Оборудование для транспортирования и хранения сырья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оборудование для транспортирования и хранения сырья

Основным элементом установок для бестарного приема и хранения жидкого сырья являются насосы. Наибольшее распространение на хлебопекарных предприятиях получили шестеренчатые и центробежные насосы.

Рис. 1. Шестеренный насос: а - общий вид; б - схема

Насосная установка с шестеренчатым насосом (рис. 1, а) состоит из насоса 2, редуктора 3 и электродвигателя 4, смонтированных на станине 1.

Принцип действия шестеренчатого насоса показан на рис. 1, б. Перекачиваемый продукт всасывается через патрубок 1 в корпус 5, в котором вращаются две шестерни 3 с зубьями крупного профиля. Шестерни плотно пригнаны к поверхности корпуса. Одна шестерня (ведущая) через вал 4 получает вращение от редуктора, а другая поворачивается за счет зацепления с ведущей. При вращении шестерен в патрубке создается разрежение и происходит всасывание продукта. Продукт затекает во впадины между зубьями, перемещается вверх, где выдавливается из впадин входящими туда зубьями и удаляется через нагнетательный патрубок 2.

Рис. 2. Центробежный насос:

Центробежный насос состоит из электродвигателя 4 и собственно насоса 2, прикрепленного к электродвигателю болтами (рис. 2). Насос одноступенчатый, одностороннего всасывания. Внутри корпуса на конце вала электродвигателя установлены изогнутые лопасти 7 из нержавеющей стали.

При работе лопасть 7 вращается против часовой стрелки (если смотреть со стороны крышки насоса) и плотно заходит в паз наконечника. Лопасть располагается в корпусе с минимальными зазорами.

Корпус снабжен нагнетательным патрубком 5 и фланцем сальника. Корпус и крышка отштампованы из листовой стали. Необходимое уплотнение в месте соединения вала с рабочей зоной насоса обеспечивается резиновой манжетой 3, установленной в гнезде на фланце корпуса. Перед пуском насоса 2/3 его рабочей вместимости необходимо заполнить перекачиваемой жидкостью. Насос легко разбирается, для чего следует открыть замок 1 затяжного устройства с хомутом.

Перед пуском в эксплуатацию всасывающий патрубок 6 и трубопровод центробежного насоса заливают транспортируемой жидкостью вплоть до нагнетательного патрубка 5. Необходимо удостовериться в соответствующем направлении вращения колеса и электродвигателя. Вращение от электродвигателя передается рабочим лопастям 7. Залитая в насос жидкость увлекается лопастями, под действием центробежной силы движется от центра лопасти 7 к ее периферии и подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу через нагнетательный патрубок 5.

Наиболее простым насосом для перекачивания и одновременного дозирования жидких молочных продуктов является шланговый насос. Рабочим органом его является эластичный шланг из неопрена, силоксана или натурального каучука.

Рис. 3. Устройство для нагнетания жидкости шлангового насоса: 1-трек; 2-ролик; 3-диск; 4-зажим; 5-шланг

Устройство для нагнетания жидкости состоит из трека (рис. 3), роликов, закрепленных на диске ротора с равномерным интервалом, зажимов для крепления шланга. Вал ротора имеет привод, выполненный в виде электродвигателя, редуктора и регулятора частоты вращения.

Подача насоса зависит от частоты вращения роликов и диаметра шланга.

Работает шланговый насос следующим образом. При вращении ротора ролики поочередно набегают на шланг, сжимают его и выдавливают жидкий продукт, которым он заполнен. При восстановлении формы шланга позади ролика образуется разрежение, благодаря чему обеспечивается поступление новой порции перекачиваемой жидкости. Надежная работа насоса возможна в случае установки на диске ротора не менее трех роликов.

Для устранения износа шланга он смазывается силиконовым составом, а ролики изготавливают из нейлона, пропитанного молибденом. Перемещению шланга по треку препятствуют специальные зажимы.

