Центробежные насосы в молочной промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Одним из важнейших видов технологического оборудования для молочной промышленности являются центробежные насосы. Они применяются во всех без исключения технологиях, надежность и экономичность их работы во многом определяет ритмичность и эффективность производства в целом.

Развитие молочной промышленности - увеличение выпуска молочных продуктов, механизация и автоматизация производства - требует широкого применения насосов.

Внедрение поточных механизированных линий и расширение ассортимента молочных продуктов вызывает необходимость совершенствования конструкции и создания новых типов насосов. Правильный выбор насоса в зависимости от свойств продукта и особенностей технологического процесса имеет большое значение обеспечение необходимых условий производства различных молочных продуктов.

При разработке нового поколения насосов принимается консольно-моноблочная конструкция с одно- или двухсторонним уплотнением так как она наиболее надежная, экономичная и удобная в эксплуатации.

Опыт эксплуатации насосов в промышленности показывает, что в процессе мойки оборудования от мощного центрального насоса обычные уплотнения могут раскрываться, что приводит к попаданию моющих растворов в электродвигатель. Поэтому разработано специальное уплотнение, выдерживающее избыточное давление до 7 атм.

Большое внимание уделяется снижению потребляемой мощности, что получено за счет увеличения мощности (до 60% и более) путем оптимизации конструкции проточной части насоса. В первую очередь это достигается использованием закрытого колеса. Такое колесо имеет повышенную стоимость, однако это компенсируется стабильностью его зазоров в процессе эксплуатации. Рабочие колеса открытого и полуоткрытого типов из-за наличия механических примесей в перекачиваемых средах быстро изнашиваются, что приводит к увеличению зазоров и, соответственно, к снижению рабочих характеристики КПД насоса.

Одной из главных проблем для производителей пищевых насосов является вопрос создания надежного недорогого удобного в эксплуатации узла уплотнения насоса. Он позволяет минимизировать потери дорогого пищевого продукта а главное - уменьшить убытки от простоя пищевого оборудования связанного с ремонтом насосов.

Важным аспектом также является обработка поверхности проточной части насоса. Для получения однородной гладкой поверхности осуществляют полировку с использованием специального электрохимического метода применение которого, основано на свойстве нержавеющей стали образовывать защитную пленку из оксида хрома. При производстве современных центробежных насосов применяют катанную хромоникелевомолибденовую сталь методом глубокой вытяжки с электрополированной поверхностью что обеспечивает соблюдение самых высоких гигиенических норм.

Технологическое назначение насосов для молока

Насосы относятся к группе энергетических машин и служат для преобразования механической энергии, получаемой от двигателя, в механическую энергию потока жидкости.

Насосы являются самым распространенным и важнейшим видом технологического оборудования на молочных предприятиях. От работы насосов в значительной степени зависит качество молока и молочных продуктов, а также ход технологического процесса. В связи с этим большое значение имеет правильный выбор насоса, соответствующего условиям и особенностям технологического процесса производства различных видов молочных продуктов.

В молочной промышленности насосы применяют в основном для перекачивания молока в молокохранильные резервуары при приемке его из автомобильных, железнодорожных цистерн и других емкостей, для транспортировки молока и жидких молочных продуктов на территории завода или цеха, а также в непрерывных технологических схемах обработки молока и производства различных продуктов для подачи продукта через другие аппараты, например через пластинчатые, трубчатые пастеризаторы и охладители, фильтры, герметические сепараторы, распылительные форсунки и другие аппараты. На рис. 1 показан пример использования насоса для молока при производстве творога традиционным способом.

Рис. 1. Схема технологической линии производства творога традиционным способом: 1 - емкость для молока; 2 - балансировочный бачек; 3 - насос; 4 - сепаратор - очиститель; 5 - пластинчатая пастеризационно - охладительная установка; 6 - творожная ванна; 7 - пресс - тележка; 8 - охладитель для творога; 9 - автомат для фасования творога; 10 - заквасочник

С помощью насосов производят настройку и регулирование режимов работы машин и аппаратов, не имеющих специальных устройств для этой цели. В этом случае насосы снабжаются приводом или устройствами для плавного регулирования параметров: производительности, напора. Насосы применяют в производстве почти всех видов молочных продуктов.

Для перекачивания цельного молока, сливок, обезжиренного молока и других молочных продуктов, вязкость которых небольшая, а также для подачи моющих растворов применяются, в основном, центробежные насосы.

