Техника безопасности при эксплуатации трубопроводов

Обслуживание сети трубопроводов состоит в регулярном осмотре исправности соединений, креплений труб, запорной и ре­гулирующей арматуры, своевременной замене негодных участ­ков, поддержании в исправном состоянии изоляции.

Пуская в эксплуатацию трубопровод, вентиль (задвижку) открывают постепенно. При возникновении малейших стуков (гидравлических ударов) трубопровод немедленно выключают до полной проверки причины неисправности. Особенное внимание уделяют эксплуатации паро- и воздухопроводов.

При обнаружении утечки продукта вследствие неисправности соединений производят подтяжку муфт, контргаек, болтов или заменяют негодные, прорванные прокладки.

При ремонте действующих и прокладке новых трубопроводов соблюдают установленные уклоны, не допуская образования так называемых мешков, где может скапливаться жидкость после отключения трубопровода. Если такие участки неизбежны, то обязательно устраивают спускные краны в самых низко рас­положенных местах.

На ответственных трубопроводах устанавливают приборы, по­казывающие расход жидкости, давление, температуру, предохранительные клапаны, сигнальные устройства.

Насосы

Для создания давления (или разрежения) в трубопроводах, необходимого для перемещения жидкостей и подъема их на нуж­ную высоту по условиям производства, применяют насосы раз­личных конструкций.

Насосы характеризуются тем давлением, которое они могут создавать, и производительностью, т. е. количеством перемещае­мой жидкости или газа за единицу времени.

Наиболее широкое применение на мясо- и птицекомбинатах получили следующие конструкции насосов:

поршневые, или плунжерные, рабочим органом ко­торых является поршень (плунжер), приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом и совершающий поступатель­но-возвратные движения в цилиндре. При этом жидкость или газ равномерно засасывается в цилиндр и выталкивается из него;

центробежные, в которых рабочим органом является колесо с изогнутыми лопастями, при быстром вращении которого возникающая центробежная сила заставляет жидкость непрерыв­но поступать в нагнетательный трубопровод;

ротационные, у которых рабочим органом служат не­прерывно вращающиеся в корпусе насоса шестерни, эксцентри­ки, лопасти, кулаки или другие детали, захватывающие жидкость и создающие необходимое давление.

струйные, подача жидкости которыми осуществляется за счет кинетической энергии струи воздуха, газа, пара или воды, подводимых к насосу под давлением

Поршневые, или плунжерные, насосы при одинаковых раз­мерах менее производительны, чем центробежные или ротацион­ные, но обеспечивают более высокий напор жидкости в трубопроводе. К недостаткам поршневых насосов относится несколько неравномерная подача (толчками) жидкости в трубопровод.

Центробежные насосы применяют для перекачки невязких жидкостей (бульоны, рассол, вода и др.). Их производительность, высота и напор, создаваемый ими, значительны (до 30 – 40 Мн/м²).

Струйные насосы имеют сравнительно невысокую производи­тельность и не могут обеспечить большой напор, но удобны там, где не допускаются вращающиеся части, а также для подачи агрессивных жидкостей и растворов.

На рис. 50 показаны некоторые принципиальные схемы насо­сов различной конструкции.

Поршневой горизонтальный насос двойного действия. Насос (рис. 50, а) состоит из цилиндра 1, в котором движется пор­шень 2, приводимый в движение от маховика 3 через кривошип 4, шатун 5 и крейцкопф 6.

В нижней части цилиндра расположены всасывающие клапа­ны 7, в верхней — нагнетательные 5. При движении поршня справа налево открывается правый всасывающий нижний клапан, и жидкость поступает в правую полость цилиндра. Одновре­менно открывается левый верхний нагнетательный клапан и жидкость из левой полости вытесняется в нагнетательный тру­бопровод. Два других клапана в это время закрыты. При обрат­ном движении поршня открываются два других клапана, жид­кость поступает в левую полость цилиндра и вытесняется из правой. Такой насос называют насосом двойного действия, так как за один ход поршня происходит и всасывание, и нагнетание жидкости (или газа).

В месте прохода штока через крышку цилиндра устраивают сальник, не пропускающий жидкость (или газы) из цилиндра.

