Изучение устройства и принципа работы

Аппарат криогенного замораживания (рис.6.4.1) представляет собой металлический корпус 3 с медленно вращающимся перфорированным полым валом 7 и приваренной к нему трубчатой мешалки 8 с отверстиями для равномерного распределения паров азота по объему аппарата, а также осевого вентилятора 9 установленного для аналогичных целей на раме 10, патрубков для загрузки 4 и выгрузки 6 продукта, патрубка для подсоединения центробежного вентилятора для отвода паров азота 5. В зоне загрузки жидкого продукта установлен стакан 23 из пищевого фторопласта с целью исключения образования наростов загустевшего масла на стенках корпуса и уплотнения подшипника. Вал 7 приводится в движение от электродвигателя 1 через муфту сцепления 2 и вращается в подшипниковых опорах 12.

Рис.6.4.1. Схема экспериментальной установки:

1 – электродвигатель; 2 – муфта сцепления; 3 – корпус аппарата; 4 – патрубок загрузки продукта; 5 – патрубок отвода паров хладагента; 6 – патрубок отвода продукта; 7 – перфорированный полый вал для подачи паров азота; 8 – трубчатая мешалка; 9 – осевой вентилятор; 10 – рама вентилятора; 11 – стойки; 12 – подшипниковый узел; 13 – самопишущий потенциометр; 14 – вентиль подачи паров хладагента; 15 – трубопровод; 16 – манометр; 17 – крышка герметизации; 18 – ЛАТР; 19 – сосуд Дьюара; 20 – нагреватель; 21 – ёмкость для вымороженного масла; 22 – ситчатый фильтр; 23 – фторопластовый стакан; 24 – изоляция

С целью исключения теплопритоков из окружающей среды в рабочую зону аппарата и во избежание образования “снеговой шубы” аппарат снабжен теплоизоляцией 24.

Криогенный аппарат работает следующим образом: масло подаётся непрерывно в верхний патрубок 4, попадает на мешалку 8 из отверстий которой и из перфорированного полого вала поступают пары азота. Азот подаётся в отверстие вала под давлением, что препятствует попаданию масла в отверстия.

При вращении вала 7 продукт поступательно движется от патрубка загрузки 4 к патрубку выгрузки 6, претерпевая стадии охлаждения, переохлаждения и кристаллизации. Осевой вентилятор 9 в процессе работы равномерно распределяет пары азота по всему объёму аппарата.

Поступательное движение обрабатываемого продукта удаётся создать за счёт возможности изменения высоты стоек аппарата 11.

Система подачи жидкого азота включает в себя: сосуд Дьюара с жидким азотом 19 и крышкой для герметизации системы 17, нагреватель для образования паров 20, ЛАТР 18 для питания нагревателя, манометра 16, показывающего давление в сосуде, регулирующего вентиля 14 с предохранительным клапаном, для предотвращения аварийной работы установки, соединительных трубопроводов 15 и электропроводов.

Измерительный комплекс состоит из автоматического самопишущего прибора КСП-4, и термопар.

Техническая характеристика

Производительность 6 дм³/ч

Давление азота 0,25 МПа

Работа экспериментального стенда осуществлялась следующим образом. Вначале включали электродвигатели в сеть, приводя во вращение вал и вентилятор. Затем включали нагреватель, образующиеся пары поступали в трубопровод, контроль давления которых определяли манометром. При достижении давления в 0,1 МПа открывали вентиль, через который пары азота поступали в полый вал аппарата. При достижении необходимой температуры, которая контролировалась с помощью КСП-4, заливали продукт через патрубок загрузки. Охлаждение проводилось до температуры загустевания масел. Показания температур фиксировались на бумаге.

Питание электродвигателей и потенциометров осуществлялось от напряжения 220 В, а питание нагревателя от ЛАТРа в зависимости от значений расхода паров азота.

Охлаждённое масло через патрубок 6 самотёком поступало на фильтр 22 и при плавлении в естественных условиях стекало в ёмкость для выможенного масла 21, а осадок оставался на фильтровальной поверхности.

После охлаждения экспериментального образца отключали питание нагревателя и закрывали вентиль. Далее выключали питание потенциометра и электродвигателей. Затем производили обработку показаний.

Трубопровод подачи паров азота и части выпускной системы установки, имеющие температуру ниже температуры воздуха в помещении, тщательно теплоизолировалась.

[доделать недоделки!!!!]