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7.2气体输送设备,气体输送设备的一般特点,动力消耗大,设备体积庞大,特殊性气体的可压缩性,气体输送设备分类,按终压和压缩比分,通风机终压不大于0.015MPa（表压）,鼓风机终压为0.0150.3MPa（表压），压缩比小于4,压缩机终压在0.3MPa（表压）以上，压缩比大于4,真空泵将低于大气压力的气体，从容器或设备内抽至大气中,按结构和工作原理,旋转式,离心式,往复式,流体作用式,一、压缩机,往复式压缩机,液环式压缩机,离心式压缩机,1、离心式压缩机,离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机，又称透平压缩机。特点：离心压缩机的叶轮级数多，转速高，可达500010000r/min，因而结构精密，产生的风压高。由于压缩比比较高，气体体积缩小，温度升高，因而叶轮的直径和宽度逐渐缩小，并将压缩机分为几个工作段，而且每一个工作段又分为若干级，在段与段之间设计安装了冷却器，以免气体温度升得过高以至于损坏压缩机。,离心式压缩机优点：气体流量大，设备体积小、重量轻、运行平稳、维修方便、无润滑油污染等。离心式压缩机缺点：制造精度高，效率一般仍低于往复式压缩机。,2、液环式压缩机,液环式压缩机又称纳式泵。结构：壳体呈椭圆形，叶轮上装有辐射状的叶片，壳体内充有一定体积的液体。工作原理：叶片带动壳内液体随叶轮一起旋转，在离心力作用下被抛向壳体周边而形成椭圆形的液环，并在椭圆长轴形成两个月牙空间每个月牙空间又被叶片分成若干个小室。当叶轮旋转一周时，月牙形空间内的小室逐渐变大和变小各两次气体分别由两个吸入区吸入，从两个排出区排出。液环可将气体与壳体隔开，使气体只与叶轮接触，因此叶轮采用抗腐蚀材料时，可用于腐蚀气体的输送。也可作为真空泵使用。,壳体,叶轮,吸入,排出,3、往复式压缩机,往复式压缩机,往复压缩机的基本结构、工作原理与往复泵比较相似，它依靠活塞的往复运动将气体吸入和压出。其主要部件有气缸、活塞、吸气阀和排气阀。,一、离心泵的结构和工作原理,往复式压缩机的工作过程：由膨胀、吸入、压缩、压出四个阶段构成。当活塞从气缸口的死点往上运行时，气体被压缩，体积缩小，压力增大，吸入阀关闭；当运行到一定位置时，气缸内压力等于或大于排气管路压力，排气阀打开，开始排气；当活塞运行到顶端死点时，排气结束；活塞由顶端往下运行时，气缸内压力降低。,余隙里的气体体积膨胀，排出阀关闭；当活塞运行到一定位置时，缸内形成一定程度的真空，吸气阀打开，开始吸气；当活塞运行到底部死点时吸气结束，完成了一个循环周期。,由于往复式压缩机的气缸壁与活塞是用油润滑，送出的气体中含有润滑油成分，同时，往复式压缩机的噪声大，所以一般不能用作洁净车间空调系统的送风设备。,往复式压缩机的类型与选用,单动往复式压缩机,单级压缩机,按气体受压的级数,按排气方式,按压缩机所产生的终压,中压压缩机,双动往复式压缩机,双级压缩机,多级压缩机,低压压缩机,高压压缩机,按压缩机的排气量,中型压缩机,小型压缩机,大型压缩机,按气体种类,氨压缩机,空气压缩机,氢压缩机,分类,根据输送气体的性质确定压缩机种类,选用,根据生产任务及厂房的具体条件，选定压缩机的结构形式,根据生产所需的排气量和工作压强，选择合适的型号,二、鼓风机在制药生产中，应用较广的是罗茨鼓风机。,罗茨鼓风机,工作原理与齿轮泵相似，它主要由一个椭圆型机壳和一对转向相反的8字形转子所组成。工作时两个转子的旋转方向相反，气体从机壳的一侧吸入，从另一侧排出。若改变转子的旋转方向，则吸入口与排出口互换。