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1、食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,后彎葉片,適用于中壓及較高壓強的通風機。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,前彎式葉片,在一定的輸氣壓強下與后彎及徑向的相比較，其葉輪的直徑和轉速可以小些，但出口速度較大，損失也較大，故效率一般較低。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,多而短前彎葉片,如果前彎葉片多而短（如圖2. 57-（2）所示），則所產生的風壓較低，而風量卻較大。一般離心式通風機的葉輪多為前彎式，主要是為了減小通風機的尺寸和盡可能降低轉速。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,徑向葉片,徑向葉片應用于風壓較低的場合。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,2軸流式通

2、風機,軸流式通風機的結構與軸流泵相似，如圖2. 58所示， 安裝：通常裝在需要送風的室內的墻壁孔或天花板上。因為通風機所產生的風壓不高，若裝上導管和氣道，必增加阻力。軸流式通風機的葉輪常固定在電動機轉軸上，而電動機則裝在通風機的殼內或殼外。 效率一般較高，范圍在6065。 風壓通常在255Pa以下，但有高達980Pa的。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,軸流風機的結構,在機殼內裝有一個迅速旋轉的葉輪，葉輪上固定有數(shù)片作扭曲狀的葉片。工作時空氣沿軸向在葉片間流動。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,2旋轉式鼓風機,與旋轉泵相似，其主要部件是一個或一對旋轉的轉子。其性能特點是風量不隨

3、阻力大小而改變，俗稱“硬風”。 特別適用于要求穩(wěn)定風量的工藝過程。 主要缺點是在壓強較高時，泄漏量大，磨損較嚴重，噪音大。 使用場合：輸氣量不大，壓強在 10 200kPa 范圍。 羅茨鼓風機：最常用的一種，其構造和作用原理與羅茨泵相似，如圖2.60所示。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,（三）風機的選擇,一般步驟為： 首先根據(jù)所需輸送的氣體性質（如潔凈氣體、含塵氣體、腐蝕性氣體等）從可選的風機樣本中確定適用的風機型式； 然后根據(jù)需要的吸入口狀態(tài)的風量及出系統(tǒng)所需的實際風壓，將實際風壓換算成標示工況風壓； 最后從廠商提供的風機綜合特性曲線圖選取適當?shù)娘L機型號。,食品工廠機械與設備第二章

4、 物料輸送機械,常風機型號與用途,常用型號有 4-72型和4-62 型 屬中、低壓風機，可用于通風和氣體輸送。 8-18 型和9-27 型 屬于高壓通風機，主要用于氣體輸送。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,風機綜合曲線圖,標示一系列風機最高效率點附近一段風量-全風壓性能曲線的圖。,,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,曲線上方的數(shù)字組合意義,表示風機型號 ，這些數(shù)字分別表示風壓、比轉速、工況壓強和風機葉輪的直徑。例如：風機型號“9-27-101No.5”的意義為： 9壓強系數(shù)（數(shù)值越大，壓強越大）， 27比轉速， 101風機性能曲線的工況壓強為標準大氣壓（101.3kPa）， N

5、o.5離心風機的葉輪直徑為50cm。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,二、壓縮機,壓縮機是用于壓縮氣體的機械設備。 壓縮機在食品工廠中的用途 壓縮機類型 （一）往復式壓縮機的結構原理 （二）壓縮機的選擇與使用,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,壓縮機在食品工廠中的用途,食品工廠不乏需要壓縮空氣或其它氣體的場合。例如，罐頭反壓殺菌、氣流式噴霧干燥、蒸汽壓縮制冷、熱泵蒸發(fā)等許多工藝都要使用壓縮機。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,壓縮機類型,壓縮機的形式種類繁多, 但至今為止，食品工業(yè)中最常見的仍然屬往復式壓縮機。 往復式壓縮機又名活塞式壓縮機，有多種類型。常用往復式壓縮機的

6、分類見表2- 4,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,（一）往復式壓縮機的結構原理,單級往復式壓縮機的主要構成（圖2. 62）。 壓縮機的理論輸氣量 壓縮機的實際輸氣能力與余隙系數(shù) 多級壓縮,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,多級壓縮,要求高壓縮比時，可采用多級壓縮，就是把兩個或幾個氣缸串聯(lián)起來，氣體經(jīng)過多次的壓縮和冷卻，壓強逐級升高到所要求的最終壓強。在多級壓縮過程中，氣體的體積逐級減小，因而氣缸容積也逐級減小。圖2. 63為雙級壓縮機的示意圖。 在同樣壓縮比下，所用級數(shù)愈多，所消耗的壓縮功愈小。但級數(shù)增加，投資亦增加。每增加一級，零部件輔助設備將成比例增加。級數(shù)過多在經(jīng)濟上是不合

