Уменьшение диаметра крыльчатки

Уменьшив заводской диаметр крыльчатки D до D₁, можно получить более низкую, по сравнению с максимальной, кривую насоса (см. рис. 6.7.8). Новый диаметр D₁ можно приблизительно определить, проведя прямую линию на диаграмме рабочих характеристик насоса от точки O через А к стандартной кривой B крыльчатки D. Зафиксируйте давление H и потребное новое давление H₁. Новый диаметр крыльчатки D₁ рассчитывается с помощью формулы:

Примечание

В диаграммах подачи насосов напор всегда обозначается в метрах столба жидкости, а расход энергии приводится на основе работы с водой, плотность которой равна 1. Это значит, что для перекачки жидкостей большей плотности показатель энергии в графике должен быть умножен на плотность.

Давление насоса в метрах водяного столба соответственно получается при умножении давления в метрах столба жидкости на относительную плотность.

С более тяжелой жидкостью насос должен выполнять большую работу, чем с более легкой. Расход энергии изменяется пропорционально плотности.

Если в примере А расход составляет 1 кВт, то в примере В – 1,2 кВт, а в примере С – только 0,8 кВт.

Вязкость

Жидкости с более высокой вязкостью создают большее гидравлическое сопротивление, чем менее вязкие жидкости. При перекачивании более вязких жидкостей поток и напор снижаются, а потребность в энергии возрастает из-за возросшего гидравлического сопротивления в крыльчатке и корпусе насоса.

Центробежные насосы могут перекачивать жидкости с относительно высокой вязкостью, но не рекомендуются для работы с жидкостями, вязкость которых выше 500 сантипуазов, потому что с превышением этого уровня расход энергии резко возрастает.

Водокольцевые насосы

Эти насосы, изображенные на рис. 6.7.10 и 6.7.11, работают как самовсасывающие насосы, если их корпус залит жидкостью хотя бы наполовину.

Они способны перекачивать жидкости с высоким содержанием газа или воздуха.

Насос состоит из крыльчатки с прямыми радиальными лопастями (4), вращающимися в корпусе, впускного и выпускного отверстий и приводного двигателя. От впускного отверстия (1) жидкость поступает на лопасти, которые с ускорением направляют ее в корпус насоса, где она образует “жидкое кольцо”, вращающееся практически с той же скоростью, что и крыльчатка.

В стенке корпуса имеется канал. В точке 2 он узкий, но по мере приближения к точке 3 он становится глубже и шире, а затем – снова уменьшается по мере приближения к точке 6. При переносе жидкости лопостями происходит заполнение ею канала, при этом увеличивается пространство для жидкости, проходящей сквозь лопасти. Это приводит к образованию вакуума в центре, в который затягивается дополнительное количество жидкости из линии всасывания.

После прохождения точки 3 объем между лопастями уменьшается в связи с уменьшением глубины канала. Это принуждает жидкость к постепенному смещению к центру и повышает давление, и жидкость выводится через отверстие 7 к выходу из насоса 5. Воздух, попавший в линию всасывания, будет перекачан таким же путем, как и жидкость.

Применение

Водокольцевые насосы находят себе применение в молочной промышленности в тех случаях, когда продукт содержит большой процент воздуха или газа и когда вследствие этого применение центробежных насосов невозможно. Просвет между крыльчаткой и стенками корпуса у центробежного насоса слишком маленький, поэтому он не пригоден для работы с абразивными жидкостями.

Типовое применение водокольцевого насоса – возвратный насос системы безразборной мойки (СБМ) для перекачки моющего раствора из промытой емкости, поскольку такой раствор содержит, как правило, большое количество воздуха.

Объемные насосы

Принцип действия

Эти насосы работают по принципу объемного вытеснения. Они делятся на две основные группы: вращательные насосы и насосы возвратно-поступательного движения. В каждую группу входит несколько различных типов.

В основе работы объемного насоса лежит то, что каждый оборот или каждое возвратно-поступательное действие резко увеличивает давление.

В этой связи важно, чтобы:

1 Ни один клапан после насоса не был закрытым

2 Насос был оснащен предохранительным клапаном – либо непосредственно встроенным в насос, либо работающим в качестве перепускного клапана.

Эксцентрико- винтовые насосы

Эти насосы имеют улучшенные уплотнения по сравнению с лопастно-роторными насосами и используются для перекачивания жидкостей с малой вязкостью.

Они не отличаются такой же высокой степенью гигиеничности, как лопастно-роторные, но зато бережно обращаются с перекачиваемой продукцией. Область применения – та же, что и у лопастно-роторных.

Эксцентрико-винтовые насосы не должны работать вхолостую даже несколько секунд, так как в этом случае они неизбежно выйдут из строя.

Управление потоком

Управление подачей объемного насоса обычно осуществляется посредством регулирования скорости. Это также можно делать, изменяя ход поршня насоса возвратно-поступательного действия.

Диаметр и длина труб

Когда речь идет о перекачивании продуктов с высокой вязкостью, большое внимание следует уделять определению размеров трубопроводов. В таких случаях насос необходимо устанавливать в непосредственной близости к источнику перекачиваемой жидкости, а диаметр трубы должен быть большим. В ином случае будут происходить настолько значительные падения давления, что в насосе будет возникать кавитация.

