Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2011
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Обладнання
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
УКРАЇНА
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ
УКРАЇНСЬКИЙ НАВЧАЛЬНО-НАУКОВИЙ ІНСТИТУТ ЯКОСТІ БІОРЕСУРСІВ ТА БЕЗПЕКИ ЖИТТЯ
КАФЕДРА ПРОЦЕСІВ ТА ОБЛАДНАННЯ ПЕРЕРОБКИ
ПРОДУКЦІЇ АПК
ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПЕРЕРОБКИ МОЛОКА
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ДО ВИКОНАННЯ І ОФОРМЛЕННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ ТА САМОСТІЙНОГО ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ ДЛЯ СТУДЕНТІВ З НАПРЯМКІВ ПІДГОТОВКИ: 6.091900 − „ МЕХАНІЗАЦІЯ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА”; 6.090200 – „МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА”
КИЇВ−2011
УДК 631.3:637+664.7(072)
Розкрито способи, методи, загальні правила підготовки молока до переробки, основи технологічних процесів виробництва молочних продуктів а також будову, принцип роботи та технологічні регулювання обладнання.
Рекомендовано Вченою радою Укранського навчально-наукового інституту технологій та управління якістю продукції АПК Національного університету біоресурсів і природокористування України
Укладачі: О.В. Мартиненко, В.В. Сарана, Л.І. Ільякова
Рецензенти: К.Г. Лопатько, Р.В. Шатров
Навчальне видання
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання лабораторних робіт з дисципліни
„Машини та обладнання АПК”
для студентів механіко-технологічного факультету за напрямом підготовки 6.070101 −„Транспортні технології” та спеціальністю 8.091902 – „Механізація сільського господарства”
Укладачі: МАРТИНЕНКО Олександр Васильович,
САРАНА Віктор Володимирович,
ІЛЬЯКОВА Людмила Іванівна
Відповідальний за випуск − О.В. Мартиненко
Ум. друк. арк. 9.19. Обл.-вид.арк. 9,2. Наклад 50 пр. Зам № 496 .
Друк ТОВ „Видавничо-поліграфічний дім „Формат”
Свідоцтво про внесення до Державного реєстру суб”єктів
видавничої справи ( (серія ДК № 1976 від 19.10.2004)
Зам 496. Тел 463-53-23.
Лабораторно робота № 1
Обладнання для зберігання молока
Мета роботи: закріпити знання, отримані студентами на лекціях та під час роботи з підручниками і посібниками. Ознайомитись з будовою, принципом роботи та технологічними регулюваннями обладнання для зберігання молока.
Обладнання робочого місця: плакати, технологічне обладнання, інструмент, методичні посібники.
Загальні положення. У молочній промисловості резервуари використовуються для різних цілей. Ємкість резервуарів може коливатись від 150000 літрів для танків баштового типу у відділенні приймання до невеликих 100-літрових баків.
В цілому резервуари можна розділити на дві основні категорії залежно від призначення:
Танки для зберігання
Технологічні танки.
Ємності для зберігання молока.
Баштові танки. Танки баштового типу відносяться до категорії резервуарів для приймання і зберігання молока. Ємкість від 25 000 до 150 000 літрів. Внутрішні поверхні виготовлені з неіржавіючої сталі. Для економії будівельних витрат ці танки часто встановлюють поза приміщенням. У таких випадках цистерни мають подвійні стінки з ізоляцією із мінеральної вати завтовшки не менше 70 мм. Зовнішній корпус може бути виготовлений з неіржавіючої сталі, але з міркувань економії його зазвичай роблять із м'якої сталі і покри вають антикорозійною фарбою.
Для забезпечення легкого і повного спорожнення резер вуара його днище має похил у напрямі зливання продукту під кутом близько 6 градусів. Танки баштового типу обладналися різними типами мішалок і устаткуванням для контролю і спостереження.
Кількість і розміри таких цистерн визначаються кількістю молока, яке щодня завозиться на підприємство, числом робочих днів у тижні, тривалістю робо чого дня (одна, дві або три зміни), різноманітністю і кількістю видів продукції.
Танки для проміжного зберігання. Ці танки призначені для нетривалого зберігання продукту в процесі його виробництва. Вони використовуються для буферного зберігання, щоб мати можливість підтримувати постійні параметри потоку. Після теплової обробки і охолоджування молоко поміщається в буферну ємність і далі прямує на розливання. Якщо процес уривається, оброблене молоко зберігається в проміжній ємкості до його відновлення.
Внутрішня оболонка і зовнішній корпус танка ємкістю від 1000 до 50 000 літрів (рис. 3) виготовлені з неіржавіючої сталі. Для підтримки постійної температури продукту між стінками оболонок прокладений шар мінеральної вати.
Ємкість для проміжного зберігання також оснащена мішал кою і обладнана різними системами і приладами для контролю рівня продукту та температури.
