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1、食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,后弯叶片,适用于中压及较高压强的通风机。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,前弯式叶片,在一定的输气压强下与后弯及径向的相比较,其叶轮的直径和转速可以小些,但出口速度较大,损失也较大,故效率一般较低。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,多而短前弯叶片,如果前弯叶片多而短(如图2. 57-(2)所示),则所产生的风压较低,而风量却较大。一般离心式通风机的叶轮多为前弯式,主要是为了减小通风机的尺寸和尽可能降低转速。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,径向叶片,径向叶片应用于风压较低的场合。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,2轴流式通
2、风机,轴流式通风机的结构与轴流泵相似,如图2. 58所示, 安装:通常装在需要送风的室内的墙壁孔或天花板上。因为通风机所产生的风压不高,若装上导管和气道,必增加阻力。轴流式通风机的叶轮常固定在电动机转轴上,而电动机则装在通风机的壳内或壳外。 效率一般较高,范围在6065。 风压通常在255Pa以下,但有高达980Pa的。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,轴流风机的结构,在机壳内装有一个迅速旋转的叶轮,叶轮上固定有数片作扭曲状的叶片。工作时空气沿轴向在叶片间流动。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,(二)鼓风机,鼓风机的形式通常有 : 1离心式鼓风机 2旋转式鼓风机,食品工厂机械与
3、设备第二章 物料输送机械,1离心式鼓风机,也主要由机壳、叶轮和机座构成。叶轮通常是多级的。多级叶轮由几个叶轮串联而成。气体通过一级叶轮后,风压有所增加,从一级叶轮出来再进入下一级叶轮,风压又有所增加(见图2.59)。 一般离心式鼓风机的排气压强并不太高,因此,串联的叶轮数也不太多。 由于风压要求更高,因而在构造上与通风机有显著差别。例如,叶轮的圆周速度比通风机高就是其一。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,2旋转式鼓风机,与旋转泵相似,其主要部件是一个或一对旋转的转子。其性能特点是风量不随阻力大小而改变,俗称“硬风”。 特别适用于要求稳定风量的工艺过程。 主要缺点是在压强较高时,泄漏量大
4、,磨损较严重,噪音大。 使用场合:输气量不大,压强在 10 200kPa 范围。 罗茨鼓风机:最常用的一种,其构造和作用原理与罗茨泵相似,如图2.60所示。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,(三)风机的选择,一般步骤为: 首先根据所需输送的气体性质(如洁净气体、含尘气体、腐蚀性气体等)从可选的风机样本中确定适用的风机型式; 然后根据需要的吸入口状态的风量及出系统所需的实际风压,将实际风压换算成标示工况风压; 最后从厂商提供的风机综合特性曲线图选取适当的风机型号。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,常风机型号与用途,常用型号有 4-72型和4-62 型 属中、低压风机,可用于通风和
5、气体输送。 8-18 型和9-27 型 属于高压通风机,主要用于气体输送。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,风机综合曲线图,标示一系列风机最高效率点附近一段风量-全风压性能曲线的图。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,曲线上方的数字组合意义,表示风机型号 ,这些数字分别表示风压、比转速、工况压强和风机叶轮的直径。例如:风机型号“9-27-101No.5”的意义为: 9压强系数(数值越大,压强越大), 27比转速, 101风机性能曲线的工况压强为标准大气压(101.3kPa), No.5离心风机的叶轮直径为50cm。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,二、压缩机,压缩机是用于