Работа насосов и их конструкция значительно влияет на ход технологического процесса и на качество молока и молочных продуктов. Это учитывают при выборе типа насоса для различных продуктов и схем технологического процесса.

Различают лопастные и самовсасывающие водокольцевые центробежные насосы. Лопастные по конструкции ротора можно подразделить на лопаточные (без диска), с открытым диском и закрытым диском. Лопастные лопаточные насосы имеют несколько пониженный к.п.д., но в виду простоты конструкции, удобства эксплуатации и гигиеничности широко применяются в молочной промышленности.

Дисковые насосы бывают одно - и двухступенчатые. КПД одноступенчатых насосов составляет 0,4 - 0,5, а двухступенчатых - 0,7 - 0,8.

Самовсасывающие насосы применяют для откачивания сыворотки из сырных и творожных ванн, резервуаров, расположенных ниже пола цеха; пахты, спускаемой из маслоизготовителей; молока из фляг, а также для перекачивания молока и других жидкостей.

В молочной промышленности из группы лопастных насосов распространены главным образом центробежные. Их используют для транспортирования молока внутри завода и для проталкивания его через аппараты при тепловой и других видов обработки, для перекачивания сырного зерна вместе с сывороткой или водой.

Насосы с подачей 10,25 м³/ч используют для опорожнения автомобильных цистерн и для подачи молока в цехи технологической обработки. Насосы с подачей 50 м³/ч применяют для разгрузки железнодорожных цистерн.

Насос в соответствии с назначением характеризуется следующими параметрами: производительностью, напором, мощностью и коэффициентом полезного действия.

Производительность насоса характеризуется количеством жидкости, которое насос может перекачать в единицу времени. Она может быть выражена объемом (л/ч, м³/ч) или весом (кг/с).

Производительность центробежных насосов зависит от напора - при увеличении напора уменьшается производительность, и от вязкости продукта - при перекачивании жидкости большой вязкости производительность насоса уменьшается вследствие увеличения потерь на трение.

Напор насоса - это приращение механической энергии, которое сообщает насос каждому килограмму жидкости, проходящей через насос. Напор показывает, на какую высоту насос может поднять жидкость, и измеряется в метрах водяного столба.

Мощность, потребляемая насосом, расходуется на сообщение жидкости кинетической энергии и энергии давления. Сумма которых составляет напор жидкости.

Коэффициент полезного действия насоса представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой на валу электродвигателя. Полный к.п.д. определяет экономичность работы насоса. Так же различают гидравлический, механический и объемный к. п. д., они характеризуют конструктивное совершенство насоса.

Основные типы выпускаемых центробежных насосов для молочных продуктов с указанием их основных параметров приведены в таблице 1.

Таблица 1

Показатель	НМУ - 6	36-1Ц1,8 - 12 Г2 - ОПА	36 - 1Ц2,8 - 20 Г2 - ОПБ	Е8 - 36 -3Ц3,5 - 10	50-3Ц7,1 - 20 Г2 - ОПД	751Ц14,0 - 31 (75МЦН - 50/31)
Подача, м3/ч	6	6,3	10	13	25	50
Высота всасывания (для самовсасывающих), м	-	-	-	5	5	4
Напор, м	8	12,5	20	10	20	31
Диаметр патрубка, мм:
всасывания	40	36	36	36	50	75
нагнетания	21; 29	36	36	36	50	75
Частота вращения рабочего органа, с-1	47	50	50	47,3	50	48,5
Мощность электродвигателя, кВт	1,1	0,75	1,5	1,1	5,5	11
Габаритные размеры, мм	390Ч275Ч Ч200	480Ч250Ч Ч390	480Ч250Ч Ч390	520Ч225Ч Ч503	780Ч290Ч Ч690	725Ч350Ч425
Масса, кг	14,8	21	30	21	73	140

Технические характеристики насосов ОНЦ1М представлены в таблице 2.