Загальновизнано, що технологічний процес вимагає буферного запасу, відповідного не більше ніж на півтори години роботи лінії в звичайному режимі,
Змішувальні танки. Призначені для змішування різних продуктів або для підмішування в продукт яких-небудь інгредієнтів. Можуть бути ізольованими або мати один корпус з неіржавіючої сталі. Цистерни ізольованого типу складаються з подвійної оболонки з шаром мінеральної вати в між ними. Внутрішня оболонка поміщена в кожух у вигляді приварених кана лів (рис. 4), по яких циркулює холодоагент або теплоносій. Мішалки, якими оснащені змішувальні ємко сті, конструюються під конкретні операції.
Технологічні танки. У технологічних танках продукт обро бляють з метою зміни його властивостей. Наприклад, для дозрівання вершків при виробництві масла, для сква шування молока при виробництві йогурту, як кристалізаційні танки для збитих вершків, як танки для приготування заквасок.
Існує безліч видів технологічних танків. Їх конструкція визначається призначенням. Загальним є наявність мішалки і системи контролю температури. Дані танки мають стінки з неіржавіючої сталі з ізоляцією або без неї. Може також використовуватися обладнання для поточного спостереження і контролю.
Функціональна схема універсального молочного танку показана на рисунку 5
Зрівнювальні баки. Переміщення продукту по технологічній лінії пов'язане з рядом проблем, а саме:
Для стабільної роботи відцентрового насоса із продукту необхідно видалити повітря та інші гази
Щоб уникнути кавітації тиск в усіх точках впу скного штуцера насоса має бути вище за тиск насиченої пари рідини
Якщо температура рідини, що піддається тепловій обробці опуститься нижче необхідного рівня, повинен спрацювати відвідний клапан
Для підтримки рівномірного потоку в лінії необхідно забезпечувати постійний тиск в камері всмоктування насоса.
Ці і деякі інші подібні проблеми часто вирішуються включенням до складу лінії, перед насосом, зрівнювальної ємкості, в якій рівень продукту підтримується на постійній висоті відносно вихідного штуцера насоса. Іншими словами, тиск в лінії всмоктування підтримується постійним.
Такі танки оснащені поплавком, з’єднаний через важіль з роликом ексцентрикового механізму, який приводить в дію впускний клапан танка. При переміщенні поплавка разом з рівнем рідини вниз або вгору, пов'язаний з ним клапан відповідно відкривається або закривається.
Якщо насос забирає з танка більше рідини, чим потрапляє в нього через впускний отвір, її рівень опускається разом з поплавцем. Клапан відкривається і впускає додаткову порцію рідини. Таким чином, в танку підтримується постійний рівень. Подача рідини здійснюється знизу. Це запобігає її плюскотіння і, головне, насичення повітрям.
Такі танки часто включають до складу циркуляційної системи, в якій рідина повертається на повторний цикл обробки, наприклад, при недостатній тепловій обробці. В цьому випадку температурний датчик приводить в дію поворотний клапан, який направляє продукт назад в зрівнювальну ємкість. Це призводить до швидкого підіймання рівня рідини в танку і до не менш швидкої реакції поплавкового механізму, який закриває впускний клапан. У такому разі продукт циркулює, поки техно логічна несправність не буде усунена або поки установка не буде зупинена для проведення регулювань.
Зміст звіту
1. Класифікація обладнання для зберігання молока.
2. Танки для проміжного зберігання молока.
3. Технологічні танки.
4. Зрівнювальні баки.
Контрольні питання
1. Призначення, будова принцип роботи танків для проміжного
зберігання молока.
2. Призначення, будова принцип роботи технологічних танків.
3. З якою метою встановлюють зрівнювальні баки?
4. Призначення, будова принцип роботи зрівнювальних баків.
Список літератури
Єресько Г.О. Технологічне обладнання молочних виробництв/
Єресько Г.О., Шинкарик М.М., Ворощук В.Я. – К.: Інкос, 2007. –
337с.
Гвоздєв О.В. Технологічне обладнання для переробки продукції тваринництва/ Гвоздєв О.В., Ялпачик Ф.Ю, Рогач Л.М., Кюрчева Л.М. – Суми: Довкілля, 2004. – 419с.
Лабораторно робота № 2
Обладнання для обліку і зважування молока
і молочних продуктів
Мета роботи: закріпити знання, отримані студентами на лекціях та під час роботи з підручниками і посібниками. Ознайомитись з конструкцією, будовою та принципом роботи Обладнання для обліку і зважування молока і молочних продуктів.
Обладнання робочого місця: плакати, технологічне обладнання, інструмент, методичні посібники.
Загальні положення. При визначенні кількості сировини, готової продукції і допоміжних матеріалів на молокопереробних підприємствах застосовують молокоміри, лічильники, витратоміри і ваги.
