книги из ГПНТБ / Бурсиан В.Р. Пневматический транспорт на предприятиях пищевой промышленности

Мультициклоны, нашедшие широкое применение для очистки дымовых газов, в пищевой промышленности применяются очень редко. Мультициклон состоит из нескольких циклонов диаметром меньше 150 мм, собранных в одну батарею и с общей верхней камерой, в которую подается запыленный газ. Вращательное движение потока сверху вниз создается благодаря встроенным

ш-в

План

Рис. 30. Схема батарейного циклона.

в циклоны винтовым лопастям. Проходя через лопасти, поток от­ брасывает частицы к стенкам, по которым они соскальзывают в коническую часть и из нее в общий пылесборный конус. Воз­ дух, проходя через лопасти и цилиндрическую часть, резко меняет свое направление и через внутренние трубы циклонов.по­ ступает в общую выходную камеру. Мультициклоны дают высо­ кий процент очистки, но имеют большие габариты. Их работа становится ненадежной при пыли, способной образовать комки,

которые могут забивать выходные отверстия циклонов диа­ метром 50 мм.

79

Таблица IV—6а

Размерная таблица батарейных циклонов (в мм)

Основным элементом инерционного пылеотделителя является конус,'стенки которого состоят из колец, собранных в жалюзи с наклоном 30° к оси конуса. Инерционный пылеотделитель применяется в установках с вентилятором, причем он может быть установлен как на всасывающей (рис. 31), так и нагнета­ тельной стороне вентилятора. При установке пылеотделителя на всасывающей стороне конус должен быть заключен в цилиндри-

80

ческий кожух. Из разгрузителя воздух направляется в основа­ ние конуса; здесь он резко меняет свое направление- и в коли­ честве до 95% он через щели поступает в наружный кожух, а из него в вентилятор. Частицы пыли, ударяясь о кольца, отбрасы­ ваются внутрь конуса, вместе с остальным воздухом выходят че­

рез вершину конуса и попадают в циклон; здесь они оседают, а

затем выводятся. Из циклона воздух направляется в воздухопро­

ным 2,2—2,4. Достоинствами инерционного пылеотделителя являются небольшие габариты и весТак, при расходе воздуха 10 м?1мин диаметр основания конуса составляет 160 мм, высота

350 мм и вес около 3 кг. Этот пылеотделитель отличается также незначительным подсосом.

В настоящее время на предприятиях пищевой промышлен­ ности рукавные фильтры получили наибольшее распространение

для очистки воздуха из пневматических установок. Однако ру­ кавные фильтры имеют такие недостатки: большие габариты,

большой вес, высокая стоимость, сложность ухода за ними и большое падение давления. Достоинством рукавных фильтров является высокий процент пылезадержания, который достигает 99,9%, и обусловлено это принципом их работы. Последний за­ ключается в том, что запыленный воздух нагнетается или заса­ сывается в рукава из специальной (шерстяной или полушерстя­ ной) ткани и, проходя через ткань, оставляет на внутренней стенке рукавов и в порах ткани пыль. Особыми механическими

приспособлениями, воздействующими на рукава, пыль удаляется из рукавов и скапливается в пылесборниках, из которых затем удаляется. В зависимости от способа направления воздуха в рукава различают нагнетательные и всасывающие . фильтры,, имеющие некоторые конструктивные различия.

На рис. 32 изображена простейшая конструкция нагнетатель­ ного фильтра. Воздух под давлением поступает в верхнюю каме­ ру и входит в ряд вертикальных рукавов. Оставив в рукавах пыль, воздух проходит через ткань рукавов. Для удаления пыли из рукавов имеется рама с проволочной сеткой; отверстия сетки

несколько меньше диаметра рукавов. При помощи особого ме­ ханизма с-бесконечной цепью рама совершает постоянные дви­

жения вверх и вниз. Пыль из рукавов попадает в пылесборник и удаляется из него шнеком или другим транспортирующим уст­

ройством.

Основным недостатком нагнетательных фильтров является то, что неполностью еще очищенный в рукавах воздух поступает

Рис. 32. Нагнетательный фильтр.

в помещение. Кроме того, в помещение просачивается воздух че­ рез неплотности в верхней камере. В связи с этим нагнетатель­ ный фильтр является устройством не безопасным с псжарной точки зрения, так как при случайном загорании пыли в рукавах пламя вместе с воздухом сразу распространится по помещению. По этим причинам установка нагнетательных фильтров на мельницах и элеваторах запрещена; для других предприятий они могут быть применены только при установке их в отдельном помещении. Рукава всасывающего фильтра (рис. 33) размещены в герметически закрытом кожухе, что теоретически исключает возможность просачивания воздуха в помещение. Запыленный воздух поступает через приемную коробку снизу в рукава, за­ глушенные наверху, проходит сквозь ткань рукавов и выходит

в кожух, соединенный с верхней камерой. Камера при помощи

воздуховода сообщается со всасывающим отверстием вентиля-

82

Рис. 33. Всасывающий фильтр.