Таблица 2

Показатель	ОНЦВ - 25/32	ОНЦ1М - 12/32	ОНЦ1М - 25/32	ОНЦ1М - 50/30	ОНЦ1 М-16/20	ОНЦ1 М - 6/15
Подача, м3/ч	25	12,5	25	50	6,3	12,5
Напор, м вод. ст.	32	20	32	30	20	20
Установленная мощность, кВт	5,5	2,2	5,5	11	1,5	2,2
КПД, %	62	45	60	70	40	45

Устройство насосов для молока

Центробежный насос (рис. 2.) имеет корпус в виде цилиндра, закрываемого крышкой. Во внутренней полости корпуса через отверстие проходит вал с насаженной на него лопастью. Крышка уплотнена резиновым кольцом и зажимными винтами. На ней расположен по оси вала всасывающий патрубок. По касательной к цилиндру корпуса установлен нагнетательный патрубок. Привод насоса осуществляется непосредственно от вала электродвигателя.

Рис. 2. Центробежный насос НМУ - 6: 1 - защитный кожух; 2 - фланец; 3 - шпонка; 4 - зажимное устройство; 5 - гайка крепления кожуха; 6 - обойма; 7 - корпус насоса; 8 - лопасть; 9 - резиновое кольцо; 10 - крышка; 11 - торцевое уплотнение; 12 - торцевая шайба; 13 - наконечник вала; 14 - обратный клапан; 15 - патрубок; 16 - гайка крепления напорного патрубка.

Рабочим органом простейшего лопаточного насоса служит прямоугольная пластина (лопатка), вставляемая в поперечный паз вала. Концы лопатки прямые или изогнутые против направления вращения образуют две лопасти. Положение лопатки фиксируется на валу так, чтобы в собранном виде между лопаткой и стенками корпуса насоса оставался зазор около 2 мм.

Вал насоса (с одного конца полый) надевается на вал электродвигателя и закрепляется поперечным шплинтом. Электродвигатель и корпус насоса монтируется на подставке 6. Крышка насоса с всасывающим патрубком и уплотняющим резиновым кольцом крепится к корпусу насоса тремя винтами.



Рис. 3. Центробежный лопаточный насос (без диска): 1 - электродвигатель; 2-лапатка; 3 - сальник; 4 - крышка; 5 - корпус; 6 - подставка

Центробежный насос с открытым диском отличается от лопаточного (рис. 3) тем, что его лопасти закреплены на диске (обычно диск вместе с лопастями отливается из полимерных материалов). Диск с лопастями устанавливается на вал насоса и закрепляется глухой гайкой.

У центробежного насоса с закрытым диском (рис. 4) лопасти ротора со стороны, обращенной к всасывающему патрубку, закрыты другим диском-крышкой, в центре которого находится отверстие для прохода молока. Такую конструкцию ротора имеют насосы большой производительности и двухступенчатые.

Рис. 4. Центробежный насос с закрытым диском: 1 - нагнетательная труба; 2 - зажимной винт крышки; 3 - всасывающая труба; 4 - лопасть; 5 - крышка; 6 - диск.

Двухступенчатый насос (рис. 5) состоит из двух одноступенчатых насосов, соединенных последовательно.



Рис. 5. Центробежный двухступенчатый насос: 1 - диск передний - крышка; 2 - диск задний с лопастями; 3 - канал направляющей камеры.

Ротор самовсасывающего водокольцевого насоса представляет собой колесо с прямыми лопатками, ось которого расположена не в центре корпуса, а смещена вверх (эксцентрично). Всасывающее и нагнетательное окна в виде узких серповидных щелей (не сообщающихся между собой) расположены в задней стенке корпуса с правой и левой сторон на радиусе основания лопаток ротора.

Патрубки для входа и выхода молока подведены сверху- с задней стенки корпуса, поэтому в насосе всегда остается часть жидкости, которую удаляют через спускной кран в крышке насоса (рис. 6).

Рис. 6. Центробежный самовсасывающий водокольцевой насос: 1 - корпус насоса; 2 - всасывающий патрубок; 3 - воронка для залива жидкости при пуске; 4 - лопастное рабочее колесо; 5 - нагнетательный патрубок; 6 - нагнетательный канал в задней стенке корпуса; 7 - жидкостное кольцо; 8 - всасывающий канал.