Насосы, выпускаемые промышленностью, имеют шланг диаметром от 12,7 до 44,8 мм (девять типоразмеров) и подачу 0,45…9 м³/ч. Точность дозирования молока 0,1%.

Для откачивания молока из вакуумированных емкостей, а также транспортирования по трубопроводам молочных продуктов с повышенной вязкостью широкое применение получили мембранные насосы. Основным рабочим органом является мембрана из эластичных листовых материалов: резины или тканей, покрытых полимерами. В качестве клапанов используются шарики или пластины.

В зависимости от конструкции привода мембранные насосы подразделяются на насосы с механическим, пневматическим и гидравлическим приводом. Наибольшее применение получили два первых типа.

Механический привод включает в себя редуктор, клиноременную передачу, электродвигатель и червячное колесо с эксцентриком (рис. 2.4.). На эксцентрик насажен шатун, второй конец которого шарниром соединен с поршнем. В конце поршня имеется отверстие с резьбой, в которое ввернута шпилька, соединяющая кривошипно-шатунный механизм с мембраной. Между тарелками мембрана зажимается специальной гайкой, а между корпусом насоса и крышкой - гайками-барашками. Вместе с крышкой отлит тройник, в вертикальных патрубках которого размещаются впускной и выпускной шариковые клапаны.

В процессе работы вращение от привода передается на червячное колесо с эксцентриком. Шатун получает возвратно-поступательное движение и передает его поршню, который перемещается в гильзе и приводит в движение мембрану. При движении последней вместе с поршнем вправо в рабочей камере создается разрежение. Нагнетательный клапан прижимается к гнезду тройника и препятствует поступлению в камеру воздуха, всасывающий открывается и молоко поступает в камеру. При обратном движении мембраны объем камеры уменьшается и молоко, отжимая клапан, поступает в трубопровод. Всасывающий клапан при этом закрывается и препятствует вытеканию молока.

насос шестеренчатый центробежный хлебопекарный

Рис. 4. Мембранный насос с механическим приводом: 1-шариковый клапан; 2 - ограничитель; 3-гайка; 4-уплотнительные кольца; 5-патрубок; 6-шпилька; 7-крышка; 8-мембрана; 9-тарелка; 10-поршень; 11-шатун; 12-корпус насоса; 13-эксцентрик; 14-червячное колесо; 15-пробка; 16-гильза поршня.

Подача молока такими насосами осуществляется неравномерным, пульсирующим потоком. Этот недостаток снижается в насосах с двойной камерой. Высота всасывания мембранных насосов достигает 5 м, а создаваемый напор - 250 кПа.

Для осуществления всасывающего и нагнетательного ходов мембраны в насосах с пневмоприводом используется избыточное давление воздуха или вакуум.

В первом случае насос состоит из корпуса, мембраны, крышки, клапанов и устройства распределения потоков воздуха и управления работой насоса.

Насос с вакуумным приводом устроен аналогично, но вместо пульта распределения потоков воздуха оснащен блоком пульсаторов для превращения постоянного вакуума в переменный и распределения его между кольцевыми полостями насоса.

Благодаря простоте приводного устройства и равномерному воздействию воздуха на мембрану при незначительном механическом воздействии на молоко и продукты его переработки, мембранные насосы с пневматическим приводом находят широкое распространение в молочной промышленности.

При некоторых технологических процессах обработки и переработки молока, например, сушке и гомогенизации, последнее необходимо подавать к исполнительному механизму под большим давлением. В этом случае применяются плунжерные насосы высокого давления.

Насос высокого давления К5-ОНВ с механическим приводом состоит из электродвигателя, корпуса с кривошипно-шатунным механизмом, трех плунжерных пар, гидравлического блока и вспомогательного оборудования. Давление нагнетания достигает 16 МПа при ходе плунжера 40 мм. Подача насоса невелика - 0,25 м³/ч.

