Камера; 2 — нагнетательные трубы; 3 —труба соединитель­ная.

Таким образом, одному повороту вала соответствуют два хода поршня: ход всасывания и ход нагнетания. Насос, у которого оба клапана рас­положены на одной стороне цилиндра, называется насосом простого действия. Подача жидкости таким насосом происходит неравномерно.

Насосы двойного действия. В таких насосах системы клапанов рас­положены по обоим концам цилиндра, благодаря чему подача жидкости производится при каждом ходе поршня. Это более мощные и более рав­номерно работающие насосы. Поршни у этих насосов обычно цилинд­рические (плунжерные) — отсюда название «плунжерный насос».

Дифференциальные насосы. Особенностью этого насоса является то, что он всасывает полный объем жидкости за один ход поршня, а вы­брасывает тот же объем жидкости за два хода. У насоса (рис. 16) есть дополнительная камера 1 и перепускная труба 3; плунжер имеет сту­пенчатую форму и проходит через дополнительную камеру. В конце пе­риода всасывания плунжер своим широким уступом находится в допол­нительной камере. При движении влево жидкость подается в нагнета­тельную трубу 2, но часть ее через перепускную трубу стекает в допол­нительную камеру. При следующем ходе вправо жидкость вытесняется. В итоге суммарная подача будет равна додаче насоса простого дейст­вия, но она производится за два хода, т. е. более равномерно.

Известно много конструкций поршневых насосов в зависимости от их целевых назначений. Основной деталью насоса являются клапаны, уст­ройство которых зависит от рода перекачиваемой жидкости (чистые и загрязненные, горячие и холодные, химически инертные и активные и т. д.). Насосы могут быть вертикальные и горизонтальные, паровые и на электроприводе. Поршневые насосы пригодны для накачивания воды, имеющей температуру не выше 70 °С, так как кожаные манжеты у поршней быстро изнашиваются.

Поршневые насосы применяются при невысоких давлениях 50,7-• 10⁴—81,1-Ю⁴ Н/м² (5—8 атм)¹, плунжерные — при более высоких 101,3-10⁴—152,0-10⁴ Н/м² (10—15 атм).

В аптеках, на складах, в цехах фармацевтических предприятий ши­роко применяются ручные насосы для перекачивания небольших коли­честв чистых жидкостей (большей частью спирта).

В отличие от поршневых, центробежные насосы занимают меньшую площадь, они дешевле и проще в эксплуатации и, поскольку не имеют клапанов, менее чувствительны к загрязненной жидкости.

Одним из основных параметров насоса любой конструкции является его производительность, под которой понимается объемное количество жидкости, подаваемое насосом в единицу времени.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ. Центробежные насосы весьма распро­странены, поскольку они создают равномерную струю жидкости. В этих насосах всасывание и нагнетание жидкости происходят за счет центро­бежной силы, возникающей при вращении заключенного в кожух колеса с лопатками. Основной частью центробежного насоса (рис. 17) является укрепленное на валу / рабочее колесо 2, состоящее из ряда изогнутых лопаток 3. Колесо вращается в чугунном корпусе 4, имеющем спирале­видную форму. Жидкость, поступающая через всасывающую трубу 5, захватывается лопатками вращающегося колеса, под действием центро­бежной силы отбрасывается от центра к периферии и выходит в нагне­тательную трубу 6. В освободившееся в корпусе насоса пространство под влиянием атмосферного давления через всасывающую трубу посту­пают новые порции жидкости, вследствие чего устанавливается непре­рывная равномерная струя. Перед пуском в корпус насоса нужно на­лить жидкость, иначе он не может работать.

¹ 1 атм =101 325 Н/м².

■4 Рис. 17. Центробежный насос. Объяснение в тексте.

Т Рис. 18. Поршневой компрессор. Объясне­ние в тексте.

Центробежные насосы могут иметь одно и несколько рабочих колес. В соответствии с этим они называются одноступенчатыми или много­ступенчатыми.

Перемещение газов. При перемещении газов для создания необходи­мого давления прибегают к сжатию или разрежению их. В фармацев­тическом производстве находят применение все виды машин, известные в современной технике перемещения, сжатия и разрежения газов.

КОМПРЕССОРЫ. Компрессором называется машина, предназначен­ная для получения сжатого газа. Компрессоры могут быть поршневыми и ротационными.

Поршневой компрессор. Основными деталями поршневого компрес­сора (рис. 18) являются цилиндр 3, снабженный клапанами — всасы­вающим 2 и нагнетательным 1, поршнем 4, получающим возвратно-по­ступательное движение при помощи кривошипно-шатунного механиз­ма 5 от электродвигателя. При движении поршня 4 слева направо под действием наружного давления открывается всасывающий клапан 2 и в цилиндр 5 засасывается газ. При обратном ходе поршня всасывающий клапан закрывается и находящийся в цилиндре газ сжимается. Как только впереди движущегося поршня давление сжимающего газа до­стигнет должной величины, открывается нагнетательный клапан 1 и сжатый газ поступает в трубопровод и далее в сборник 6 для расхода. Сжатие газа в компрессоре происходит по политропному процессу, т. е. с изменением одновременно всех параметров состояния газа — давле-

 

Рис. 19. Ротационный компрессор. Объяснение в тексте.