,优点：罗茨鼓风机结构简单，转子齿合间隙较大，工作腔无油润滑，强制性输气风量风压比较稳定，对输送带液气体和含尘气体不敏感，排气量大。缺点：转速低噪声大，热效率低。通常罗茨鼓风机作输送气体和抽真空使用。,三、通风机轴流式、离心式、斜流式、惯流式等，常用来输送新鲜空气、排除毒气和降低温度等。,1.轴流式通风机工作原理：在机壳内装有迅速转动的叶轮，叶轮上固定叶片，当叶轮转动时，叶片推击空气，使之作与轴平行方向的流动，叶片将能量传给空气，使气体排出压力略有增加。轴流式通风机的排气量大，但风压很小。,2.离心式通风机离心通风机是由蜗形机壳和多叶片的叶轮组成。,结构特点:,叶轮直径较大,叶片数较多,叶片有平直、前弯、后弯,不求高效率时前弯,机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为为矩形,高效率时后弯,离心通风机工作原理与离心泵相同。都是在叶轮中心区产生低压而吸入气体，气体质点在叶片上获得动能并转化成静压能而被排出。,离心通风机：,低压离心通风机,中压离心通风机,高压离心通风机,四、真空泵从设备或系统中抽出气体，使其中的绝对压强低于大气压强，所用的抽气设备称为真空泵。真空泵本质上是气体压送机，只是它的进口压强低、出口为常压。,真空泵分类:,干式,湿式,抽除式,机械式,按真空泵的结构,按实现真空的工作原理,按真空泵在工作系统中的职能,预抽气泵,捕集式,喷射式,吸着式,主抽气泵,前级泵,维持泵,1.喷射泵喷射泵是由吸入口、喷嘴、喉管、扩散管组成。,工作过程：工作蒸汽以很高的速度从喷嘴喷出，在喷射过程中，蒸汽的静压能转变为动能，产生低压，而将气体吸入。吸入的气体与蒸汽在喉管混合后进入扩散管，使部分动能转变为静压能，而后从压出口排出。,喷射泵的特点：构造简单、紧凑、没有活动部件，可以用各种耐腐蚀材料制作。但效率低，只有1025，并且用于工作流体与输送流体可以混合的场合。用蒸汽作为工作流体时，蒸汽消耗量大，启动缓慢，因此一般不用于输送气体。,2.水循环真空泵,水环真空泵工作过程：水环真空泵的外壳内偏心地装有叶轮，叶轮上有辐射状叶片，泵壳内约充有一半容积的水，当叶轮旋转时，形成环形水幕。水幕具有密封作用，使叶片间的空隙形成大小不同的密封小室。当小室增大时，气体从吸入口吸入；当小室变小时，气体由压出口排出。,水环真空泵,优点：结构简单紧凑、没有阀门、很少堵塞、排气量大而均匀、无需润滑、易损件少，易于制造和维修，使用寿命长、操作可靠。它适用于抽吸含有液体的气体，尤其是输送有腐蚀性或有爆炸性的气体。缺点：效率低，所产生的真空度受泵内水温高低的控制。此外，在运转过程中需要不断补充水以维持泵内的水环液封，并起到冷却的作用。,3、往复式真空泵往复式真空泵是一种干式真空泵，其构造和工作原理与往复式压缩机基本相同，但吸气阀和排气阀更加轻巧灵敏。往复式真空泵的压缩比大于空气压缩机，极限压力是12.6，抽速范围是50600。主要用于大型抽真空系统，如真空干燥、真空过滤、真空浓缩、真空蒸馏等。由于固体颗粒和腐蚀性气体易损坏往复真空泵的气缸壁和活塞，故不能将往复式真空泵用于抽排含尘或腐蚀性气体，除非经过特殊处理。由于一般泵体气缸都有油润滑，所以可能污染系统设备。,7.3固体输送设备,基本要求了解固体输送设备类型、应用范围。,连续式输送机,间歇式,固体输送设备,运输设备,起重设备,气力输送机,链式输送机,带式输送机,螺旋式输送机,固体输送设备分类：,一、带式输送机,药品生产中应用最广泛的一种连续式输送设备。,工作原理：驱动滚筒通过摩擦传动带动输送带，使输送带连续运行并将带上的物料输送至所需要的位置。输送带既是承放物料的承载件，又是传递牵引力的牵引件，它是带式输送机中成本最高，也是最易磨损的部件。