Дисковый электронасос 36 - 1Ц 2,8 - 20 представлен на рис. 7. по конструкции центробежный, одноступенчатый, консольно-моноблочный с закрытыми лопастями рабочего колеса. Он смонтирован с помощью промежуточного кронштейна на фланце электродвигателя. На корпусе кронштейна имеется крышка с всасывающим и нагнетательным патрубками. Крышка прижимается к корпусу кронштейна зажимным кольцом через уплотнительное резиновое кольцо. Пространство между корпусом кронштейна и крышкой образует рабочую камеру насоса, внутри которой вращается рабочее колесо, закрепленное на наконечнике гайкой. Наконечник напрессован на вал электродвигателя, всасывающий и нагнетательный патрубки имеют резьбу, что позволяет с помощью накидной гайки и штуцеров присоединить насос к трубопроводам. Для защиты электродвигателя от попадания в него воды установлен облицовочный кожух. Торцевое уплотнение, создающее герметичность в месте перехода наконечника в камеру насоса, состоит из звездочки, сальника и втулки.

Рис. 7. Центробежный насос 36 - 1Ц 2,8 - 20: 1 - облицовочный кожух; 2 - электродвигатель; 3 - кронштейн; 4 - уплотнительное кольцо; 5 - накидная гайка; 6 - зажимное кольцо; 7 - крышка; 8 - трубный наконечник.

Исполнительным органом насосов 50 -1Ц7,1 - 31 и 75 - 1Ц14,0 - 31 (рис. 8, 9) является рабочее колесо. Корпус насоса разборный, штампованный из листов нержавеющей стали. Он смонтирован на фланце электродвигателя через присоединительный фланец. Свободный конец вала электродвигателя удлинен специальным наконечником, на который насаживается рабочее колесо. Пространство между наконечником и камерой насоса уплотнено специальным устройством, состоящим из втулки-манжеты, уплотнительного кольца из полимерного материала, пружины и резинового кольца.

Рис. 8. Центробежный электронасос 50-1Ц7,1 -31 (1Г2-ОПД):1 - крышка; 2 - рабочее колесо; 3,11 - уплотнительные кольца; 4 - наконечник; 5 - зажимное кольцо; 6 - штифт; 7 - электродвигатель; 8 - кожух; 9 - опора; 10 - фланец.

Рис. 9. Центробежный электронасос 75 - 1Ц14,0-31 (2Г2-ОПД): 1 - кожух; 2 - электродвигатель; 3 - фланец; 4 - откидной болт; 5 - крышка; 6,9 - уплотнительные кольца; 7 - рабочее колесо; 8 - специальная гайка; 10 - штифт; 11 - наконечник.

Насос центробежный самовсасывающий 50-3Ц7,1 - 20 (Г2-ОПД) показан на рис. 10.

Рис. 10. Центробежный самовсасывающий насос 50-3Ц7,1 - 20 (Г2-ОПД): 1 - облицовочный кожух; 2 - электродвигатель; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - задняя крышка; 5 - зажимное кольцо; 6 - воздухоотделитель; 7 - трубный наконечник; 8 - штуцер рукава; 9 - болт; 10 - всасывающая труба; 11 - уплотнительное кольцо; 12 - крышка; 13 - накидная гайка; 14 - зажимное кольцо; 15 - корпус; 16 - болт; 17 - опора.

По конструкции насос центробежный, одноступенчатый, консольно-моноблочный, с закрытыми лопастями рабочего колеса, самовсасывающий. Основные узлы насоса: электродвигатель, корпус насоса, опора, рабочее колесо, воздухоотделитель. На периферии корпуса насоса приварен вертикально расположенный выходной патрубок. К корпусу зажимным кольцом через уплотнительное резиновое кольцо прижимается крышка. Пространство между корпусом и крышкой образует рабочую камеру насоса. Крышка имеет в центре резьбовой штуцер, к которому с помощью накидной гайки крепится в вертикальном положении всасывающая труба, кольцо служит для уплотнения зазора в соединении. Внутри корпуса установлено рабочее колесо, закрепленное гайкой на наконечнике, напрессованном на вал электродвигателя. Торцевое уплотнение из сальника, втулки и звездочки создает герметичность в мете прохода наконечника в камеру насоса.

В выходном патрубке корпуса насоса между двумя уплотнительными кольцами установлено сопло, охватывающее своей нижней частью рабочее колесо. Воздухоотделитель в верхней части выходного патрубка корпуса насоса закреплен на корпусе болтами с гайками. В центре воздухоотделителя имеется штуцер нагнетательного патрубка, к которому с помощью накидной гайки присоединен нагнетательный трубопровод. Задний торец воздухоотделителя закрыт крышкой. Уплотнение рабочей камеры воздухоотделителя осуществляется резиновыми и зажимными кольцами. Для защиты электродвигателя от попадания воды установлен облицовочный кожух. В результате применения воздухоотделителя, сопла, лопаток рабочего колеса и изогнутой вверх всасывающей трубы насос приобретает всасывающую способность.