Роторные, или ротационные, насосы относятся к насосам объемного типа. Это шестеренные насосы с внешним и внутренним зацеплением, жестким и гибким ротором, насосы винтовые и специальные, для перекачки вязких молочных продуктов (сливки, сгущенное молоко, смесь мороженного, творожный сгусток и т.д.).

У шестеренного насоса с внутренним зацеплением основными рабочими органами являются зубчатый ротор (рис. 2.5) и ведомая шестерня, расположенная эксцентрично относительно продольной оси насоса. Часть ее зубьев входит в зацепление с зубьями ротора. Шестерня свободно посажена на палец, снабженный втулкой.

Корпус насоса с одной стороны закреплен на кронштейне гайкой, с другой закрыт крышкой, которая крепится к корпусу четырьмя шпильками. На внутренней стороне крышки имеется серповидный выступ для предупреждения обратного просачивания жидкости с нагнетательной стороны на всасывающую, одновременно являющийся замыкающей поверхностью переноса порций продукта. В крышке имеются пазы, в которых расположены шпильки. Пазы позволяют поворачивать крышку на некоторый угол вокруг своей оси и, следовательно, изменять положение зубьев шестерни, находящихся в зацеплении с зубьями ротора, относительно входного отверстия. При этом меняется подача насоса. На крышке нанесены риски, соответствующие определенной часовой подаче насоса. Между крышкой и корпусом помещены уплотнительные прокладки из картона толщиной 0,2 мм, с помощью которых регулируется необходимый зазор между торцом ротора и крышкой.

Рис. 5. Шестеренный насос с внутренним зацеплением: 1-прокладка; 2 - шестерня; 3-палец; 4-втулка; 5-крышка; 6-уплотнительное кольцо; 7-гайка крепления корпуса насоса; 8-кронштейн; 9-гайка сальникового уплотнителя; 10-электродвигатель; 11-нажимная втулка; 12-сальниковое уплотнение; 13-наконечник вала; 14-ротор; 15-корпус насоса; 16-гайка крепления крышки; 17-серповидный выступ

Рис. 6. Шестеренный насос с внешним зацеплением: 1,7 - синхронизирующие зубчатые шестерни; 2 - корпус; 3,6 - валы; 4,5,9,11,15 - крышки; 8-корпус промежуточный; 10-уплотнительное кольцо; 12,16 - патрубки; 13-ротор; 14-корпус насоса

Отверстие для ввода жидкости расположено сбоку, для вывода - сверху, оба заканчиваются патрубками с муфтами для креплений молочных трубопроводов. В случае необходимости корпус с патрубками может быть повернут в нужное положение. При подаче жидкости в рабочую камеру через нагнетательный патрубок необходимо изменить направление вращения ротора.

Вал электродвигателя удлинен наконечником, который через сальниковое уплотнение входит в корпус насоса. Уплотнение сальниковой набивки осуществляется гайкой и нажимной втулкой. В качестве сальниковой набивки используется хлопчатобумажный шнур Ш 5 мм, пропитанный животным жиром.

Работает насос следующим образом. Перекачиваемый продукт самотеком поступает в рабочую камеру и заполняет впадины между зубьями ротора шестерни. Вращаясь, зубья переносят перекачиваемый продукт вдоль серповидного выступа, а затем начинают входить в зацепление. При этом продукт вытесняется из впадин и поступает в нагнетательный патрубок.

Шестеренные насосы с внешним зацеплением в качестве рабочих органов имеют две шестерни (рис. 6) с зубьями специального профиля. Особенностью их устройства является необходимость синхронизации вращения рабочих шестерен, для чего служат две другие зубчатые шестерни, которые и передают крутящий момент с вала электродвигателя. Производительность роторных насосов этого типа ВЗ-ОРА-2 и ВЗ-ОРА-10М регулируется в довольно широких пределах с помощью перепускного клапана.

