3 Описание конструкции и принципа действия вспомогательного оборудования

3.1 Насос для подачи исходной смеси

Основными типами насосов, применяемых в химической технологии, являются центробежные, поршневые и осевые насосы. Насосы отличаются между собой производительностью, напором и принципом действия.

Центробежные насосы имеют значительные преимущества по сравнению с поршневыми: равномерность подачи, быстроходность, компактность, простоту устройства, возможность перекачивания загрязненных жидкостей, так как в центробежных насосах имеются большие зазоры между кожухом и колесом и отсутствуют клапаны. Для установки центробежных насосов не требуются массивные фундаменты.

Центробежный одноступенчатый насос (рисунок 3.1) имеет рабочее колесо 1 с загнутыми назад лопатками, которое с большой скоростью вращается в корпусе 2 спиралеобразной формы. Жидкость из всасывающего трубопровода 3 поступает по оси колеса и, попадая на лопатки, приобретает вращательное движение. Под действием центробежной силы давление жидкости увеличивается и она выбрасывается из колеса в неподвижный корпус 2 и напорный трубопровод 4.

1 - рабочее колесо; 2 - корпус; 3 - всасывающий трубопровод; 4 - напорный трубопровод; 5 - приемный клапан с всасывающей сеткой

Рисунок 3.1 - Схема центробежного одноступенчатого насоса

При этом на входе в колесо создается пониженное давление и, вследствие разности давлений, жидкость из приемного резервуара поступает в насос.

Без заполнения корпуса жидкостью колесо насоса при вращении не может создать достаточной разности давлений, необходимой для подъема жидкости по всасывающей трубе.

Поэтому перед пуском в ход центробежный насос должен быть залит жидкостью. Чтобы жидкость не выливалась из насоса и всасывающей трубы при заливке насоса или его остановке, на конце всасывающей трубы устанавливают приемный (обратный) клапан 5 с всасывающей сеткой. Одноступенчатые центробежные насосы предназначены для создания небольших напоров - до 50 м.

3.2 Компрессор для подачи газовой смеси

В поршневом компрессоре (рисунок 3.2) всасывание и нагнетание жидкости происходят при возвратно-поступательном движении поршня 1 в цилиндре 2 насоса. При движении поршня вправо в замкнутом пространстве между крышкой 3 цилиндра и поршнем создается разрежение.

1 ‒ Поршень; 2 ‒ цилиндр; 3 ‒ крышка цилиндра; 4 ‒ всасывающий клапан; 5 ‒ нагнета тельный клапан; 6 ‒ кривошипно-шатунный механизм; 7 ‒ уплотнительные кольца.

Рисунок 3.2 - Схема горизонтального поршневого компрессора простого действия

Под действием разности давлений в приемной ем­кости и цилиндре газ поднимается по всасывающему трубопроводу и поступает в цилиндр через открывающийся при этом всасывающий клапан 4. Нагнетательный клапан 5 при ходе поршня вправо закрыт, так как на него действует сила давления жидкости, находящейся в нагнетательном трубопроводе. При ходе поршня влево в цилиндре возникает давление, под действием которого закрывается клапан 4 и открывается клапан 5. Газ через нагнетательный клапан поступает в напорный трубопровод и далее в напорную емкость. Таким образом, всасывание и нагнетание газа поршневым компрессором простого действия происходит неравномерно: всасывание — при движении поршня слева направо, нагнетание — при обратном направлении движения поршня. В данном случае за два хода поршня газ один раз всасывается и один раз нагнетается. Поршень компрессора приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом 6, преобразующим вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение поршня.

По числу всасываний или нагнетаний, осуществляемых за один оборот кривошипа или за два хода поршня, поршневые насосы делятся на насосы простого и двойного действия. В зависимости от конст­рукции поршня различают собственно поршневые и плунжер­ные (скальчатые) насосы.

В поршневых компрессорах основным рабочим органом является поршень 1, снабженный уплотнительными кольцами 7 (рисунок 3.3), пришлифованными к внутренней зеркальной поверхности цилиндра. Плунжер не имеет уплотнительных колец и отличается от поршня значи­тельно большим отношением длины к диаметру.

В зависимости от способа действия поршневые компрессоры бывают простого и двойного действия. По расположению цилиндров подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с наклонными цилиндрами; по числу ступеней сжатия подразделяются на одно-, двух- и многоступенчатые, а по способу охлаждения — с воздушным (небольшие компрессоры) и водяным охлаждением. По своему назначению различают компрессоры воздушные, кислородные, аммиачные, углекислотные и др. В пищевых предприятиях применяются стационарные н передвижные компрессоры.

Расход сжатого газа обычно не вполне соответствует расчетному. Он может меняться в значительных пределах в зависимости от характера н условий работы потребителей. Поэтому давление в газосборнике меняется, так как объем его рассчитывается, главным образом, из условий выравнивания неравномерностей подачи газа поршнем, движущимся с переменной скоростью.

Только весьма кратковременное несоответствие между подачей компрессора и расходом может быть компенсировано воздухосборником (реесивером), который при возрастании давления принимает избыток газа, а при снижении — его отдает. Обычно же с уменьшением расхода газа потребителями давление в газосборнике увеличивается и может превысить пределы допустимого. Как известно, при подборе компрессора стремятся к тому, чтобы его номинальная подача немного превышала расход потребителя. Поэтому практически регулирование подачи, т. е. приведение подачи компрессора в соответствие с расходом газа потребителями, сводится к снижению подачи компрессора ниже номинальной.