7、算的。因而隨終壓的不同，多級壓縮的級數(shù)有一個合理的范圍，參閱表2- 5。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,壓縮機的實際輸氣能力與余隙系數(shù),由于安全原因，活塞與氣缸底之間總留有一定的余隙。并且, 由于氣體是可壓縮流體，壓縮終了時留在余隙內的高壓氣體，會在吸氣時首先膨脹至與吸氣壓強相等，然后才開始吸入機外氣體，因此，壓縮機的實際輸氣能力，不會像輸送液體那樣與容積和活塞往復頻率成線性關系。壓縮機的實際輸氣能力qv,可用下式表示：,,送氣系數(shù),,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,送氣系數(shù),送氣系數(shù)（a）實際上

8、是壓縮機氣缸的有效利用系數(shù)，與壓縮比（排氣端高壓與吸氣端低壓之比值）、溫度等因素有關，其值總是小于1。 送氣系數(shù)隨壓縮比的增大而減小，甚至增大到某一極限時，a可為0，即余隙中氣體在吸氣行程終止時才膨脹到與進氣壓強相同。此時，因壓縮機不能吸氣而無法工作。 另一方面，壓縮比過高，壓縮后氣體溫度過高，會使氣缸內的潤滑油黏度降低、發(fā)生分解從而進入氣缸，甚至在缸內燃燒，造成氣缸或活塞損壞。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,單級單缸單作用式壓縮機的理論送氣能力,,,,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,單級往復式壓縮機,由氣缸、活塞、進氣和排氣閥等構成 低壓氣體由氣缸內往復運動的活塞通過吸氣閥

9、吸入，經(jīng)過壓縮后的高壓氣體由排氣閥排至貯氣罐，或直接與高壓管路相連接。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,（二）壓縮機的選擇與使用,選用壓縮機步驟： 根據(jù)用途（主要是由氣體性質決定）壓縮機的種類； 根據(jù)生產能力確定壓縮機的排氣量； 根據(jù)工藝要求確定壓縮機的排氣終壓。 壓縮機選型 壓縮機使用,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,壓縮機使用,因往復式壓縮機排氣量是間歇的，輸氣不均勻，所以必須在排氣出口處安裝貯氣罐。貯氣罐還能使氣體夾帶的油沫、水沫發(fā)生沉降分離，分離出的油、水可定期從罐底放出。貯氣罐安裝有壓力表、安全閥等附件，此為安全監(jiān)控所需要。壓縮機氣體入口處要安裝氣體過濾器，以免灰塵、

10、鐵屑等固體物吸入增加氣缸、活塞的磨損。 壓縮機的排氣量，可通過吸入管閥門開度調節(jié)，也可通過將部分排氣回送到吸入管再循環(huán)的方法進行調節(jié)。此外，還可用改變壓縮機余隙大小或改變工作氣缸數(shù)的方法進行調節(jié)。圖2. 64為壓縮空氣裝置系統(tǒng)圖。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,選取壓縮機類型,在選取壓縮機類型時，可按要求的種類、排氣量、終壓等條件，從壓縮機廠商提供的產品目錄中，選用合適的型號。產品目錄中還提供了壓縮機的級數(shù)、轉速、活塞沖程、氣缸數(shù)目、軸功率、電動機功率等性能指標，供設計人員選用時參考。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,壓縮機的終壓確定,

11、選擇壓縮機的終壓時，除了需要滿足工藝氣體壓強要求以外，還應考慮輸氣管道壓力損失。管道的壓力損失可根據(jù)流體力學原理計算出。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,壓縮機排氣量的確定,應考慮氣體在貯存和輸送管道中的泄漏損失，同時，為了供氣安全，還應有一定的余量。所以。在選擇壓縮機排氣量時一般應比實際需要的用氣量大2030。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,三、真空泵,（一）真空泵的分類 （二）機械式真空泵 （三）射流式真空泵 （四）真空泵的選擇,真空泵在食品工業(yè)上的有著極為廣泛的應用。許多食品單元操作，如過濾、脫氣、成型、包裝、冷卻、蒸發(fā)、結晶、造粒、干燥、蒸餾以及冷凍升華干燥等都采用真

12、空作業(yè)法。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,（一）真空泵的分類,表2- 6真空泵分類,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,（二）機械式真空泵,1往復式（活塞式） 2水環(huán)式真空泵 3油封旋轉式真空泵 4羅茨真空泵,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,1往復式（活塞式）,結構與往復泵類似，主要由機身、氣缸、活塞、十字頭、曲軸、連桿以及配氣閥七個部分組成。 往復式真空泵的工作原理與往復泵相似。它通過曲軸和連桿的作用，使氣缸內活塞做往復運動，達到吸氣、排氣的目的?；钊鐾鶑瓦\動時，在其一端從真空系統(tǒng)吸入氣體的同時，另一端則將已吸入氣缸的氣體排出。 往復式真空泵可直接用來獲得粗真空，其極

13、限壓強一般在1333Pa(即真空度660 mmHg）左右。因此可滿足食品真空濃縮、真空干燥等操作的真空度要求。采用這類泵的優(yōu)點是它具有較大的抽氣速度，例如 W 型系列真空泵的抽氣速率范圍為8770 m3/h。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,2水環(huán)式真空泵,水環(huán)式真空泵是一種旋轉式泵，是一般的粗真空設備，其特點是可抽吸帶水蒸汽的氣體。食品工業(yè)上常用于真空封罐和真空濃縮等作業(yè)上。 結構：如圖2. 65所示 水環(huán)式真空泵須在不斷通水的情況下才能正常工作，這主要是為了將產生的熱量帶走。 國產SZ系列水環(huán)泵的極限壓強范圍為706516260 Pa（相當于真空度范圍638122mmHg），抽氣速

14、率范圍為0.1211.5 m3/min 。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,3油封旋轉式真空泵,這類泵都有一旋轉的活塞或轉子，旋轉部分或磨合運動部分都用油來密封，或將其置于油箱中或采用特殊的油循環(huán)，以達到油封的目的。 常見型式：旋片式 滑片式 極限壓強：單級0.133Pa ，雙級0.00133Pa。 應用：獲得絕對壓強0.0133Pa以下的真空，也常用作其它高真空設備的前級泵，是目前廣泛使用的一類低真空獲得設備。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,旋片式真空泵,旋片式真空泵目前廣泛用作食品冷凍升華干燥真空系統(tǒng)的前級泵,食品工廠機械與設備第二

15、章 物料輸送機械,4羅茨真空泵,實際上是一種機械增壓泵，其結構和工作原理與羅茨鼓風機相同。所不同的是它用作真空泵，其壓縮比甚大。羅茨真空泵轉子間以及與泵殼之間配合較緊密（只有約0.lmm的間隙）。盡管如此，運轉時，仍然有氣體會從排出側通過間隙向吸氣側泄漏，所以其壓縮效率遠低于油封機械泵。但是，正因為沒有摩擦接觸，轉速才有可能很高（一般10003000r/min)，所以泵的抽速很大。 當泵內平均壓強降低時，間隙的流導值也隨之降低，從而可提高泵的效率。在壓強6.665Pa、壓縮比約為10的條件下，泵的效率最高。 羅茨真空泵一般須與低真空泵配合使用（見圖2. 67）。,食品工廠機械與設備第二章 物料

16、輸送機械,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,（三）射流式真空泵,是一類泵體本身沒有運動部件的泵，主要依靠通過噴嘴產生的高速射流來抽真空。 這類真空泵有蒸汽噴射泵、空氣噴射泵、水力噴射泵以及各種擴散泵等。 1蒸汽噴射泵 2水力噴射泵,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,1蒸汽噴射泵,結構如圖2.68所示 工作原理,單級和多級蒸汽噴射泵,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,單級和多級蒸汽噴射泵,蒸汽噴射泵有單級和多級之分。 級數(shù)與真空度關系 為了提高效率，減少蒸汽消耗量，在多級泵的級間配置冷凝器，以減輕前一級泵的負荷。 一種三級蒸汽噴射泵的配置,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械

17、,單級蒸汽噴射泵,如果從真空區(qū)抽入的氣體與蒸汽混合成的氣體噴出時的壓強高于大氣壓，則可直接排入大氣環(huán)境，這種泵稱為單級蒸汽噴射泵。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,多級蒸汽噴射泵,如果混合氣體出口的壓強低于大氣壓，則需要由前級泵抽走。因此，多個噴射器聯(lián)在一起就可以構成多級蒸汽噴射泵。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,級數(shù)與真空度關系,需要的真空度越高，噴射泵的級數(shù)越多。 蒸汽噴射泵級數(shù)與能獲得的絕對壓強范圍的關系見表2- 7。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,工作原理,具有較高壓強的工作蒸汽進入泵后，其壓強和流速沿噴嘴依次迅速降低

18、和升高。在噴嘴內，蒸汽流至喉部處其速度已達到音速。由于蒸汽的可壓縮性，已達音速的蒸汽流，在噴嘴截面漸擴后仍會繼續(xù)漸增。直到離開噴嘴出口，蒸汽流的速度已經(jīng)超過音速，出口處壓強降得很低，造成真空狀態(tài)，從而可將待抽氣體吸入，與蒸汽在混合室內混合?；旌蠚怏w又以一定速度進入擴壓管，動能又轉變成靜壓能。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,2水力噴射泵,結構與工作原理 系統(tǒng) 特點,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,水力噴射泵特點,優(yōu)點：（1）兼有冷凝器及抽真空作用，故不必再配置真空裝置；（2）結構單位，不需要經(jīng)常檢修；(3)適用于抽吸腐蝕性氣體。(4)安裝高度較低，與濃縮鍋的二次蒸汽排出管水平方

19、向直接連接即可；（5）與冷凝器真空泵組合系統(tǒng)相比，獲得相同二次蒸汽排除能力所需的功率消耗小。 缺點：由于循環(huán)冷水中本身帶有不凝性氣體，因此水力噴射泵不能獲得高真空度，并且真空度隨水溫升高而降低。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,水力噴射泵系統(tǒng),真空濃縮系統(tǒng)中,水力噴射泵一般與循環(huán)水泵、水箱組成如右圖所示的系統(tǒng)，起二次蒸汽冷凝器和抽真空雙重作用。 系統(tǒng)能獲得的真空度與水溫和水與二次蒸汽之比相關（見圖2. 72）。,,圖2. 72水力噴射泵系統(tǒng),食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,水溫對水力噴射泵真空影響,可見相對于水與蒸汽之比，溫度對真空度的影響更大些。 因此，為了應對冷卻水溫度隨季

20、節(jié)變化而引起系統(tǒng)真空度變化，需要調整水箱補給冷卻水的補充量。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,水力噴射泵結構與工作原理,工作原理類似于蒸汽噴射泵，具有一定壓頭的冷水以高速（1530 m/s）射入混合室及擴散室，然后進入排水管中。水流在噴嘴出口處于低壓狀態(tài)，因此可不斷吸入二次蒸汽，由于二次蒸汽與冷水之間存在溫差，與冷水混合即凝結為冷凝水，同時夾帶不凝結氣體，隨冷卻水一起排出。這樣既達到冷凝，又能起抽真空作用。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,（四）真空泵的選擇,真空泵的選擇依據(jù)通常有： 真空度要求 壓強范圍 被抽氣體 系統(tǒng)被抽氣量 國產真空泵的型號編制方法,食品工廠機械與設備第二

21、章 物料輸送機械,國產真空泵的型號編制方法,已經(jīng)由機械工業(yè)部標準（JB1613-1975）作了統(tǒng)一規(guī)定。其中各種泵的名稱代號分別用字母表示。例如，復往泵、水蒸氣噴射泵、定片泵、旋片泵、滑閥泵和油擴散泵和增壓泵的字母代號依次為W、P、D、X、H、K和Z。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械, 系統(tǒng)被抽氣量,它是決定選擇某一類型真空泵的主要依據(jù)。真空泵的抽速可由下式求取： 式中 Sp泵的抽速（m3/s） S 真空系統(tǒng)的抽速（m3/s） C 流導即導管或孔口的通導能力（m3/s）,,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,被抽氣體,被抽氣體種類、成分、雜質情況及系統(tǒng)工作時對油蒸汽有無限制等情況，它在食品生產中往往是正確選擇泵的關鍵問題。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,系統(tǒng)正常工作時的壓強范圍,要求泵正常工作時的壓強范圍必須滿足設備工作時所要求的工作壓強。各種真空泵的壓強范圍如圖2. 73所示。,食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械,系統(tǒng)對真空度的要求,通常要求泵的極限真空度比設備要求的真空度高 0.5 1個數(shù)量級。,