Ваги для молока і молочних продуктів. Ваги підрозділяються на наступні типи: ваги-нетто для визначення чистої маси молока або інших рідких продуктів; ваги для зважування молока і молочних продуктів разом з тарою.
У молочних блоках тваринницьких ферм зазвичай застосовують циферблатні ваги-нетто з підвісними ре зервуарами.
Молоко, що збирається в доїльні відра або у фляги, зважують на товарних платформних важелях вагів з урівноваженням вантажів за допомогою гирь і шкаль них механізмів циферблатів. На цих вагах спочатку зважують фляги з молоком, а потім спорожнені і, обчисливши різницю результатів, визначають чисту ма су молока.
Ваги циферблатні з підвісними резервуарами. На більшості тваринницьких ферм масу видоєного молока визначають на спеціальних стаціонар них циферблатних вагах з підвісними резервуарами ти пу ЗМІ-250 і ЗМІ-500.
Такі ваги (рис. 1,а) складаються з корпусу вагового механізму 6 із стійками, над якими розміщена головка циферблату 5. До стійок вагів підвішені два приймальні резервуари 1 із спеціальними спусковими клапанами для зливання молока. Останні системою тяги і важелів сполучені з рукоятками управління 3 спускних клапанів. Для зручності перекидання фляг ваги обладнані опорою 2 для горловин фляг. Ця опора має огорожу і цідилки 4 для зливання молока. Приймальні резервуари і спускні клапани виготовляють з неіржавіючої сталі.
Ваги СМІ-250 і ЗМІ-500 мають аналогічний пристрій, відрізняються лише градуюванням шкали і розміра ми приймальних баків.
Кінематична схема вагів ЗМІ-250 і ЗМІ-500 приведена на рисунку 1,6. Приймальні ванни підвішені на вантажоприймальних призмах важелів, сполучених з таріровочним важелем, регулятором тари і што ком несучого демпфера.
Працюють ваги так. Молоко з фляг зливають через цідилки в один з приймальних резервуарів, який при цьому опускається і через систему тяг і важелів приво дить в дію механізм покажчика циферблату. Піс ля зважування молоко через спускний клапан зливають в приймальний бак.
Товарні ваги для зважування молока разом з тарою. На тваринницьких фермах (особливо з невеликим поголів'ям худоби) широко застосовують товарні платформені важільні ваги загального призначення - пересувні з платформою для зважуваного вантажу з урівноваженням його за допомогою гирь і шкальних циферблатних механізмів.
Товарні гирні ваги складаються з наступних основних елементів: плоскої вантажної платформи, гра дуйованого коромисла, підвішеного на литій чавунній колонці, з розміщеною всередині неї тягою від коромисла.
Товарні шкальні ваги мають на коро мислах по дві шкали: основну і додаткову. Перша нанесена на бічну поверхню коромисла, а друга - на особливій лінійці, жорстко з'єднаній з ним. У верхній частині коромисла нарізають пази для фіксації установи зуба спеціальної пересувної гирі.
На вагах цього типу верхня межа основної шкали відповідає найбільшій межі зважування. Загальне вагове значення одного ділення додаткової шкали відповідає найбільшій межі зважування, встановленій для даних вагів.
Платформені ваги циферблатні ВЦП-500 по будові механізму уніфіковані із вже розглянутими вагами циферблатів типу ЗМІ-250 і ЗМІ-500. Тільки у вагах ВЦП-500 замість підвісних резервуарів є рухома вантажна платформа.
Платформені ваги циферблатів дуже зручні в експлуатації.
Найбільш простим і поширеним засобом вимірювання невеликої кількості молока є поплавцевий молокомір. Це не що інше як циліндричне відро з жорстко закріпленою ручкою. У молокомір поміщений поплавець з вертикальною мірною лінійкою, що входить в проріз ручки. При наповненні відра поплавець спливає і лінійка піднімається над ручкою на висоту, відповідну об'єму молока. Зазвичай місткість молокоміра поплавцевого типу 10 л, а допустима погрішність вимірювання ± 0,05 л.
Для вимірювання 50 л молока і більш служать ємкісні молокоміри циліндричної або сферичної форми, виконані з прозорих матеріалів. На їх поверхні нанесена шкала, по якій відлічують об'єм молока.
Деякі види ємкостей для зберігання молока також можна використовувати як молокоміри. Вимірники рівня заповнення ємкості виконані у вигляді поплавцевого механізму, зв'язаного тросом з покажчиком об'єму молока.
Пристрій зоотехнічного обліку молока УЗМ-1А. Пристрій УЗМ-1А призначений для вимірювання кількості молока на доїльних установках і відбору проб для визначення кількості молока.
Пристрій УЗМ-1А (рис. 4) складається з наступних ос новних складових частин: ковпака 6, роздільника 9, ка мери 19 і мензурки 15.
