Шпаргалка по аппаратам химической технологии

Подождите немного. Документ загружается.

1 СПИСОК

2 ОСЕВОЙ (ПРОПЕЛЛЕРНЫЙ) НАСОС Д-198

3 ГЕРМЕТИЧЕСКИЙ НАСОС К-150

4 МЕМБРАННЫЙ (ДИАФРАГМЕННЫЙ) НАСОС Д-180, 202

5 ПОРШНЕВОЙ НАСОС ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ Д-178, 202

6 ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ Д-180, 202

7 ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ Д-180, 202

8 ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС ТРОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ Д-180, 202

9 ВИХРЕВОЙ НАСОС Д-186

10 ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС Д-185, 202

11 СТРУЙНЫЙ НАСОС Д-200, 203

12 ОТСТОЙНИК ДЛЯ ЭМУЛЬСИЙ Д-229

13 ГРЕБКОВЫЙ ОТСТОЙНИК НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ОДНОЯРУСНЫЙ

14 РУКАВНЫЙ ФИЛЬТР Д-267

15 ЛЕНТОЧНЫЙ ВАКУУМ-ФИЛЬТР Д-259

16 ДИСКОВЫЙ ВАКУУМ-ФИЛЬТР Д-260

17 ЦЕНТРИФУГА ОТСТОЙНАЯ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Д-238

18 ОТСТОНАЯ ЦЕНТРИФУГА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ Д-238

19 ЦЕНТРИФУГА ФИЛЬТРУЮЩАЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ Д-265

20 ЦЕНТРИФУГА ФИЛЬТРУЮЩАЯ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Д-265

21 НУТЧ-ФИЛЬТР ЗАКРЫТЫЙ Д-254

22 НУТЧ-ФИЛЬТР ОТКРЫТЫЙ Д-254

23 РАМНЫЙ ФИЛЬТР-ПРЕСС Д-256

24 БЕССАЛЬНИКОВЫЙ НАСОС К-149

25 ПОГРУЖНОЙ НАСОС К-150

26 ПЛАСТИНЧАТЫЙ РОТАЦИОННЫЙ НАСОС К-154, 156

27 ВИНТОВОЙ НАСОС Д-186

28 ОДНОВИНТОВОЙ НАСОС К-153, 156

29 ПЛАСТИНЧАТЫЙ ЭЛЕКТРОФИЛЬТР К-254

30 ТРУБЧАТЫЙ ЭЛЕКТРОФИЛЬР К-254

31 ОДИНОЧНЫЙ ЦИКЛОН Д-234

32 БАТАРЕЙНЫЙ ЦИКЛОН Д-234

33 ЛОПАСТНАЯ МЕШАЛКА К-267

34 ТУРБИННЫЕ МЕШАЛКИ К-269

35 ПРОПЕЛЛЕРНАЯ МЕШАЛКА К-268

36 ПРОПЕЛЛЕРНАЯ МЕШАЛКА С ДИФФУЗОРОМ К-269

37 ВОЗДУШНЫЙ (ГАЗОВЫЙ) ПОДЪЕМНИК (ЭРЛИФТ

) Д-200

38 МОНТЕЖЮ Д-187

литература:

Д-Ю.И. Дытнерский «Процессы и аппараты химической промышленности»

К-А. Касаткин «Основные процессы и аппараты химической промышленности»

3 ГЕРМЕТИЧЕСКИЙ НАСОС

Рис. III-21. Схема

герметического насоса:

1— рабочее колесо: 2 — ротор

электродвигателя; 3 — статор

электродвигателя; 4 — экран; 5

— подшипники; 6 — корпус.

Герметические насосы. Эти

насосы применяют для

перекачивания химически

агрессивных и токсичных

жидкостей. Рабочее колесо 1

такого насоса (рис. III-21)

установлено

непосредственно на валу

асинхронного

электродвигателя

(находящегося в корпусе 6),

ротор 2 которого погружен в перекачиваемую жидкость. Ротор отделен от

статора 3 герметическим экраном 4 — цилиндрической оболочкой из

немагнитной нержавеющей стали. Перекачиваемая жидкость служит смазкой

для подшипников 5 ротора и одновременно охлаждает его.

В герметических насосах с экранированным электродвигателем

увеличиваются электрические потери и снижается к. п. д. двигателя, однако

достигается полная герметичность, которая невозможна у насосов с

сальниковыми уплотнениями. Герметические насосы надежны в

эксплуатации (особенно при повышенных давлениях на стороне всасывания)

и находят все более широкое применение в химической промышленности.

Насосы с экранированным электродвигателем относятся к насосам с

герметизацией по внутреннему контуру, у которых в рабочую жидкость

погружен только ротор электродвигателя. Существуют конструкции

герметических насосов, в которых герметизация осуществляется по

внешнему контуру путем заполнения всей полости электродвигателя

жидкостью. В насосах этого типа ротор и статор погружены в

перекачиваемую среду. Иногда полость ротора и статора заполняют

нейтральным газом, а

погруженным в жидкость оставляют только рабочее

колесо. Применение инертного газа предохраняет от разрушения изоляции

статора и ротора, но ухудшает отвод выделяемого при работе

электродвигателя тепла.

5 ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ПОРШНЕВОЙ

НАСОС ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ

Рис. 8-2. Горизонтальный

поршневой насос простого

действия:

1— цилиндр; 2—поршень

(S—ход поршня); 3 —

кривошипно-шатунный

механизм; 4 и 5 —

соответственно

всасывающий и

нагнетательный клапаны; 6

и 7—соответственно

всасывающий и

нагнетательный

трубопроводы

Поршневые насосы.

Наиболее

распространенным типом

объемных насосов являются поршневые. Насос состоит из цилиндра 1 (рис.

8-2), в котором с помощью кривошипно-шатунного механизма 3 движется

возвратно-поступательно поршень 2, при движении поршня слева направо

(из левого крайнего положения а) в цилиндре возникает разрежение,

вследствие чего всасывающий клапан 4 поднимается и жидкость из

резервуара по всасывающему трубопроводу 6 поступает в цилиндр 1 и

движется за поршнем. Нагнетательный клапан 5 при этом закрыт, так как на

него действует сила давления жидкости, находящейся в нагнетательном

трубопроводе 7. При ходе поршня справа налево (из правого крайнего

положения б) в цилиндре создается избыточное давление, под действием

которого закрывается (опускается) всасывающий клапан, а нагнетательный

клапан 5 открывается и жидкость поступает в нагнетательный трубопровод.

Таким образом, в рассмотренном насосе за один оборот вала кривошипно-

шатунного механизма (при этом поршень делает два хода—слева направо и

справа налево) происходит одно всасывание и одно нагнетание, т. е. процесс

перекачивания жидкости таким насосом, который называют насосом

простого действия, осуществляется неравномерно.

Теорию см. 5

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ПЛУНЖЕРНЫЙ

НАСОС ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

Рис. 8-7.

Горизонтальный

плунжерный насос

двойного действия:

1,2 — всасывающие

клапаны; З, 4 —

нагнетательные

клапаны; 5 —

плунжер; 6 —

сальник

Серьезным недостатком, поршневых насосов простого действия

является неравномерность их работы. Существенно снижается

неравномерность в насосах многократного действия. На рис. 8-7

приведена схема насоса двойного, а на рис. 8-8—тройного действия.

Насосы двойного действия (рис. 8-7) имеют два всасывающих (1 и

2) и два нагнетательных (3 и 4} клапана. Насос тройного действия

(триплекс-насос) представляет собой (рис. 8-8) строенные насосы

простого действия с общими трубопроводами всасывания и

нагнетания и коленчатым валом, причем кривошипы каждого из

трех насосов простого действия расположены под углом 120° друг

относительно друга. За один оборот коленчатого вала жидкость три

раза всасывается и три раза нагнетается.

См 8, 10

4 МЕМБРАННЫЙ НАСОС

Рис. 8-6. Диафрагмовый

(мембранный) насос:

1-корпус; 2 — клапаны; 3 —

цилиндр; 4 — плунжер; 5 —

диафрагма

Разновидностью поршневого

насоса простого действия

является диафрагменный

(мембранный) насос (рис. 8-6),

который применяют для

перекачивания загрязненных и

химически агрессивных

жидкостей. В этом насосе

цилиндр 3 и плунжер 4

отделены от перекачиваемой

жидкости гибкой

перегородкой— диафрагмой 5 из резины или специальной стали.

При ходе плунжера вверх диафрагма под действием разности

давлений по обе ее стороны прогибается вправо, открывается

нижний клапан 2 и жидкость поступает в насос. При ходе плунжера

вниз диафрагма прогибается влево, открывается верхний клапан 2

(нижний клапан при этом закрывается) и жидкость поступает в

нагнетательный трубопровод.

Объемные насосы. Основными достоинствами, поршневых и плунжерных насосов

являются высокий к.п.д. и возможность подачи незначительных объемов жидкостей, в

том числе высоковязких, под любым заданным давлением. Однако неравномерность

подачи, наличие легко изнашиваемых клапанов, сложность соединений с двигателем,

тихоходность, а следовательно большие размеры и масса существенно ограничивают

области применения поршневых ,и плунжерных насосов в химической

промышленности. Следует отметить, что в эксплуатации плунжерные насосы несколько

проще, так как у них меньше изнашиваемых деталей (отсутствуют поршневые кольца и

т.п.).