6、压缩气体的机械设备。 压缩机在食品工厂中的用途 压缩机类型 (一)往复式压缩机的结构原理 (二)压缩机的选择与使用,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,压缩机在食品工厂中的用途,食品工厂不乏需要压缩空气或其它气体的场合。例如,罐头反压杀菌、气流式喷雾干燥、蒸汽压缩制冷、热泵蒸发等许多工艺都要使用压缩机。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,压缩机类型,压缩机的形式种类繁多, 但至今为止,食品工业中最常见的仍然属往复式压缩机。 往复式压缩机又名活塞式压缩机,有多种类型。常用往复式压缩机的分类见表2- 4,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,(一)往复式压缩机的结构原理,单级往复式压缩
7、机的主要构成(图2. 62)。 压缩机的理论输气量 压缩机的实际输气能力与余隙系数 多级压缩,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,多级压缩,要求高压缩比时,可采用多级压缩,就是把两个或几个气缸串联起来,气体经过多次的压缩和冷却,压强逐级升高到所要求的最终压强。在多级压缩过程中,气体的体积逐级减小,因而气缸容积也逐级减小。图2. 63为双级压缩机的示意图。 在同样压缩比下,所用级数愈多,所消耗的压缩功愈小。但级数增加,投资亦增加。每增加一级,零部件辅助设备将成比例增加。级数过多在经济上是不合算的。因而随终压的不同,多级压缩的级数有一个合理的范围,参阅表2- 5。,食品工厂机械与设备第二章 物
8、料输送机械,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,压缩机的实际输气能力与余隙系数,由于安全原因,活塞与气缸底之间总留有一定的余隙。并且, 由于气体是可压缩流体,压缩终了时留在余隙内的高压气体,会在吸气时首先膨胀至与吸气压强相等,然后才开始吸入机外气体,因此,压缩机的实际输气能力,不会像输送液体那样与容积和活塞往复频率成线性关系。压缩机的实际输气能力qv,可用下式表示:,送气系数,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,送气系数,送气系数(a)实际上是压缩机气缸的有效利用系数,与压缩比(排气端高压与吸气端低压之比值)、温度等因素有关,其值总是小于1。 送
9、气系数随压缩比的增大而减小,甚至增大到某一极限时,a可为0,即余隙中气体在吸气行程终止时才膨胀到与进气压强相同。此时,因压缩机不能吸气而无法工作。 另一方面,压缩比过高,压缩后气体温度过高,会使气缸内的润滑油黏度降低、发生分解从而进入气缸,甚至在缸内燃烧,造成气缸或活塞损坏。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,单级单缸单作用式压缩机的理论送气能力,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,单级往复式压缩机,由气缸、活塞、进气和排气阀等构成 低压气体由气缸内往复运动的活塞通过吸气阀吸入,经过压缩后的高压气体由排气阀排至贮气罐,或直接与高压管路相连接。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,
10、(二)压缩机的选择与使用,选用压缩机步骤: 根据用途(主要是由气体性质决定)压缩机的种类; 根据生产能力确定压缩机的排气量; 根据工艺要求确定压缩机的排气终压。 压缩机选型 压缩机使用,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,压缩机使用,因往复式压缩机排气量是间歇的,输气不均匀,所以必须在排气出口处安装贮气罐。贮气罐还能使气体夹带的油沫、水沫发生沉降分离,分离出的油、水可定期从罐底放出。贮气罐安装有压力表、安全阀等附件,此为安全监控所需要。压缩机气体入口处要安装气体过滤器,以免灰尘、铁屑等固体物吸入增加气缸、活塞的磨损。 压缩机的排气量,可通过吸入管阀门开度调节,也可通过将部分排气回送到吸入管
11、再循环的方法进行调节。此外,还可用改变压缩机余隙大小或改变工作气缸数的方法进行调节。图2. 64为压缩空气装置系统图。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,选取压缩机类型,在选取压缩机类型时,可按要求的种类、排气量、终压等条件,从压缩机厂商提供的产品目录中,选用合适的型号。产品目录中还提供了压缩机的级数、转速、活塞冲程、气缸数目、轴功率、电动机功率等性能指标,供设计人员选用时参考。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,压缩机的终压确定,选择压缩机的终压时,除了需要满足工艺气体压强要求以外,还应考虑输气管道压力损失。管道的压力损失可根据流体力学原理
