Технические характеристики цистерн для перевозки молока. Молоковозы

Для перевозки различных видов веществ, предназначены определённые виды автотехники, которые отвечают установленным стандартам. Существуют различные виды специализированных машин одни из которых оборудованы для перевозки химических веществ, другие для строительных материалов, а третьи для скоропортящихся продуктов (в том числе и молоковозы). О последней категории автотранспорта в этой статье и пойдёт речь.

Как правило, оборудование техники предназначенной для , зависит от того какие именно продукты предстоит ему перевозить. И здесь мы вплотную рассмотрим функциональность молоковоза. Итак, что же представляет собой молоковоз и, каким образом он должен быть оборудован для того, чтобы соответствовать условиям перевозки такого деликатного в обращении продукта, как молоко.

Молоковоз в первую очередь представляет собой . Такая цистерна предназначена для перевозки одного из самых скоропортящихся продуктов, которым является молоко. Но помимо этого, молоковозы часто могут использоваться и в других целях, то есть для перевозки различных пищевых масел или воды.

Материалы цистерны молоковоза

Как было упомянуто выше, к подобной технике применяются свои требования. Отдельные требования и у молоковоза. Для того, чтобы перевозить молоко, необходимо соблюдать определённые условия. В первую очередь, водитель молоковоза должен работать оперативно и доставлять продукт в точный срок, для того, чтобы он имел возможность дальнейшей обработки. Далее, для самой цистерны нужна хорошая теплоизоляция, а для этого нужно использовать только высококачественные материалы. В этом случае, такими материалами могут считаться только те, что не станут вступать в химическую реакцию с перевозимыми продуктами.

Помимо автомобильного шасси, цистерна может быть оборудованная на шасси железнодорожного вагона, но в любом случае, чтобы довозить скоропортящийся продукт до места назначения материал цистерны должен быть сделан из нержавеющей стали. Именно такую сталь чаще используют в пищевой промышленности, поскольку она не вступает в реакции окисления, как это может происходить с железом.
Поверхность цистерны должна быть очень гладкой и ровной, так как это в значительной мере влияет на качество молока, потому как очень важно, насколько хорошо была очищена цистерна после транспортировки предыдущей партии.

Оборудование молоковоза

Благодаря тому, что на молоковозе устанавливается качественная теплоизоляция, внутри цистерны может создаваться только та температура, которая требуется для транспортировки. Это позволяет сохранять молоко достаточно свежим до десяти часов и и даже в том случае, когда температура уличного воздуха достигает тридцати пять градусов по Цельсию.

У молоковозов есть и свои особенности. Если учесть, что такая техника применяется для того, чтобы доставить молоко к месту назначения, где его переработают, но и к местам непосредственного сбыта, в неё монтируется специальный датчик для отслеживания уровня жидкости, что делает более удобным выдачу товара покупателям.

У некоторых цистерн молоковозов есть и другие особенности. Например, цистерна может быть разделена внутри специальными отсеками и молоко благодаря этому может быть залито через отдельные люки в огороженные перегородками.

Используя более точные технические характеристики можно сказать, что сталь для автоцистерн применяется антикоррозийная, с хорошими теплоизоляционными стенками и зачастую такие цистерны оборудуются датчиками, которые помогают осуществлять контроль транспортируемых субстанций.

Существуют различные цистерны для перевозки молока и скоропортящихся продуктов. Обычно это молоковозы, рассчитанные на большую вместимость, либо цистерны, оснащённые несколькими секциями, что позволяет транспортировать одновременно несколько различных субстанций.

Наполнение цистерны, как правило, происходит двумя способами - через крышку люка или же . Слив осуществляется примерно также.

В комплект молоковоза также входят специальные напорно-всасывающие рукава. Помимо этого, молоковоз оснащается расходометрами с данными, которые выводятся на дисплей, специальными запорными элементами, которые присутствуют на каждом люке и пневмоуправляемыми задвижками, при помощи которых можно контролировать каждый отсек. Сами люки обычно хорошо теплоизолированны и оснащены обогревом, а также автономным накопителем. Таким образом, профессионально подготовленная цистерна и на самом деле способна сохранить молоко или же другие продукты.

Объем от 20000 до 55000 л.

Год выпуска 2015 (Новый)

Марка полуприцепа GuteWolf

Цвет цистерны Белый(Любой по заказу клиента)

Материал колбы по заказу клиента: Сталь ST37, Нержавеющая сталь, Алюминий

Оси BPW Eco Plus2(Германия) либо Sertel (Турция)

Отсеки от 1 до 8 шт. каждый с промывкой

Цвет Белый

Материал колбы Сталь ST37.Толщина стенок цистерны- 4мм.

Утеплитель цистерны IZOCAM

Толщина утеплителя 100мм(возможно 150, 200 мм).

Наружная обшивка покрашеный стальной лист

Материал конструкции конструкционная сталь

Два варианта исполнения:

Подвеска - пневматическая.

1) Марка - BPW Eco Plus 2.

Страна производитель - Германия.

2) Марка - SERTEL .

Страна производитель - Турция.

Количество осей - 3. Передняя ось подъёмная.

Максимальная нагрузка на каждую ось - 9 или 12 тонн.

На фотографиях представлена следующая комплектация:

Отсеки 4 шт. каждый с промывкой

Цвет Белый

Подогрев цистерны электрический автономный.

Материал колбы Сталь ST37. Толщина стенок цистерны - 4мм.

Утеплитель цистерны IZOCAM 100мм.

Наружная обшивка покрашенный стальной лист

Несущая конструкция подкатная тележка

Материал конструкции конструкционнная сталь

Подвеска пневматическая

Оси BPW Eco Plus2 или Sertel

Тормоза дисковые или барабанные на усмотрение заказщика

Антиблокировочная система (ABS)

Тормозная система - WABCO

Опорные лапы Марка "OMS". Количество опорных лап - 2 шт. Грузоподъемность каждой - 25 тн. 2-х скоростной механический выдвижной механизм опускания и подъема опорных стоек полуприцепа.
Донный клапан Arpesan, пневматический, на каждый отсек.

Сливной рукав количество - 2 штуки. Длина рукава - 5 метров. Диаметр слива - 80 мм.

Расположение слива слева/справа на усмотрение заказчика

Люк D500. В крышках люков установлены дыхательные клапаны по 1 шт. на каждый отсек.

Электрооборудование 2*7 контактные разъемы - 24V, фары в соответствии со стандартами. 2 задних комбинированных фонаря, выполняющих функции габаритных огней, указателей поворотов, сигналов торможения, противотуманных фонарей, фонарей заднего хода и освещения государственного регистрационного знака.

2 фонаря полного габарита на гибкой основе.

2 передних габаритных фонаря, совмещенных со светоотражателями.

Инструментальный ящик стальной

Высота шкворневой плиты 1150 мм-1500 мм. - на усмотрение заказчика

Шкворень марка "OMS"

Колеса и шины

Шины: 385/65 R22,5 стальные колесные диски, стальные колесные диски, серебристые 11,75*22,5 марка "Janstan".Резина ведущих мировых брендов: PIRELLI, GOODYEAR.

Дополнительное оборудование,включенное в стоимость:

Противооткатный упор - 2 шт. Материал упора- пластик.

Запасное колесо - 1 шт. и ящик для запасного колеса.

Тубусы для хранения сливных рукавов

По другим комплектациям уточняйте у менеджера.

До 3х лет, без ограничения по пробегу

1.1.1. Способы транспортирования молока

и молочных продуктов

Способ транспортирования сырья на молочный завод суще­ ственно влияет на качество и себестоимость получаемой продукции.

На дальние расстояния молоко перевозят во флягах и различных емкостях, называемых транспортными цистернами. Внутри пред­ приятий молоко транспортируют по молокопроводам.

При транспортировании молока с ферм на перерабатывающие предприятия используют фляги, автоцистерны и молокопроводы. В больших объемах (1000 л и более) молоко перевозят в цистернах с помощью автомобильного, железнодорожного и водного тран­ спорта.