常用的输送带有橡胶带、纤维带、塑料带、钢带和网带。滚筒分为驱动、改向和张紧滚筒等。,带式输送机,适用对象：带式输送机适用于各种块状和颗粒状物料的输送，也可输送成件物品，还可作为清洗、选择、处理、检查物料的操作台，用在原料预处理、选择装填和成品包装工段。,优点：结构简单，工作可靠，使用维修方便；输送过程平稳，噪音小，且不损伤物料，并可长距离连续输送，输送能力强，输送效率高。缺点：输送不密封，易使轻质粉状物料飞扬，设备成本高，且输送带易磨损，易泡偏。此外，采用带网纹带，也不适用于倾角过大的场合。,二、链式输送机在制药生产中广泛用于各种流水作业的生产线。主要特点：以链条作为牵引构件，把承载物件安装于链条上，链条本身不起承载作用，只用于牵引输送物品的作用。,1、链板式输送机链板式输送机承载件是链板，它们联接在一根或两根封闭的牵引链条上。牵引链条环绕驱动链轮和张紧链轮，驱动链轮轴与驱动装置相连。特点：输送能力大运行平稳、适用范围广。除黏度特别大的物料外，绝大多数固态物料以及成品都可以输送，此外，在输送过程中还可进行分类、干燥、冷却或包装等各种工艺操作。,1-驱动链轮；2-张紧链轮；3-牵引链轮,利用装在环形牵引构件（带或链条）上的料斗来直接或倾斜地连续提升物料的输送机械。,优点：结构简单，工作可靠，可以垂直或接近垂直方向向上提升，提升高度大。此外，斗式提升机占地面积小，并有良好的密封，可减少灰尘污染。缺点：不能水平输送，必须均匀供料，过载能力较差。,2、斗式提升机：,斗式提升机工作过程包括装料、提升和卸料三个过程。,挖取法,撒入法,适用于中小块度或磨损小的粒状物料。,适用于大块度或磨损大的物料。,装料方式,卸料方式,离心式,混合式,重力式,适用于输送干燥且流动性好的粒度小和磨损性小的粒料，但不适合易破碎及易飞扬的粉状物料。,适用于提升大块、比重大、磨损性大和易碎的物料。,适用于流动性不良的散状、纤维状物料以及潮湿物料。,三、螺旋式输送机,优点：结构简单、横截面尺寸小、制造成本低、便于在若干位置上进行中间加料和卸料、操作安全方便、密封性好。缺点：在运输物料时，物料与料槽和螺旋间都存在摩擦力，因而动力消耗较大；物料会因螺旋片的作用产生严重破碎及损伤，同时螺旋叶片及料槽也有较严重的磨损，且运输距离不宜太长，一般在30米以下。,螺旋式输送机是利用螺旋叶片的旋转来输送物料。,适用范围：需要密封运输的物料，如粉状、颗粒状及小块物料的输送，也用于易变质、黏性大及易结块物料的输送,四、气力输送机,气力输送机是一种借助于具有一定能量的气流，将粉粒状物料从一处输送到另一处的连续输送设备。,气力输送机特点：（1）可以进行长距离的连续集中输送和分散输送，输送布置灵活，劳动生产率较高。（2）输送物料的范围较广，从粉状到颗粒状甚至块状、片状物料均可。（3）输送过程可与混合、粉碎、分级、干燥、加热、冷却、除尘等生产工艺相结合。（4）输送过程可避免物料受潮、污染或混入杂质，且没有粉尘飞扬，生产环境较好。（5）结构简单，管理方便，易于实现自动化。（6）动力消耗大（不仅输送物料还要输送大量的空气）（7）管道及与物料接触的构件易于磨损。（8）不适用于潮湿易结块、黏结性及易碎物料的输送。,气力输送机按工作原理分为吸送式、压送式和混合式。,气力输送原理：在垂直管内，气流自行而上，当颗粒的浮力等于自身的重力时，此时的气流的速度称为悬浮气速。当气流速度大于悬浮的气速时，颗粒即被气流所输送，且颗粒在气流中分布较均匀。在水平管内，颗粒受力较复杂，但总的趋势是气流速度越大，颗粒在气流中的分布就越均匀。