ния, объема и температуры. В связи с повышением температуры сжимаемого газа требуется отвод тепла, что достига­ется применением водяной рубашки у цилиндра компрессора, в котором цирку­лирует охлаждающаяся вода.

В фармацевтическом производстве на­иболее распространены одноступенчатые (с одним цилиндром) компрессоры, рас­считанные на давление от 20,3 • 10⁴ до 71-Ю⁴ Н/м² (от 2 до 7 атм); производи­тельность таких компрессоров от 10 до 60 м³ засасываемого газа в минуту.

Рис. 20. Ротационный масляный вакуум-насос. Объяснение в тек­сте.

Ротационные компрессоры. Схема ро­тационного пластинчатого компрессора приведена на рис. 19. В цилиндрическом корпусе /, стенки которого охлаждаются водой, вращается ротор 2, насаженный на вал. В роторе имеется ряд прорезей, в которые вставлены подвижные сталь­ные пластины 3. При вращении ротора пластины выбрасываются центробежной силой из прорезей, прижима­ются к корпусу и гонят перед собой воздух, который засасывается че­рез штуцер 4. Поскольку ротор установлен эксцентрично, то по мере его вращения пространство между пластинами уменьшается. При этом газ сжимается и к моменту подхода его к нагнетательному штуцеру 5 выбрасывается под давлением, преодолевающим сопротивление обрат­ного клапана 6. В фармацевтической промышленности применяются ро­тационные компрессоры производительностью до 100 м³/мин: давление сжатия до 40,5-10⁴ Н/м² (4 атм).

ВАКУУМ-НАСОСЫ. Компрессоры, засасывая газ, сжимают его до более высоких давлений и нагнетают при этих условиях в закрытую ка­меру. Вакуум-насосы, наоборот, засасывают газ из закрытой камеры,

создавая там разрежение, и после сжатия до давления, немногим более атмосферного, выбрасывают газ наружу. В зависимости от типа и кон­струкции вакуум-насосы создают разрежение до 0,51 • 10⁴ Н/м² (0,05 атм) (вакуум 95%), а в некоторых случаях —до 0,004 • 10⁴ Н/м² (0,0004 атм) (99,96%).

Поршневые вакуум-насосы. По своей конструкции они мало отлича­ются от поршневых компрессоров. Различают суховоздушные и мокро-воздушные вакуум-насосы. Первые предназначены для удаления газов без примеси жидкости, вторые рассчитаны на смесь газа и жидкости. Попадание жидкости в цилиндр сухого поршневого вакуум-насоса мо­жет вызвать аварию. Производительность малых моделей от 1,5 до 4 м³/мин, больших — от 12 до 90 м³/мин.

Ротационные вакуум-насосы. Для создания весьма высоких разреже­ний (остаточное давление от 133,322 до 0,133 Н/м²; 1—0,001 мм рт. ст.) применяются масляные вакуум-насосы (рис. 20). Их действие аналогич­но действию пластинчатых ротационных насосов. Газ из эвакуируемого объема через трубу 1 попадает в пространство, заключенное между кор­пусом насоса и эксцентрично установленным ротором; здесь он подхва­тывается пластинами 3, которые гонят его к каналу 4 и выбрасывают в пространство 5 над маслом 6. Слой масла выполняет роль гидравличе­ского затвора, не давая возможности наружному воздуху проникнуть в эвакуируемое пространство. Одновременно масло смазывает все тру­щиеся части. Масляные насосы обычно монтируются на одной оси с мо­тором (число оборотов 250—300 в минуту). Средняя модель масляного вакуум-насоса имеет производительность до 50 м³/ч при остаточном дав­лении 13,33 Н/м² (0,1 мм рт. ст.). Масляный вакуум-насос может быть использован как компрессор высокого давления. В этом случае трубу / соединяют с атмосферой, а труба 7 присоединяется к объему для сжа­того воздуха. Давление выбрасываемого воздуха не более 15,2- 10⁴Н/м² (1,5 атм).

ВЕНТИЛЯТОРЫ. В фармацевтическом производстве часто прихо­дится перемещать большие количества воздуха или газа по каналам, трубопроводам или непосредственно из одного пространства в другое с одинаковым давлением. Аппараты, служащие для этой цели, называ­ются вентиляторами. Давление, развиваемое вентиляторами, обычно незначительно (25—300 мм вод. ст.)¹. Вентиляторы нужны только для создания скоростного напора и преодоления сопротивлений.

Центробежные вентиляторы (рис. 21). Имеют спиралевидный ко­жух /, склепанный из листового железа, и рабочее колесо 2. Это колесо состоит из большого количества коротких загнутых лопаток, прикле­панных с одной стороны к диску, а с другой — к наружному кольцу, которое соединено с диском несколькими тягами, придающими жест­кость конструкции. Воздух или газ засасывается через патрубок 3 и удаляется через нагнетательный патрубок 4. Центробежные вентилято­ры широко применяются в цеховых вентиляционных установках, а так­же в вытяжных шкафах.

