Разновидности и особенности пищевых насосов

Классификация насосов по отраслевому применению.

Группа	Общее назначение насосов	Непосредственное назначение или конструктивные особенности насоса	Марка насоса
1	Общего назначения для пресной воды и других не корродирующих черные металлы жидкостей	Центробежные консольные	К
Консольные моноблочные	КМ
Центробежные двухстороннего входа	Д
Центробежные вертикальные нерегулируемые	В
Центробежные вертикальные регулируемые	ВР
Центробежные диагональные нерегулируемые	ДВ
То же, регулируемые	ДПВ
Осевые вертикальные нерегулируемые	ОВ
Осевые вертикальные регулируемые	ОПВ
Осевые горизонтальные регулируемые	ОПГ
Осевые моноблочные	ОПВ, ОМПВ
Вихревые	ВК, ВКС, ВКО
Центробежно-вихревые	ЦВК, ЦВКС
Многоступенчатые	ЦНС, МС
2	Скважинные	Скважинные с погружным электродвигателем	ЭЦВ
Скважинные с электродвигателем над скважиной	А, НА, УЦТВ
3	Для энергосистем	Питательные	ПЭ, ПТ, ПТН
Конденсаторные	КС, КсД
Сетевые	СЭ
4	Для сточных жидкостей (фекальные)	Горизонтальные	СД, СМ, СДС
Вертикальные	СДВ
5	Для абразивных гидросмесей	Грунтовые горизонтальные	Гр (ГрВ)
То же, с увеличенным проходным сечением	ГрУ
Грунтовые	ГрТ
Песковые горизонтальные с осевым подводом	П (Пс)
Песковые вертикальные	ПРВП, ПКВП
6	Для волокнистых масс	Центробежные для бумажной массы	БМ
7	Для химических производств	Центробежные консольные для жидкостей с объемной концентрацией твердых включений не более 0,1 %	Х (ХМ), ХО
То же, для жидкостей с объемной концентрацией твердых включений не более 1,5 %	АХ
Центробежные герметичные горизонтальные и вертикальные	ЦГ, ЦГВ
Центробежные герметичные горизонтальные с магнитной муфтой, для жидкостей с объёмной концентрацией твердых немагнитных включений не более 0,1 %	ХЦМ
Осевые горизонтальные нерегулируемые	ОХГ
То же, встроенные	ОХ
8	Опускные	Моноблочные для загрязненных вод	ГНОМ, ЦМК
9	Дозировочные	Плунжерные	НД
Поршневые	НДР
Сильфонные	НД-Э

Из всего перечня насосного оборудования можно найти многочисленную номенклатуру
насосов, имеющих как специфику технологического производства, так и
область применения, близкого к гидравлическому и пневматическому
оборудованию. К таким насосам можно отнести: шестеренные маслонасосы,
циркуляционные, дозаторы, бытовые насосы, бочковые, пищевые, насосы
для криогенных жидкостей, насосы для производства химических нитей и
вакуумные насосы.

Видимо нецелесообразно приводить доводы в обосновании технологического сходства
вышеперечисленных насосов и гидропневматических установок, т.к. эту
информацию можно получить из обширного перечня технической
литературы.

Статья написана при участии особого конструкторско-технологического бюро ОАО “ОКТБ Кристалл”.

Масляные и топливные насосы

Среди промышленных типов насосов выделяют масляные и топливные устройства, устанавливаемые на двигателях автомобилей и машин и двигателях внутреннего сгорания.

Масляные насосы обеспечивают снижение силы трения между взаимодействующими частями двигателя. Они бывают регулируемыми и нерегулируемыми. В двигателях автомобиля устанавливаются роторные или шестеренные насосы для перекачивания масла.

Топливные насосы устанавливаются в автомобилях в обязательном порядке. Они обеспечивают доставку топлива из бака в камеру сгорания. В зависимости от конструкции топливные насосы бывают: механические и электрические.

Устройство винтового насоса – из чего состоит прибор?