Небольшое количество молока перевозится во флягах грузовым автотранспортом. При этом способе велики затраты труда на погру- зочно-разгрузочные операции и потери молока, а условия перевозки не отвечают санитарно-гигиеническим требованиям к пищевым продуктам. Вместе с тем его применяют для транспортирования жидких продуктов (сметана, сгущенное молоко и др.) в торговую сеть, сеть общественного питания.

Автоцистерны. Автоцистерна состоит из одной или нескольких секций эллиптической формы со сферическими днищами. Снаружи секции покрыты термоизоляцией, деревянной обшивкой и пергамен­ том, поверх которых установлен защитный кожух из тонколистовой углеродистой или нержавеющей стали. Деревянная обшивка предох­ раняет термоизоляционный материал (чаще всего мипора или зали­ вочный пенопласт) от механических повреждений, а кожух - от про­ никновения влаги. Благодаря слою термоизоляции, покрывающему секции, предотвращаются нагрев и замораживание молока при тран­ спортировании. Секция, изготовленная из пищевого листового алю­ миния или пищевой нержавеющей стали, в зависимости от марки ав­ тоцистерны, имеет вместимость от 0,9 до 6,55 м3 молока (табл. 1.1).

Табл. 1,1. Техническая характеристика автомобильных цистерн

В местах крепления к шасси автомобиля или прицепа секции снабжены опорными поясами из деревянных брусков, скрепленных между собой.

Для мойки и осмотра рабочей емкости в секции служит люк, гер­ метически закрывающийся крышкой с уплотнительной кольцевой резиновой прокладкой. На внутренней поверхности горловины люка имеются круговые метки, указывающие уровень молока при заполне­ нии им секции. В каждую секцию вмонтировано по одному клапану, расположенному у торца днища и соединенному штуцером с молокопроводом, для налива и слива молока. С помощью специальной ап­ паратуры к штуцерам подсоединяют шланги, для хранения которых цистерна снабжена багажником. Чтобы штуцера в транспортном по­ ложении не загрязнялись, их плотно закрывают заглушками. Управ­ ление клапанами ручное - с помощью маховиков, установленных на штоки клапанов и снабженных защитными футлярами.

Наполнение секции молоком осуществляется за счет вакуума, создаваемого автономной системой наполнения автомобиля, или насосом, установленным на месте сбора молока. Так как цистерна наполняется снизу через молокопровод, молоко не вспенивается. Из цистерны молоко сливается самотеком или перекачивается насо­ сом молочного завода.

Для контроля уровня молока в секциях большинство цистерн обо­ рудовано электрической системой сигнализации, состоящей из панели, индукционной катушки, реле обратного тока, переключателей и рычага поплавкового устройства. При заполнении секции молоком поплавко­ вое устройство замыкает цепь и включается звуковой сигнал.

Автоцистерны небольшой вместимости промывают, закачивая внутрь воду и моющие средства через трубопровод молочного заво­ да. Мойка автоцистерны вместимостью более 10 м3 осуществляется также от трубопровода завода. Однако при этом сам процесс мойки осуществляется не вручную, а с помощью специальных моющих го­ ловок, которые при работе вращаются и обеспечивают тем самым качественную мойку цистерн.

Молокопроводы. Особый интерес представляет применение молокопроводной системы транспортирования молока на перерабаты­ вающие предприятия малой и средней мощности в том случае, когда они незначительно удалены от молочных ферм. Опыт показал це­ лый ряд преимуществ такой доставки перед всеми другими способа­ ми: высокий коэффициент эксплуатационной надежности, просто­ та и удобство обслуживания, возможность использования в услови­ ях бездорожья, сокращение длительности транспортировки молока.

В горных районах благодаря перепаду высот между пунктами приема и сбора молока экономичны самотечные молокопроводы из полиэтиленовых труб диаметром 16, 20 или 25 мм. В доступных мес­ тах их укладывают в землю на глубину 40...70 см, а в ущельях, на крутых склонах, над водными преградами крепят к промежуточным опорам или стальной проволоке, туго натянутой между опорами.

К напорным системам относят молокопроводы, проложенные по равнинной местности в земле ниже зоны промерзания грунта. Подземный напорный молокопровод представляет собой две парал­ лельные полиэтиленовые трубы, по одной из которых подается мо­ локо, по второй - сжатый воздух. Оборудование молочной линии включает в себя резервуар-термос, насос, счетчик молока, весы и молокоприемный бак. Воздушная линия состоит, из компрессора, маслоотделителя, охладителя воздуха, брызгоуловителя и фильтра.

Подземный молокопровод работает следующим образом. Молоко центробежным насосом нагнетается через счетчик в молокопровод. Затем вставляют пробку из пористой пищевой резины. Сжатый воздух из компрессора, подаваемый в молокопровод, перемещает пробку и вытесняет молоко из трубопровода в чаши приемных весов молочного

1.1.1. Способы транспортирования молока и молочных продуктов

завода. Резиновая пробка при этом задерживается в улавливателе. Та­ ким образом, работа подземного молокопровода состоит из трех пери­ одов: заполнения трубопровода жидкостью, движения жидкости и опорожнения трубопровода.

Молокопроводы большой протяженности обычно изготовляют из полиэтиленовых труб. Они морозостойки, сохраняют гибкость даже в интервале от -30 до -60°С. Жидкость в этих трубах замерзает в 3...4 раза медленнее, чем в металлических. При замерзании жид­ кости трубы не разрушаются, а благодаря своей эластичности увели­ чиваются в диаметре и после оттаивания жидкости вновь приобре­ тают прежнюю форму. Трубы с наружным диаметром 15...50 мм пос­ тавляются промышленностью свернутыми в бухты. Длина трубы в бухте может достигать 250 м, что позволяет прокладывать молокопровод с минимальным количеством стыковых соединений и пол­ ностью механизировать процесс укладки.

Полиэтиленовые трубы можно соединять как контактным спо­ собом (сваркой), так и с помощью разъемных соединений.

Сортамент труб из полиэтилена низкой плотности приведен в табл. 1.2.

Табл. 1.2. Характеристика полиэтиленовых труб

Фляги. Фляги (рис. 1.1) должны герметически закрываться, быть удобными для переноски, погрузки, выгрузки и мойки, прочными и гигиеничными.

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

Рис. 1.1. Фляга:

1 - корпус; 2- планка; 9-ручка; 4- верхний обруч; 5-карабин; 6 - воронка; 7- горловина; 8 - шарнир; 9 - резиновое кольцо; 10- на­ кидная петля; 11 - прижимная планка; 12 - нижний обруч

Фляги изготовляют преимущественно из листовой стали; все швы сваривают; лудят путем двух-, трехкратного погружения в рас­ плавленное олово.

В последнее время получили распространение алюминиевые фляги, но хранить и охлаждать в них молоко не следует.

Фляги изготовляют также из нержавеющей стали. Такие фляги отличаются от луженых и алюминиевых большей износоустойчи­ востью и гигиеничностью.

Техническая характеристика фляг приведена в табл. 1.3.

Табл. 1.3. Техническая характеристика фляг

1.1.1. Способы транспортирования молока и молочных продуктов

Табл. 1.3. Техническая характеристика фляг (окончание)

Для перевозки фляг можно использовать тележки (рис. 1.2 и рис. 1.147, стр. 329).

Рис. 1.2. Тележки для перевозки фляг (без подъемной платформы):

1 - труба; 2 - рукоятка; 3 - луга; 4 - колеса; 5- муфта

Она состоит из газовой трубы 1 диаметром 1", плавно согнутой под углом 90° и имеющей на одном конце рукоятку 2, а на другом - приваренную дугу 3, сделанную из такой же трубы. На концах дуги приварены оси колес 4. На колеса надеты сплошные резиновые ши­ ны для бесшумности хода.

На трубе 1 помещена муфта 5 с двумя крючками, расположенны­ ми на разной высоте. Два крючка на муфте предусмотрены ввиду на­ личия в обращении фляг с ручками, находящимися на различной

1. 1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

высоте. Имеющиеся два выреза в нижнем конце муфты позволяют устанавливать муфту в двух положениях, обращая в сторону фляги тот или другой крючок.

В трубе 7 имеется поперечный штифт, входящий в вырезы муфты 5 и удерживающий ее на трубе в определенном месте.

Наполненную флягу подхватывают крючком за ручку, подняв ру­ коятку 2 тележки, как показано на рисунке пунктиром. При опуска­ нии рукоятки тележки фляга приподнимается на 2...4 см и перево­ зится. Для передвижения фляги по гладкому полу требуется неболь­ шое усилие. При разгрузке тележки рукоятку 2 поднимают, в резуль­ тате чего фляга ставится на пол и тележка откатывается.

Описанные тележки применимы в узких проходах, где нельзя пользоваться большими тележками.

Фляги можно перевозить также на обычных грузовых тележках. Для опорожнения фляг применяют специальные приспособле­ ния - флягоопрокидыватели, представляющие собой металличес­ кий каркас, с которым фляга легко поворачивается на шарнире,

проходящем вблизи от центра тяжести фляги.

Основные правила безопасности эксплуатации оборудования для транспортировки и хранения молока. Автомобильные цистерны и ем­ кости должны иметь защитное заземление. Следует проверять на­ дежность крепления люков емкостей для того, чтобы избежать их возможного открытия в процессе работы. Люки и мешалки емкос­ тей должны иметь блокирующие устройства, исключающие возмож­ ность включения мешалки при открытом люке. Необходимо соблю­ дать меры предосторожности при пользовании лестницей, емкости для осмотра привода мешалки (при его верхнем расположении).

В установках для охлаждения молока на фермах емкость, корпус, компрессор, электродвигатели и пусковая аппаратура должны быть на­ дежно заземлены. Необходимо систематически проверять исправности заземляющих устройств. Для производства работ с компрессором, ме­ шалкой и насосом необходимо обесточить всю установку. Фреоновый трубопровод и всю систему охлаждения ванн разбирать не разрешается, так как это может вызвать потерю фреона. Необходимо систематически проверять предохранительный клапан компрессора.

1.1.2. Приемка и хранение молока

и молочных продуктов

Емкостное оборудование - это один из распространенных типов оборудования для хранения и переработки молока. Емкостное обо­ рудование предназначено для выполнения различных технологичес­ ких операций при обработке молока и молочных продуктов: накоп­ ление и хранение, нагревание, охлаждение, нормализации, скваши­ вание, пастеризации, созревание и т. п. Емкостное оборудование от­ носится к технологическим аппаратам периодического действия.

По функциональному назначению емкостное оборудование можно разделить на три группы: емкости для хранения, емкостные аппараты и универсальные емкости.

Основными элементами емкостного оборудования являются корпус с нагревательно-охладительной системой, перемешивающее и моечное устройства, пульт управления с приборами контроля и ре­ гулирования технологического процесса, площадка и лестница об­ служивания. Несколько однотипных емкостей, обычно имеют одну общую площадку обслуживания и одну или две лестницы. Для мон­ тажа и ремонта составных частей емкости, размещенных внутри корпуса, имеются еще съемные лестницы, входящие в комплект оборудования.

Основные требования, предъявляемые к емкостному оборудова­ нию, сводятся к созданию оптимальных условий для обработки мо­ лока и молочных продуктов в соответствии с требуемым технологи­ ческим процессом при сохранении количества и качества исходного сырья и готового продукта.

К основным технологическим параметрам емкостного оборудо­ вания относятся:

Номинальный объем корпуса емкости V - это номинальный объем внутренней полости корпуса емкости. Другими словами это наибольший объем заполняющего корпус емкости молока или мо-

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

лочного продукта, при котором обеспечивается работа емкости с выполнением всех предъявляемых к ней требований.

Действительный объем V л - это объем внутренней полости ем­ кости, определяемый по действительным размерам изготовленно­ го изделия, за вычетом объема, занимаемым внутренними устрой­ ствами.

Давление продукта в корпусе емкости обычно атмосферное. Температура продукта поддерживается в зависимости от необхо­

димых температурных параметров и свойств обрабатываемого про­ дукта. Емкостное оборудование, используемое для обработки моло­ ка и молочных продуктов, обычно позволяет вести процесс при раз­ личных температурах от 4 до 95°С.

Температура тепло- и хладоносителя также зависит от технологи­ ческого процесса обработки продукта и составляет соответственно 140°С (пар), (25±2)°С (теплая вода) и 0,5...3°С (ледяная вода).

Частота вращения мешалки роторных механических перемеши­ вающих устройств составляет 10... 180 об/мин. Для циркуляционноструйных перемешивающих устройств частота вращения ротора на­ соса достигает 2800 об/мин.

Наряду с перечисленными основными параметрами емкостное оборудование характеризуется габаритными размерами (длина, ши­ рина, высота, занимаемая площадь) и массой.

При изготовлении емкостного оборудования в качестве кон­ струкционных материалов используют черный и цветные металлы, сплавы и другие материалы, в том числе полимерные. Части обору­ дования, контактирующие с молоком и молочными продуктами не должны подвергаться коррозии и разрушаться под влиянием техни­ ческим моющих и дезинфицирующих средств. Очистка от остатков продуктов не должна быть затруднена. Для защиты конструкцион­ ных материалов от коррозии применяют различные лакокрасочные покрытия, эмали, обладающие высокими защитными свойствами. В настоящее время все шире применяется облицовка из коррозион­ но-стойкой стали или комбинированные металлизационно-лако- красочные или полимерные покрытия (до 5...6 слоев). В качестве уплотнителей различных деталей применяют резиновые и резинотканные пластины, не контактирующие с пищевыми продуктами, а в местах, контактирующих с пищевыми продуктами, используют пластины из специальных сортов резины, работающих в интервале температур от -30 до +110°С.

1.1.2. Приемка и хранение молока и молочных продуктов

Для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду и сниже­ ния температуры наружных поверхностей емкостного оборудования используют теплоизоляционные материалы, отвечающие следу­ ющим основным требованиям: иметь низкую теплопроводность и теплоемкость, небольшую плотность, высокую термостойкость, достаточную прочность, низкую гигроскопичность, биостойкость, антикоррозионность, безвредность, быть дешевыми и удобными в монтаже. Этим свойствам удовлетворяет, например заливочный фенолформальдегидный пенопласт ФРП-1.

Емкостное технологическое оборудование (емкостные аппара­ ты) зачастую включаются в комплектацию технологических линий производства сливочного масла, питьевого молока, кисломолочных продуктов, детских молочных продуктов, творога и т. п. Емкостные аппараты предназначены для проведения различных технологичес­ ких процессов при обработке молока и молочных продуктов с обес­ печением необходимого температурного режима. Причем в каждом аппарате возможно проведение одного или нескольких технологи­ ческих процессов. В дополнение к общим требованиям, предъявля­ емым к емкостям для хранения, емкостные аппараты должны отве­ чать следующим требованиям. Нагревательно-охладительная систе­ ма должна обеспечивать возможность удаления накипи и загрязне­ ний циркуляционным способом с помощью химических средств.

Оборудование большой емкости используется в основном для приемки, накопления и хранения молока. К емкостям хранения отно­ сятся также молокоохладители предназначенные для кратковремен­ ного хранения молока на фермах и животноводческих комплексах.

Насосы являются самым распространенным и важнейшим ви­ дом технологического оборудования на молочных предприятиях. От работы насосов в значительной степени зависит качество молока и молочных продуктов, а также ход технологического процесса. В свя­ зи с этим большое значение имеет правильный выбор насоса, соот­ ветствующего 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 терри­ тории завода или цеха, а также в непрерывных технологических схемах обработки молока и производства различных продуктов для подачи и проталкивания продукта через другие аппараты, например через плас­ тинчатые, трубчатые пастеризаторы и охладители, фильтры, гермети­ ческие сепараторы, распылительные форсунки и другие аппараты.

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

В общем случае к устройству насосов для молока и молочных про­ дуктов и их работе предъявляют следующие основные требования:

Насос при работе должен оказывать возможно меньшее меха­ ническое воздействие на продукт, не изменять его природные свойства, например не вызывать заметного изменения жиро­ вой фазы молока, не снижать ниже допустимой вязкость (консистенцию) кефира, сметаны и других продуктов;

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

рабочие органы насосов, соприкасающиеся с продуктом, должны быть выполнены из нержавеющей стали или других материалов, разрешенных Минздравом РФ для контакта с молочными продуктами;

конструкция насосов должна обеспечивать безразборную мойку или быструю и легкую разборку для мойки;

насосы должны легко присоединяться к трубопроводам;

насосы должны обеспечивать наибольшую подачу при пере­ качивании молока из одной емкости в другую и создавать не­ обходимое давление при нагнетании продукта через аппараты технологической схемы при устойчивой подаче;

насосы для дозирования молока и других молочных продук­

тов должны обеспечивать равномерную подачу продукта. Та­ кие насосы должны иметь приводные механизмы, позволя­ ющие изменять частоту вращения рабочих органов насоса и этим регулировать подачу продукта.

Насосы, используемые в молочной промышленности, по прин­ ципу действия могут быть разделены на следующие типы: лопас­ тные (центробежные), вихревые, осевые и объемные.

В лопастных (центробежных) насосах давление в жидкости соз­ дается центробежной силой, возникающей при вращении лопас­ тных колес. Для перекачивания цельного молока, сливок, обезжи­ ренного других молочных продуктов, вязкость которых сравнитель­ но небольшая, а также для подачи моющих растворов применяются,

в основном, центробежные насосы.

В объемных насосах разность давлений возникает при вытес­ нении жидкости из замкнутого пространства телами, движущи­ мися возвратно-поступательно или вращательно. К насосам это­ го типа относятся поршневые, шестеренные с внешним и внут­ ренним зацеплением, ротационные, кулачковые, шиберные, мембранные, винтовые. Молочные продукты повышенной вяз­ кости (сгущенное молоко, высокожирные сливки, творог, тво­ рожные пасты, кисломолочные продукты) перекачивают объем­ ными насосами: ротационными, шестеренными, мембранными и винтовыми.

Для транспортировки продуктов нежной консистенции, напри­ мер кефира, закваски, сметаны, домашнего сыра, применяют насо­ сы, которые оказывают минимальное механическое воздействие на продукт и имеют определенным образом подобранные параметры.

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

Применение плунжерных насосов ограничено, их используют главным образом для создания высокого давления, например для гомогенизации молока и проталкивания сгущенного молока через распылительные форсунки сушилок.

Для подачи молока под давлением через другие аппараты необ­ ходимо выбирать насосы, обеспечивающие необходимый напор, равномерную подачу и устойчивую производительность. При пере­ качивании молока из одной емкости в другую следует применять на­ сосы наибольшей производительности и с небольшим напором.

Большинство центробежных насосов для молока имеют конструк­ ции, обеспечивающие бесфундаментную их установку и изменение положения корпуса вместе с напорным патрубком на 90, 180 и 270°.

Основные параметры насосов. Насос любого типа в соответствии с назначением характеризуется следующими параметрами: подачей, давлением, напором, мощностью и коэффициентом полезного дей­ ствия (КПД).

Подача. Подача насоса характеризуется количеством жидкости, которое насос может перекачать в единицу времени. Она может быть объемной (л/ч, м3 /ч, м3 /с) или массовой (т/ч, кг/с). Массовая подача G связана с объемной Q соотношением

где β - плотность жидкости, кг/м3 .

Объемная подача у центробежных насосов зависит от напора (при увеличении напора объемная подача уменьшается) и от вязкос­ ти продукта (при перекачивании жидкости большой вяз кости пода­ ча насоса уменьшается вследствие увеличения потерь на трение). Объемная подача объемных насосов при их хорошем исполнении незначительно изменяется при изменении напора к вязкости про­ дукта.

Давление насоса. Давлением насоса в общем случае называется величина, определяемая зависимостью

р = рк -рн +р(θ к 2 - θ Η 2 ) / 2 + pg(ZK - ZH ),

где p K и p H - давление на выходе и входе насоса, Па; θκ и θн - скорость жидкой среды на выходе и на входе насоса, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с2 ; Ζκ и ZH - высота центра тяжести сечения выхода и входа насоса, м.

Напор насоса. Напором насоса называется приращение механи­ ческой энергии, которое сообщает насос 1 кг жидкости, проводящей

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

через него, т. е. напор - это разность удельных энергий при выходе из насоса и при входе в него. Напор измеряется в метрах и показыва­ ет, на какую высоту насос может поднять жидкость. Если насос ис­ пользуют не для поднятия жидкости, для повышения давления, то напор выражают в атмосферах

В общем случае напором называется величина, определяемая за­ висимостью

Напор определяется в зависимости от установки и назначения насоса и подсчитывается следующим образом:

Н=М0 + В0 + (θ н 2 -θ в 2 )/2g,

где М 0 , В 0 - приведенные к оси насоса показатели манометра и вакуумметра, м столба подаваемой жидкости; θΗ и θв - скорости потока жидкости в местах присоединения трубок манометра и вакуумметра, м/с.

В случае работы насоса с подпором полный напор определяется по зависимости

где М 0 м - В 0 в - приведенные к оси насоса показания манометра и вакуумметра на на­ порном и входном патрубках насосов, м.

Рассмотрим общую схему насосной установки. Молоко из при­ емной емкости 1 (рис. 1.3) засасывается насосом 7 через всасыва­ ющий трубопровод 2 и подается под напором по нагнетательному трубопроводу 4 в резервуар 5. Если давления в емкости 1 и резерву­ аре 5 неодинаковы (обозначим их р1 и р 2 ), то полный напор Н насоса затрачивается на подъем жидкости на полную геометрическую вы­ соту Н г преодоление разности давлений в резервуаре и приемной емкости (р 2 - р1 ), гидравлических сопротивлений на всасывающем h n.в c и нагнетательном h n.н трубопроводах:

H=Hг +(p2 -р1 )/pg+hn ,

где hп _ общее сопротивление трубопроводов (hл = hп.вс + hп.н ); Нг = Нвс + Нн где Н вс Н н - высоты всасывания и нагнетания, м.

Если давления в приемной емкости и резервуаре одинаковы

Рис. 1.3. Схема насосной установки:

1 - приемная емкость; 2 - всасывающий трубопровод;

3 - вакуумметр; 4 - нагнетательный трубопровод; 5 - резервуар; 6 - манометр; 7 - насос

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

При перекачивании жид­ кости по горизонтальному тру­ бопроводу Η = h п .

Всасывание жидкости насо­ сом происходит под действием разности давлений в приемной емкости р 1 и насоса р вс или под действием разности напоров

р1 /рg-рвс /рg.

Высота всасывания может быть определена из уравнения

Высота всасывания увели­ чивается с возрастанием дав­ ления р, в приемной емкости и уменьшается с увеличением давления р пс , скорости жид­ кости θвс и потерь напора hп.вс во всасывающем трубопрово­ де. Если жидкость перекачива­ ется из открытой емкости, то р 1 равно атмосферному р а и давление на входе в насос р вс должно быть больше давления p 1 насыщенного пара перека­

чиваемой жидкости при температуре всасывания, так как в против­ ном случае жидкость в насосе начнет кипеть и за счет образовавше­ гося пара возможны разрыв потока и уменьшение высоты всасыва­ ния до нуля. Следовательно,

высота всасывания зависит от величины атмосферного давления, скорости движения, плотности перекачиваемой жидкости и ее тем-

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

пературы. В общем случае вакуумметрическая высота всасывания является величиной, определяемой зависимостью

где р 0 - давление окружающей среды, Па (остальные обозначения величин указаны выше).

При перекачивании горячих высоковязких жидкостей насос сле­ дует устанавливать ниже уровня приемной емкости или создавать в ней избыточное давление.

При определении высоты всасывания необходимо учитывать не только потери напора на трение и преодоление местных сопротив­ лений, по и инерционные потери (для поршневых насосов) или ка­ витацию (для центробежных насосов). Кавитация - нарушение сплошности жидкости - возникает при высоких частотах вращения рабочих колес центробежных насосов и при перекачивании горячих жидкостей в условиях, когда происходит интенсивное парообразо­ вание в жидкости. При этом пузырьки пара попадают в область вы­ сокого давления, где мгновенно конденсируются. Образуется ваку­ ум. Жидкость стремительно заполняет образовавшиеся полости, что сопровождается гидравлическими ударами, шумами, сотрясением насоса. При кавитации подача и напор насоса резко снижаются, ус­ коряется его износ. Кавитация возникает, когда высота всасывания равна нулю.