,吸送式气力输送机,吸送式气力输送系统设备结构比较简单，工作时系统内始终保持一定的负压，因而不致灰尘飞扬，工作环境较好，风机处于系统末端，因而油、水不易混入物料这对药品输送及为有利。但该系统动力消耗较大，不宜大容量和长距离输送。特别适合于粉状药粉的输送。,压送式气力输送机,压送式气力输送系统采用正压输送，工作压力较大，因而适用于大容量和长距离输送，适用范围较大。缺点是供料设备的结构比较复杂，必须有完善的密封措施。,混合式气力输送机,混合式气力输送系统特别适合于从几点吸料而同时又分散输送至不同地点的场合，但系统组成复杂，风机易受摩损，工作条件差，因而除特殊情况外，生产上较少采用。,7.4换热器,基本要求掌握管壳式换热器的主要构件、优点、类型。掌握固定管板式换热器结构、浮头式、填料函式、U形管式换热器的结构，工作原理和适用范围。掌握板式换热器的类型；掌握螺旋板式换热器的结构特点，工作原理及优缺点；了解夹套式、板式、板翅式换热器的结构、工作原理及优缺点。,加热器,冷却器,按传热方法,蓄热式换热器,根据换热目的,冷凝器,再沸器,直接接触式传热器,间壁式传热,管式换热器,板式换热器,一、管壳式换热器又称列管式换热器,管壳式换热器,浮头式,填料函式,固定管板式,U形管式,管壳式换热器主要构件：壳体、管束、管板、封头,它是一种最典型、使用也最广泛的间壁式换热器。具有结构紧凑，单位体积传热面积大，传热效果好等优点，主要用在高温高压和大规模换热工程中。,1、固定管板式,单管程：流体在管程内通过一次的成为单管程。单壳程：流体在壳程内通过一次的称为单壳程。固定管板式换热器两端的管板与壳体连接成一体。壳程不易清洗，该设备适用于壳程流体较为清洁且不易结垢的或腐蚀性小的流体换热。本设备结构简单、造价低廉、应用较广，但清洗和维修较困难。此外，这种换热器常用于管束及壳体的温差小于50的场合。,2、浮头式换热器,结构特点是，一端管板不与壳体连接，该端称为浮头。在管子受热时，浮头可以沿轴向自由移动，从而消除了热胀冷缩产生的应力。由于固定端是通过法兰与壳体连接，所以，整个管束可以从壳体中抽出，拆卸方便，有利于清洗和维修。管束的膨胀不受壳体的约束，不会产生温差应力，因而两种介质温差大些也适用。,浮头式换热器可适用于较高的温度、压力范围。浮头式换热器相对于固定管板式换热器，结构复杂，造价高。,3、填料函式换热器,结构特点：浮头与壳体间被填料函密封的同时，允许管束自由伸长。该结构特别适用于介质腐蚀性较严重、温差较大且经常更换管束的冷却器。它既有浮头式的优点，又克服了固定管板式的不足，与浮头式相比，结构简单、制作方便、清洗检修容易，泄漏时能及时发现。缺点：主要是填料函密封性能相对较差，故在操作压力及温度较高的工况及大直径壳体下很少使用。,4、U形管式换热器,U型管换热器的换热管子被弯曲成U字形状，进口和出口在同一方向被固定在同一块管板上，在受热或冷却时，管子可自由伸缩。,优点：金属消耗量比浮头式换热器少，能承受较高温度和压力，管束可以抽出，管外壁清洗方便。缺点：壳程内要装折流板，制造困难；管板上管子排列少，结构不紧凑，管内清洗困难。一般管程介质是干净的或不需要机械清洗的。适用于高温高压、洁净流体的换热。,二、板式换热器,板式换热器有夹套式、板式、螺旋板式、板翅式等几种类型。,夹套式换热器由容器和夹套组成。夹套安装在容器的外部，与容器器壁之间形成密闭的空间，为加热介质或冷却介质的通道。如用蒸汽加热，蒸汽从顶部通入夹套，冷凝水由下部排出。冷却时，冷却水由夹套下部管道通入，由上部管道排出。夹套换热器传热面积固定，夹套密闭不易清洗，要求加热介质是不易结垢的气体或液体。为提高传热速率，可在容器内安装搅拌器。夹套换热器广泛用于反应釜、提取罐、小型发酵罐等设备中。,1、夹套式换热器,