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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