Ковпак утворює приймальну камеру 26, яка заповнюється молоком через патрубок 29. Відведення молока відбувається через патрубок 30. Ковпак має канавку 25 - місце для установки хомута, за допомогою якого пристрій закріплюється на доїльній установці.
Роздільник 9 відокремлює камеру 26 від камери 16 і має трубки 27, 7, 8 я отвір 24.
Трубка 27 призначена для відведення повітря від ка мери 16, а трубка 7 - для відведення молока від камери 16. На ній закріплений наконечник з двома отворами - 31 і 5.
Трубка 8 служить для введення частини молока в мензуру 15. На цій трубці встановлений клапан 2 з вкладишем. При знятті ковпачка 4 відкривається доступ до отвору 5 при очищенні пристрою.
На камері 19 встановлений клапан 18 і фіксатор 12 з ковпачком 13 для кріплення мензурки 15. Мензурка служить для відбору частини молока, яке проходить через пристрій, та взяття проб і має скобу 14 для її підвішування на трубу.
Поплавок, що складається з корпусу 23 і прокладки 20, при заповненій молоком камері 16 перекриває отвір 24.
Ковпак притиснутий до камери дугою 1. Замість неї може бути встановлена скоба для підвішування пристрою на трубу.
Цією скобою комплектується доїльний агрегат з молокопроводом АДМ-8А.
При роботі пристрій встановлюють між доїль ним апаратом і молокопроводом, при цьому молоко через молочний шланг від доїльного апарату через отвір патрубка 2 (рис. 5) поступає в приймальну камеру 4, звідки че рез отвір 5 подається в камеру 7, заповнюючи її.
Повітря, що засмоктується в приймальну камеру 4, спрямовується в її верхню частину, а повітря, що поступає через отвір 6 в відмірну камеру 7, рухається по повітряній трубці 3 в камеру, з якої через патрубок відсмоктується в молокопровід. У міру наповнення камери 7 по плавок 8 спливає і перекриває отвір 5 з труб кою 3. Повітря, що поступає через отвір 6, створює в камері 7 підвищений тиск в порівнянні з каме рою 4. Під дією цього тиску поплавок притискається щільно до отвору 5, і молоко витісняється по трубці 10. Верхня частина цієї трубки звужена, тому тут створюється підвищений тиск молока на її стінки, і через калібрувальний отвір 11 і трубку приблизно 2% молока від загальної його кількості потрапляє в мензурку 9.
Решта молока через верхній отвір 12 подається в патрубок 1 і направляється в молокопровід.
Як тільки камера випорожниться, з неї через трубку 10 починає відсмоктуватися повітря, що поступає через отвір 6. Тиск в камері 7 зрівнюється з тиском в камері 4, поплавок 8 під дією власної маси опускається вниз; при подальшому надходженні молока описаний процес повторюється. Він повторюється і тоді, коли після закінчення доїння кожної корови по плавок при пуску повітря через клапан притискається до сідла.
Під час доїння повітря, витиснене молоком з мензурки, направляється в молокопровід через клапан і приймальну камеру. Після закінчення доїння мензурка знімається, струмінь повітря піднімає клапан, який пере криває вихідний отвір. Підсмоктуване через калібрувальний отвір 11 повітря очищає останнє від згустків молока.
Показники пристрою визначають по рисках шкали мензурки, напроти яких знаходиться рівень молока (без урахування піни).
За допомогою лічильників вимірюють кількість продукту в потоці, що протікає по трубопроводу. У молочній промисловості найчастіше застосовують два типи лічильників: з кільцевим поршнем і овальними шестернями (шестерінчастий лічильник).
Лічильник з кільцевим поршнем (рис. 6.) застосовують для вимірювання об'єму молока в потоці. Він має вимірювальну камеру, утворену двома концентричними циліндрами, корпусом лічильника і поршнем. Камера розділена перегородкою. По обидві її боки є серповидні вхідний і вихідний отвори. Поршнем є кільце циліндричної форми з поперечною перегородкою із отворами. У вертикальний розріз поршня входить радіальна перегородка. В центрі поперечної перегородки укріплена цапфа, яка рухається в кільцевому просторі. Під тиском молока, що поступає через вхідний отвір, поршень переміщається в камері. Його рух передається лічильниковому механізму за допомогою магнітної муфти з двома постійними магнітами. Один з них жорстко пов'язаний з цапфою вимірювальної камери, інший - з валом лічильникового механізму. Відносна погрішність вимірювання ±0,2...0,5%.