Работа насосов для молока и молочных продуктов

Центробежные насосы моделей 36-1Ц2,8 - 20; 50-1Ц7,1 -31; 75 - 1Ц14,0 - 31; 50-3Ц7,1 - 20 (Г2-ОПД) устанавливаются без фундамента в любом месте в зависимости от производственной необходимости.

Насосы моделей МЦН-10, 50 МЦ25-31, 75 МЦ50-30 устанавливаются на отдельных фундаментах, которые должны исключать, вибрации и сотрясения. При изготовлении фундаментов под насос нужно учитывать следующее: масса фундамента должна быть больше массы насосной установки в 2,5-3 раза. Размеры фундамента должны быть больше размеров плиты насоса на 80-100 мм и возвышаться над полом не менее чем на 50 мм. Для фундамента делается опалубка. На месте отверстий под фундаментные болты ставят конусные деревянные пробки, обернутые толем, чтобы пробки легче было вынимать после бетонирования. Опалубку заливают цементным раствором марки 90. После затвердевания фундамента опалубку и пробки вынимают. В отверстия вставляют фундаментные болты по шаблону соответствующего плите насоса и заливают их цементным раствором 1: 2. Поверх фундамента наносят слой цементного раствора толщиной 20 мм который должен хорошо затвердеть в течение 5-7 дней. На фундаментные болты устанавливают насос и выверяют горизонтальность вала насоса по уровню и закрепляют гайками. После установки насоса фундамент облицовывают плиткой.

При установке насоса без фундамента электродвигатель располагают строго горизонтально регулировкой ножек по высоте или подкладками. При монтаже всасывающего и нагнетательного трубопроводов необходимо следить, чтобы они были подведены насосу без перекосов и с учетом возможности удобной их разборки для чистки и мойки. Всасывающая труба должна быть короткой, прямой или с наименьшим количеством перегибов фасонных частей и абсолютно герметична, в противном случае в насос будет засасываться воздух и работа его нарушается. У трубы должны быть собственные опоры, трубы должны подводиться к патрубкам насоса без перекосов, присоединяться свободно, без боковых и осевых усилий на насос.

На нагнетательном трубопроводе каждого насоса должен быть кран или вентиль, который является запорным регулирующим приспособлением. Регулировать производительность насоса прикрыванием крана на всасывающем трубопроводе нельзя, так как при этом в трубе перед насосом будет создаваться вакуум и подсос воздуха через неплотности, что приведет к пенообразованию нагнетаемого молока.

Так как насосы для молока в большинстве случаев работают под заливом и реже на всасывание снизу то для этого насос следует устанавливать ниже емкости, из которой перекачивают молоко, при этом уровень молока в емкости должен быть не менее 30-40 см. При малом уровне в месте выхода молока из ванны будет образовываться воздушная воронка и воздух будет засасываться в насос.

При большом сопротивлении всасывающего трубопровода молоко не будет успевать протекать к насосу в достаточном количестве и будет создаваться нежелательное разрежение. Диаметр всасывающего трубопровода должен быть максимальным.

При установке центробежного самовсасывающего насоса его подсоединяют по схеме указанной на рис. 11. отклонение вертикального участка трубопровода от вертикали допускается до 30. К концу горизонтального участка трубопровода подсоединяют штуцер рукава, резиновый рукав и всасывающее сопло, которым укомплектован насос. Затем приступают к монтажу нагнетательного трубопровода, приварив к нему штуцер. На вертикальном участке трубопровода устанавливают воронку и регулирующий кран.

Рис. 11. Схема монтажа самовсасывающего насоса 50-3Ц7,1 - 20 (Г2-ОПД): 1 - накидная гайка; 2 - воронка; 3 - регулирующий кран; 4 - нагнетательный трубопровод; 5 - штуцер; 6 - резиновый рукав; 7 - всасывающий трубопровод; 8 - всасывающая труба; 9 - всасывающее сопло.

Рекомендуемая высота горизонтальных участков всасывающего и нагнетательного трубопроводов под уровнем основания не менее 1200 мм. Высота подъема жидкости не должна превышать 6 м.