тора или другой воздуходувной машины. Во всасывающих ^фильтрах предусмотрена двойная очистка рукавов. Они встря­ хиваются особым механизмом, получающим толкающее движе­ ние через механическую передачу или вследствие, периодически включаемых электромагнитов. Кроме того, рукава размещаются в отдельных секциях (обычно по 18 рукавов в секции), сообщаю­ щихся только через нижнюю камеру. Периодически одновремен­ но со встряхиванием каждая секция рукавов отключается от всасывающей сети и сообщается с атмосферой. В эти моменты

воздух стремится попасть в рукава и сбрасывает пыль, осев­

шую на ткань, в нижнюю камеру.

Основным недостатком всасывающих фильтров при их ус­ тановке непосредственно перед вентилятором, т. е. в месте наи­ большего разрежения в сети, является значительный подсос воз­ духа через неплотности, составляющий обычно не менее 10% от поступившего для очистки воздуха и 30% при неудовлетвори­

тельном изготовлении или монтаже. Другим недостатком яв­ ляется сложность механизма встряхивания и продувки, который

требует квалифицированного ухода. Наконец, рукава могут явиться рассадником моли, которая при периодической эксплуа­ тации фильтра быстро разрушает ткань рукавов.

Типоразмеры фильтров, изготовляемых в настоящее время заводом имени Воробьева, различаются по величине поверхности фильтрования. Длина одного рукава принята 2090 м.и. Диаметр рукавов нагнетательного фильтра — 125 мм, всасывающих —

135 мм. Расчетная нагрузка на 1 м2 фильтрующей поверхности не должна превышать для нагнетательных фильтров 1-т- 1,5 м?1мин, для всасывающих — 24-3 м31мин. Падение дав­ ления в фильтрах определяется по такой формуле:

где: В — коэффициент,, равный 0,13—0,15, причем большее зна­ чение принимается для более дисперсной пыли;

Qe — расход воздуха в м3/ч.ас на 1 м2 ткани рукавов.

Показатель х принимается равным 1,2—1,3, причем меньшее значение принимается для более дисперсной пыли.

Ориентировочно можно принимать потери давления: для на­ гнетательных фильтров при нормальной работе от 8—20 мм. вод.

ст., для всасывающих — 45—60 мм вод. ст. Неудовлетворитель­ ная работа встряхивающего механизма может значительно уве­ личить падение давления в фильтре (до 100 мм вод ст. и более).

В схеме пневмотранспортных установок нагнетательный

фильтр размещается после воздуходувной машины, а всасываю­ щий фильтр — до нее. В настоящее время в установках вентиля­ торного типа рекомендуется более совершенное размещение очи­ стительных аппаратов. Согласно этой схеме (рис. 34), всасываю­ щий фильтр 1 устанавливают за основным рабочим вентилято­

84

ром 2. Для создания разрежения в фильтре за ним устанавлива­ ют другой вентилятор 3 низкого или среднего давления. Этот вентилятор подбирается в зависимости от полного расхода воз­

духа в системе с учетом подсосов в фильтре и в зависимости от создаваемого разрежения, несколько большего, чем падение дав­ ления в фильтре и в прилегающих воздуховодах. При таком раз­ мещении аппаратов не имеет место вредное влияние засасы­ вания воздуха в фильтр на работу основного рабочего вен­

тилятора и уменьшается количество засасываемого воздуха,

поскольку фильтр оказывается под значительно меньшем разре­ жении. При этом сохраняются все преимущества всасывающих фильтров с точки зрения отсутствия загрязнения воздуха в по­ мещении. Все эти преимущества вполне окупают дополнитель­ ные расходы ио приобретению и эксплуатации дополнительного

вентилятора низкого давления.

Мокрый фильтр применяется для очистки отработавшего воз­ духа в установках, в которых воздуходувными машинами яв­ ляются турбонасосы и поршневые вакуум-насосы, требующие особо тщательной очистки воздуха.

На рис. 35 представлен мокрый фильтр для установок боль­ шой производительности. Он представляет собой цилиндрический резервуар с коническими крышками сверху и снизу. Внутри ре­ зервуара имеется труба, оканчивающаяся внизу раструбом, для запыленного воздуха, который поступает в нее через верхний фланец. Несколько выше раструба помещено сито, служащее для распыления воздуха на отдельные струйки. Уровень воды в резервуаре поддерживается сливной трубкой выше этого сита. Таким образом, загрязненный воздух, выходя из раструба, дол­

85

жен пройти через слой воды толщиной около 350 мм в распылен­ ном состоянии, оставить всю пыль в воде, но в то же время на­ сытиться каплями воды. В таком состоянии он проходит в верх­ ний конус, откуда он по патрубку подается в водоотделитель. В корпус водоотделителя воздух входит по касательной и, под­ нимаясь к верхнему конусу, освобождается от воды. Затем он

Рис. 35. Установка мокрого фильтра с водоотде­ лителем.