Шестерінчастий лічильник також дозволяє заміряти кількість молока в потоці і складається з проточної камери, в якій під тиском молока обертаються шестерні з дрібними зубами (рис. 7). При повороті шестерні переміщають у бік вихідного патрубка частину молока, обмежену стінками камери. Щільне зачеплення шестерень між собою, а також мінімальний зазор між ними і камерою дозволяють виключити перетікання молока з камер входу і виходу. Від рахункового механізму камера відокремлена перегородкою, через яку обертання нижньої шестерні передається на привідний вал рахункового механізму. Це досягається за допомогою магнітів, один з яких вмонтований в шестерні рахункового механізму, а другий - в торцьовій стінці шестерні проточної камери. За допомогою системи передач рахунковий механізм перетворює частоту обертання шестерень проточної камери в покази кількості молока, що пройшло через лічильник. Крім того, лічильники такої конструкції можуть відмірювати задану кількість молока, передавати данні на певну відстань і так далі.
Діапазон застосування шестерінчастих лічильників розширюється завдяки випуску декількох типорозмірів з різною продуктивністю, робочим тиском і температурою. Допустима температура вимірюваної рідини 90 °С, тиск 700 кПа. Погрішність показань лічильника ± 0,5 %. Така точність забезпечується установкою в напірній лінії перед лічильником повітровідокремлювача.
Електромагнітні лічильники-витратоміри набули широкого поширення в потокових технологічних лініях переробки молока. Вони призначені для вимірювання витрати молока і молочних продуктів в потоці і видачі командного сигналу на який-небудь виконавчий пристрій при проходженні заданої кількості продукту.
Зазвичай такі витратоміри складаються з двох основних елементів первинного перетворювача імпульсів і вимірювального пристрою. У основі роботи перетворювача імпульсів покладено явище електромагнітної індукції.
Зміст звіту
1. Класифікація обладнання для обліку молока.
2. Молочні ваги.
3. Лічильники.
Контрольні питання
1. Які засоби застосовують для обліку молока?
2. Призначення, будова принцип роботи вагів циферблатних МІ-500.
3. Призначення, будова принцип роботи пристрою зоотех нічного обліку
молока УЗМ-1А
4. Які насоси можна використовувати для дозування молока і молочних
продуктів?
5. Яку функцію виконує магнітна муфта в лічильнику з кільцевим
поршнем?
6. Які чинники впливають на точність показань шестерінчастого
лічильника?
Список літератури
Єресько Г.О. Технологічне обладнання молочних виробництв/
Єресько Г.О., Шинкарик М.М., Ворощук В.Я. – К.: Інкос, 2007. –
337с.
Гвоздєв О.В. Технологічне обладнання для переробки продукції тваринництва/ Гвоздєв О.В., Ялпачик Ф.Ю, Рогач Л.М., Кюрчева Л.М. – Суми: Довкілля, 2004. – 419с.
Лабораторно робота № 2
Молочні насоси
Мета роботи: закріпити знання, отримані студентами на лекціях та під час роботи з підручниками і посібниками. Ознайомитись з конструкцією, будовою та принципом роботи насосів для перекачування молока і молочних продуктів.
Обладнання робочого місця: плакати, технологічне обладнання, інструмент, методичні посібники.
Загальні положення. Вимоги до виробничих процесів постійно посилюються як відносно якості продукції, так і рентабельності виробництва. Раніше допускалося переміщення рідини по установці самоплив. Сьогодні рідина нагнітається по довгих трубопроводах з великою кількістю клапанів, крізь теплообмінники, фільтри і інше устаткування, у якого часто бувають великі перепади тиску. Швидкість потоку часто буває дуже висока. Тому на багатьох ділянках лінії встановлюють насоси. При цьому необхідно вирішити багато проблем, які можна розділити таким чином:
Установка насоса
Лінії всмоктування і нагнітання
Тип і розмір потрібного насоса підбирається з врахуванням:
швидкості потоку
продукту, що перекачується
в'язкості
густини
температури
тиску а системі
матеріалу насоса.
Типовими насосами, що використовуються на молокозаводах, є відцентрові, водокільцеві і об'ємні. Ці три види насосів мають різні сфери застосування. Особливо широко на молокозаводах застосовуються відцентрові насоси.
Відцентровий насос, показаний на рис. 1, в основному застосовується для роботи з мало в'язкими продуктами, він не використовується для сильно газованих продуктів.
Водокільцевий насос використовується для рідин з високим вмістом повітря. Об'ємний насос використовують там, де потрібне делікатне поводження з продуктом, а також з високо в'язкими рідинами.
Всмоктуюча лінія. До того як почати розмову безпосередньо про насоси, важливо знатися на фактах і проблемах, пов'язаних з перекачуванням. Насос має бути встановлений якомога ближче до бака або до іншого резервуару, з якого потрібно забирати рідину, а в лінії всмоктування має бути якомога менше відведень і клапанів. Щоб зменшити ризик кавітації трубопровід цієї лінії має бути великого діаметру.
Лінія подачі. У лінію подачі має бути включений дросельний клапан будь-якого типу, і по можливості, разом із зворотним клапаном. Дросельний клапан потрібний для регулювання швидкості потоку, що подається насосом. Зворотний клапан оберігає насос від гідроудара і не дозволяє рідині тікти у зворотному напрямі при зупинці насоса. Зазвичай зворотний клапан встановлюється між насосом і дросельним клапаном.
Кавітація. Кавітація виявляє себе характерним «стукотом» в насосі. Вона виникає, коли тиск в якомусь місці опускається нижче за парціальний тиск і в рідині утворюються дрібні бульбашки пари. У міру просування рідини у напрямку до крильчатки тиск наростає і пара дуже швидко згущується. Її бульбашки лопаються з величезною швидкістю, при цьому локальний тиск може досягати 100 000 бар. Це повторюється з великою частотою і може привести до викрошування навколишнього матеріалу, особливо якщо він відрізняється крихкістю.
Кавітація виникає, коли тиск в лінії всмоктування дуже низький в порівнянні з тиском пари в лінії нагнітання, Небезпека кавітації збільшується, коли перекачуються в'язкі або летючі рідини.
У насосах кавітація призводить до зниження напору і падіння К.К.Д. У міру наростання кавітації подача рідини насосом поступово припиняється.
Кавітації слід уникати. Проте, якщо умови роботи насоса несприятливі, але він, не дивлячись на невелику кавітацію, справно працює, допустимо продовжувати його експлуатацію. Крильчатки насосів, що використовуються на молокозаводах, виготовлені з кислототривкої сталі, яка відрізняється високим опором зношуванню. Крильчатка може бути трохи пошкоджена тільки після тривалої експлуатації насоса.
Можливість виникнення в насосі кавітації може бути заздалегідь прорахована.
Основні рекомендації як уникнути кавітації:
Малий перепад тиску в лінії всмоктування (великий діаметр труби, коротка труба всмоктування, мале число клапанів і вигинів)
Високий тиск на вході в насос, який досягається, наприклад, високим рівнем рідини над насосом
Діаграма робочих характеристик насоса. Карти-діаграми робочих характеристик насосів – безцінна підмога при виборі необхідного варіанту для конкретної роботи. Щоб зробити правильний вибір, необхідно ознайомитися з трьома графіками:
Графіком витрати і напору (крива QH)
Необхідною потужністю двигуна
Повною висотою примусового всмоктування (ПВПВ).
Ці графіки побудовані на основі випробувань, що проводяться з використанням води. Якщо насос планується використовувати для перекачування рідин з іншими характеристиками, внесені до карти дані можуть бути перераховані з необхідною поправкою.
При підборі насоса покупець зазвичай знає, яку витрату (Q) йому буде потрібно. У прикладі, показаному на рис. 3, витрата (Q) складає 15 м3/год. Необхідний напір зазвичай потрібно розрахувати. В даному випадку приймемо його за 30 м.
Відзначте величину витрати на осі абсцис Q. Від цієї мітки проведіть вертикальну пряму до перетину з горизонтальною прямою, що вказує на необхідний напір (30 м) на осі ординат Н. Ця мітка не знаходиться ні на одній із кривих ОН, що показують діаметр крильчатки. В даному випадку слід вибрати найближчий більший розмір крильчатки.
Тобто 160 мм. В результаті виходить напір, рівний стовпу рідини заввишки 31м. Тепер проведемо вертикальну пряму від 15 м3/год вниз до перетину з графіком потужності для крильчатки розміром 160 мм. Горизонтальна пряма, проведена від точки перетину вліво, показує, що витрата енергії дорівнює 2,3 кВт. До цієї цифри додаємо страхувальний запас в 15% і отримуємо у результаті приблизно 2,6 кВт. Отже, можна зупинитися на двигуні потужністю 3 кВт.
Якщо насос забезпечений двигуном певного типорозміру, необхідно переконатися, що двигун не перевантажений. Він повинен завжди мати запас продуктивності на випадок перевантажень.
Нарешті, вертикальну лінію від 15 м3/год проводимо до кривої NPSH (ПВПВ) справа на верхній діаграмі. Продовживши горизонтальну пряму управо, дізнаємося, що необхідний показник ПВПВ складає 1 м.
Напір (тиск). Вибираючи насос, потрібно пам'ятати, що напір (Н), показаний на діаграмі, – це тиск на вході в насос, при якому рідина поступає в нього без висоти всмоктування і тиску на вході.
Для визначення реального тиску на виході з насоса необхідно розглянути умови в зоні всмоктування. Якщо в цій зоні є вакуум, насос повинен почати працювати до того, як в нього почне поступати рідина. В цьому випадку тиск на виході буде нижче вказаного на діаграмі робочих характеристик.
З іншого боку, якщо зона всмоктування наповнена рідиною для забезпечення позитивного тиску на вході в насос, тиск на виході буде вищий вказаного на діаграмі робочих характеристик.