То же самое относится и к выпускной части насоса и нагнетающему трубопроводу.

Давление станет чрезмерно высоким, если трубы будут слишком узкими и длинными.

Лопастно-роторные насосы

Лопастно-роторный насос (рис. 6.7.12) обычно имеет два ротора, каждый из которых оснащен двумя-тремя лопастями. На входе в насос при вращении лопастей создается вакуум, который затягивает жидкость в насос. Далее жидкость движется к выходу из насоса по периферии его корпуса. У выхода объем сужается, и жидкость выталкивается наружу.

Роторы приводятся независимо друг от друга механизмом распределения, находящимся в задней части насоса. Роторы не соприкасаются ни друг с другом, ни с корпусом насоса, но зазоры между всеми деталями насоса очень малы.

Область применения

Данный насос имеет стопроцентный коэффициент наполнения, когда вязкость перекачиваемой жидкости превышает 300 сП. Этот насос является гигиеническим и бережно обрабатывает продукт, что позволяет его широко использовать для перекачивания сливок с высоким содержанием жира, кисломолочныхпродуктов, творожно-сывороточных смесей и др.

Поршневые насосы

Основная деталь поршневого насоса – поршень, совершающий возвратно- поступательные движения в цилиндре. Впускной и выпускной клапаны регулируют поток чтобы он двигался в нужном направлении.

Поршневые насосы на молокозаводах в основном используются в качестве дозирующих насосов. Гомогенизатор также по существу представляет собой разновидность поршневого насоса.

Диафрагменные насосы

Воздушные насосы диафрагменного типа, один из которых показан на рис. 6.7.16, предназначены для бережного перекачивания продукции. Давление на их выходе пульсирующее, причем с изменением напора продукта на входе изменяется пропускная способность насоса, в то время как давление воздуха остается неизменным. Поэтому эти насосы больше используются для транспортировки продукции и гораздо реже – в технологических процессах.

Диафрагменные насосы с механическим приводом часто используются в качестве дозирующих.

Принцип действия

Диафрагменные насосы – это объемные насосы двукратного действия с двумя камерами. Сжатый воздух, необходимый для привода насоса, проходя через регулировочный клапан, поочередно надавливает сзади на каждую диафрагму.

Таким образом, продукт поочередно выталкивается из камер насоса.

У диафрагмы имеется дополнительная функция – отделение перекачиваемого продукта от сжатого воздуха. Поскольку и у сжатого воздуха, и в насосных камерах во время каждого хода поршня преобладает одинаковое давление, сами диафрагмы не испытывают на себе никаких воздействий перепадов давления.

И в этом одна из причин долговечности диафрагм.

Сокращением диафрагмы создается вакуум, и перекачиваемый продукт засасывается в камеру. Одновременно сокращается объем другой камеры, и продукт выводится через выпускной обратный клапан.

Обе диафрагмы соединены общим штоком, и поэтому всегда, когда в одной из камер происходит всасывание, из другой продукт выталкивается. Во время каждого цикла сжатый воздух выполняет две роли: опорожнение насоса и заполнение его очередной порцией перекачиваемого продукта.

Шланговые насосы

Эта разновидность насосов может использоваться для перекачивания и сравнительно точного дозирования продуктов.

В заполненном смазкой корпусе насоса вращается ротор, который сдавливает шланг роликами. Отделы всасывания и опорожнения наглухо закрыты друг от друга.

Во время вращения жидкая или газообразная среда, находящаяся внутри шланга, перекачивается в нижний выпускной штуцер. Это создает вакуум на входе, и продукт засасывается в насос. Этот насос относится к типу самовсасывающих насосов и поэтому пригоден для забора соковых концентратов и обезвоженного молочного жира из бочек.

Объем между роликами равен половине объема, перекачанного за полный оборот. Это количество во время вращения постоянно направляется к выпускному штуцеру, и в то же время аналогичная порция поступает в насос через впускной штуцер.

Трубопроводная сеть

Продукт перемещается между агрегатами установки по трубопроводной сети.

На молокозаводе также имеются проводящие системы и для других сред – воды, пара, моющих растворов, хладагента и сжатого воздуха. Обязательно также присутствие системы удаления сточных вод. Все эти системы в принципиальном плане друг от друга не отличаются. Разница лишь в материалах, из которых они изготовлены, в конструкции деталей и в размерах труб.

Все контактирующие с продуктом детали изготовлены из нержавеющей стали. В других системах использованы различные материалы – например, чугун, сталь, медь, алюминий. Для изготовления водопроводных и воздуховодных линий применяются также пластики,а для дренажных и сточных трубопроводов – керамика.

В данном разделе речь пойдет только о продуктовых трубопроводах и его деталях. О трубопроводах вспомогательного назначения рассказывается в разделе, посвященном подсобному оборудованию.

В систему трубопровода для продукта входят следующие виды арматуры:

• Прямые трубы, колена, тройники, переходники и муфты

• Специальная арматура – смотровые стекла, приборные колена и т.д.

• Клапаны для остановки и изменения направления потока

• Клапаны управления давлением и расходом

• Кронштейны для труб.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: