7 Типові процеси та пристрої технологічних систем

Про-цеси

Пристрої

Приклад пристрою

Опис конструкції

1

2

3

4

Гідродинамічні

Нагнi-тання рiдини

Насоси:

Відцентровий Поршневий Ротаційний 1опатний1ий-вий 1опатний1ий (гвинтовий)

Н асос (вентилятор) відцентровий

Корпус 6 з патрубками – тим, що всмоктує 1 та тим, що нагнітає 3. Всередині корпусу розташовано робоче колесо 4, яке жорстко закріплене на валу 2. В корпусі навкруги робочого колеса може бути встановлений напрямний апарат 5.

Нагнi-тання газу

Компресор – поршневий, 1опатний, гвинтовий Газодувка ­– турбінна, ротаційна Вентилятор – відцентровий, осьовий Вакуум-насос

К омпресор (насос) поршневий

В циліндрі 8 пересувається поршень 7, з’єднаний зі штоком 9, який приводиться до руху кривошипно-шатунним механізмом. При ході поршня “вправо” циліндр заповнюється газом (рідиною) через трубу, що всмоктує, 3. Клапан 4 при цьому відкритий. При ході поршня “вліво” газ (рідина), що раніше потрапила до циліндру, виштовхується поршнем, який рухається. Тиск в циліндрі насоса (компресора) при цьому зростає, клапан 4 зачиняється, а 5 підіймається, і газ (рідина) з циліндра витискається в нагнітальний трубопровід 6.

1

2

3

4

Перемі-шуван-ня

Мішалка: Механічна

Потокова

З використан-ням барботера або ерліфта.

Змішувач для сипких матеріалів, для

вязких пластич-них мас.

Мішалка механічна

Плоскі лопаті, що встановлені у ємкості на вертикальному валу Обертаючись з частотою 50-60 об/хв. на відстані 5-8 мм від стінки така лопать крім тог, що перемішує середовище, очищує стінки апарата від маси, яка налипає на них, завдяки чому покращується теплообмін та попереджується перегрівання маси.

Розділення неоднорідних сумішей відстоюванням

Відстійник.

Відстійна центрифуга. Тарілчастий сепаратор. Циклон. Електрофільтр.

Пневмо- та аерозольтранспортні установки.

Циклон.

Корпус, який складається з циліндричної 3 і конічної 2 частин. Тангенціально у відношенні до корпусу приєднаний підводящий патрубок 4. В корпусі є вихлопна труба 5. Неоднорідна суміш рухається колами вниз в кільцевому зазорі між внутрішніми стінками корпусу і вихлопною трубою. Потік за спіраллю опускається донизу, очищений газ (рідина) опиняється у вихлопній трубі, якою відводиться з апарату. Завдяки відцентровій силі частинки рухаються радіально ударяються об стінки, втрачаючи при цьому кінетичну енергію, і падають вниз, опиняючись у вивантажувальному патрубку 1.

1

2

3

4

Розді-лення неодно-рідних систем фільтруванням

Фільтри: Рамний фільтрпрес. Фільтрпрес автоматичний камерний. ФПАК. Нутч-фільтр. Листо-вий (мішковий) Патронний Барабанний та дисковий вакуум-фільтри Центрифуги:

Підвісна фільтруюча

З відцентро-вим та шнеко-вим вивантаже-нням осаду

З пульсуючим поршнем.

Рамний фільтрпрес

Елементи фільтрпресу

Пакет рам та плит 1, встановлених почергово на направляючих 3 та стиснутих притискною плитою з гвинтовим затисканням 4. Направляючі 3 встановлені на опорних стійках 5.Уздовж пакету встановлено корито 6 для фільтрату.

Фільтруюча тканина закріплюється (рисунок 7.1.14) між рамою (а) і плитою (б). Рами і плити розміщують направляючих за допомогою лап. Кількість рам в одному фільтрпресі – від 10 до 60. Кожна рама і плита має прилив 3 із наскрізними отворами. Коли рами та плити зібрані та притиснуті одна до одної, ці отвори створюють канал, по якому поступає суспензія, що фільтрується. З цього каналу вона під тиском через отвори 2 поступає всередину рам. Осад затримується тканиною, а фільтрат проходить через неї і стікає борозенками рифленої поверхні плити; потім через отвори 4 в плитах спрямовується в збірний жолоб.

1

2

3

4

Теплові

Нагрі-вання та охолод-ження

рідин та газів

Тепло-обмінники: Кожухотрубний Труба в трубі Зрошувальний Пластинчастий Апарат з рубашкою та мішалкою Водогрійний котел Піч

Теплообмінник кожухотрубний

Пучок трубок, які розміщені в циліндричній камері - кожусі (а). Внутрішність камери є міжтрубним простором. Трубки 3 щільно закріплені (завальцьовані або заварені) в отворах трубної решітки 5. Розміщення отворів в трубній решітці наведено на рисунку (б)

Для нагрівання (охолодження) повітря або газів, інтенсивність тепловіддачі до (від) яких мала, застосовують теплообмінники з оребреними трубками – калорифери.

Випарювання

Випарні апарати:

З природною циркуляцією

З примусовою циркуляцією

Прямоточний

Багатокорпусна випарна установка

Паровий котел

Випарний апарат

з природною циркуляцією

Розчин із збірника 1 подається насосом 2 в підігрівач 3 та у випарний апарат 4. Гріюча пара подається в міжтрубний простір підігрівача і випарного апарату. Вторинна пара – через краплеуловлювач 5 в корпус 6 барометричного конденсатора. В ньому пара конденсується при змішуванні його з водою, а домішки повітря з верхньої частини конденсатора через крапле-уловлювач 7 відкачуються вакуум-насосом. Конденсат разом з водою (барометрична вода) відводиться з корпусу 6 через барометричну трубу 8 в барометричний ящик 9. Згущений розчин відкачується насосом 10 в збірник готового продукту.

1

2

3

4

Масообмінні

Сушка

Сушарки:

Камерна

Тунельна

Стрічкова

Шахтна

З киплячим та фонтануючим шаром

Розпилювальна

Барабанна

Тунельна сушарка з проміжним підігріванням повітря

В каналі довжиною 10–15 м і площею перерізу 4 м²переміщуються вагонетки 1, на які завантажені лотки або листи з матеріалом, що висушується. Рух вагонеток здійснюється періодично. Напрям руху повітря може бути прямоточним, протитечійним або перехресним. В тунельній сушарці повітря за допомогою вентиляторів 3 проходить перехресним потоком у відношенні до напряму руху матеріалу, нагріваючись додатково в проміжних підігрівачах 2.

Абсорб-ція, ад

сорбція, пере-гонка, ректи-фікація

Абсорбери:

Насадковий

З псевдозрідже-ним шаром

Тарілчастий Барботажний

Розпилювальний

Адсорбери:

З шаром адсорбента

Безперервний

Перегонний куб

Ректифіка-

ційна колона

Ректифікаційна колона

Розчин А+Б (спирт +вода) надходить до колони 1 та рухається донизу, випаровуючи А (спирт) у нижній частині колони – “б” – колоні вичерпання. Пара рухаться нагору до верхньої частини колони –“а” – колони зміцнення. Дефлегматор 2 здійснює конденсацію пари для постачання колони зміцнення флегмою. Зливаючись по тарілкам колони зміцнення, флегма віддає А (спирт) парі, а сама приймає з пари Б (воду). Унизу колони виводиться кубовий остаток Б. В холодильнику 3 конденсується пара, що залишилася після дефлегматора, яка потім відводиться у вигляді дистиляту А.

1

2

3

4

Екстрагування

Батарея Роберта

Колонний дифузійний апарат

Шнековий екстрактор

Дифереціально-струминний екстрактор

Екстрактор дифереціально-струминний

Тарілчасті робочі орган, що мають транспортні та фільтруючі сопла, при коливаннях забезпечують протитокове транспортування твердої та рідкої фаз (подрібненої бурякомаси та води). Бурякомаса уводиться до нижньої частини апарату вертикальним шнеком та тарілками витісняється нагорі. Вода вливається зверху, екстракт (дифузійний сік) виводиться знизу крізь фільтруючу тарілку. Наявність рухомих шарів твердої фази у міжтарілкових просторах забезпечує високу кінцеву концентрацію цукру у екстракті та якісне висоложування бурякомаси.

Затвердiння. Кристалiзацiя

Ливарна форма

Вакуум-випарний апарат

Мішалка-кристалізатор

Вакуум-випарний апарат

Суцільнозварний корпус 4, всередині якого підвішені гріюча камера 2 і уловлювач-сепаратор 3. В нижній частині апарату для стікання утфелю встановлено клапанний пристрій 6 з гідравлічним приводом. Гріюча камера – дві конічні трубні решітки 1, в яких за вальцьовані труби 5, а у центрі приварена циркуляційна труба 7. Циркуляція маси відбувається за рахунок різниці густин некиплячої та киплячої рідин (у центральній трубі та у кип’ятильних трубках).

1

2

3

4

Механічні

Дроб-лення

Дробарки:

Вальцьова

Молоткова

Щокова

Млини:

Кульовий

Дисковий Дезінтегратор

Дробарка молоткова

Молотки 2, які вільно сидять на стержнях 3 у корпусі з внутрішньою рифленою поверхнею. Матеріал для подрібнення завантажується через живильник 1, а подрібнений – вивантажується через сито 4. Ступінь подрібнення регулюється розміром отворів набору сит.. Під час роботи дробарки матеріал подрібнюється ударами молотків, які обертаються та ударами матеріалу об рифлену поверхню корпусу.

Різання

Відцентрова бурякорізка

Вовчок (м’ясорубка)

Терткова машина

Метало-

різальні та деревообробні верстати

Відцентрова бурякорізка

Ножі 1 встановлені в прорізях стінок нерухомого вертикального циліндру 2. При обертанні втулки 4 з лопатями 3 буряки захоплюються ними, притискається до ножів, подрібнюється в стружку, яка після цього викидається з-під площини ножа у простір між корпусом і кожухом 5.

1

2

3

4

Класи-фікація (сорту-вання) твер-дих мате-ріалів

Просіювачі:

З нерухомим ситом Барабанний (бурат)

Вібраційний Розсів

Сепаратори:

Магнітний

Пневматичний Гідравлічний

Трієр

Просіювач барабанний (бурат – для борошна, грохот – для щебінки)

Борошно надходить до шнекового живильника 1, просіюється крізь ситовий конічний барабан 3 та видаляється з корпусу 2 за допомогою шнека. Крупна фракція (сход) видаляється на торці барабану.

Пресу-вання. Грану-люван-ня

Преси:

поршневий

(гідравлічний,

пневматичний),

шнековий

(екструдер),

кривошипний,

роторний

Прес шнековий (екструдер)

Сировина подається у завантажувальний бункер 1 і надходить до барабану 2, площа перетину якого зменшується у напрямку виходу.

Шнек 3 просуває масу до виходу, при цьому стискання маси відбувається за рахунок звуження барабану та зменшення шагу шнеку. При стисканні маси рідина, що міститься у подрібненій ослинній сировині, видаляється через отвори у стінках барабану. Віджатий сухий залишок (вичавки) видаляється через кільцевий отвір на кінці барабану 2.