Ущільнення валу. Ущільнення валу часто є самою вразливою деталлю насоса, оскільки знаходиться між деталлю (крильчаткою або валом), що обертається, і нерухомою частиною (корпусом насоса). Зазвичай застосовується механічне ущільнення.
Між ущільнюючими поверхнями утворюється плівка рідини. Ця плівка змащує ущільнення і запобігає безпосередньому контакту між кільцями ущільнювачів. При цьому зношування зводиться до мінімуму і забезпечується довгий термін служби ущільнення. Якщо насос працює вхолосту, рідка змащуюча плівка руйнується і зношування кілець ущільнювачів різко прискорюється.
Механічне ущільнення зазвичай збалансоване. Це означає, що воно нечутливе до тиску, що створюється насосом. Механічні ущільнення, які використовуються в харчовій промисловості, не потребують регулювання і не призводять до зносу валу. Випускаються два варіанти таких ущільнень: одинарне і промивне.
Одинарне механічне ущільнення. У більшості насосів встановлені одинарні механічні ущільнення (рис. 3).
Нерухоме кільце в такому ущільненні закріплене на опорній стінці корпусу насоса. Кільце, що обертається, може бути встановлене усередині або зовні насоса, а на нього надіто ущільнююче кільце. Кільце, що обертається, може рухатися уздовж валу і притискається до нерухомого кільця пружиною.
Промивне ущільнення. Промивне ущільнення (Рис. 5), складається з двох ущільнювачів. Між ними циркулює вода або пара для їх охолоджування і очищення а також для створення бар'єру між продуктом і атмосферою.
Цей вид ущільнення рекомендується для наступних робіт:
• З паровим бар'єром для перекачування стерилізованої продукції з метою недопущення повторного бактеріального обсіменіння
• Водяного промивання при перекачуванні розчинів продуктів, що кристалізуються – наприклад, сахарних сиропів
Водяного охолоджування ущільнення у випадках, коли на валу поряд з ущільненням може утворюватися і пригорати осад унаслідок сильного нагрівання ущільнюючих поверхонь. Як приклад можна привести насос підкачки в пастеризаторах
Створення водяного бар'єру для виключення контакту повітря і продукту при перекачуванні при дуже низькому тиску на вході – наприклад, з судини деаератора.
Тиск парового бар'єру не має бути вище атмосферного при 100°С, оскільки в іншому випадку пар може стати сухим. Це приведе до висихання ущільнень і пошкодження їх поверхонь. Подача пари і води регулюється на вході перед ущільненням, при цьому у випускній трубі не повинно бути перешкод. Ці середовища завжди подаються через нижнє з'єднання.
Матеріал ущільнень валу. Зазвичай використовується наступна комбінація матеріалів: для кільця ущільнювача, що обертається, – графіт, а для нерухомого – неіржавіюча сталь. Ще вдаліша комбінація – карбід кремнію і графіт. Для абразивних рідин рекомендуються ущільнення з дуже твердими поверхнями. У таких випадках застосовується карбід кремнію для обох кілець.
ВІДЦЕНТРОВІ НАСОСИ
Принцип роботи. Рідина, що надходить в насос, прямує в центр крильчатки де лопаті надають їй круговий рух (рис. 5). Під впливом відцентрової сили і руху крильчатки рідина покидає її під вищим тиском і з більшою швидкістю, чим в центрі крильчатки. Швидкість частково перетворюється в тиск в корпусі насоса перед тим, як рідина покидає його через випускний штуцер.
Лопаті крильчатки утворюють в насосі канали. Зазвичай лопаті зігнуті у зворотний бік, але в маленьких насосах вони можуть бути прямими.
Сфера застосування відцентрових насосів. Відцентрові насоси найширше застосовуються в молочній промисловості. Саме їм слід віддавати перевагу, якщо вони підходять для виконання планованої роботи. Причина в тому, що відцентровий насос зазвичай обходиться дешевшим і при купівлі, і в роботі, і при технічному обслуговуванні. Крім того, ці насоси легше за інших адаптуються до різних робочих режимів.
Відцентрові насоси можуть використовуватися для перекачування будь-яких рідин з відносно низькою в'язкістю, які не потребують особливо дбайливого догляду. Вони можуть також працювати з рідинами, в яких містяться порівняно крупні частинки, за умови, що ці частинки не більше розміру каналу крильчатки.
Недолік відцентрового насоса в тому, що він не може перекачувати рідини з високим вмістом повітря: пропадає наповнення, і перекачування припиняється. У таких випадках для відновлення роботи насос доводиться зупиняти, заливати і знову запускати. Іншими словами, відцентровий насос не відноситься до категорії самовсмоктуючих насосів. Так що перед початком роботи його корпус і лінія всмоктування мають бути заповнені рідиною.