Рис. 50. Насосы:

а – поршневой горизонтальный двойного действия: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – маховик; 4 – кривошип; 5 – шатун; 6 – крейцкопф; 7 – всасывающие клапаны; 8 – нагнетательные клапаны;

б – центробежный: 1 – корпус насоса; 2 – диск (рабочее колесо); 3 – рабочие лопасти; 4 – отверстие для засасывания жидкости; 5 – нагнетательный патрубок;

в – шестеренчатый: 1 – корпус насоса; 2 – шестерни; 3 – всасывающий патрубок; 4 – нагнетательный патрубок; 5 – маховик;

г – эксцентриково-лопастной: 1 – корпус насоса; 2 – ротор; 3 – лопасть насоса; 4 – пружина; 5 – всасывающий патрубок; 6 – нагнетательный патрубок;

д – лопастной насос: 1 – корпус насоса; 2 – вал; 3 – лопасть; 4,5 – стаканы с прорезями; 6 – всасывающий патрубок; 7 – нагнетательный патрубок;

е – центробежный насос специальной конструкции: 1 – крыльчатка; 2 – корпус насоса; 3 – отверстие в центре для засасывания продукции; 4 – нагнетательный патрубок;

ж – струйный насос: 1 – всасывающий патрубок; 2 – патрубок для подачи напорного агента; 3 – сопло; 4 – диффузор.

По расположению цилиндра насосы могут быть вертикальны­ми или горизонтальными. Поршневые насосы могут создавать давление до 40 Мн/м². Производительность поршневого насоса определяют по формуле

м³/ч, (I-82)

где a — коэффициент подачи насоса, зависящий от рода жидко­сти и давления всасывания (можно принимать a= 0,4 0,9);

D — диаметр поршня, м;

i—число рабочих ходов (для насосов двойного дейст­вия — 2);

S — величина хода поршня, м;

n — число ходов поршня в минуту.

Пример. Определить производительность горизонтального поршневого на­соса двойного действия для подачи бульона в выпарной аппарат, если коэф­фициент подачи равен 0,8, диаметр поршня 50 мм, ход поршня 120 мм, число ходов в минуту 90, а плотность бульона 1050 кг/ж³.

По формуле (I — 82) находим производительность насоса

кг/ч

Центробежный насос.Насос (рис. 50, б) состоит из корпу­са 1, в котором имеется диск 2 с рабочими лопастями 3. Диск 2 насажен на вал, соединенный непосредственно муфтой с валом электродвигателя и имеющий с ним одинаковое число обо­ротов.

Жидкость поступает в корпус насоса через отверстие в цент­ре корпуса (крышки), захватывается лопастями и отбрасывается центробежной силой к периферии, откуда поступает в нагнета­тельный патрубок 5.

Производительность центробежного насоса зависит от диа­метра и числа оборотов рабочего колеса, а также от создаваемо­го давления (напора) в нагнетательном трубопроводе.

Чем больше напор, тем меньше производительность насоса, и наоборот. Эта зависимость выражается графически кривой, что дает возможность определять производительность насоса при любом напоре. Она называется рабочей характеристикой насоса и поставляется заводом-изготовителем вместе с насосом.

Практически максимальный напор, создаваемый центробеж­ным насосом, с достаточной точностью определяют по формуле

м, (I-83)

где D — наружный диаметр рабочего колеса, м;

n — число оборотов рабочего колеса в минуту.

Производительность центробежного насоса находят по харак­теристике (паспорту) насоса.

Для определения мощности двигателя центробежного насоса пользуются формулой

кВт (I-84)

где Q — производительность насоса, кг/ч;

Н — создаваемый напор, м;

h — к. п. д. насоса, учитывающий потери мощности на пе­ремешивание жидкости внутри насоса

Пример. Определить напор и потребляемую мощность центробежного насо­са для перекачки бульона производительностью 5 т/ч с диаметром рабочего колеса 260 мм, числом оборотов 960 в минуту при к. п. д. насоса 0,4.

Напор, создаваемый насосом, по формуле (1 – 83) составляет

м.

Мощность электродвигателя насоса по формуле (1—84) будет равна

квт.

Шестеренчатый насос. Насос (рис. 50, в) состоит из корпуса 1, в котором вращаются две шестерни 2 в направлении, указанном стрелками. Зубцы шестерен, входя в зацепление сверху и выходя снизу, захватывают продукт, поступающий из всасывающего патрубка 3, продвигают его наверх и выталкивают в нагнетательный патрубок 4. Шестерни приводятся в движение от махови­ка 5, соединенного передачей с электродвигателем.

