часу

сушки та ефективності фільтру.

Це досягається тим, що кармани для збору осаду виконані у вигляді

клинів, чим підвищується область всмоктування фільтрату та спрощується

рух фільтрувальної рідини. Ножі для збору осаду розташовані нижче центру

вакуум-фільтра, а діаметр барабанів фільтра виконують більше ніж половина

довжини (Рисунок 4.3).



переваги: 1) збільшення діаметра барабану фільтра більше ніж половина


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

довжини. Це призводить до покращення сушки осаду та збільшенню часу

видалення фільтрату; 2) ножі для збору осаду розташовані нижче центру

вакуум-фільтра, що збільшує час осушки;

недоліки: 1) не передбачений контроль робочого проміжку між

фільтрами. В процесі експлуатації може змінитися діаметр фільтруючої

поверхні, що призведе до втрати осаду; 2) можливість потрапляння і

скупчення твердих часток у робочий проміжок, та руйнування поверхні

фільтра.

8 – відсмоктуючі труби; 9 – барабан; 10 – вакуумні елементи; 11 –

розподільчий пристрій; 12 – рифлення; 13 – суспензія; 16 – ніж.

Рисунок 4.3 - Подвійний барабанний вакуум-фільтр

Патент Барабанний вакуум-фільтр.

Ціль винаходу – виключити повторне змочування осаду при

послідуючих циклах, після фільтрування та виключення з циклу часу на

відведення фільтрату, що збільшує продуктивність.

Це досягається тим, що в кожному послідуючому секторі встановлені

фільтруючі перегородки, де фільтрат вільно видаляється під час обертання

барабану (Рисунок 4.4).




Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

переваги: 1) дана модернізація дозволяє більш економно та достатньо

просто отримувати потрібний фільтрат; 2) виключення з циклу часу на

відведення фільтрату, а отже збільшення продуктивності;

недоліки: 1) конструкція ускладнюється за рахунок встановлення

додаткових елементів у периферії зберігання фільтрату; 2) вивантаження

фільтрату відбувається при початку стадії фільтрування. Фільтрат не встигає

повністю витікти, і частково залишається в границях екрану.

10 – фільтр; 11 – барабан; 12 – бункер; 16 – привід; 19 – фільтрувальна

комірка; 20 – основа барабану; 26 – ніж; 32 – нижня перегородка;

33 – верхня перегородка.


Патент Барабанний вакуум-фільтр.

Ціль винаходу – отримання великого діапазону обертальних швидкостей

та підтримання постійної швидкості руху фільтрату.

Це досягається тим, що радіальні трубопроводи, де знаходяться екрани

зменшують об’єм в периферії і підтримують однаковою площу поперечного

перерізу, клапани регулюють подачу суспензії (Рисунок 4.5).



переваги: 1) можливий великий діапазон обертальних швидкостей (0.1-


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

6) об/хв.; 1) винахід включає радіальні трубопроводи 24, де знаходяться

екрани50, що зменшують об’єм в периферії і підтримують однаковою площу

поперечного перерізу. Це підтримує постійну швидкість фільтрату;

недоліки: 1) Внутрішній об’єм апарата майже не використовується; 2)

осад має високу вологість, оскільки відсутня просушка.

2 – напрямок потоку; 10 – барабанний фільтр; 12 – барабан;

14 – фільтрівульні частини; 18 – отвори; 28 – розподільча головка;

30 – основа барабану.



Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

8. ОЧІКУВАНІ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ

ЗАСТОСУВАННЯ УСТАНОВКИ В УМОВАХ ДІЮЧОГО

ПІДПРИЄМСТВА

Модернізація лінії виробництва металевого порошку з модернізацією

барабанного вакуум-фільтра в умовах діючого підприємства Інституту Газу

НАН України.

8.1 Обґрунтування необхідності модернізації обладнання

Експлуатаційні (поточні) витрати при роботі устаткування складаються з

таких витрат:

- витрати паливно-мастильних матеріалів;

- витрати на придбання та виготовлення необхідних запасних

частин;

- витрат на оплату праці ремонтного персоналу;

- інші поточні експлуатаційні витрати.

З достатнім для розрахунків ступенем точності, який базується на

практичних даних підприємств хімічного машинобудування, величина

перевищення експлуатаційних (поточних) витрат по модернізованому

устаткуванню порівняно з новим аналогічним устаткуванням може бути

розрахована відповідно до [9]:

де – кофіцієнт експлуатаційних (поточних) витрат

устаткування, яке підлягає модернізації;

- первісна (відновлена) вартість

устаткування, яке підлягає модернізації.


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

- коефіцієнт експлуатаційних (поточних) витрат

аналогічного нового устаткування;

- первісна вартість нового (аналогічного)

устаткування.

Коефіцієнт співвідношення продуктивності модернізованого

устаткування та аналогічного нового устаткування α розраховується

відповідно до [9]:

де – продуктивність або інший один з

найбільш важливих показників, який характеризує роботу устаткування, яке

підлягає модернізації;

- продуктивність або інший один з найбільш

важливих показників, який характеризує роботу аналогічного нового

устаткування.

Коефіцієнт співвідношення тривалості ремонтного циклу

модернізованого устаткування та аналогічного нового устаткування β

розраховується відповідно до [9]:

де – тривалість ремонтного циклу устаткування, яке підлягає

модернізації;


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

– тривалість ремонтного циклу аналогічного нового устаткування.

Тривалість ремонтного циклу устаткування – це період часу між двома

капітальними ремонтами устаткування, або тривалість часу між придбанням

устаткування та першим капітальним ремонтом. В якості показників

ремонтного циклу можуть також використовуватися показники виробітку

продукції між двома капітальними ремонтами устаткування та інші

аналогічні показники .

Визначення коефіцієнта ефективності витрат , розрахункова

величина якого дає нам змогу зробити висновки щодо доцільності

проведення модернізації обраного в дипломному проекті устаткування:

Провівши необхідні розрахунки, визначили коефіцієнт ефективності

витрат Оскільки він є більшим від 0 то дана модернізація

устаткування з економічної точки зору доцільна.


Арк.

ЛП41С.171626.01-70ПЗ

Дипломний проект · зі спеціальності 7.05050315 ... Проект...

Documents