Регулювання потоку. Рідко вдається підібрати такий насос, який би абсолютно точно відповідав потрібній продуктивності. Для отримання необхідного значення існує декілька способів регулювання:
Дроселювання – дуже гнучкий, але неекономічний метод
Зменшення діаметру крильчатки – менш гнучкий, але економний
Регулювання швидкості – і гнучкий, і економічний. Ці три варіанти проілюстровано на рис. 6.
Дроселювання. Найпростіший спосіб управління потоком установка дросельного клапана на виході із насоса. Це забезпечує точне регулювання тиску і витрат від насоса. Дроселювання найбільш підходящий метод, якщо насос призначається для роботи в режимах змінних тиску і витрат. Недолік цього методу – в його неекономічності в тому випадку, якщо тиск і витрата постійні.
Дроселювання може виконуватися за допомогою вмонтованих в трубопровід пластин з отворами, ручних або автоматичних клапанів, або механічного витратоміру, який врізається в лінії обробки молока.
Зменшення діаметру крильчатки. Найекономічніший варіант – якщо діаметр крильчатки насоса буде зменшений до значення D1. На діаграмах більшості насосів є графіки для різних діаметрів крильчаток.
Зменшивши заводський діаметр крильчатки від D до D1, можна отримати нижчу, в порівнянні з максимальною, криву насоса (рис. 7).
Новий діаметр D1 можна приблизно визначити, провівши пряму лінію на діаграмі робочих характеристик насоса від точки О через А до стандартної кривої В крильчатки D. Зафіксуйте тиск Н і потрібний новий тиск Н1. Новий діаметр крильчатки D1 знаходять за допомогою розрахунків.
Регулювання швидкості. Зміна швидкості призводить до зміни відцентрової сили, створеної крильчаткою. Тиск і продуктивність також змінюються – зростають із зростанням швидкості і знижуються з її зменшенням.
Регулювання швидкості – найефективніший шлях управління насосом. Швидкість крильчатки завжди повністю відповідає продуктивності насоса і, отже, відповідає також і витраті енергії, і обробці рідини.
ВОДОКІЛЬЦЕВІ НАСОСИ.
Ці насоси (рис. 9 і 10), працюють як самовсмоктувальні насоси, якщо їх корпус залитий рідиною хоча-б наполовину. Вони здатні перекачувати рідини з високим вмістом газу або повітря.
Насос складається із крильчатки з прямими радіальними лопатями (4), впускного і випускного отворів та привідного двигуна. Від впускного отвору (1) рідина надходить на лопаті, які з прискоренням направляють її в корпус насоса, де вона утворює «рідке кільце», яке обертається практично з тією ж швидкістю, що і крильчатка.
У стінці корпусу є канал. У точці 2 він вузький, але у міру наближення до точки 3 він стає глибшим і ширшим, а потім – знову зменшується у міру наближення до точки 6. При перенесенні рідини лопатями відбувається заповнення нею каналу, при цьому збільшується простір для рідини, що проходить крізь лопаті. Це приводить до утворення вакууму у центрі, в який затягується додаткова кількість рідини з лінії всмоктування.
Після проходження точки 3 об'єм між лопатями зменшується у зв'язку із зменшенням глибини каналу. Це примушує рідину поступово зміщуватись до центру та підвищує тиск, і рідина виводиться через отвір 7 до виходу з насоса 5. Повітря, що потрапило в лінію всмоктування, буде перекачано таким же шляхом, як і рідина
Водокільцеві насоси знаходять собі застосування в молочній промисловості в тих випадках, коли продукт містить великий відсоток повітря або газу і, внаслідок цього застосування відцентрових насосів неможливе.
ОБ'ЄМНІ НАСОСИ
Ці насоси працюють за принципом об'ємного витіснення. Вони поділяються на дві основні групи: обертальні насоси і насоси зворотно-поступального руху. До кожної групи входить декілька різних типів.
У основі роботи об'ємного насоса лежить те, що в процесі нагнітання різко підвищується тиск. В зв'язку з цим важливо, щоб:
Жоден клапан після насоса не був закритим
Насос був оснащений запобіжним клапаном – або безпосередньо вбудованим в насос, або встановленим із зовні.
Управління потоком. Управління подачею об'ємного насоса зазвичай здійснюється за допомогою регулювання швидкості. Це також можна робити, змінюючи хід поршня насоса зворотно-поступальної дії.
Діаметр і довжина труб. Коли мова йде про перекачуванні продуктів з високою в'язкістю, велику увагу слід приділяти визначенню розмірів трубопроводів. У таких випадках насос необхідно встановлювати в безпосередній близькості до джерела перекачуваної рідини, а діаметр труби має бути великим. У іншому випадку відбуватимуться настільки значні падіння тиску, що в насосі виникатиме кавітація. Те ж саме відноситься і до випускної частини насоса і нагнітаючого трубопроводу. Тиск
28.03.2013 00:03-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора