Практическая работа специальности 15.02.05. «Техническая эксплуатация оборудования в торговле и общественном питании»

Практическое занятие № 55

Техническая эксплуатация насосов. Обслуживание насосов.

Цели: знать правильность обслуживания и эксплуатации насосов

Что необходимо выполнить студенту для получения зачета

Изучить данную методическую разработку.

Выполнить конспект.

Сделать вывод о проделанной работе.

Защитить практическую работу.

Общие сведения по изучаемой теме

Насосы – это машины, в которых производится преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости, в результате чего происходит ее перемещение.

В пищевых производствах насосы являются одними из самых распространенных видов оборудования, надежная работа которых обеспечивает непрерывность технологического процесса. Насосы используют для перекачивания жидкостей с разными физико-химическими свойствами (молочных продуктов, пасты, сыворотки, спирта и.т.п.) при различных температурах.

От параметров перекачиваемой жидкости во многом зависит тип и надежность работы насоса.

По принципу действия все насосы делят на две большие группы – объемные, динамические, а также эрлифты и монтежю, в которых для перемещения жидкости используется энергия сжатого воздуха.

Объемные насосы. Для транспортировки жидкостей при высоких давлениях применяют объемные насосы. На рис. 2.24 показаны схемы объемных насосов. К объемным насосам с возвратно-поступательным движением рабочего органа относятся поршневые, плунжерные, диафрагменные. С вращательным движением рабочего органа - ротационные, одно-, двух- и трехвинтовые, шестеренчатые.

Принцип действия объемных насосов состоит в вытеснении некоторого количества жидкости из рабочего объема машины. Энергия жидкости в них повышается в результате увеличения давления. В объемных насосах подача (производительность) не зависит от напора. Подача пропорциональна скорости перемещения рабочего органа или числу циклов в единицу времени. Объемные насосы являются самовсасывающими в отличие от динамических насосов. Их используют для перекачивания высоковязких жидкостей, жидкостей с большим содержанием газов и плохо текучих продуктов.

Динамические насосы. В насосах этого типа энергия жидкости увеличивается благодаря взаимодействию лопаток рабочего колеса и перемещающегося потока. Под действием вращающихся лопаток жидкость приводится во вращательное и поступательное движение. При этом ее давление и скорость возрастают по мере движения в рабочем колесе.

В динамическом насосе увеличивается доля кинетической энергии в связи с увеличением скорости потока на выходе из рабочего колеса.

К динамическим насосам относятся вихревые, центробежные, диагональные, осевые насосы. Именно в таком порядке возрастают подачи насосов и уменьшаются создаваемые напоры.

Рис. 2.24. Схемы конструкций объемных насосов:  а) плунжерный; б) диафрагменный; в) ротационный; г) шестеренчатый;

д) винтовой

Центробежные насосы. Принципиальная схема центробежного насоса приведена на рис. 2.25.

Центробежный насос  (или ступень многоступенчатого насоса) состоит из подвода 1, рабочего колеса 2, ротора 3, отвода 4. Жидкость подается во входной патрубок насоса и затем в рабочее колесо, откуда под действием вращающихся лопаток нагнетается в отвод. Давление жидкости на выходе из отвода при этом становится больше, чем на входе за счет торможения потока и преобразования кинетической энергии в потенциальную энергию давления.

Рис. 2.25. Схема конструкции центробежного насоса

К достоинствам центробежных насосов можно отнести отсутствие пульсаций потока жидкости и  высокую приспособляемость к различным условиям работы, благодаря применению соответствующих типов колес.

Недостатками центробежных насосов являются: ограниченный диапазон подач и напоров; низкий КПД при отклонении от номинальных режимов работы; снижение КПД с ростом вязкости перекачиваемой жидкости; зависимость подачи от противодавления и сопротивления системы; невозможность обеспечения работы с самовсасыванием жидкости в пусковой период без специальных устройств.

Вихревые насосы. Отличительная особенность этого типа насосов – вихревое движение жидкости (рис. 2.26). Многократное контактирование потока жидкости с рабочим колесом сопровождается повышенными потерями энергии, в результате чего КПД насосов не превышает 40 - 50%. Вихревые насосы в сравнении с центробежными могут удалять газы из всасывающей линии, т.е. перекачивать газожидкостные смеси, и обеспечивают самовсасывание в пусковой период.

Осевые насосы используют для создания больших подач при перекачивании загрязненной воды, вязких и мало- вязких продуктов, подпиточной и оборотной воды. По сравнению с центробежными осевые насосы (рис. 2.27) имеют большие подачи и меньшие напоры.

В пищевой промышленности широкое распространение получили, в основном, поршневые, плунжерные, ротационные и центробежные насосы.

Поршневые и плунжерные насосы отличаются более высокими КПД и создаваемыми давлениями, но ограничены производительностью.

Широкое применение для целей энергосбережения получили струйные насосы, которые успешно конкурируют с лопастными насосами при наличии сбросных  высокопотенциальных потоков газа, пара и жидкостей.

Рис. 2.26. Схема конструкции вихревого насоса:

1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – лопатки; 4 – окно всасывания; 5 – нагнетательный патрубок; 6 – вал

Рис. 2.27. Схема конструкции осевого насоса:

1 – входной направляющий аппарат; 2 – корпус; 3 – рабочее колесо; 4 – диффузор 

Основной вопрос при выборе всех пищевых насосов - это их качество: качество конструкции, качество изготовления и, соответственно, качество эксплуатации. Одной из главных проблем практически всех пищевых насосов является вопрос создания надежного, недорогого, удобного в эксплуатации узла уплотнения насоса. Решение этой задачи позволило бы избежать потерь дорогого пищевого продукта, а главное - уменьшило бы убытки от простоя пищевого оборудования, связанного с ремонтом насосов. При выборе типа уплотнения необходимо обращать внимание не только на конструкцию, но и на материал уплотнения с учётом специфики перекачиваемой жидкости. В зависимости от перекачиваемой жидкости применяют одинарные и двойные торцевые уплотнения, которые обеспечивают бесперебойную работу оборудования. В качестве материала для одинарных торцевых уплотнений используются графит/нержавеющая сталь, карбид кремния/карбид кремния и т. п. В качестве вторичного уплотнителя выбирают, как правило, о-образное уплотнительное кольцо из эластомера. В качестве эластомера часто применяют нитрильный каучук, реже - фторсодержащий каучук, а для водосодержащих продуктов - этиленпропиленовый каучук.

Важен также и материал, из которого изготовлен сам насос, в особенности материал деталей проточной части насоса, то есть той части, которая соприкасается с пищевым продуктом. Это должен быть устойчивый к коррозии материал, такой как нержавеющая сталь, разрешённый к использованию в пищевом производстве, имеющий соответствующие гигиенические сертификаты. Надо отметить, что до сих пор еще на пищевом производстве используются насосы в чугунном исполнении, что является абсолютно неприемлемым, ввиду низкой коррозионной стойкости и промывной способности чугуна. Очевидно, что продукты коррозии и микробное обсеменение крайне отрицательно воздействуют на перекачиваемый продукт!

Важна и 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. Так, например, все насосы Hilge изготовлены из катанной хромоникелевомолибденовой стали методом глубокой вытяжки с электрополированной поверхностью, что обеспечивает соблюдение самых высоких гигиенических норм.

В связи со спецификой использования качественное насосное оборудование для пищевых производств должно удовлетворять международным нормам и стандартам.