через раструб входит в трубу, откуда отсасывается воздуходув­

кой. Скорость движения воздуха по живому сечению мокрого фильтра не должна превышать 0,3 м/сек, а по сечению водоот­ делителя 1,5 м/сек.

Таким образом, по требуемому расходу воздуха можно опре­ делить диаметры этих аппаратов. Полная высота их обычно со­ ставляет 2 диаметра. В мокром фильтре вода должна заменять­ ся через каждые 6 часов работы. Кроме того, должен быть обес­ печен постоянный приток свежей воды в объеме около 10% в час от объема воды в фильтре. Потеря давления в мокром фильтре весьма значительна и достигает 600 мм вод. ст. Загрязненная

86

вода обычно сливается в канализацию, но она может быть ис­ пользована. Так, например, на фабрике «Красный Октябрь», где имеется установка по пневматическому транспорту сахара, пред­ полагается использовать воду из мокрого фильтра, содержащую уловленный сахар, при приготовлении сиропа.

Наконец, для очистки воздуха могут быть использованы так называемые масляные или висциновые фильтры, в которых воздух пропускается по поверхностям, смазанным маслом и по­ глощающим из загрязненного воздуха содержащуюся в нем пыль. Эти фильтры применяются для очистки от пыли воздуха, поступающего в пластинчатые воздуходувки, компрессоры и пневможелоба. Масляные фильтры состоят из отдельных ячеек, каждая ячейка очищает 1000 м31час воздуха и оказывает сопро­ тивление 8—12 кг/м2 при степени очистки до 99%.

Из перспективных способов очистки воздуха следует отме­

тить очистку его в электрическом поле высокого напряжения. Исследовательские работы по созданию электрофильтрсв и при­ менению их в пищевой промышленности ведутся в настоящее время в МТИППе и в других институтах.

6. Воздуходувные машины

а) Общие сведения

Воздуходувная машина является важнейшим элементом пневмотранспортной установки. В ней энергия двигателей преобра­ зуется в энергию воздушной струи, перемещающей материал по трубопроводам установки. Основные требования к воздуходув­ ным машинам установок пневматического транспорта: надеж­ ность в работе, простота обслуживания и ремонта, небольшие габариты, невысокая стоимость, высокий коэффициент полезно­ го действия и постоянный удельный расход электроэнергии при колебании нагрузки в сети установки. С целью упрощения си­

стемы очистки отработавшего воздуха и схемы всей установки воздуходувная машина должна иметь высокую износоустойчи­ вость при работе на запыленном воздухе.

При выборе воздуходувной машины для данной установки нужно иметь ввиду, что ее паспортная производительность долж­

работу пневмоустановки и воздуходувной машины с наивысшей эффективностью, т. е. при наивысшем к. п. д.

В настоящее время пневмотранспортные установки снабжают воздуходувными машинами различных конструкций и с раз­ личными принципами действия и основными параметрами, из­ меняющимися в разных диапазонах.

87

Приводим общую классификационную схему воздуходувных

машин, применяемых в пневматических установках и, в частно­ сти, в установках на предприятиях пищевой промышленности

(сМё стр. 89).

Воздуходувная машина данной конструкции может быть ис­ пользована как для нагнетательных, так и для всасывающих

пневматических установок, т. е. она может создавать необходи­ мое избыточное давление в начале трассы нагнетательной пнев­ матической линии или разрежение в конце ее при всасывающей

системе установки. В зависимости от этого параметры воздухо­ дувной машины и диапазон их изменения несколько отличаются.

Рассмотрим воздуходувные машины, применяемые для вса­ сывающих установок и для нагнетательных.

б) Поршневые вакуум-насосы

В начале развития пневмотранспорта в качестве воздуходув­ ных машин применялись машины с возвратно-поступательным

движением поршня в горизонтальных или вертикальных цилинд­ рах; в настоящее время такие машины еще работают при неко­

торых установках всасывающего типа высокого вакуума на пи­ воваренных заводах дореволюционной постройки. Однако боль­ шинство таких машин заменены более совершенными машинами, и в частности турбонасосами. Рассмотрим горизонтальный ва­ куум-насос 300-В Сумского завода (рис. 36), установленный на

Рис. 36. Установка поршневого вакуум-насоса 300-В.

88