Насосы для перекачки жидких пищевых сред

При перемещении жидких продуктов внутри завода между цехами или между технологическими операциями применяют насосы и трубопроводы, а в некоторых случаях — безнасосные системы, получившие название вакуум-компрессионных.

Насосы. В зависимости от вида перекачиваемого продукта различают следующие типы насосов: для перекачивания маловязких продуктов — центробежные лопастные и дисковые, центробежные одно- и двухступенчатые, центробежные самовсасывающие с воздухоотделителем и самовсасывающие жидкостно-кольцевые, а для перекачивания мало- и высоковязких продуктов — объемные насосы с возвратно-поступательным движением рабочего органа (поршневые, плунжерные и мембранные) и с вращательным движением рабочего органа (шестеренные, шиберные и винтовые).

В некоторых центробежных насосах вместо дисков применяются крыльчатки с изогнутыми лодастями. Такие насосы называют лопастными.

Дисковый одноступенчатый центробежный насос показан на рис. 1, а. Внутри корпуса 1 расположено вращающееся рабочее колесо 3, непосредственно посаженное на вал электродвигателя и представляющее собой камеру, которая ограничена двумя дисками. На одном из дисков лопасти 4 образуют криволинейные каналы 6. С торца колеса имеется отверстие для входа всасываемой жидкости. В центре крышки 8 насоса находится всасывающий патрубок 7. Нагнетательный патрубок 9 установлен тангенциально в корпусе насоса.

Рис. 1. Центробежные насосы:

а — одноступенчатый: 1 — корпус; 2— сальниковое уплотнение; 3— рабочее колесо; 4 — лопасти рабочего колеса; 5 — спиральный канал; 6 — криволинейные каналы; 7 — всасывающий патрубок; 8— крышка; 9 — нагнетательный патрубок; б — двухступенчатый: 1 — рабочее колесо первой ступени; 2 — перепускной  канал; 3 — рабочее колесо второй ступени

Продукт поступает в камеру рабочего колеса насоса из всасывающего патрубка через отверстие в центре одного из дисков. Вследствие вращения рабочего колеса и возникающей центробежной силы продукт движется по криволинейным каналам 6 и выходит из колеса в спиральный канал 5 корпуса насоса, а затем в нагнетательный патрубок. При движении продукта по криволинейным каналам 6 к периферии рабочего колеса 3 в центре его образуется вакуум, который обеспечивает поступление в насос новых порций продукта через всасывающий патрубок.  Центробежный  насос  может всасывать жидкость только при полном начальном заполнении его корпуса и всасывающего трубопровода перекачиваемой жидкостью.

Дисковый двухступенчатый насос (рис. 1, б) представляет собой две последовательно размещенные камеры, в каждой из которых рабочие колеса посажены на один вал.

Двухступенчатые центробежные насосы создают напор в 1,5—1,8 раза больше одноступенчатых.

Самовсасывающий центробежный насос с воздухоотделителем показан на рис. 2, а. В нем всасывающий патрубок загнут вверх. Рабочее колесо насоса имеет несколько видоизмененные лопасти. Сопло насоса представляет собой цилиндрическую трубку, проходящую внутри нагнетательного патрубка. Воздухоотделитель присоединяется к нагнетательному патрубку и представляет собой цилиндрическую камеру. К торцевой части воздухоотделителя подходит нагнетательный трубопровод.

Перед пуском насос заполняется жидкостью до верхнего уровня всасывающего патрубка. Вращающееся колесо образует в рабочей камере насоса воздушно-жидкостную смесь, которая через сопло нагнетается в воздухоотделитель. В воздухоотделителе жидкость освобождается от воздуха и направляется снова в рабочую камеру насоса для образования воздушно-жидкостной смеси. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в камере не будет создано достаточное разрежение для всасывания продукта. После этого насос работает так же, как обычный центробежный.

Поршневые и плунжерные насосы состоят из рабочего цилиндра со всасывающими и нагнетательными клапанами, поршня или плунжера со штоком и кривошипно-шатунного механизма.

Плунжерные насосы применяют в том случае, когда необходимо создать высокое давление

Принцип действия и устройство поршневых и плунжерных насосов идентичны. В отличие от поршневого насоса рабочий орган плунжерного насоса имеет вид удлиненного металлического стержня небольшого диаметра.

Шестеренный насос показан на рис. 2. Внутри корпуса 10 из нержавеющей стали расположены шестерни 7 и 9, входящие в зацепление. Верхняя шестерня является ведущей, нижняя— ведомой. Корпус имеет два патрубка: всасывающий 1 и нагнетательный 8. С торцов корпус и шестерни закрыты крышками 3 и 4. На внутренних поверхностях крышек напротив места зацепления шестерен предусмотрены разгрузочные канавки 2 для устранения излишнего давления продукта, находящегося между зубьями шестерен в момент их зацепления.

Рис. 2. Шестеренный насос:

1 — всасывающий патрубок; 2 — разгрузочные канавки; 3 — передняя крышка; 4 — задняя крышка; 5 — ведущий вал; 6 — ведомый вал;  7 — ведомая шестерня;  8 — нагнетательный  патрубок; 9 — ведущая  шестерня;  10 — корпус

При вращении шестерен на стороне, где зубья шестерен выходят из зацепления, образуется вакуум, и продукт засасывается в корпус насоса. При заполнении пространства между зубьями шестерен продукт переносится зубьями на нагнетательную сторону, где зубья входят в зацепление, в результате чего продукт выталкивается из пространств между ними в нагнетательный патрубок.

Шиберный насос (рис. 3) представляет собой металлический корпус 2, внутри которого эксцентрично установлен цилиндрический ротор 4 с пазами. В пазы вставляются выдвижные шиберные пластины 3. С торцевых сторон корпус закрыт крышками. Вал ротора через редуктор связан с электродвигателем. Во время вращения ротора шиберные пластины под действием центробежной силы выходят из пазов и прижимаются к корпусу. В пространстве между пластинами образуются рабочие полости, заполняемые продуктом. При повороте ротора пластины передвигают продукт, поступивший из всасывающего патрубка, входят в пазы ротора. При этом рабочие полости между ними уменьшаются, и продукт выталкивается в нагнетательный патрубок 5.

Рис. 3. Шиберный насос:

1 — всасывающий  патрубок;   2 — корпус;   3 — шиберные пластины;   4 — цилиндрический ротор;   5 — нагнетательный   патрубок;  /,   // — рабочие  полости  на   всасывающей стороне;  ///, IV — рабочие полости на  нагнетательной стороне

Винтовой насос показан па рис. 4. Внутри корпуса расположен цилиндр с внутренней профилированной винтовой поверхностью, называемой обоймой. Внутри обоймы устанавливается однозаходный винт. Между обоймой и винтом образуются замкнутые полости, заполняемые в процессе работы насоса продуктом. При вращении винта продукт перемещается вдоль его оси от всасывающего патрубка к нагнетательному..

Рис. 4. Винтовой насос:

1 — станина; 2 — тахометр; 3 — дисковый вариатор; 4 — фланец; 5 — обойма; 6 — винт; 7 — муфта; 8 — электродвигатель