Шестеренчатые насосы применяют главным образом для перекачки густых и вязких продуктов. Эти насосы просты по конструкции, легко разбираются, промываются.

Производительность шестеренчатого насоса зависит от объема жидкости, помещающейся между зубцами шестерен и корпусом насоса, а также числа оборотов шестерен, и определяется по формуле

л/ч (I-85)

где D_н— диаметр шестерни по начальной окружности, см;

z — число зубцов шестерни;

b — ширина шестерни, см;

D — внутренний диаметр корпуса насоса, м;

n — число оборотов шестерен в минуту.

Практически производительность меньше расчетной на величину, называемую коэффициентом подачи, который принимают равным примерно 0,7—0,8.

К. п. д. шестеренчатых насосов меньше, чем поршневых, так как потери мощности возникают вследствие перетирания продук­та между зубцами шестерен. Шестеренчатые насосы могут соз­давать давление в нагнетательном трубопроводе до 8—10 Мн/м². Чем больше создаваемое давление, тем меньше производитель­ность насоса, и наоборот.

Пример. Определить производительность шестеренчатого насоса, если число зубцов шестерен равно 22, шаг зуба 18,5 мм, ширина зубцов 32 мм, число обо­ротов шестерен 180 в минуту, коэффициент подачи насоса 0,8.

Находим диаметр шестерни по начальной окружности

см.

Производительность насоса по формуле (1 – 85) будет равна

л/ч.

Эксцентриково-лопастной насос.Этот насос (рис. 50,г) также применяется для перекачки густых и вязких жидкостей, таких, как тесто, фарш, жир и др.

Он состоит из корпуса 1, в котором эксцентрично расположен и вращается ротор 2, имеющей прорези для лопастей 3 с пружинами 4. При вращении ротора в корпусе благодаря эксцентриситету лопасти двигаются в прорезях, захватывают продукт в правой полости корпуса, сжимают его и продвигают в левую полость, создавая тем самым необходимое давление на нагнетательной линии.

Насос непрерывного действия, однако подача жидкости производится порциями, в результате чего возникают небольшие толчки. Число лопастей может достигать 12 – 16. Чем больше число лопастей, тем равномернее подача продукта. Насосы могут работать с небольшим числом оборотов, создавать напор до 12 – 15 Мн/м². Они просты в обслуживании, легко разбираются, моются. Их широко применяют на мясокомбинатах.

Производительность эксцентриково-лопастного насоса определяется тем объемом продукта, который подается за один оборот ротора, и числом оборотов ротора в минуту.

Если пренебречь толщиной лопастей насоса, то производительность может быть найдена по формуле

кг/ч, (I-86)

где a - коэффициент подачи насоса (для густых и вязких жидкостей a = 0,6 0,7);

D – внутренний диаметр корпуса насоса, м;

d – наружный диаметр ротора, м;

b – ширина ротора, м;

n – число оборотов ротора в минуту;

r - плотность перекачиваемого продукта, кг/м³.

Пример. Определить производительность эксцентриково-лопастного насоса для подачи фарша, если внутренний диаметр корпуса насоса составляет 200 мм, наружный диаметр ротора 160 мм, ширина ротора 140 мм, число оборотов ро­тора 80 в минуту, плотность фарша 1300 кг/м³, коэффициент подачи насоса 0,7.

По формуле (I—86) находим производительность насоса

кг/ч

Лопастной насос. Этот насос несколько другой конструкции (рис. 50, д). Он состоит из корпуса 1, в котором вращается вал 2 с лопастями 3. Пустотелые стаканы 4 и 5 имеют прорези, в которые входит лопасть при синхронном вращении вала и стака­нов. За один оборот вала стаканы делают два оборота. Насос работает следующим образом. При вращении вала по часовой стрелке лопасть захватывает продукт и выталкивает его в нагнетательный патрубок 7, после чего край лопасти входит в прорезь поворачивается вместе с ним и попадает в прорезь

второго стакана 5, затем выходит из него, захватывает очередную порцию продукта из всасывающей магистрали 6. Стаканы служат для разобщения всасывающей и нагнетательной сторон насоса

Насос удобен для перекачки загрязненных продуктов (жир со шкварой, каныга, шлям, мездра). Производительность его можно определить по формуле

кг/сек, (I-87)

где a — коэффициент подачи насоса (а = 0,5 0,65);

D — диаметр окружности, описываемой лопастью, дм;

d — диаметр втулки вала, дм;

b - ширина лопасти, дм;

n — число оборотов вала в минуту.