12、计算出。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,压缩机排气量的确定,应考虑气体在贮存和输送管道中的泄漏损失,同时,为了供气安全,还应有一定的余量。所以。在选择压缩机排气量时一般应比实际需要的用气量大2030。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,三、真空泵,(一)真空泵的分类 (二)机械式真空泵 (三)射流式真空泵 (四)真空泵的选择,真空泵在食品工业上的有着极为广泛的应用。许多食品单元操作,如过滤、脱气、成型、包装、冷却、蒸发、结晶、造粒、干燥、蒸馏以及冷冻升华干燥等都采用真空作业法。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,(一)真空泵的分类,表2- 6真空泵分类,食品工厂机械与设备
13、第二章 物料输送机械,(二)机械式真空泵,1往复式(活塞式) 2水环式真空泵 3油封旋转式真空泵 4罗茨真空泵,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,1往复式(活塞式),结构与往复泵类似,主要由机身、气缸、活塞、十字头、曲轴、连杆以及配气阀七个部分组成。 往复式真空泵的工作原理与往复泵相似。它通过曲轴和连杆的作用,使气缸内活塞做往复运动,达到吸气、排气的目的。活塞做往复运动时,在其一端从真空系统吸入气体的同时,另一端则将已吸入气缸的气体排出。 往复式真空泵可直接用来获得粗真空,其极限压强一般在1333Pa(即真空度660 mmHg)左右。因此可满足食品真空浓缩、真空干燥等操作的真空度要求。采
14、用这类泵的优点是它具有较大的抽气速度,例如 W 型系列真空泵的抽气速率范围为8770 m3/h。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,2水环式真空泵,水环式真空泵是一种旋转式泵,是一般的粗真空设备,其特点是可抽吸带水蒸汽的气体。食品工业上常用于真空封罐和真空浓缩等作业上。 结构:如图2. 65所示 水环式真空泵须在不断通水的情况下才能正常工作,这主要是为了将产生的热量带走。 国产SZ系列水环泵的极限压强范围为706516260 Pa(相当于真空度范围638122mmHg),抽气速率范围为0.1211.5 m3/min 。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,食品工厂机械与设备第二章 物
15、料输送机械,3油封旋转式真空泵,这类泵都有一旋转的活塞或转子,旋转部分或磨合运动部分都用油来密封,或将其置于油箱中或采用特殊的油循环,以达到油封的目的。 常见型式:旋片式 滑片式 极限压强:单级0.133Pa ,双级0.00133Pa。 应用:获得绝对压强0.0133Pa以下的真空,也常用作其它高真空设备的前级泵,是目前广泛使用的一类低真空获得设备。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,旋片式真空泵,旋片式真空泵目前广泛用作食品冷冻升华干燥真空系统的前级泵,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,4罗茨真空泵,实际上是一种机械增压泵,其结构和工作原理与罗茨鼓风机相同。所不同的是它用作真空泵
16、,其压缩比甚大。罗茨真空泵转子间以及与泵壳之间配合较紧密(只有约0.lmm的间隙)。尽管如此,运转时,仍然有气体会从排出侧通过间隙向吸气侧泄漏,所以其压缩效率远低于油封机械泵。但是,正因为没有摩擦接触,转速才有可能很高(一般10003000r/min),所以泵的抽速很大。 当泵内平均压强降低时,间隙的流导值也随之降低,从而可提高泵的效率。在压强6.665Pa、压缩比约为10的条件下,泵的效率最高。 罗茨真空泵一般须与低真空泵配合使用(见图2. 67)。,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械,(三)射流式真空泵,是一类泵体本身没有运动部件的泵,主要依靠通过喷嘴产生的高速射流来抽真空。 这类真空泵有蒸汽喷射泵、空气喷射泵、水力喷射泵以及各种扩散泵等。 1蒸汽喷射泵 2水力喷射泵,食品工厂机械与设备