По сравнению с роторным насосом, описанным выше (НРМ-2), насосы с внешним зацеплением имеют ряд преимуществ: меньшее воздействие на структуру и консистенцию перекачиваемого продукта, возможность вращения роторов в обоих направлениях.

Основные технические характеристики роторных шестерных насосов

Рис. 7. Общий вид (а) и схема работы (б) насоса с гибким ротором: 1-корпус; 2 - всасывающий патрубок; 3-вал; 4-нагнетательный патрубок; 5-крышка; 6-отражатель; 7-рабочее колесо

Роторный насос с гибким рабочим органом по сравнению с другими насосами имеет небольшие габаритные размеры и массу.

Насос состоит из корпуса (рис. 2.7), отлитого вместе с патрубками, крышки и вала. На одном конце вала установлен гибкий ротор, другой соединен с электродвигателем привода. Материал рабочего колеса зависит от перекачиваемого продукта (натуральный каучук, неопрен и т.д.).

Принцип работы насоса заключается в следующем. Молоко через патрубок под действием образующегося разрежения поочередно заполняет полости между лопастями рабочего колеса и корпуса. Вращающийся против часовой стрелки ротор переносит продукт к нагнетательному патрубку. Упругая лопасть рабочего колеса при набегании на эксцентрично расположенный отражатель деформируется и вытесняет содержимое полости через нагнетательный патрубок.

Промышленность выпускает пять типов насосов с подачей от 0,65 до 16,5 м³/ч и напором 120 кПа.

Рис. 8. Общий вид одновинтового электронасосного агрегата марки П8-ОНВ: 1-крышка; 2 - винт; 3-статор (обойма); 4-корпус насоса; 5-фланец; 6-основание; 7-электродвигатель

Для перекачивания молочных продуктов с повышенной вязкостью, а также продуктов, не допускающих жесткого механического воздействия на них (сливки, сгущенное молоко, творожный сгусток и т.д.), широкое применение получили винтовые электронасосные агрегаты, включающие в себя винтовой насос, станину, привод и электродвигатель (рис. 8). В отдельных конструкциях агрегатов вал электродвигателя соединен непосредственно или с помощью муфты с валом-винтом. Винт обычно выполнен из нержавеющей стали, а статор (обойма) - из пищевой резины. У насоса нет подшипниковых узлов; смазка винтовой пары и уплотнение вала производится перекачиваемым продуктом.

Большинство таких агрегатов имеют регулируемую за счет изменения частоты вращения винтового рабочего органа подачу. Регулировка осуществляется с помощью сменных шкивов, клиноременных вариаторов или изменением числа оборотов электродвигателя с тиристорным приводом.

Техническая характеристика винтовых электронасосных агрегатов

При производстве сливочного масла подача высокожирных сливок может осуществляться одновременно с внесением бактериальной закваски, ароматизаторов или каких-либо добавок. Для этой цели служит насос-дозатор НРДМ, в котором совмещены ротационный насос с регулируемой бесступенчатой (с помощью вариатора) подачей и дозирующее плунжерное устройство, производительность которого также регулируется за счет числа рабочих ходов плунжера. Подача насоса может изменяться от 0,5 до 1 м³/ч, производительность дозирующего устройства - от 0,005 до 0,05 м³/ч. Мощность электродвигателя этого насоса дозатора 0,75 кВт; масса насоса - 100 кг.

Большинство насосов объемного типа целесообразно использовать в поточных технологических линиях, так как их промывка достаточно трудоемка и приводит к значительным потерям перекачиваемой продукции. К тому же большинство таких насосов для нормальной работы требуют их установки ниже уровня питающего патрубка бака или какого-либо технологического оборудования, что осложняет монтаж последнего.