Объемные насосы с вращательным движением рабочего органа (шестеренные,

винтовые) конструктивно более просты и обеспечивают плавную подачу

перекачиваемой жидкости. Эти насосы обычно применяют для перекачивания малых

количеств вязких жидкостей Для перекачивания загрязненных жидкостей эти насосы

непригодны.

2 ОСЕВОЙ (ПРОПЕЛЛЕРНЫЙ) НАСОС

Рис. 8-22. Осевой (пропеллерный) насос:

1—рабочее колесо; 2—корпус; 3—направляющий аппарат

Осевой (пропеллерный)

насос. Рабочее колесо 1

(рис.8-22) с лопатками

винтового профиля при

вращении в корпусе 2

сообщает жидкости

движение в осевом

направлении. При этом

поток несколько

закручивается. Для

преобразования

вращательного движения

жидкости на выходе из

колеса в поступательное в

корпусе 2 устанавливают

направляющий аппарат 3.

Осевые насосы применяют

для перемещения больших

объемов жидкостей (десятки

кубических метров в

секунду) при относительно

невысоких напорах (от 3—5

до 15—25 м), т.е. по сравнению с центробежными насосами

осевые имеют значительно большую подачу, но меньший

напор. К.п.д. высокопроизводительных осевых насосов

достигает 0,9 и выше.

8 ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ПЛУНЖЕРНЫЙ

НАСОС ТРОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

Рис. 8-8. Плунжерный насос

тройного действия

(триплекс-насос):

1—цилиндры; 2—плунжеры;

3—шатуны; 4—коленчатый

вал; I—линия всасывания;

II—-линия нагнетания

Серьезным недостатком,

поршневых насосов

простого действия

является н

их работы. Существен

снижается

неравномер

насосах многократн

действия. На рис. 8-7

приведена схема насоса двойного, а на рис. 8-8—тройного

действия. Насосы двойного действия (рис. 8-7) имеют два

всасывающих (1 и 2) и два нагнетательных (3 и 4}

Насос тройного действия (триплекс-насос) представляет

собой (рис. 8-8) строенные насосы простого действия с

общими трубопроводами всасывания и нагнетания и

коленчатым валом, причем кривошипы каждого из трех

насосов простого действия расположены под углом 120°

относительно друга. За один оборот коленчатого вала

жидкость три раза всасывается и три раза нагнетается.

еравномерность

но

ность в

ого

клапана.

друг

м. 8, 9

нетательный клапаны

а рис. 8-5 представлен плунжерный

е и

ния плунжера

ерьезным недостатком, поршневых насосов простого действия

я.

из

6 ПЛУНЖЕРНЫЙ ВЕРТИКЛЬНЫЙ

НАСОС ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ

Рис. 8-5. Плунжерный вертикальный

насос простого действия:

1-цилиндр; 2—плунжер; 3—сальник; 4

и 5—соответственно всасывающий и

наг

вертикальный насос простого

действия, в котором всасывани

нагнетание жидкости происходят

вследствие возвратно-

поступательного движе

2 в цилиндре 1. Уплотнение плунжера

осуществляется с помощью сальника 3, В химической

промышленности плунжерные насосы распространены более

широко, чем поршневые, поскольку требуют менее тщательной

обработки внутренней поверхности цилиндра и проще уплотняются

(подтягиванием или заменой набивки сальника).

является неравномерность их работы. Существенно снижается

неравномерность в насосах многократного действия. На рис. 8-

приведена схема насоса двойного, а на рис. 8-8—тройного действи

Насосы двойного действия (рис. 8-7) имеют два всасывающих (1 и

2) и два нагнетательных (3 и 4} клапана. Насос тройного действия

(триплекс-насос) представляет собой (рис. 8-8) строенные насосы

простого действия с общими трубопроводами всасывания и

нагнетания и коленчатым валом, причем кривошипы каждого

трех насосов простого действия расположены под углом 120° дру

относительно друга. За один оборот коленчатого вала жидкость три

раза всасывается и три раза нагнетается.

См 9, 10

9 ВИХРЕВОЙ НАСОС

Рис. 8-23. Вихревой

насос:

1 - рабочее колесо; 2—

лопатка; 3—

межлопаточные каналы;

4—кольцевой отвод; 5 -и -

6 — соответственно

всасывающий и

нагнетательный пат

7—разделитель потоков;

8— вал рабочего колеса;

9—корпус

рубки;

Вихревой насос.

Рабочее колесо

вихревого насоса (рис.

8-23) представляет собой плоский диск с короткими радиальными

прямолинейными лопатками 2, расположенными на периферии колеса. В

корпусе 9 имеется кольцевая полость 4. Зазор между колесом и корпусом

достаточно мал, что предотвращает перетек жидкости из полости нагнетания

в полость всасывания. При вращении рабочего колеса жидкость,

находящаяся в межлопастных каналах 3, увлекается лопатками и

одновременно под воздействием центробежной силы завихряется. .При этом

один и тот же объем жидкости на участке от входа в кольцевую полость до

выхода из нее многократно попадает в межлопастные каналы, где каждый

раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и

напора. Поэтому напор вихревых насосов в два—четыре раза больше, чем у

центробежных, при одном и том же диаметре колеса, т.е. при одной и той же

угловой скорости. Это, в свою очередь, позволяет изготавливать вихревые

насосы значительно меньших размеров и массы по сравнению с

центробежными. К достоинству вихревых

насосов следует отнести также

простоту устройства и отсутствие необходимости заливки линии всасывания

и корпуса перед каждым пуском насоса, так .как эти насосы обладают

самовсасывающей способностью.

Характеристика вихревых насосов отлична от характеристики

центробежных с уменьшением производительности напор и мощность резко

возрастают. Поэтому пуск этих насосов производится при открытой

задвижке на нагнетательном трубопроводе.

Недостатком вихревых насосов является сравнительно невысокий к.п.д.

(0,25—0,5) и быстрый износ их деталей при работе с

загрязненными

жидкостями.

11 СТРУЙНЫЙ НАСОС

Рис. 8-25. Струйный насос:

1 — сопло; 2 — камера смешения; 3 — конфузор; 4 — горловина; 5 —

диффузор; I - рабочее тело (вода или пар); II—перекачиваемая жидкость;

III—смесь

Струйный насос. В струйном насосе (рис. 8-25) рабочая жидкость (обычно

вода или водяной пар) с большой скоростью из сопла 1 поступает в камеру

смешения 2. При этом за счет поверхностного трения в камере смешения

создается разрежение, достаточное для подъема жидкости из

перекачиваемого резервуара в насос. Засасываемая жидкость быстро

смешивается с рабочей и смесь поступает вначале в конфузор 3, в котором

скорость движения смеси плавно увеличивается, достигая в горловине 4

максимального значения. В диффузоре 5 скорость потока уменьшается и, в

соответствии с уравнением Бернулли, кинетическая энергия движения

переходит в потенциальную энергию давления, вследствие чего смесь

поступает в нагнетательный трубопровод под напором.

Струйные насосы. Достоинством этих насосов является простота

устройства, способность перекачивать жидкости с достаточно большим

содержанием взвешенных частиц и высокая надежность в работе. В технике

водоструйные насосы часто применяют для откачки воды из котлованов,

скважин и т.д., а на крупных насосных установках — в качестве

вспомогательных для отсасывания воздуха из корпусов основных насосов

перед их запуском и для повышения всасывающей способности

центробежных насосов. Пароструйные насосы используют для подачи воды

в паровые котлы, создания вакуума и т.п.

К недостаткам струйных насосов относится низкий к.п.д. и .необходимость

подачи большого количества рабочей жидкости под давлением. Кроме того,

струйные насосы можно применять только в том случае, если допустимо

смешение перекачиваемой жидкости с рабочей.

13 ОДНОЯРУСНЫЙ ГРЕБКОВЫЙ

ОТСТОЙНИК НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Рис. 10-1. Отстойник

непрерывного

действия с гребковой

мешалкой:

1 - корпус; 2 —

днище; 3 — гребковая

мешалка; 4 —

кольцевой желоб

Широко

распространены

отстойники непрерывного действия с гребковой мешалкой (рис. 10-1). Они

представляют собой цилиндрический резервуар 1 с коническим днищем 2. В

резервуаре установлена мешалка 3, снабженная гребками, которые

непрерывно перемещают осадок к центральному разгрузочному отверстию и

одновременно слегка взбалтывают осадок, способствуя его обезвоживанию.

Частота вращения мешалки незначительна (0,00025—0,0083 с

-1

), поэтому

процесс осаждения не нарушается. Суспензия непрерывно поступает по

трубе в середине резервуара. Осветленная жидкость переливается в

кольцевой желоб 4 и удаляется через штуцер. Осадок (шлам),

представляющий собой сгущенную суспензию, удаляется через штуцер в

коническом днище с помощью диафрагмового насоса. Вал мешалки

приводится во вращение от электродвигателя через редуктор.

Отстойники с гребковой мешалкой обеспечивают однородность осадка,

позволяют обезводить его до концентрации твердой фазы 35—55%; работа

таких отстойников полностью автоматизирована. К недостаткам этих

аппаратов следует отнести их громоздкость.

Диаметр нормализованных аппаратов составляет от 1,8 до 30 м; в отдельных

случаях применяют отстойники диаметром до 100 м. Для уменьшения

площади, занимаемой отстойниками, применяют многоярусные отстойники,

представляющие собой несколько

отстойников, поставленных друг на друга и имеющих общий вал для

гребковых мешалок. Многоярусность существенно усложняет конструкцию

аппарата.

15 ЛЕНТОЧНЫЙ ВАКУУМ-ФИЛЬТР

Рис. 10-19. Ленточный вакуум-фильтр:

1-вакуум-камеры; 2-перфорированная лента; 3-натяжной барабан; 4—лоток для подачи

суспензии; 5 — фильтровальная ткань; 6 — натяжные ролики; 7 — валик для

перегибания ленты; 8 — приводной барабан; 9 — форсунки для подачи промывной

жидкости

Ленточный фильтр. Фильтр представляет собой работающий под вакуумом аппарат

непрерывного действия, в котором направления силы тяжести и движения фильтрата

совпадают. Схематически фильтр изображен на рис. 10-19. Перфорированная резиновая

лента 2 перемещается по замкнутому пути с помощью приводного 8 и натяжного 3

барабанов. Фильтрующая ткань 5 прижимается к ленте при натяжении роликами 6. Из

лотка 4 на фильтрующую ткань подается суспензия. Фильтрат отсасывается в вакуум-

камеры 7, находящиеся под лентой, и выводится из аппарата. Отложившийся на ткани

осадок промывается жидкостью, подаваемой из форсунок 9. Промывная жидкость

отсасывается в другие вакуум-камеры и также отводится из аппарата.

Осадок благодаря вакууму подсушивается и при перегибе ленты через валик 7

отделяется от ткани и сбрасывается в бункер. На обратном пути между роликами 6

фильтровальная ткань обычно регенерируется: очищается с помощью механических

щеток, пропаривается или промывается жидкостью.

К достоинствам ленточных фильтров, помимо упомянутого выше совпадения

направлений фильтрования и осаждения, относятся простота устройства (отсутствие

специальной распределительной головки), хорошие условия промывки и

обезвоживания осадка. Благодаря простоте съема осадка и регенерации ткани возможна

обработка труднофильтруемых материалов.

Недостатками являются небольшая удельная поверхность и довольно быстрый износ

фильтрующей ленты, громоздкость аппарата, сложность герметизации.

12 ОТСТОЙНИК ДЛЯ ЭМУЛЬСИЙ

Рис; 10-3. Отстойник непрерывного действия для разделения

эмульсий:

1 — корпус; 2 -— перфорированная перегородка

На рис. 10-3 показан отстойник непрерывного действия для

разделения эмульсий. Он представляет собой горизонтальный

резервуар, с перфорированной перегородкой 2. Она

предотвращает возмущение жидкости в отстойнике струей

эмульсии, поступающей в аппарат. Поперечное сечение

отстойника выбирают таким, чтобы скорость течения

жидкости в корпусе 1 аппарата не превышала нескольких

миллиметров в секунду и режим течения был ламинарным,

что предотвращает смешение фаз и улучшает процесс

отстаивания. Расслоившиеся легкая и тяжелая фазы

выводятся с противоположной стороны отстойника.

Трубопровод для вывода тяжелой фазы соединен с

атмосферой для предотвращения засифонивания.

10 ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

Рис. 8-11. Шестеренный

насос:

1 — корпус; 2, 4 —

шестерни; 3 —

всасывающий патрубок; 5

— нагнетательный

патрубок

Шестеренный насос. В

корпусе 1 насоса (рис. 8-11)

установлены две шестерни 2 и

3, одна из которых—

ведущая—приводится во

вращение от электродвигателя.

Между корпусом и

шестернями имеются небольшие радиальные и торцевые зазоры. При

вращении шестерен в направлении, указанном стрелками, вследствие

создаваемого при выходе зубьев из зацепления разрежения, жидкость из

всасывающего патрубка 4 поступает в корпус. В корпусе жидкость

захватывается зубьями шестерен и перемещается вдоль стенки корпуса по

направлению вращения и поступает в нагнетательный патрубок 5.

Отметим, что шестеренные насосы обладают реверсивностью, т.е. при

изменении направления вращения шестерен области всасывания и

нагнетания меняются местами.