Для создания нормальных условий работы насоса необходимо обеспечить на всасывании определенный кавитационный запас, то есть минимальное допустимое превышение давления над упру­ гостью паров перекачиваемой жидкости. В этом случае высота вса­ сывания должна быть равной

Кавитационный запас определяется зависимостью

где Δh - допускаемый кавитационный запас, обеспечивающий работу насоса без из­ менения основных технических показателей; р п - давление паров жидкой среды, Па.

1.1.

В поршневых насосах значительное влияние на высоту всасыва­ ния оказывают силы инерции жидкости, движущейся безотрывно за поршнем. Если превысить предельное допустимое число двойных ходов, то жидкость, обладая значительной инерцией, не будет пос­ певать за поршнем. Начнутся интенсивное выделение паров из пе­ рекачиваемой жидкости и отрыв поршня от жидкости, наступит ка­ витация, и последует срыв работы насоса.

Инерционные потери напора h ин определяются по формуле

где LB - длина всасывающего трубопровода, м, n - число двойных ходов; r- радиус кривошипа, м.

Допустимую высоту всасывания можно определить из выражения

где hв - потери напора на преодоление сопротивления при прохождении жидкости че­ рез всасывающий трубопровод и клапан (определяются по формулам гидравлики), м.

Практически высота всасывания насосов при перекачивании во­ ды не превышает следующих значений:

Мощность. Потребляемая насосом мощность расходуется на со­ общение жидкости кинетической энергии и энергии давления, сум­ ма которых и составляет напор жидкости. Значительная часть мощ­ ности расходуется на механические и гидравлические потери в са­ мом насосе. Полезная мощность Ν, значительно меньше энергии, потребляемой насосом. Мощность, сообщаемая насосом подава­ емой жидкой среде, определяется зависимостью

где Q - подача насоса, м3 /с; ρ - давление насоса, Па.

Через массовую подачу мощность может быть определена по формуле

Nп =qQH /102[кВт],

где q - плотность жидкой среды, кг/м3 ; Н- напор, м.

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

Мощность, потребляемая насосом N c , больше полезной мощ­ ности. Она учитывает потери энергии в насосе, относительная ве­ личина которых оценивается коэффициентом полезного действия насоса ηΗ

Коэффициент полезного действия. Коэффициент полезного дей­ ствия η Η и характеризует совершенность конструкции и экономич­ ность эксплуатации насоса. Величина η Η отражает потери мощности в самом насосе и выражается произведением

где ηο6 - коэффициент подачи, или объемный КПД, представляющий собой отноше­ ние действительной объемной подачи Q к теоретической Q T и учитывающий потери производительности при утечке жидкости через зазоры и сальники насоса, выделе­ ние воздуха из перекачиваемой жидкости (от подсоса при всасывании). Он выражает отношение полезной мощности насоса к сумме полезной мощности и мощности, по­ терянной с утечками; ηΓ - гидравлический КПД, выражающий отношение действи­ тельного напора насоса к теоретическому (учитывает потери напора при движении жадности через насос). В соответствии с ГОСТ 17398-72 гидравлический КПД выра­ жает отношение полезной мощности насоса к сумме полезной мощности и мощнос­ ти, затраченной на преодоление гидравлических сопротивлений в насосе; ηмех - ме­ ханический КПД, характеризующий потерей мощности на механическое трение и насосе (в подшипниках, сальниках).

Величина, ηΗ зависит от конструкции и степени износа насоса н в среднем составляет для центробежных насосов 0,3...0,65, для пор­ шневых 0,8...0,9.

Мощность, потребляемая двигателем N дв , больше мощности на валу насоса на величину механических потерь в передаче от элек­ тродвигателя к насосу (ηпер ) и в самом электродвигателе (ηдв )

Полный КПД насосной установки η равен отношению полезной мощности Ν π к номинальной мощности двигателя NДВ и характери­ зует полные потери мощности

Установочную мощность двигателя обычно принимают больше мощности N ДВ , учитывая возможные перегрузки, возникающие в мо-

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

мент пуска насоса для преодоления энергии покоящейся массы жидкости

где β - коэффициент запаса мощности.

Коэффициент запаса мощности β в зависимости от величины номинальной мощности двигателя NДВ приведен ниже:

Краткая характеристика насосов. Центробежные насосы. Центро­ бежные насосы широко используются в молочной промышленнос­ ти для транспортирования маловязких жидких молочных продуктов (молока, обезжиренного молока, пахты, сыворотки и пр.) темпера­ турой не выше 90°С. Их применяют в технологических схемах, ли­ ниях для подачи и проталкивания жидких молочных продуктов че­ рез теплообменные аппараты, фильтры, сепараторы для питания линий розлива молока, автоматов для фасовки, в линиях и установ­ ках для циркуляционной безразборной мойки трубопроводов, ре­ зервуаров, пластинчатых установок и т. п. Насосы с подачей 10 и 25 м 3 /ч используют для опорожнения автомобильных цистерн и по­ дачи молока в цехи технологической обработки. Насосы с подачей 50 м 3 /ч применяют для разгрузки железнодорожных цистерн. Цен­ тробежные насосы просты по своему устройству, легко разбираются для промывки, обеспечивают равномерную подачу молока и созда­ ют напор до 30 м.

Подача центробежных насосов легко регулируется изменением сопротивления на нагнетательном трубопроводе с помощью крана или вентиля. В центробежных насосах для молока последних кон­ струкций рабочие органы непосредственно соединяются с валами быстроходных электродвигателей, что обусловливает их компак­ тность, небольшую массу и сравнительно небольшую стоимость.

Центробежные несамовсасываюшие насосы работают под зали­ вом, для чего их устанавливают ниже емкости, из которой перекачи­ вают жидкость.

Характеристикой центробежного насоса называется кривая, выра­ жающая взаимосвязь объемной подачи и напора, мощности и КПД.

Характеристика насоса позволяет определить объемную подачу, мощность и КПД насоса при различных напорах. При неизменной

Рис. 1.4. Характеристика центробежного насоса

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

частоте вращения рабочего колеса объемная подача изменяется при изменении напора с увеличением необходимого напора объемная подача снижается, и наоборот. При отсутствии напора объемная по­ дача насоса наибольшая, а при высоком определенном напоре объ­ емная подача падает до нуля. Оптимальное значение объемной по­ дачи и напора принимают при наибольшем значении КПД, оно яв­ ляется паспортной характеристикой насоса, т. е. указывается в пас­ порте или снимается в производственных условиях.

Характеристика центро-

бежного насоса показана на рис. 1.4. Здесь оптимальные значения при наибольшем КПД соответствуют объемной подаче 12 м3 /ч при напоре 16 м (максимальный напор насоса равен не более 22 м). Как вид­ но из характеристики, центро­ бежный насос может работать на разных режимах с широкой регулировкой объемной пода­ чи путем изменения величины напора. Это является большим достоинством центробежных насосов.

Для каждого насоса должна быть своя характеристика, она изме­ няется с изменением частоты вращения или диаметра рабочего ко­ леса. Характеристика, указанная в паспорте завода, в большинстве случаев соответствует работе насоса на воде температурой 20°С при атмосферном давлении.

При отсутствии характеристики в условиях эксплуатации на­ пор, потребляемая мощность и КПД могут быть определены рас­ четным путем.

Шестеренчатые насосы. Шестеренные насосы по виду рабочей камеры и сообщения ее со входом и выходом относятся к объемным роторным насосам. Жидкая среда в них перемещается в результате периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попере­ менно сообщающейся со входом и выходом насоса. Напор жидкос­ ти в шестеренных насосах в отличие от центробежных создается не под действием центробежной силы, а вследствие вытеснения пор-

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

ций жидкости. Шестеренные насосы позволяют получать более вы­ сокий напор, и они меньше, чем центробежные оказывают воздей­ ствие на продукт, не сообщают жидкости кинетической энергии и работают спокойно без ударов.

Максимально допускаемое давление нагнетания определяется прочностью рабочих органов шестеренного насоса, а также мощ­ ностью электродвигателя. Для предупреждения возможных поврежде­ ний насоса в случае резкого увеличения давления нагнетания (напри­ мер, при закупорке трубопровода) шестеренные насосы снабжаются предохранительными клапанами, которые устанавливают непосред­ ственно в насосе или на трубопроводах. Предохранительный клапан обеспечивает полный перепуск перекачиваемой жидкости из полости нагнетания в полость всасывания при превышении давления допусти­ мого значения. В этом случае подача насоса снижается до нуля.

Объемная подача шестеренного насоса определяется размерами его рабочих органов и числом оборотов их в минуту и зависит в из­ вестной степени от давления нагнетания и вязкости перекачива­ емой жидкости, от значений которых изменяется величина внутрен­ них объемных потерь.

На рис. 1.5 приведена характеристика насоса, т. е. зависимость подачи насоса Q при постоянном числе оборотов η и постоянной вязкости ν от напора (давления) р.

Рис. 1.5. Характеристика шестеренного (роторного) насоса:

1 - возможное положение кривой без перепуска жидкости; 2- работа насоса с перепуском жидкости через предохранительный клапан: А - начало открытия предохранительного кла­ пана; В - полный перепуск жидкости из нагнетательной части во всасывающую; q - утечка в рабочих органах, qκ - утечка через предохранительный клапан

Величина утечки q определяется величиной зазора в рабочих ор­ ганах насоса, вязкостью жидкости и давлением нагнетания. Нали­ чие в жидкости взвешенного воздуха, паров или других газов может значительно снизить подачу насоса. Объемный КПД на характерис­ тике не указан. Он может быть определен приближенно как отноше-

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

ние подачи Q при давлении нагнетания ρ к подаче Q 0 при давлении нагнетания, равном нулю, т. е. η0 = Q/ Q 0 .

Изменение вязкости с v0 на ν1 при неизменных числе оборотов и давлении повлечет изменение подачи и мощности на валу насо­ са. В этом случае подача может быть определена приближенно по формуле

где Q1 - подача насоса при измененной вязкости жидкости и давлении нагнетания р, л/с; Q - подача насоса при вязкости жидкости и давлении нагнетания р, л/с; η0 - объемный КПД при вязкости ν0 и давлении р.

Мощность при изменении вязкости может быть определена по формуле

где N1 - мощность насоса при измененной вязкости ν жидкости и давления р, кВт; N

Мощность насоса, при вязкости ν0 и давлении нагнетания, кВт; η0 , η - объемный КПД при вязкости жидкости ν1 и ν0 и давлении нагнетания р.

Основные технические показатели шестеренных насосов в боль­ шей степени зависят от точности изготовления насоса. При износе и увеличении торцевых зазоров возрастает утечка жидкости и умень­ шаются подача, напор и КПД. Если шестеренный насос изготовлен точно, то его напор может быть большим и он может поднять жид­ кость на любую необходимую высоту в зависимости от установлен­ ной мощности.

Шестеренные насосы находят все большее применение в молоч­ ной промышленности, так как по сравнению с роторными насосами Других типов у них есть некоторые преимущества - конструктивная простота, компактность, надежность. Их применяют для перекачи­ вания молока и вязких молочных продуктов - сливок, сгущенного молока с сахаром, кефира и др.

Коловратные насосы. Коловратные насосы - это зубчатые насо­ сы с рабочими органами в виде роторов, обеспечивающих только ге­ ометрическое замыкание рабочей камеры. Силовой нагрузки рото­ ры не несут.

По виду рабочей камеры и ее сообщению со входом и выходом коловратные насосы относятся к объемным роторным насосам.

Λ1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

Коловратные насосы имеют те же особенности, что и шестерен­ ные насосы.

Объемная подача коловратных насосов определяется размерами и конструкцией рабочих органов, частотой их вращения и зависит от объемных потерь и вязкости продукта. Мощность, потребляемая коловратными насосами, зависит от объемной подачи, давления на­ соса и КПД Общий КПД колеблется в пределах 0,3...0,6.

Коловратные насосы довольно широко применяются в молочной промышленности для перекачивания молочных продуктов повы­ шенной вязкости - сгущенного молока с сахаром и без сахара, сли­ вок, творожного сгустка, смеси для приготовления мороженого и т. п. Их используют также в качестве насосов-питателей для подачи мо­ лочных продуктов в аппараты технологической обработки в строго определенном количестве, которое может регулироваться (например, для подачи высокожирных сливок в маслообразователи).

Напор жидкости в роторных насосах в отличие от центробежных создается вследствие вытеснения порций жидкости. Роторные насо­ сы в отличие от поршневых не имеют всасывающих и напорных клапанов и не нуждаются в воздушных колпаках ввиду значительно большей, чем у поршневых насосов, равномерности подачи. В отли­ чие от центробежных насосов роторные дают более высокий напор, меньше оказывают механическое воздействие на продукт и работа­ ют без ударов.

Винтовые насосы. Винтовые насосы относятся к объемным, жид­ кая среда в них перемещается вдоль оси вращения рабочих органов в результате периодического изменения объема занимаемой ею каме­ ры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Винтовые насосы создают давления, имеют весьма малое пере­ мешивание перекачиваемой жидкости, равномерную подачу и обес­ печивают хорошее всасывание.

Винтовые насосы применяют в различных отраслях промышлен­ ности для перекачивания чистых и загрязненных жидкостей, нейтральных и химически активных, текучих и малотекучих.

Наибольшее распространение получили одновинтовые насосы. Они обеспечиывют подачу от 0,6 до 60 м3 /ч и давление до 2,5 МПа (25 кг/см2 ). Винтовые насосы просты в изготовлении и эксплуата­ ции по сравнению с другими насосами объемного типа.

Для подачи нетекучих сред, содержащих жидкость, применяют специальные винтовые насосы с питающим шнеком, которым пода-

1. 1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

ется продукт во всасывающую полость насоса. С помощью таких ус­ тройств могут подаваться творожные массы, кремы, пасты и т. д. В молочной промышленности одновинтовые насосы применяются с 1974 г.

Поршневые и плунжерные насосы. Поршневой и плунжерный на­ сосы определяются как возвратно-поступательные насосы, у кото­ рых рабочие органы выполнены в виде поршней или плунжеров. Поршневые и плунжерные насосы применяют для перекачивания вязких продуктов, которые нельзя перекачивать центробежными насосами, а также в том случае, когда нужно создать большое давле­ ние, например при подаче сгущенного молока в форсунки распыли­ тельных сушилок (давление до 15 МПа) или в гомогенизирующие головки гомогенизаторов (давление до 30 МПа).

Плунжерные насосы используют как дозировочные для объем­ ного напорного дозирования различных жидкостей. Несколько до­ зировочных насосов, объединенных общим приводным валом, об­ разуют дозировочный агрегат, который применяется для одновре­ менного дозирования нескольких различных жидких компонентов или одной жидкости в несколько каналов технологических процес­ сов, где основным требованием является регулирование и поддер­ жание соотношения подач отдельных компонентов.

Поршневые и плунжерные насосы бывают простого и двойного действия, одно- и двухступенчатые, одно- и многоплунжерные. На­ сосы-дозаторы являются одноплунжерными горизонтальными простого действия.

Принцип действия поршневого (или плунжерного) насоса прос­ того действия заключается в следующем: при движении в одну сто­ рону поршня 3 (рис. 1.6) (или штока 6) в цилиндре 1 создается раз­ режение, всасывающий клапан 5 открывается, и жидкость поступает из всасывающего трубопровода в цилиндр 1 до тех пор, пока пор­ шень не дойдет до крайнего положения. После этого поршень начи­ нает перемещаться в обратную сторону и создает давление в жид­ кости, всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный клапан 2 под давлением жидкости открывается, и жидкость выталкивается в нагнетательный патрубок. В насосе простого действия используется одна сторона поршня.

В насосах двойного действия (рис. 1.6, в) используются две сто­ роны поршня. Закрытые цилиндры 7 в этих насосах снабжены дву­ мя парами клапанов. При движении поршня в одну сторону в одной

Λ 1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

Рис. 1.6. Схема поршневых и плунжерных насосов:

а- простого действия; 6- скальчатый; в - двойного действия; г - трехцилиндровый (плун­ жерный);1 - цилиндр; 2 - нагнетательный клапан; 3 - поршень; 4 - кривошипно-ша- тунный механизм; 5 - всасывающий клапан; 6 - шток; 7 - закрытый цилиндр

камере происходит выталкивание жидкости, в другой - всасывание. При тех же размерах и той же величине хода поршня их производи­ тельность примерно вдвое больше, чем производительность насосов простого действия, и они более равномерно подают жидкость. На­ сосы другого типа - поворотно-поршневые - не снабжены клапа­ нами, и всасывающие и нагнетательные клапаны перекрываются са­ мим поршнем специальной формы совершающим возвратно-посту­ пательное движение.

Поршневые и плунжерные насосы снабжены механизмом для преобразования вращательного движения электродвигателя в воз­ вратно-поступательное движение поршней (штоков) со сравнитель­ но тихим ходом.

Недостатками поршневых (плунжерных) насосов являются сложность конструкции, неравномерная подача жидкости, наличие клапанов, затрудняющих разборку и сборку при промывке и дезин­ фекции.

λ 1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

Неравномерность подачи жидкости поршневым насосом обус­ ловлена тем, что скорость поршня на протяжении хода не одинако­ ва. За первую половину хода подача возрастает, за вторую уменьша­ ется. При обратном ходе насос простого действия совсем не подает жидкость. Важным показателем работы поршневого (плунжерного) насоса является степень неравномерности подачи, которая характе­ ризуется отношением максимальной подачи в середине хода к сред­ ней подаче за одни двойной ход поршня.

Для смягчения толчков и выравнивания подачи применяют нес­ колько цилиндров в одном блоке, работающих поочередно, в этом случае кривошипы устанавливают под углом один к другому (рис. 1.6, г). Для этой же цели применяют воздушные колпаки. При установке на нагнетательном трубопроводе в них поступает избыток жидкости, в период наибольшей жидкость в нагнетательный патру­ бок и выравнивает подачу насоса. При установке воздушных колпа­ ков на всасывающем трубопроводе обеспечивается скорости пор­ шня сжимается воздух в колпаке. При обратном ходе поршня сжа­ тый воздух выталкивает более равномерный поток жидкости при всасывании в насос и устраняются резкие толчки. Подача плунжер­ ного насоса зависит от числа ходов поршня в час и его размеров. Для поршневых и плунжерных насосов производительность может быть определена по формуле

Q=(60π/4)D2 Snηο = 47,1D2 Snηο ,

где Q - подача насоса, м3 /ч; D - диаметр поршня, м; S - ход поршня, м; η - число двойных ходов поршня (или число оборотов кривошипа) в минуту; η0 - объемный КПД, примерно равен 0,7...0,9.

Объемный КПД зависит от конструкции насоса, вязкости и тем­ пературы перекачиваемой жидкости, состояния насоса и определя­ ется утечками через неплотности поршня. По мере износа насоса объемный КПД снижается, при увеличении вязкости он повышает­ ся, при повышении температуры жидкости он снижается, так как при этом жидкость легче испаряется и образуется паровая подушка, которая затрудняет заполнение цилиндра. Для горячего молока η0 равен 0,7, для холодного молока и сливок - 0,8...0,9. Подача насоса двустороннего действия определяется по формуле

Q = (60π/4) (2D2 -d2 )Sη ο ,

где d - диаметр штока, м.

/. 1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

Мощность, потребляемая для работы насоса, определяется по формуле

N=QpΗ /(3600ηM ),

где Q - подача, м3 /ч; р п - давление насоса, Па; ηΜ - механический КПД насоса, ра­ вен 0,8...0,9.

Подача поршневого насоса регулируется изменением числа хо­ дов и величиной хода поршня.

Пластинчатые насосы. Пластинчатые насосы по виду рабочей камеры и сообщению ее с входом и выходом относится к объемному роторно-поступательному шиберному насосу, в состав рабочих орга­ нов которого входят шиберы, выполненные в виде пластин. Плас­ тинчатые насосы применяют для перекачивания густых, мало теку­ чих продуктов, содержащих влагу.

Основным рабочим органом насоса (рис. 1.7) является враща­ ющийся ротор, в пазы которого вставлены пластины. Ротор эксцен­ трично расположен в корпусе насоса. При вращении ротора пласти­ ны под действием центробежной силы выходят из пазов, прижима­ ются к стенкам корпуса 6 и скользят по ним. При этом между плас-

Рис. 1.7. Пластинчатый (шиберный) насос:

/ - верхняя крышка; 2- вал; 3- гайка с рукояткой; 4- нагнетательный патрубок; 5 - нижняя крышка; 6 - корпус; 7 - гильза; 8 - пластина; 9 - ротор

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

тинами образуются рабочие камеры, заполненные продуктом. Пластины во время вращения ротора вследствие эксцентричности последнего свободно входят в пазы и выходят из них. Наибольший выход пластин из пазов соответствуем всасывающему патрубку, в это время продукт поступает в насос. При дальнейшем повороте ро­ тора пластины передвигают продукт, входят постепенно в пазы, ра­ бочие камеры между ними уменьшаются, и продукт выталкивается в нагнетательный патрубок 4.

В этих насосах наблюдается значительное трение пластин о стен­ ки корпуса, и жидкостное трение продукта о неподвижные стенки корпуса и шибера. Во время работы при недостаточно точном изго­ товлении может возникать заклинивание пластин. Во избежание об­ разования задиров пластины изготавливают из нержавеющей стали с термической обработкой до возможно высокой твердости с тща­ тельной отделкой поверхности. В тех случаях, когда центробежная сила недостаточна (при очень низких оборотах) для выхода пластин, в пазах устанавливают пружины, которые выталкивают пластины по мере вращения ротора.

Подача ротационного шиберного насоса с эксцентриковым рас­ положением ротора с достаточной для практики точностью (в м3 /ч) может быть определена по формуле

Q = 3600 n [π (D + d) eb - 2b с Z] φ 0 η 0

где n - частота вращения, с-1 ; D - диаметр расочки корпуса, м; d - диаметр ротора, м; е - эксцентриситет установки ротора, м; b - длина пластин или ротора, м; с - толщина пластин, м; Z- число пластин; φ0 - коэффициент, учитывающий уменьше­ ние объема межлопастного пространства в результате смешения зоны всасывания от максимальной щели всасывания (φ0 = 0,95); η0 - объемный КПД, зависящий от ка­ чества выполнения насоса, давления, вязкости перекачиваемого продукта и способа подачи его во всасывающую полость (для хорошо выполненных насосов η0 = 0.8...0.95).

Потребляемая насосом мощность (в кВт) определяется по формуле

N=ρQp/(102η МЕХ )

где ηМЕХ - механический КПД (для вязкой массы следует брать равным 0,3...0,6 при давлении до 0,2 МПа (2 кгс/см2 ).

Пластинчатый насос был изменен в установке для транспорти­ ровки творога. Творог является нетекучим продуктом, для подачи его во всасывающую полость насоса в установке применен бункер со шнеком-питателем.

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

Мембранные насосы. В молочной промышленности для перекачи­ вания высоковязких продуктов нежной консистенции и молока под вакуумом применяют мембранные, или диафрагменные, насосы, обладающие хорошими самовсасывающими свойствами.

Основным рабочим органом мембранных насосов являются ди­ афрагмы, изготовленные из резины, прорезиненной ткани или спе­ циальных пластических полимерных материалов с малой жес­ ткостью при изгибе. Напор, создаваемый мембранными насосами, обусловлен прочностью диафрагмы и не превышает 0,25 МПа. Рабо­ та мембранных насосов не вызывает больших механических воздей­ ствий на продукт, что позволяет сохранять консистенцию нежных продуктов при их перекачивании.

Мембранные насосы в большинстве случаев снабжаются устрой­ ством для регулирования хода штока с диафрагмой и позволяют из­ менять подачу от нуля до максимума. Поэтому их используют в ка­ честве насосов-дозаторов.

Мембранные насосы подразделяются на насосы с двойной и одинарной рабочей камерой, т. е. с одним или двумя штоками.

В качестве клапанов используют резиновые или гуммированные шары. Мембранным насосам, как и поршневым, присущи неравно­ мерность и пульсация подачи. Насосы с двойной камерой имеют меньшую неравномерность.

Основными характеристиками мембранного насоса являются по­ дача, напор, вакуумметрическая высота всасывания, число двойных ходов, потребляемая мощность, коэффициент полезного действия.

Подача мембранного насоса (в л/ч) может быть подсчитана те­ оретически как объем, описанный диафрагмой в процессе нагнета­ ния за единицу времени, по формуле

QT =60Wni/1000,

где W- объем, описанный диафрагмой, см3 ; n - число двойных ходов в минуту; i - количество рабочих камер.

Фактическая подача будет меньше из-за утечки через клапана и других причин.

QД = QТ η0

где η0 - объемный КПД, учитывающий суммарно все потери.

Для ориентировочного подсчета при работе на воде можно при­ нимать η0 = 0,85.

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

Величина объемного КПД уменьшается с увеличением давления и зависит от свойств жидкости и числа двойных ходов.

Напор мембранных насосов определяется конкретными данны­ ми насосной установки и ограничивается прочностью диафрагмы.

Вакуумметрическая высота всасывания мембранных насосов за­ висит от температуры и свойства перекачиваемого продукта, от чис­ ла двойных ходов, правильного выполнения всасывающей линии. Она не превышает для вязких молочных продуктов 5 м вод. ст.

Полный напор насоса равен сумме напоров нагнетания и вакууметрической высоте всасывания.

Шланговые насосы. Шланговые насосы объемного действия при­ меняют для перекачивания малозязких и полувязких продуктов. В практике используют одно- и многошланговые насосы. Многош­ ланговые насосы позволяют осуществить одновременную подачу продукта в несколько каналов в равном количестве. Шланговые на­ сосы используются при выполнении различного рода эксперимен­ тальных работ. Они отличаются простотой устройства - отсутстви­ ем клапанов и сальниковых уплотнений.

Рабочим органом насоса (рис. 1.8) является установленный на специальном профильном корпусе 1 шланг 2 из эластичного мате-

Рис. 1.8. Схема шлангового насоса:

1 - профильный корпус; 2 - шланг; 3 - держатель роликов; 4 - ролик

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

риала (например, резины). Шланг периодически сжимается обкаты­ ваемым роликом 4. Продукт, которым заполнен шланг, выжимается этим роликом из шланга в процессе обкатывания. Для надежной и непрерывной подачи продукта по шлангу и предупреждения возвра­ та вытесняемого продукта установлено три ролика в держателях 3. Когда первый ролик сходит со шланга, второй сжимает шланг и от­ секает определенную порцию продукта в шланге. За один оборот ва­ ла держателя вытесняется три дозы жидкости. Концы шланга зак­ репляются в корпусе или в специальных зажимах, к которым присо­ единяются трубопроводы. Во избежание быстрого износа шланг и профильная поверхность корпуса смазываются силиконовым соста­ вом или непрерывно смачиваются водой.

Шланговый насос обеспечивает импульсную объемную подачу, которая зависит от частоты вращения вала с держателями роликов и диаметра шланга. Частота вращения вала, как правило, не превыша­ ет 4 с-1 (240 об/мин). Давление насоса (не более 0,25 МПа) ограни­ чивается прочностью и упругими свойствами шланга (он не должен иметь остаточной деформации). Всасывающие свойства насоса хо­ рошие, продукт засасывается без заливки шланга.

В общем случае подача шлангового насоса (в л/с) может быть оп­ ределена по формуле

Q=WnZη 0 ,

где W - объем дозы вытесняемой жидкости, л; η - частота вращения роликов, с-1 ; Ζ- число роликов (3); η0 - объемный КПД, в среднем равен 0,75.

Основные правила безопасной работы насосов. К эксплуатации и ремонту насосов допускаются квалифицированные механик и сле­ сарь, знающие устройство, принцип действия насосов и облада­ ющие определенным опытом по обслуживанию, сборке, разборке, наладке и ремонту, а в необходимых случаях и по проверке или ис­ пытанию насосов.

Соблюдение правил безопасной работы при эксплуатации насо­ сов исключает преждевременный выход их из строя, различные ава­ рии, несчастные случаи и причины порчи продукта. Движущиеся ме­ ханизмы или отдельные детали насосов, а также вращающиеся части привода агрегатов должны иметь надежные ограждения, исключа­ ющие опасность для персонала, обслуживающего насосы и насосные агрегаты. Категорически запрещается снимать ограждения работа­ ющих насосов. Частота вращения рабочих органов большинства ти-

1.1.3. Перекачка молока и молочных продуктов

пов центробежных насосов высокая, поэтому незначительные неис­ правности могут привести к авариям и быстрой порче насоса. На не­ исправном насосе (при задевании рабочих органов за корпус, крыш­ ку при повышенной вибрации и шуме) работать нельзя.

Присоединять к насосу всасывающую и нагнетательную трубы необходимо без перекосов и боковых, осевых усилий на насос. У труб должны быть собственные опоры. Подтягивать сальник или за­ менять манжетные уплотнения следует только после полной оста­ новки насоса. Необходимо правильно подобрать насос с учетом вяз­ кости, температуры и специфических особенностей перекачиваемо­ го продукта, производительности, напора нагнетания и всасывания.

Насос перед монтажом и первым пуском следует разобрать, ос­ мотреть, промыть и убедиться в исправности деталей. При сборке насоса необходимо правильно установить резиновые уплотнительные кольца, уплотнительные прокладки и манжеты. Разбирать на­ сос можно только в определенной последовательности при отсоеди­ ненных трубопроводах и отключенном электродвигателем. На кнопке пуска электродвигателя в этом случае должен быть установ­ лен предупредительный знак «Не включать». Подводка питания к электродвигателю должна быть выполнена в соответствии с прави­ лами по электросиловой проводке с надежной защитой от повреж­ дения проводов и удобным расположением пускового защитного ус­ тройства. Электродвигатель должен быть заземлен.

При пуске центробежных насосов вначале необходимо открыть кран на всасывающей линии, затем кран на нагнетательной линии и включить электродвигатель. При наличии в насосе резиновых уплотнительных манжет и торцевых уплотнений не следует включать насос без жидкости, при прекращении поступления жидкости насос нужно немедленно выключить. Нарушение этого правила может привести к быстрому износу уплотнительного устройства.

При работе роторных насосов строго запрещается полностью закрывать краны на нагнетательной линии. При пуске роторных на­ сосов вначале следует открыть все краны на нагнетательной линии.

Плунжерный насос высокого давления типа ОНБ-М нельзя включать в работу при отсутствии или неисправности манометра. Перед пуском насоса ОНБ-М необходимо проверить наличие масла в масляной ванне и количество воды, идущей на охлаждение и смы­ вание продукта с плунжеров. При работе насоса ОНБ-М нужно сле­ дить за нагревом трущихся частей. При перекачивании насосом

1.1. Транспортировка молока на молочные заводы, приемка и хранение

ОНБ-М сгущенного молока во избежание отложения молочного са­ хара ежедневно по окончании работы в течение 5... 10 мин необходи­ мо прокачать через насос воду температурой 50°С.

Необходимо следить, чтобы на нагнетательной линии плунжер­ ных и шестеренных насосов не возникали слишком большие сопро­ тивления, нельзя устанавливать запорные вентили, это может вы­ вести из строя насос, так как эти насосы могут развивать давление до 10 МПа и более.

Винтовые насосы нельзя включать даже на короткое время без жидкости во избежание быстрого износа резиновой обоймы.

При работе насосов на заданных режимах общий уровень шума не должен превышать 75 дБ на расстоянии 1 м от насоса. При сани­ тарной обработке помещения запрещается направлять струю воды на электродвигатель насоса, так как это может вывести его из строя.