Перед первым пуском насос следует разобрать, очистить от смазочного масла, промыть, просушить и тщательно собрать. Правильность направления вращения насоса проверяют по стрелке-указателю или рабочему колесу, которое должно вращаться в ту сторону, куда направлен нагнетательный патрубок. При пробном пуске проверяют, нет ли в насосе посторонних шумов. Правильно собранный и смонтированный насос должен работать спокойно, без вибрации.

Подводка питания к электродвигателю насоса выполняется согласно требованиям правил по электросиловой проводке с надежной защитой от повреждений проводов. Электродвигатель должен быть надежно заземлен. Пусковое и защитное устройства насоса устанавливаются в месте, наиболее удобном по условиям эксплуатации.

При пуске центробежного насоса сначала полностью открывают кран на всасывающем трубопроводе, затем включают электродвигатель и, если насос работает нормально, открывают кран на нагнетательной линии.

Если во время работы насоса появятся посторонние звуки то необходимо проверить правильность сборки насоса. При остановке насоса вначале закрывают кран на всасывающей трубе. Если насос расположен выше уровня засасываемой жидкости, то необходимо на нижнем конце всасывающей трубе установить обратный клапан и перед началом работы насос и всасывающий трубопровод залить жидкостью. В самовсасывающем насосе заливают только насос. После заливки воронка для заливки должна быть герметически закрыта.

При вращении рабочего колеса, заполненного молоком, возникает силовое взаимодействие потока с рабочим колесом, в результате которого молоку сообщается вращательное поступательное движение в каналах.

Частицы молока приобретают скорость и давление, т.е. механическую энергию. Под действием давления и скорости молоко из каналов рабочего колеса нагнетается в кольцевой или спиральный канал 8 внутри корпуса, а затем в нагнетательный патрубок 5. При выходе молока из рабочего колеса в нем создается некоторый вакуум, обеспечивающий непрерывное поступление новых порций молока. Вследствие этого принципа центробежный насос не может создавать разрежение и всасывать жидкость, если всасывающий трубопровод заполнен воздухом. Поэтому центробежный насос может всасывать жидкость с определенного уровня только при начальном полном заполнении корпуса и всасывающего трубопровода перекачиваемой жидкостью.

Приращение энергии потока жидкости в рабочем колесе зависит от скоростей протекания потока, скорости вращения колеса, его размеров и формы, т.е. от сочетания конструкции, размеров, числа оборотов и производительности насоса. При постоянном числе оборотов каждому значению производительности насоса соответствует определенный напор.

На преодоление гидравлических сопротивлений внутри насоса тратится часть энергии. На величину этих гидравлических сопротивлений влияют форма лопаток, профиль каналов, форма и расположение входного и выходного патрубков, зазоры между дисками колеса и стенками корпуса и крышки, а также чистота обработки поверхностей, соприкасающихся с молоком при движении.

Для предупреждения возврата жидкости из области нагнетания в область всасывания через пространство между корпусом о рабочим колесом у входного отверстия предусматривается минимальный зазор между ними. Он должен быть таким, чтобы обратный ток жидкости - утечка - сводился к минимуму.

Рабочее колесо устанавливают на валу и закрепляют гайкой. Отверстие в стенке корпуса для прохода вала уплотняют, устанавливая сальник для предупреждения вытекания жидкости из корпуса наружу.



Рис. 15. Центробежный насос для молока: 1 - корпус; 2-крышка; 3-рабочее колесо; 4 - входное отверстое; 5-нагнетательный патрубок; б - лопасти; 7, 8 - канал

На насосах с резиновыми уплотнительными манжетами торцевыми уплотнениями нельзя допускать работу без жидкости более 1-1,5 мин, так как уплотнения выйдут из строя. Насосы следует выключать немедленно, если жидкость перестает поступать в насос. Появление течи жидкости из отверстия в нижней части кронштейна указывает на выход из строя уплотнения вала. В этом случае следует остановить насос, подтянуть или заменить уплотнения. Производительность насосов регулируют перекрыванием крана на нагнетательном трубопроводе.

При перекачивании горячей жидкости (температурой выше 60⁰С) насос может плохо засасывать жидкость, это вызывается тем, что во всасывающем трубопроводе происходит парообразование. Для устранения этого нужно поднять уровень молока в питающей емкости или снизить температуру.