Пропеллерные осевые вентиляторы. Имеют заключенное в кожух ра­бочее колесо из нескольких радиально расположенных лопаток или крыльев. Эти вентиляторы насаживаются непосредственно на вал элек­тромотора и в таком виде устанавливаются в отверстии стены или по­толка вентилируемого помещения (без трубопроводов и каналов). На­пор, создаваемый пропеллерными вентиляторами, весьма невелик (не больше 245 Н/м² = 25 мм вод. ст.).

Перемещение твердых материалов. Применяющиеся в фармацевтиче­ском производстве транспортные устройства для перемещения твердых

¹ 1 мм вод. ст. равен 9,80665 Н/м². 60

 

 

 

Рис. 21. Центробежный вентилятор. Объяснение в тексте (а, б).

веществ можно разделить на три группы: 1) механические; 2) пневма­тические; 3) гравитационные транспортеры.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТЕРЫ. Наиболее простым механиче­ским транспортером является ленточный, состоящий из бесконечной ленты, натянутой на два барабана, один из которых приводится во вра­щение. Движущийся вперед конец ленты образует желоба, благодаря чему на ленте помещается большее количество материала. Ленточные транспортеры применяются для перемещения сыпучих тел и штучных предметов в горизонтальном или слегка наклонном направлении (не более 22°). Скорость перемещения ленты 0,8—1 м/с. Ленточные транс­портеры часто являются составной частью аппарата (например, в лен­точных сушилках) или звеном в производственном цикле (например, при фасовочных операциях).

Элеваторы (самотаски, нории) применяются для перемещения сыпучих тел в вертикальном направлении. Элеватор состоит из кожуха, в котором движется бесконечная лента (или цепь) с закрепленными на ней ковшами. Скорость движения элеватора 0,3—0,8 м/с.

Шнеки — приспособления для перемещения в горизонтальном или слегка наклонном направлении (до 20°) мучнистых или кашеобразных масс. Шнек — закрытый желоб с вращающимся в нем бесконечным

а

Рис. 22. Схемы пневматических установок.

а — схема всасывающей пневматической установки: / — приемное соп­ло; 2 — трубопровод; 3 — сборник; 4 — рукавный фильтр; 5 — вакуум-насос; 6 — приемный бункер; б — схема нагнетательной пневматиче­ской установки: 1 — компрессор; 2 — трубопроводы; 3 — питатель; 4 — разгружатель; 5 — фильтр; 6 — приемный бункер; 7 — ресивер.

винтом. Материал, поступивший в шнек, перемещается в нем подобно тому, как гайка передвигается по винту. Форма применяемых в шнеке винтов зависит от свойств перемещаемых материалов. Производитель­ность шнеков зависит от диаметра и числа оборотов винта (45— 100 об/мин).

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТЕРЫ. Применяются для переме­щения в горизонтальном и вертикальном направлениях легких и мучни­стых веществ, суспендированных в потоках воздуха. Различают пневма­тические транспортеры: 1) всасывающие и 2) нагнетательные.

Схема всасывающей установки приведена на рис. 22, а. С по­мощью вакуум-насоса 5 создается умеренное разрежение в установке. Перемещаемый материал движется в токе воздуха по трубопроводу 2 в сборник 3 и далее в бункер 6. Если есть опасность, что сильно пыля­щий материал засорит насос, то между сборником и насосом 5 помеща­ют рукавный фильтр 4. Всасывающие пневматические установки явля­ются собирательными и с успехом применяются для перемещения ма­териала из многих точек в общий центр, например при производстве

вредных веществ отходы пыли отсасываются с рабочих мест в один об­щий сборник.

Схема нагнетательной установки приведена на рис. 22, б. С по­мощью компрессора / сжатый воздух через ресивер 7 подается в трубо­провод 2, в который из бункера 3 поступает перемещаемый материал. Подхватываемый воздушной струей материал направляется в приемни­ки 4, откуда и выгружается по мере надобности. При сильнопылящих материалах также необходим фильтр 5. Нагнетательные пневматиче­ские установки могут быть применены для подачи сырья к отдельным аппаратам (например, измельченного растительного сырья к экстракци­онным аппаратам). Скорость движения воздуха в транспортерах может доходить до 25 м/с; на 1 кг материала требуется примерно 3—6 м³ воз­духа в зависимости от свойств, относительной плотности материала, расстояния и т. д.

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ТРАНСПОРТЕРЫ. Это приспособление, в ко­тором материалы перемещаются под действием силы тяжести. Сюда относятся лотки и самотечные трубы. Благодаря простоте их устройст­ва, отсутствию движущих механизмов и затрат энергии на перемещение материалов эти транспортные приспособления пригодны в ряде случаев для междуэтажных перебросок разных грузов.

ГЛАВА 4