Центробежный насос специальной конструкции. Насос (рис. 50, е) предназначен для перекачки густых и вязких жидкостей. Рабочим органом его является крыльчатка 1, которая приводится во вращение от электродвигателя через редуктор. Крыльчатка имеет изогнутые лопасти, которые вращаются в кор­пусе 2. Жидкость засасывается или поступает под давлением через отверстие в центре 3, захватывается лопастями и подается ими в нагнетательный патрубок 4.

Насосы подобной конструкции имеют производительность до 20 тыс. л в час, создаваемый напор достигает 8—10 Мн/м². Насосы применяют для перекачки крови, густых сиропов, вязких продуктов.

Производительность насоса определяется объемом жидкости, подаваемым за один оборот крыльчатки и числом оборотов вала.

Помимо описанных, имеются еще шланговые насосы, подача жидкости которыми производится за счет периодического засасывания и выдавливания ее из шланга при помощи вращающихся роликов; мембранные, или диафрагменные, насосы, рабочим органом которых служит мембрана или диафрагма из мягкого эластичного материала, приводимая в движение от кривошипно-шатунного механизма.

Эти насосы применяются сравнительно редко на мясокомбинатах.

Потребную мощность насосов с принудительным движением от электродвигателя определяют по формуле

квт, (I-88)

где Q — объемная производительность насоса, м³/ч;

Н — напор, создаваемый насосом,

h — механический к. п. д. насоса (примерно h = 0,5 0,8).

Пример. Определить производительностьо и потребную мощность двигателя лопастного насоса для перекачки крови, имеющего диаметр окружности, описываемый лопастью, 180 мм, диаметр втулки вала 90 мм, ширину лопасти 60 мм, число оборотов вала насоса 85 в минуту, коэффициент подачи 0,5. Напор, создаваемый насосом, 4 Мн/м², к. п. д. привода 0,8.

Определяем производительность насоса по формуле (1 – 87)

кг/сек,

или

кг/ч,

при r крови = 1050 кг/м³ м³/ч.

Тогда по формуле (1 – 88) потребная мощность будет равна

квт.

Струйный насос. Струйные насосы применяются для перекачки жидкостей, паров или газов в чистом виде или смешанных с твердыми частицами. В этих насосах нет вращающихся частей. Они работают, используя разность давлений напорного агента, подаваемого с большой скоростью через сопло (трубку), и перемещаемого продукта, который увлекается этим агентом, смешивается с ним и поступает вместе в нагнетательный трубопровод.

По виду напорного агента насосы могут быть пароструйными или водоструйными. Иногда в качестве напорного агента может быть использован сжатый воздух.

По роду действия струйные насосы делят на: инжекторы, которые перекачивают жидкость, пар или газ; эжекторы для обеспечения объема жидкости, пара или газа; эксгаустеры, предназначенные для отсасывания паров и создания вакуума.

Струйные насосы применяют на мясокомбинатах для откачивания жидкостей или газов из технологических аппаратов, перекачки загрязненных вод (в том числе каныги, разбавленной водой), а также для перекачки агрессивных жидкостей.

На рис 50, ж изображен струйный насос, состоящий из всасывающего патрубка 1, присоединяемого к всасывающей магистрали; патрубка 2 , через который поступает напорный агент; сопла 3 , имеющего суженое сечение для повышения давления, и диффузора 4, где скорость движения агента преобразуется в давление. Конструктивные размеры всасывающих патрубков, сопла и диффузора струйного насоса выбирают в зависимости от рода перекачиваемой жидкости и размеров частиц, транспортируемых данным насосом.

В пароструйных насосах при давлении пара 4 ат, диаметр сопла равен 5 мм, расход пара 0,75 кг/мин, производительность насоса 10 л/мин.

В среднем в пароструйных насосах принимают расход пара 9 – 10% от массы подаваемой жидкости.

Производительность водоструйных насосов может быть определена по формуле

м³/сек, (I-89)

где f – сечение всасывающего патрубка насоса, м²;

v – допускаемая скорость движения жидкости во всасывающем патрубке (v = 0,5 1,5 м/сек).

Расход нагнетающей воды V₀ = 0,6 – 1 V.

Давление в нагнетательном трубопроводе должно быть примерно в четыре раза больше, чем высота всасывания.

Коэффициент полезного действия струйных насосов невелик и составляет 0,2 – 0,5.

Вакуум-насосы

Перемещение жидкостей, сырья и мясопродуктов по трубам может осуществляться не только под давлением, но и под ваку­умом, для создания которого используют вакуум-насосы.

Однако вакуум применяют не только для транспортировки продукции по трубам. Его применяют для создания разрежения в технологических аппаратах при сушке, выпаривании или кон­денсации различных продуктов, для отсоса воздуха из полиэти­леновых пакетов при фасовке продукции, закатке консервных банок, шприцевании фарша в колбасную оболочку и других технологических

процессах.

Вакуум, широко применяемый на мясо- и птицекомбинатах, позволяет механизировать и интенсифицировать многие произ­водственно-технологические операции.

Вакуум-насосы делят на две основные группы: поршневые и ротационные

Вакуум можно получить и при работе струйного насоса, од­нако по сравнению с механическими струйные насосы имеют низкий к. п. д. и небольшую производительность.

В поршневых вакуум-насосах основным рабочим органом яв­ляется поршень, совершающий возвратно-поступательные дви­жения в цилиндре и создающий необходимое разрежение путем отсасывания воздуха, газа или пара из трубопровода или технологического аппарата

В ротационных вакуум-насосах рабочим органом является ротор, эксцентрично установленный внутри корпуса, имеющий лопасти, кулаки или пластины, при вращении которых захваты­ваются порции воздуха или газа, сжимаются и проталкиваются

Вакуум-насосы различают по расположению цилиндра (горизонтальные, вертикальные), по виду привода (паровая машина, электродвигатель), по количеству цилиндров и ступеней сжатия.

Насосы, откачивающие сухую смесь газов, воздуха или паров, насыщающих их, называют суховоздушными.

Насосы, откачивающие смеси воздуха, газов и воды (в капельном состоянии), называют мокровоздушными.

Сторона, на которой вакуум-насос создает разрежение, называется всасывающей; другая сторона, куда поступают откачиваемые газы, называется нагнетательной.

Разность давлений по обе стороны вакуум-насоса тем больше, чем глубже вакуум, создаваемый насосом. Для разобщения нагнетательной и всасывающей сторон служат клапаны или другие устройства, устанавливаемые, как правило, на нагнетательной стороне.

Одним из обязательных условий хорошей работы вакуумной установки является полное устранение неплотностей на всасы­вающей стороне, просачивания газов или паров через разоб­щающие клапаны и исправность насоса.

Выбор конструкции насоса и схемы его включения в технологическую линию зависит от рода откачиваемого продукта и назначения вакуумной установки.

Суховоздушные вакуум-насосы применяют для перекачки лег­ко испаряющихся жидкостей, отсасывания воздуха в фаршеме­шалках, вакуумной транспортировки мясопродуктов.

Для улавливания паров отсасываемой жидкости или продук­та устанавливают конденсаторы и ловушки.

Мокровоздушные вакуум-насосы применяют для откачивания паров, содержащих воду в капельном состоянии, например при переработке жирового и технологического сырья в горизонталь­ных котлах, в выпарных и экстракционных процессах.

Устанавливая конденсаторы в таких вакуумных установках, можно обеспечить конденсацию выделяемых паров и уменьшить объем смеси, откачиваемой насосом. Для конденсации используют воду или рассол.

Суховоздушный одноступенчатый вакуум-насос ВНП-3. Этот насос (рис. 51) широко применяется на мясокомбинатах. Он обе­спечивает вакуум до 90% (давление всасывания 0,015— 0,018 Мн/м²). Диаметр его поршня 310 мм, ход поршня 150 мм, число оборотов вала 200 в минуту, производительность 180 м³/ч, мощность электродвигателя 5,2 квт.

Тип насоса — горизонтальный, одноцилиндровый, двойного действия, с приводом от электродвигателя через ременную передачу.

Насос состоит из цилиндра 1, имеющего переднюю крышку 2 и золотниковую распределительную коробку 3. В цилиндре дви­жется поршень 4, укрепленный на штоке 5, проходящем через сальниковое уплотнительное устройство 6 на задней крышке цилиндра. Шток приводится в движение от кривошипно-шатунного механизма приводится в движение также золотниковое распределительное устройство 10.

Рис. 51.Суховоздушный вакуум-насос ВНП-3:

1 — цилиндр; 2 — передняя крышка; 3 — золотниковая коробка; 4 – поршень;

5 — шток; 6 — сальник; 7— крейцкопф: 8 — шатун; 9 — коленчатый вал

10 — распределительное устройство; 11 — шкив-маховик.

При движении поршня слева направо золотниковое распределительное устройство соединяет левую полость цилиндра со всасывающей стороной и воздух засасывается в цилиндр. Одновременно из правой полости цилиндра воздух выталкивается в нагнетательную сторону, так как всасывающий канал этой полости плотно закрыт золотником.

При обратном движении поршня золотник перемещается и перекрывает каналы так, что воздух засасывается в правую полость цилиндра, а выталкивается из левой.

За один рабочий ход происходит два всасывания и два выталкивания, поэтому этот насос называют насосом двойного действия.

Основным условием для удовлетворительной работы вакуум-насоса является необходимая плотность прилегания золотника к каналам (или плотность посадки клапанов), исправность сальникового устройства, прокладок в крышках цилиндра, поршневых колец.

Перед пуском насос сначала осматривают, вручную проворачивают на один-два оборота приводной шкив-маховик открыва­ют масленки, проверяют наличие и подачу смазки открывают запорный клапан на нагнетательной стороне, открывают вентиль для подачи охлаждающей воды в рубашку цилиндра закрывают запорный вентиль на всасывающей стороне затем включают электродвигатель и проверяют показание вакуумметра, который должен показывать максимальный вакуум, соответствующий паспорту насоса.

Затем постепенно открывают запорный вентиль на всасы­вающей стороне и включают насос в работу. При работе насоса следят за нормальным нагревом всех вращающихся и трущихся деталей (цилиндра, сальника, подшипников и пр.), температурой воздуха, удаляемого из цилиндра (должна быть не выше 60⁰ С), наличием смазки, прочностью крепления всех ограждений.

Мокровоздушный вакуум-насос ВНК-3М. Этот насос (рис. 52) также горизонтальный, поршневой, двойного действия; только вместо золотникового распределительного устройства в нем установлены тарельчатые клапаны. Насос предназначен для откачки влажного воздуха или пара и создания вакуума до 85% в различных технологических процессах.

Диаметр поршня насоса 310 мм, ход поршня 150 мм, число оборотов вала 165 в минуту, потребная мощность 5,5 квт. Производительность насоса 140 м³/ч.

Электродвигатель 1 мощностью 7 квт и числом оборотов 730 в минуту, через шкив и клиноременную передачу 2 приводит во вращение маховик 3 вакуум-насоса и далее через кривошипно-шатунный механизм 4 поршень насоса 5. Ход поршня насоса 150 мм, число цилиндров 1, число ступеней сжатия 1.

Поршень движется в цилиндре 6, где расположены всасывающие нагнетательные тарельчатые клапаны 7 и патрубки для присоединения трубопроводов — всасывающего 8 и нагнетательного 9. Специальные сальники 10 обеспечивают необходимую плотность в местах прохода вала через крышки цилиндра.

Производительность вакуум-насосов определяют по формуле

м³/ч, (I-90)

где l — коэффициент подачи, зависящий от сопротивления при всасывании, пропусков воздуха от неплотностей и пр.; практически принимают равным 0,7 — 0,8;

D — диаметр цилиндра, м;

А — число рабочих полостей; для насосов двойного действия А = 2;

S — полезный ход поршня, м (за вычетом мертвого пространства и ширины щелей или окон) ;

n— число двойных ходов поршня в минуту.

Рис. 52. Мокровоздушный поршневой вакуум-насос ВНК-3М:

1 – электродвигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – маховик (шкив) вакуум-насоса; 4 – кривошипно-шатунный механизм; 5 – поршень; 6 – цилиндр; 7 – тарельчатые клапаны; 8 – патрубок всасывающего трубопровода; 9 – патрубок нагнетательного трубопровода; 10 – сальник цилиндра.

Мощность двигателя к суховоздушному поршневому вакуум-насосу определяют по формуле

квт, (I-91)

где А — удельная работа, расходуемая на отсос, сжатие и вытес­нение 1 м³ воздуха. Практически можно принимать А = 48000 50000 дж/м³;

Q — производительность насоса, м³/ч;

h — общий приведенный к. п. д. насоса, учитывающий механические потери мощности (h = 0,7 0,75).

Мощность двигателя к мокровоздушному поршневому ваку­ум-насосу определяют по формуле

(I-92)

где А — удельная работа, расходуемая на отсос, сжатие и вы­теснение 1 м³ воздуха; можно принимать А = = 50 000 дж/м³;

Q — производительность насоса, м³/мин;

р_н — давление в нагнетательной линии, н/м²;

р_в — давление во всасывающей линии, н/м²;

W — объем жидкости, откачиваемой насосом, м³/мин.

Пример.Определить производительность и потребную мощность двигателя одноцилиндрового горизонтального поршневого суховоздушного вакуум-насоса ВНП-3 для откачки воздуха, если диаметр цилиндра насоса равен 310 мм, ход поршня 150 мм, число двойных ходов поршня (оборотов вала) 200 в минуту, коэффициент подачи 0,75 и к. п. д. (общий) 0,7.

Производительность насоса по формуле (I — 90) будет равна

м³/ч.

Потребная мощность двигателя по формуле (1 – 91) составит

квт.

Ротационный вакуум-насос. Эти насосы применяют также для создания вакуума в технологических аппаратах. В отличие от поршневых насосов в качестве рабочего органа ротационных насосов используют вращающиеся детали (ротор с .пластинами, кулаки, эксцентрики и т. п.).

Производительность суховоздушных ротационных вакуум-насосов находят по следующей формуле:

м³/ч (I-93)

где l — коэффициент подачи насоса (l = 0,5 0,6);

V — объем воздуха, захватываемый одной лопастью (или кулаком) за один оборот, м³;

b — число лопастей (кулаков) насоса;

n — число оборотов вала (ротора насоса) в минуту.

Производительность ротационных вакуум-насосов от 0,5 до 40 м³/мин. Они компактны, несложны в обслуживании, дают воз­можность доводить остаточное давление до 0,01 мм рт. ст.

На мясокомбинатах сравнительно редко используют суховоз-душные ротационные вакуум-насосы РВН-25, РВН-50, РВН-65, имеющие соответственно производительность 25, 50 и 65 м³/мин, число оборотов ротора 485 в минуту, мощность электродвигателя 55—100 квт.

Более широко применяются водокольцевые ротационные мокровоздушные вакуум-насосы РМК-4 производительностью 27 м³/мин, обеспечивающие максимальное разрежение до 95%, мощностью электродвигателя 75 квт. Эти насосы допускают от­сасывание газов, содержащих капельную жидкость или даже ча­стицы твердых примесей.

Вытесняющие устройства

На мясо- и птицекомбинатах для перемещения по трубам жидких продуктов — крови, рассола, бульонов, дистиллята, жи­ра и продуктов с твердыми включениями — шквары, каныги, конфискатов, дробленой кости, птичьего помета и т. п. — приме­няют вытесняющие устройства.

В качестве вытесняющей среды используют сжатый воздух или пар.

Вытесняющее устройство состоит из всасывающей магистра­ли, по которой поступает продукция, приемного резервуара-вытеснителя, трубопроводов для вытесняемой среды, трубопрово­дов для вытесняющего агента и контрольно-регулирующих при­боров.

На рис. 53 показан бак-вытеснитель для передувки каныги, шквары и других продуктов емкостью 1,2 м³, производства Полтавского завода мясного оборудования.

Бак 1 сделан из листовой стали толщиной 6 мм, сварной конструкции с приваренными ножками 2 для установки на пол. Для очистки и осмотра вытеснителя сверху приваривают горловину 3, плотно закрываемую крышкой 4 при помощи гаек-барашаков 5.

Транспортируемая продукция поступает в вытеснитель по трубопроводу 6 пока не будет заполнено примерно 0,7 – 0,8 емкости резервуара. Затем задвижку на всасывающей магистрали закрывают и открывают вентиль на трубопроводе 10 для подачи сжатого воздуха давлением 3 – 4 ат и открывают задвижку на нагнетательной магистрали 7, по которой продукция перемещается на необходимое расстояние. На вытеснителе устанавливают предохранительный клапан 8 и манометр 9.

Продукция из резервуара полностью вытесняется сжатым воздухом, после чего цикл передувки повторяется.

Если к вытеснителю подвести вакуумную линию, то это даст возможность засасывать транспортируемую продукцию в резервуар.

На рис. 53, б представлен автоматический двойной передувоч-ный бак АПБ-2 (конструкции Гипромясо) для транспортировки по трубам мягких конфискатов, шквары и других мясопродуктов. Применение таких баков на мясокомбинатах позволяет отка­заться от тележек и ковшей для перевозки сырья в цехах, значи­тельно улучшить санитарное состояние помещений и механизиро­вать транспортировку продукции.

Автоматический двойной передувочный бак АПБ-2 состоит из двух вертикальных сосудов 2, сваренных из листовой стали тол­щиной 6 мм и установленных на общем каркасе 1.

Сверху имеются загрузочные воронки 3, снабженные конус­ными пневматическими затворами 4. Внизу расположены меха­низмы управления автоматической работой вытеснителя 5, со­стоящие из резиновой мембраны и рычага с пружиной. Рядом ус­тановлены воздухораспределительные блоки 6 с тарельчатыми

клапанами. Для контроля за работой вытеснителя имеются манометры 7.

Вытеснитель АПБ-2 работает по автоматическому циклу сле­дующим образом. Продукт, подлежащий транспортировке, за­гружают вместе с водой в один из баков 2 при опущенном ко­нусном затворе 4. Когда в баке, емкость которого составляет 600 л, накопится примерно 300 кг сырья и 200 кг воды, давление па мембрану достигает заданной величины (80 кг), срабатывает механизм управления и тарельчатый клапан в воздухораспреде­лительном блоке 6 откроет доступ сжатого воздуха в бак. Ко­нусный затвор поднимется, дальнейшее поступление сырья в бак прекратится, а содержимое бака начнет вытесняться сжатым возду- хом в нагнетательный трубопровод до тех пор, пока весь продукт не будет удален из бака. После этого давление в баке резко падает, мембрана занимает прежнее положение, воздух перестает поступать в бак, конусный затвор опускается и бак начинает вновь загружаться. Оба бака работают попеременно.

Продолжительность всего цикла передувки составляет 3— 4 мин. Давление сжатого воздуха при передувке 3 ат, масса передуваемого сырья за один цикл 600 кг.

Для расчета вытеснительных устройств применяют следую­щие формулы.

Давление вытесняющей среды определяют по формуле

н/м, (I-94)

где g — ускорение свободно падающего тела (9,81 м/сек²);

r — плотность передуваемой продукции, кг/л³;

Н — высота подъема продукции, м.

Расход вытесняющей среды для удаления одной порции извытеснителя устанавливают по формуле

м³, (I-95)

где V_p — геометрическая емкость резервуара, м³;

V_тp — емкость нагнетательного трубопровода, м³;

а — коэффициент, учитывающий потери на неплотности в трубопроводах и арматуре (обычно a = 0,2 0,3). Производительность вытесняющего устройства находят по формуле

т/ч (I-96)

где a — коэффициент заполнения резервуара (бака); a =

= 0,7 0,85;

Т — полное время одного цикла вытеснения, включая за­грузку, вытеснение и переключение арматуры, мин.

Рис. 53 Вытесняющие устройства:

а — бак для передувки емкостью 1,2 м³:

1— бак-резервуар; 2 — ножки; 3 — горловина; 4 — крышка горловины; 5 — гайки крепления крышки; 6 — трубопроюд для про­ду кцми; 7 — нагнетательная магистраль; 8 — предохранительный клапан; 9 — мано­метр; 10 — трубопровод.

б — автоматпккя двойкой передувочны бак АПБ-2:

1 — каркас-станина; 2 — вертикальвый бак; 3 — загрузочная воронка; 4 — пневматический затвор; 5 — механизм управления; 6 — воздухораспределительный блок; 7 — манометры.

Пример. Рассчитать вытесняющее устройство для крови, если высота по­дачи ее 6 л, плотность крови 1100 кг/м³ емкость бака 600 л, диаметр нагнета­тельного трубопровода 120 мм, длина 22 м, коэффициент потерь от неплотно­стей 0,3, коэффициент заполнения 0,8, полное время цикла 5 мин.

Определяем давление вытесняющей среды по формуле (1—94)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: