3.2.4. Энергетический баланс

Помимо материального баланса по сырью, в про­изводстве составляется также энергетический баланс, представляющий соотношение количеств энергии, вве­денной в технологический процесс и выделенной по его окончании. Например, энергетический тепловой баланс представлен следующим уравнением

Q + Qi + Qi= <Эз + Qt,

где Q — тепло, введенное в технологический процесс с исходным веществом, Дж; Qi — тепло, подводимое извне, Дж; Q₂ — тепловой эффект, полученный за счет экзотермических или эндотермических реакций. Он может иметь знак «-f-» или «—», Дж; Qs — тепло, ухо­дящее с готовым продуктом, Дж; Qi — потери теп­ла, Дж.

3.3. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

О МАШИНАХ И АППАРАТАХ

Промышленное производство препаратов характе­ризуется использованием машин и аппаратов, пред­назначенных для осуществления различных процессов.

3.3.1. Машины

Машина — это устройство, выполняющее механи­ческое движение с целью преобразования энергии или материалов. В машине сочетаются три основных узла: двигатель, передаточный и исполнительный меха­низмы. Последние часто объединяются в одно целое, составляя рабочую машину (станок).

Двигатель — это устройство, обеспечивающее дви­жение всех других механизмов машины. Иногда один и тот же двигатель обслуживает группу рабочих ма­шин. Наиболее часто в качестве двигателя использу­ются электромоторы трехфазного тока.

38

Рис. 3.2. Шестереночная пе­редача.

Исполнительный, или рабочий, механизм является основой рабочей машины. Он служит для непосредст­венного воздействия на предмет труда и производит в нем необходимые изменения, являющиеся целью об­работки.

Передаточный механизм — это связующее звено между двигателем и исполнительным механизмом, ко­торое осуществляет свою функцию путем передачи, регулирования, преобразования и распределения пер­воначального вращательного движения, создаваемого двигателем, и приведения этого движения в работу в соответствии с задачами исполнительного механиз­ма. Передаточные механизмы различных машин имеют между собой много общего и являются сочетанием различных элементарных узлов, позволяющих изме­нять скорость движения, его направление или преоб­разовывать одну форму механического движения в другую.

Для приема и передачи вращательного движения

39

1 2

Рис. 3.3. Коническая пе­редача.

3 5 4

Рис. 3.4. Червячная пе­редача.

с вала двигателя на вал рабочей машины служат шкивы и приводные ремни, образующие тягу или привод, а также зубчатые, червячные и другие пере­дачи. Шкив — это колесо с гладкой поверхностью обо­да, надетое на главный вал машины и прочно с ним скрепленное. Шкивы двигателя и рабочей машины соединяются друг с другом с помощью ремня. Шкив двигателя, начинающий движение, называется веду­щим, шкив рабочей машины, воспринимающий дви­жение, — ведомым. Для сохранения одинаковой скоро­сти вращения ведущего и ведомого валов используют

40

Рис. 3.5. Шатунно-кривошипный механизм. Объяснение в тексте.

шкивы равных диаметров. При наличии шкивов с раз­ными диаметрами скорость движения изменяется об­ратно пропорционально их диаметру.

Зубчатая передача представляет собой пару ци­линдрических зубчатых колес или шестеренок, с по­мощью которых осуществляется передача вращатель­ного движения с одного вала на другой и изменяется его направление (рис. 3.1) При использовании шесте­реночной передачи, состоящей из 3 шестеренок, на­правление движения можно сохранить (рис. 3.2)

Для передачи вращательного движения ведущего вала на вал, расположенный перпендикулярно или под углом к нему, применяют коническую передачу (рис. 3.3). Для передачи вращения между перекрещи­вающимися валами применяют червячную передачу. В этом случае на ведущем валу монтируется червяк, а на ведомом — червячное колесо. Угол между осями

41

Рис. 3.6. Эксцентриковый механизм. Объяснение в тексте.

червяка и червячного колеса обычно равен 90° (рис. 3.4).

К передаточным механизмам, преобразующим вра­щательное движение тела в возвратно-поступательное, относятся шатунно-рычажные механизмы: шатунно-кривошипный, эксцентриковый, кулачковый.

Шатунно - кривошипный механизм (рис. 3.5) имеет поступательную пару (1), представ­ляющую собой сочетание направляющего тела и пол­зуна призматической формы (2), кривошип (3), муфта которого соединяется с шарниром ползуна (4), и ша­тун-прямолинейный рычаг (5). При вращении ведуще­го вала кривошип (цилиндрическое тело, расположен­ное на торце шкива) описывает окружность вокруг его оси, а вслед за ним ползун совершает возвратно-

42

Рис. 3. 7. Сложный эксцентриковый механизм. Объяснение в тексте.

поступательное движение. Амплитуда его равна диа­метру окружности, которую описывает ось кривошипа.

Эксцентриковый механизм (рис. 3.6) представляет собой эксцентрик (1), соединенный с помощью эксцентрической тяги (2) с шарниром пол­зуна. Эксцентрик — круглый диск, насаженный на вал неподвижно и эксцентрично, т. е. центр диска не сов­падает с центром оси вала. Вращаясь вместе с валом, эксцентрик описывает окружность вокруг его оси. Ра­диус этой окружности (расстояние от оси вращения вала до геометрического центра эксцентрика) назы­вается эксцентриситетом. При вращении эксцентрика ползун (3) совершает возвратно-поступательное дви­жение, амплитуда которого равна удвоенному экс­центриситету эксцентрика.

С целью возможного изменения эксцентриситета (а следовательно, и давления прессования) в табле­точных машинах ударного типа устанавливают слож­ный эксцентриковый механизм. Он состоит из основ­ного эксцентрика (1), рабочего вала машины (2), на который насажен дополнительный эксцентрик (3).

43

Рис. 3.8. Пазовый кулачковый меха-

Последний дает возможность изменять глубину опус­кания верхнего пуансона (рис. 3.7).

Кулачковые механизмы характеризуются наличием кулака (толкающего тела), который совер­шает вращательное движение и своей поверхностью толкает другое тело, скользящее по его поверхности. Примером может служить пазовый кулачковый меха­низм, обеспечивающий возвратно-поступательное дви­жение нижнего пуансона в эксцентриковой таблеточ­ной машине (рис. 3.8).

Пазовый кулачковый механизм представляет собой плоское колесо, расположенное на торцовой части вала. На поверхности колеса вырезан паз, очерчиваю­щий поверхность кулака. В паз помещается каток, связанный посредством рычага с тягой нижнего пу­ансона.