Рис. 9. Центробежный насос НМУ-6: 1-защитный кожух; 2 - фланец; 3-шпонка; 4-зажимное устройство; 5-гайка крепления кожуха; 6-обойма; 7-корпус насоса; 8-лопасть; 9-резиновое кольцо; 10-крышка; 11-торцевое уплотнение; 12-торцевая шайба; 13-наконечник вала; 14-обратный клапан; 15-патрубок; 16-гайка крепления напорного патрубка

Этих недостатков в определенной степени лишены центробежные насосы, относящиеся к типу лопастных. Они просты по своему устройству и легко разбираются для промывки и чистки. Рабочие органы их (лопатки или колеса) непосредственно соединены с валами быстроходных электродвигателей, что обуславливает стоимость.

Подачу центробежных насосов регулируют изменением сопротивления аппаратов, через которые прокачивается молоко, или дросселированием запорной арматуры (кранов, вентилей).

Центробежный насос имеет корпус (рис. 9), который выполнен в виде цилиндра, закрываемый крышкой. Во внутренней полости корпуса через отверстие проходит вал, на который насажена лопасть. Крышка уплотнена резиновым кольцом и зажимными винтами. На ней расположен по оси вала всасывающий патрубок. По касательной к цилиндру корпуса установлен нагнетательный патрубок.

При вращении вала в камере насоса молоко отбрасывается лопастью к периферии камеры и под действием центробежных сил создается давление для вывода его в нагнетательный патрубок и транспортировки по молокопроводу. При этом в центральной части камеры насоса образуется разрежение, и туда поступает новая порция молока. Поток не прерывается. Возврат молока из лопасти нагнетания в полость всасывания между корпусом и лопастью предотвращается благодаря минимально возможным зазорам между ними.

Подводимая от электродвигателя к рабочему колесу насоса энергия затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений внутри самого насоса и на приращение энергии потока молока. Гидравлические сопротивления внутри насоса зависят от формы и расположения всасывающего и нагнетательного патрубков насоса, формы лопастей, зазоров между ними и корпусом, профиля клапанов и чистоты обработки их поверхностей. Приращение энергии потока молока в насосе зависит от частоты вращения рабочего колеса, размеров и формы камеры и рабочего колеса.

Рабочая характеристика центробежного насоса отражает взаимосвязь подачи, напора, мощности и КПД. Каждый насос имеет свою характеристику, которая снимается в производственных условиях и указывается в паспорте насоса.

Технические характеристики центробежных молочных насосов, используемых в технологических линиях по переработке молока

Список литературы

1. Руднев С.Д. Технологическое оборудование предприятий пищевой промышленности. Часть I, конспект лекций [Текст]/С.Д. Руднев. - Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 1997. - 116 с.

2. Машины и аппараты пищевых производств. В 3 кн.: Учебник для вузов [Текст]/С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. - М.: Высшая школа, 2001.

3. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. [Текст]/Г.Д. Кавецкий, А.В. Королев. - М.: Агропромиздат, 1991. - 432 с.

4. Машины и аппараты для переработки молока и мяса [Текст]/ А.А. Курочкин, В.М. Зимняков, Б.А. Чагин и др.; Под общ. ред. А.А. Курочкина. - Пенза: Пензенский технологический институт, 1999. - 454 с.

5. Драгилев А.И. Технологические машины и аппараты пищевых производств [Текст]/А.И. Драгилев, В.С. Дроздов. - М.: Колос, 1999. - 376 с.

6. Кретов И.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности: Учебник [Текст]/И.Т. Кретов, С.Т. Антипов. - Воронеж: Издательство государственного университета, 1997. - 624 с.

7. Хромеенков В.М. Оборудование хлебопекарного производства [Текст]/В.М. Хроменков.-М.: ИРПО; Изд.центр «Академия», 2000. - 320 с.

8. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленоости. Части I и II/[Текст]/В.И. Ивашов. - М.:, 2001, 2006.

9. Сорокопуд А.Ф. Технологические линии и специальное оборудование для производства пищевых продуктов: учебное пособие [Текст]/А.Ф. Сорокопуд, С.Д. Руднев, В.В. Сорокопуд. - Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2006. - 168 с.

Размещено на Allbest.ru