Основным элементом винтового насоса является ротор. Он имеет цилиндрическую форму и спиральный желоб, напоминающий винт или шнек. Ротор расположен внутри статора, снабженного эластомерной гильзой и спиралевидным каналом. Сам статор имеет форму стальной трубы. Роторная спираль может оборудоваться несколькими заходами. При этом статорная спираль всегда оборудована одним заходом больше.
Вдоль контактной линии между статором и ротором расположены защищенные от проникновения воды участки, разделяющие рабочую полость насоса на несколько частей. Благодаря особенному расположению ротора в статоре, эти участки поочередно открываются и закрываются.

Регулировка объемов откачиваемой жидкости осуществляется посредством изменения количества оборотов ротора. Для этого следует использовать частотный привод.

Все элементы насоса помещены в прочный корпус из пластика или чугуна. При этом, если используется винтовой насос для скважины, то его корпус изготавливается из нержавеющей стали.

Достоинства и недостатки

Сравнение с другими типами насосов:

• В отличии от шестеренных, роторно-пластинчатые агрегаты производят наиболее равномерную подачу рабочей жидкости;
• У роторно-поршневых типов пластичные устройства выигрывают тем что требования к загрязнению рабочей жидкости весьма низкие, а конструкция самого агрегата проще и дешевле;

Общие достоинства:

1. Относительно низкая пульсация выходного потока;
2. Низкий уровень шума
3. Регулируемый рабочий объем

Общие недостатки:

1. Устройство насоса достаточно сложное и плохо ремонтопригодное;
2. Не большие рабочие давления;
3. Залипание пластин, случается при низких температурах;
4. Заклинивание пластин при высоких температурах;

Виды и характеристики

Циркуляционный насос — это устройство центробежного типа, рабочее колесо которого производит забор и выброс жидкости в заданном направлении. Как и все подобные устройства, он работает на всасывание и нагнетание с одинаковой эффективностью. Учитывая специфику использования, эти качества для него являются основными.

Существует две основные разновидности циркуляционных насосов:

С мокрым ротором

Рабочее колесо этих насосов устанавливается непосредственно на вал двигателя. Корпус насоса герметичен, а на валу ставят сальник, защищающий от протечек. Для бытовых систем такие конструкции считаются наиболее подходящими, так как не создают шума во время работы. Кроме того, насосы с мокрым ротором способны самостоятельно удалять воздушные пробки, а жидкость обеспечивает смазку и охлаждение электродвигателя;

С сухим ротором

Насос и двигатель представляют собой два отдельных узла, соединенных при помощи муфты или фланца. Такие конструкции предназначены для работы в крупных отопительных системах, так как могут перекачивать большие объемы жидкостей. Основным недостатком сухих насосов является высокий уровень шума во время работы, что недопустимо в домашних условиях.

Насосы: 1-С мокрым ротором 2-С сухим ротором

Основные технические характеристики циркуляционных насосов:

• Производительность. Это величина, показывающая количество теплоносителя, перекачиваемого насосом в единицу времени. Определяет способность установки обеспечить заданную скорость движения жидкости для имеющегося объема системы;
• Напор. Часто их путают, но это ошибочный подход. Напор показывает, на какую высоту способен данный насос поднять столб жидкости. Для отопительных систем домов в несколько этажей такой показатель очень важен, так как гидравлическое сопротивление в контурах высоко и его надо преодолеть;
• Мощность двигателя. Этот показатель важен потому, что недостаточная мощность не позволит насосу выполнять свои задачи, а избыточная заставит трубы сильно шуметь;
• Максимальная температура. Поскольку речь идет об отопительной системе, теплоноситель горячий. Если насос не способен работать в таких условиях, его заклинит, появятся протечки и другие проблемы. Необходимо учитывать, что при вращении детали устройства нагреваются, и дополнительный подъем температуры для них иногда становится чрезмерной нагрузкой.
• Присоединительные размеры. монтаж насоса несложен, но для него нужны соответствующие элементы. Их следует подбирать сразу после покупки насоса, чтобы не оказаться в сложном положении во время монтажа;
• Производитель. Этот фактор не настолько заметно влияет на работу системы, но продукция известных и надежных фирм значительно долговечнее и не создает таких проблем, как изделия малоизвестных компаний.