Если при пуске насос не перекачивает жидкость, то следует проверить направление вращения электродвигателя, плотность прижима крышки в плотность соединений на всасывающем трубопроводе и манжетного уплотнения вала.

В случае использования насоса при разной производительности при той или иной высоте подъема молока нужна рабочая характеристика насоса. Если она отсутствует, то зависимость между производительностью и высотой подачи насоса необходимо установить в производственных условиях. Простейший способ снять рабочую характеристику насоса на воде следующий. Насос монтируют на перекачивание воды, на всасывающем трубопроводе непосредственно перед насосом устанавливают вакуумметр, а на нагнетательном трубопроводе перекрывают краном манометр.

Насос пускают в работу при открытом кране на нагнетательном трубопроводе, записывают показания манометра и по секундомеру измеряют время наполнения заранее измеренной емкости. Затем рассчитывают производительность насоса. Складывают показания вакуумметра и манометра и, умножая их на 10, определяют напор насоса. Полученные данные заносят в таблицу. Затем постепенно прикрывают кран, увеличивают давление и определяют производительность и показания вакуумметра. Полученные данные заносят в таблицу. Снова прикрывают кран и определяют производительность и напор при разных режимах работы насоса до полного закрытия крана, когда производительность его будет равна нулю. По полученным данным строят график и получают рабочую характеристику насоса. При отсутствии вакуумметра для снятия с достаточной точностью для практического применения характеристики производят измерение напора одним манометром на нагнетательном трубопроводе, но в этом случае питающую емкость нужно установить выше насоса на 0,5 м и диаметр всасывающего трубопровода должен быть 50 мм. Это необходимо для устранения вакуума и уменьшения сопротивления во всасывающей трубе.

При эксплуатации насосов нужно строго соблюдать правила техники безопасности. Не допускается работа насосов, если рабочее колесо задевает за корпус или крышку. Подтягивать сальник или манжетное уплотнение следует только при выключенном электродвигателе. Разбирать насос можно только при полной его остановке при отключенных трубопроводах.

Насос нужно содержать в чистоте. Уход за электродвигателем производится в соответствии с обычными правилами по эксплуатации электрических машин. Смазка подшипников электродвигателя обновляется раз в 4-5 месяцев в зависимости от режима работы насоса.

Центробежные насосы просты по своему устройству и легко разбираются для промывки. Они обеспечивают равномерную подачу молока и создают напор до 30 м.

Расчет насосной установки

Исходные данные: расход продукта - 5,0 м³/ч; геометрическая высота подъема - 3,0 м; избыточное давление в технологическом аппарате (рабочее давление) - 120 кПа; длина всасывающего трубопровода - 4,0 м; длина нагнетательного трубопровода - 6,5 м; эквивалентная шероховатость труб - 0,01 мм; вид перекачиваемого продукта - цельное молоко; тип насоса - центробежный насос; тип перекачиваемого продукта - 10 ⁰С.

насос молочный технологический установка

местные гидравлические сопротивления трубопроводов	Всасывающий трубопровод	Нагнетательный трубопровод
вход в трубу	1	-
всасывающий клапан	-	-
проходной пробковый кран с углом поворота пробки:
150	1	2
200	-	1
300	-	1
колено с углом поворота:
450	2	3
600	-	2
900	2	4
выход из трубы	-	1

1. Диаметр всасывающего и нагнетательного трубопроводов определяется исходя из расхода продукта: V_ч =3600Fv, (1)

где V_ч - расход продукта, м³/ч; F - площадь трубопровода, м³; v - скорость движения продукта по трубопроводу, м/с.

Из формулы (1) с учетом F = ²d/4 диаметр трубопровода равен:

d =

Допустимую скорость движения продукта (молока) по трубопроводу принимаем равной 1,5 м/с.

d == 0,034 м.

Принимаем диаметр трубопровода из нержавеющей стали равный

d_ст = 36 мм. Уточняем скорость движения продукта при стандартном диаметре трубопровода по формуле:

, =1,365 м/с.

2. Для определения коэффициента Дарси вычисляем критерий Рейнольдса и устанавливаем режим движения продукта в трубопроводе.

Re = ,

где с - плотность продукта при температуре перекачивания, м - динамическая вязкость продукта при той же температуре.