Рекомендуется при покупке внимательно изучить технические характеристики насоса и сравнить их с условиями работы в имеющемся контуре. Следует выбирать устройства, способные выдерживать температуру 110°.

Плунжерный насос: принцип работы, типы и применение

Старое насосное оборудование, предназначенное для перекачки воды, постепенно устраняется из домашней обстановки и производственных условий. Теперь вместо традиционного поршневого устройства используется плунжерный насос, направленный на смешивание различных компонентов жидкости и правильно их дозирующих. Часто даже в бытовых условиях возникает потребность в создании раствора из нескольких жидких компонентов. В таких случаях механизм будет отличным помощником.

Особенности конструкции и принцип действия

Фирменный плунжерный насос

По своим особенностям устройство относят к классу гидравлических механизмов. Все эти конструкции подразделяются на объемные и необъемные и являются разновидностью поршневых агрегатов. Единственным отличием насосов является установленный во внутрь цилиндрический поршень для работы, называемый плунжером. В процессе работы металлический стержень не имеет контакта со стенками корпуса насоса. В этих инструментах дозировочного типа плунжеры соответствуют качествам прочности, долговечности и герметичности.

Работоспособность установки основывается на движении цилиндрического поршня (плунжера). Если этот механизм поступательно двигается в правую сторону, давление снижается в механизме, в то время, когда его показатели во всасывающей трубе сохраняются на должном уровне. Если плунжер направляется в противоположную сторону — происходит обратный процесс действия.

Важно! Если происходит смена уровней давления плунжерного механизма, возможно появление пульсирующих движений, что небезопасно для дальнейшей работоспособности конструкции. Для этих случаев характерно устранение проблемы

Разновидности плунжерных насосов и их характеристика

Каждое насосное оборудование для воды разделяется на типы, благодаря которым использование агрегатов становится более удобным, а особенность действия практичной. Доказано, что водные плунжерные насосы действуют на подобие поршневого агрегата, поэтому их разновидности могут быть схожими. По конструкционным особенностям водный насос подразделяют на:

Конструкция плунжерного насоса чертеж

• горизонтальный;
• вертикальный;
• многоплуженный или одноплуженный;
• по типу управления: автоматические или ручные;
• с обогревом и без;
• многоцилиндрованные и с одним цилиндром;
• с герметиком на цилиндрах.

Теперь по порядку рассмотрим принцип конструкции перечисленных разновидностей.

В плунжерных установках горизонтального действия, рабочим механизмом служит пускательный клапан, который не требует специальной обработки цилиндра, как это случается в насосе традиционного поршневого типа. Конструкция уплотнена при помощи сальника, за счет чего увеличивается функциональность цилиндра.

В вертикальном типе жидкостного насоса рабочим механизмом служит пустотельный стакан. Конструкция подвержена длительной работе из-за установленного уплотнителя. В случае разбалтывания механизма его легко подтягивают, а при необходимости проводят замену сальника. Его применение сосредоточено в рабочих отраслях.

Присутствие рубашки обогрева необходимо для действия охлаждения системы. Это позволяет осуществлять работу таким насосом непрерывно, при отсутствии подобной функции рекомендуется для жидкостного агрегата составлять индивидуальный режим работы.

Промышленный плунжерный насос

Многоплунжерные насосы отличаются от одноплунжерных количеством вращательных механизмов, если в одиночном насосе присутствует всего один стержень, то во втором их насчитывается более трех.

Плунжерный жидкостный насос может быть оснащен автоматической или ручной комплектацией. От этого зависит каким будет принцип управления установкой. Также устройство различают по количеству цилиндров и присутствие герметичного слоя на них.

Внимание! Дозирующий насос должен отвечать всем характеристикам, которые указаны по отношению к нему в паспорте. В противном случае, установка считается неработоспособной. При обнаружении в насосе неполадок, обязательно прекратите его использование

При обнаружении в насосе неполадок, обязательно прекратите его использование.

Сфера использования плунжерных насосов и их назначение

На сегодняшний день, насос поршневого типа (плунжерный) широкого действия, применяется во всех промышленных сферах и для определенных бытовых целей. Некоторые установки предназначены для откачивания агрессивных загрязнений и жидкостей. Отдельные агрегаты специализируются на перекачивании воды в технических агрегатах и участвуют в системе охлаждения.

Принцип действия центробежного насоса

Работает центробежный насос по достаточно простой схеме. Суть заключается в том, что при вращении вала центробежного насоса двигается и рабочее колесо. В это время насос внутри агрегата направляет жидкость в центр крыльчатки.

Движение насоса связано с кинетической энергией жидкости, которая поступает из насоса. За счет этого взаимодействия жидкость проходит через кончики лопаток рабочего колеса. Следующим этапом будет выход жидкости из рабочего колеса с достаточно высокой скоростью. Сопротивление происходит в момент прикасания с корпусом насоса. После этого скорость немного снижается, но увеличивается давление. После этого жидкость выходит через выпускные отверстия.

Выброс жидкости контролируется конструкцией крыльчатки внутри корпуса. Рабочее колесо по конструкции центробежного насоса размещено таким образом, чтобы самый длинный диаметр располагался за выпускным отверстием в канале корпуса. Эта часть центробежного насоса называется водоразделом. В районе водораздела расстояние между рабочим колесом и стенкой корпуса увеличивается до точки слива. За счет такой геометрии расположения деталей удается обеспечить максимально высокое давление внутри жидкости, выходящей из рабочего колеса. Это способствует быстрому движению жидкости при стремлении к точке нагнетания.

Преимущества и недостатки винтовых насосов

Высокий спрос на винтовые насосы обусловлен множеством их достоинств. Среди них нужно выделить:

• Высокий КПД приборов – от 50 до 70 %;
• Агрегаты способны работать с очень вязкой жидкостью, создавая напор гораздо выше, чем импеллерные помпы;
• Винтовые насосы способны перекачивать жидкости с большим количеством твердых примесей;
• Принцип работы винтового прибора исключает образование пульсаций, которые характерны для оборудования других видов;
• Винтовые насосы являются самовсасывающими приборами, а максимальная глубина забора жидкости может составлять 8,5 м;
• Приборы отличаются компактностью и низким уровнем шума;
• Благодаря высокой надежности, винтовые насосы крайне редко требуют ремонта и не нуждаются в частом обслуживании.

Как и другие виды насосов, винтовое оборудование имеет свои слабые стороны. Первый минус заключается в высокой стоимости агрегатов, из-за чего использовать их на своем производстве могут позволить себе далеко не все предприятия. Второй недостаток заключается в отсутствии возможности регулировки объемов откачиваемой жидкости.

Важные условия использования центробежных насосов

Центробежный насос эффективен и максимально полезен при выполнении некоторых правил и соблюдении ряда факторов

При организации работы центробежного насоса важно учитывать следующие важные моменты:

кинетическая энергия зависит от  скорости вращения рабочего колеса. Кинетическая энергия будет больше, если увеличить диаметр и скорость вращающегося элемента. Если есть необходимость в изменении производительности насоса, можно изменить диаметр рабочего колеса или же скорость. Наиболее простым способом считается изменение диаметра рабочего колеса. Также нередко используют два этих способа для достижения поставленных целей;
количество энергии, которую используют для транспортировки жидкости, зависит от нескольких факторов. Учитывается не только вязкость, но и количество перемещаемой жидкости. Важным критерием в работе центробежного насоса считается напор, который является теоретической вертикальной высотой. На эту высоту центробежный насос может подниматься жидкость из нагнетательного патрубка насоса

При выборе центробежных насосов важно оценивать производительность агрегатов с точки зрения измерения напора. Также необходимо подкорректировать работу насоса для уменьшения трения;
условия всасывания центробежного насоса

Это оптимальные условия для всасывания насоса. По факту это условия для создания частичного вакуума, который позволит протолкнуть жидкость вверх по всасывающей трубе. Если работа центробежного насоса организована на высоте, важно оценивать условия всасывания.

При выборе и установке центробежного насоса в обязательном порядке учитываются все факторы перекачивания жидкостей. Производитель должен четко прописывать особенности использования агрегата. Выбирая конкретный центробежный насос, обязательно оценивается его рентабельность, мощность, производительность, условия эксплуатации. Только в таком случае можно выбрать максимально эффективный агрегат, который справится с поставленными задачами.

Конструкция центробежного насоса

Несмотря на большое количество типов центробежных насосов, их конструкция достаточно простая. Базовая конструкция включает три основных элемента – крыльчатка, корпус и насосный агрегат или механический узел.

Рабочее колесо – это самая важная часть центробежного насоса. Он отвечает за производство энергии и скорости вращения. Центр рабочего колеса представляет собой ушко или ступицу. Вокруг рабочего колеса вращаются лопасти, за счет которых обеспечивается движение. Рабочие колеса могут сильно различаться по диаметру, за счет чего удается обеспечить разную скорость вращения.

Схема работы центробежного насоса

Насосный агрегат – это еще один важный элемент, который в конструкции насоса позволяет вращать рабочее колесо. Рабочее колесо соединяется с вращающимся валом привода для поворота. Чаще всего встречаются электродвигатели, но встречаются и другие варианты.

В насосном агрегате также встречаются подшипники для поддержки вала привода, уплотнительные механизмы для предотвращения утечки жидкости. Учитываются и конструктивные элементы, которые помогают центробежному насосу выдерживать различные нагрузки.

Все описанные выше элементы находятся в кожухе. У него две основные функции. Первая связана с защитой элементов от пагубного действия внешних факторов, вторая – преобразованием вращательной энергии, производимой крыльчаткой, в определенный поток жидкости.

Требования, предъявляемые к насосам для пищевой промышленности

Требования, которые выдвигают к промышленным пищевым насосам не слишком сложные, они основываются и объясняются тем фактом, что насосы обязаны способствовать быстрому и качественному производству.

• Промышленные насосы не должны оказывать влияние на состояние масс, которые они перекачивают. То есть, насосы должны быть выполнены из качественных материалов с нейтральной кислотностью, которые не влияют на качество продукции. Если вдруг в массы попадают частички какого-то лишнего вещества, продукция будет полностью испорчена, снята с продажи, что может привести к серьезным убыткам для компании. Все детали должны быть изготовлены из специальных, безопасных материалов, которые могут контактировать с пищевыми продуктами и не нанести ей вред.
• Второе условие – насос должен быть выполнен в соответствии с требованиями качества, которые выдвигаются страной-производителем. То есть, все материалы и детали должны иметь сертификаты качества и надежности, они должны быть безопасны для использования, иметь высокую прочность, отличаться долговечностью.
• Кроме того, для удобства эксплуатации насосов, важным требованием к ним является и то, что этот агрегат должен  легко разбираться. Это существенно упростит ремонт оборудования или процесс замены деталей. Простой доступ к частям агрегата позволит быстро ликвидировать проблему и вернуть аппарат в работу.

В данной сфере используются насосы химического типа. Такие насосы,применяемые в пищевой промышленности, мало чем отличаются от обычных пищевых и также служат для перекачки жидкостей и вязких веществ. Разница состоит в количестве и размере выдвигаемых требований.

Из-за того, что химические насосы универсальны, они должны перекачивать жидкости разной консистенции: от совсем жидких до вязких и тягучих масс. Поэтому химические насосы должны соответствовать всем нормам и стандартам качества, отличаться высокой степенью надежности даже при постоянной эксплуатации.

Существует несколько видов насосов:

• Центробежные;
• Мембранного типа;
• Винтового типа;
• Кулачкового типа.

Основная часть насосов, которые используются в пищевой промышленности, относятся к категории центробежных. Такие насосы в основном осуществляют перекачку жидкостей с низкой вязкостью – молоко, вода, вино или пиво. Насосы очень мощные, быстро и качественно работают.

В случае, когда необходимо перекачать тягучие массы, используются насосы винтового типа, они довольно быстро, но очень бережно, перемещают такие вещества. Высокое качество применяемых в пищевой промышленности насосов позволяет получать вкусные и безопасные продукты для вашего стола.

Больше о применении насосов в пищевой промышленности можно узнать на ежегодной выставке «Агропродмаш».

Производство консервов как малый бизнесРеконструкция действующих предприятий пищевой промышленностиСпрос на оборудование для пищевой промышленности

Классификация по типу питания

Все водяные насосы имеют определенный способ питания – от электричества или за счет жидкого топлива. В последнем случае они обязательно оснащены двигателем внутреннего сгорания. В качестве жидкого топлива используется смесь бензина и масла или дизельное топливо.

Бензиновые модели стоят дешевле и работают более тихо. Дизельные устройства заправляются соляркой. Цена у них дороже, но топливо стоит дешевле. Кроме того, они более шумные.

Электрические модели используют для работы переменный ток. Владельцу такого насоса нет необходимости переживать о наличии топлива, однако следует позаботиться о постоянном наличии электроэнергии, что не всегда удобно.

Характеристики

Насос вакуумный пластинчато-роторный оценивается по следующим свойствам:

– Скорость откачки, выявляемая объемом газа, который проходит сквозь сечение патрубка при номинальном давлении. Если в системе изменяется давление, то то же самое происходит и со скоростью откачки. Зависимостью быстроты действий от давления выявляется целесообразность применения устройства при заданном уровне напора.

– Выпускное максимальное давление со стороны выпускного патрубка. Его превышение способствует увеличению давления во впускном отделе. Некоторые насосы масляные пластинчатые не выбрасывают в атмосферу отработанный газ. Соответственно, для поддержания нормальной работы должен формироваться предварительный вакуум – это минимальное давление, достигаемое данным устройством.

Особенности

Как показывает практика, сложности в продлении периода работы связаны с порчей рабочих пластин, повреждаемых при взаимодействии с абразивными частицами, которые находятся в перекачиваемой массе. Создан насос вакуумный пластинчато-роторный для перекачки жидкостей всевозможных типов, он имеет корпус с профилированной плоскостью, с нагнетательными и вбирающими окнами. Среди недостатков стоит отметить снижение показателей надежности во время перекачки масс с инородными включениями и различными примесями. Переносимая среда в ходе работ проходит к напорным патрубкам от втягивающих, при этом на плоскости ротора и корпуса налипают посторонние частицы. Если размеры элементов, имеющихся в жидкости, превосходят максимально допустимый предел, есть вероятность повреждения ротора устройства и внутренней поверхности.

Более совершенной конструкцией обладает насос пластинчатый НПЛ с окнами нагнетания и поглощения на внутренних поверхностях. Данное устройство имеет ротор с пазами, установлены в его полостях специальные пластины, перемещающиеся в радиальном направлении. Недостаток данной конструкции заключается в неравномерном износе поверхности пластин, внутренней крышки, корпуса. Задние рабочие грани и кромки неравномерно изнашиваются из-за перепадов давления в открывающейся камере и напорном канале во время перехода пластины в лекальную область. Помимо этого, стоит отметить повреждения, вызванные попаданием крупных частиц в зазоры между деталями, которые не были задержаны фильтром канала.

Роторные устройства

Обзор водяных насосов открывают роторные устройства. Их принципиальное отличие — отсутствие клапана. Иными словами, роторный насос для воды перемещает воду путем ее выталкивания. Осуществляет этот процесс специальный рабочий элемент — ротор. Это реализуется следующим образом: вода поступает в рабочую камеру. Движение ротора вдоль внутренних стенок рабочей камеры образует изменение объема замкнутого пространства, и вода по законам физики выталкивается.

Достоинства роторных насосов:

• высокий КПД;
• самовсасывание воды;
• возможность обратной подачи воды;
• перекачивание веществ любой вязкости и температуры;
• низкий уровень шума;
• отсутствие вибрации.

За счет возможности работы с агрессивными и вязкими веществами роторные насосы используются в химической, нефтяной, пищевой, морской промышленности. Подвид роторных насосов – шнековые – активно применяют при добыче нефти. Еще одна сфера применения – коммунальный хозяйства, где с их помощью поддерживают давление в системе отопления, при этом насос не нуждается в смазке и охлаждении.