Плотность и вязкость молока определяем по таблице П. 1. /4/.

Плотность молока при температуре 10С - 1031,7, кг/м³. Динамическая вязкость молока при температуре 10С - 2,52Пас.

Re = = 20118,15.

Так как Re Re_к=2320, то режим движения продукта по трубопроводам турбулентный. При турбулентном режиме движения жидкости необходимо определить область гидравлического сопротивления. Для этого вычисляются граничные значения чисел Рейнольдса

Re_гр1 = 10;

где ? - эквивалентная шероховатость трубопровода.

Re_гр1 =10 = 34000;

Re_гр2 = 500;

Re_гр2 = 500 = 1700000

Так как 2300< Re< Re_гр1, то имеет место сопротивление гладких труб и для определения л необходимо воспользоваться формулой Блазиуса л =; л = =;

3. Определяем местные потери напора по формуле Вейсбаха

h_м = ж_м ,

где в - поправочный коэффициент, ж_м - коэффициент местного гидравлического сопротивления, зависящий от вида сопротивления,

- средняя скорость в сечении после местного сопротивления, м/с.

в = ,

где н_ж, н_в - кинематические коэффициенты вязкости перекачиваемого продукта и воды при температуре перекачиваемой жидкости, м²/с. н_в при температуре 10С - 1,307 м²/с;

н_ж (молоко) = , н_ж = = 2 м²/с.

в = = 0,040209.

Коэффициент ж_м для вычисления местных потерь используем из таблиц 4, 5, 6 /4/.

Потери напора в проходном пробковом кране с углом поворота пробки:

1) 15h_м = 0,75 =0,0028667;

2) 20 h_м = 1,56 0,040209 = 0,0059628;

3) 30 h_м = 5,47 0,040209 .

Потери напора в колене с углом поворота:

1) 45 h_м = 0,32 0,040209 =0,0012231;

2) 60 h_м = 0,555 0,040209 =0,0021214;

3) 90 h_м = 1,19 0,040209 =0,0045486.

Потери напора при входе в трубу во всасывающем трубопроводе

h_м = 0,5 0,040209 =0,0019111.

Потери напора при выходе из трубы на нагнетательном трубопроводе

h_м = 1 0,040209=0,0038223.

Определяем потери напора по длине по формуле Вейсбаха-Дарси

h₁ = л, л - коэффициент гидравлического трения; 1 - длина трубопровода, м; d - принятый диаметр трубопровода, м; v - скорость движения продукта в трубопроводе, м/с.

h_1вс. = = 0,2788499;

h_1наг. = =0,4531312.

Вычисляем суммы местных потерь напора:

= 0,0028667 + (0,0012231 ( =;

= ( 2,5729641 + (0,1505207 ) + (0,261059) + 0,5597487+ 0,4703774 = 6,0538594.

Определяем суммарные потери напора, они складываются из потерь напора по длине h₁ и суммы местных потерь напора в каждом трубопроводе:

h_вс. = h_1вс. + ,

h_вс = 33596,732 + 1,73757240,033598,

h_наг. = h_1наг + ,

h_наг = 54594,692 + 6,0538594 = 0,054601.

4. Определяем потребный напор у насоса по формуле Н = Н_r + + h_п, где Н_r - геодезическая высота подъема жидкости (геометрический напор), м; р₁, р₂ - соответственно избыточное давление в приемной емкости и технологическом аппарате, Па; h_п = h_вс + h_наг - потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м.

h_п = 0,033598 + 0,054601=0,088199.

Н =3 м + + 0,088199 = 3,0901771.

Список используемой литературы

1. Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 432 с.

2. Волчков И.И. Насосы для молока и молочных продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 172 с.

3. Притыко В.П., Лунгрен В.Г. Машины и аппараты молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1968. - 416 с.

4. Ткаченко Н.И., Шаршак В.К., Башняк С.Е. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности методические указания к выполнению курсовой работы. пос. Персиановский, Донской ГАУ, 2002 г. - 58 с.

5. Бредихин С.А., Космодемьянский Ю.В. Технология и техника переработки молока. - М.: Колос, 2001. - 400 с.

6. Курочкин А.А., Ляшенко В.В. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства. - М.: Колос, 2001. - 440 с.

7. Молочная промышленность. №12, 2006 г.

8. Переработка молока. №4, 2001 г.

Размещено на Allbest.ru