食品机械与设备：第二章 物料输送机械与设备

1、第二章 物料输送机械与设备 第一节液体物料输送设备 输送流体物料的机械与设备：各种类型的泵（如 离心泵、螺杆泵、齿轮泵等）、真空吸料装置等输送机械与设备； 第二节 固体物料输送设备,物料形态,输送固体物料的机械与设备：带式输送机、斗式提升机、 螺旋输送机或气力输送装置等输送机械与设备,第一节 液态物料输送设备,离心泵（输送低粘度的流体 ） 螺杆泵 （输送高粘度的流体 ） 齿轮泵 （输送高粘度的流体,泵,真空吸料装置,一)结构组成 主要由叶轮、泵壳、轴封装置、电动机等组成,离心泵,二) 离心泵工作原理,工作原理： 液体充满泵壳，启动电动机，泵轴带动叶轮旋转，叶片流道间的液体跟随叶片旋转产生离心力

2、，从叶轮中心甩向外缘，以较高的流速流入蜗壳形泵腔内。由于截面逐渐扩大，大部分动能转化为静压能，于是液体以较高的压力，流向排出口而输出。 同时，泵形成一定真空度，液体不断从吸入口进入泵中，从而连续地将液体输送到各个设备或容器中,轴向进料 （负压吸料） 径向出料（动能静压能,依靠离心力产生负压吸入物料，物料的动能转化为静压能实现输送,1、叶轮 叶轮是将电动机的机械能传送给液体的部件，提高液体的静压能和动能,开启式- 叶轮两侧没有盖板，易清洗。但部分 液体有倒流，效率低；适用于低流量， 含杂质的悬浮液的输送。 封闭式- 叶轮两侧都有盖板，效率、流量均较高 ；适用于清液的输送。 半封闭式- 叶轮吸入口

3、一侧没有盖板，效率、流量 界于上述二者之间，适用于悬浮液的输 送,三) 离心泵工作部件,2、泵壳,外形为蜗壳形，其内有一个 截面逐渐扩大的蜗形通道,导轮3具有很多逐渐转向的孔道，使高速液体流过时能均匀而缓慢地将能 转化为静压能，使能量损失降到最低程度,3、轴（密）封装置,安装位置：安装在转轴与泵体间。 作用：可防止液体的泄漏和空气的渗入，同时对转轴有适当的润滑性和提高其耐磨性。 类型：填料（不透性石墨和陶瓷）密封与机械密封装置,填料密封,为内啮合回转容积式泵，利用一根或数根螺杆的相互啮合空间容积变化来输送液体的。 用来输送高黏度液体及带有固体的料液。例如果酱、乳制品、蜂蜜、奶油、牛奶、肉浆等半

4、流体浆状物料，或包含颗粒固体物的悬浮液体 。 连续均匀地输送物料，无脉冲，排出能力强，自吸性能好，结构简单。 分类 按螺杆的数目可分为：单螺杆泵、双螺杆泵和多螺杆泵 按螺杆的轴向安装位置可分为：立式和卧式,螺杆泵,转子(螺杆)-呈圆形断面的螺杆，偏心单头螺旋； 定子（螺腔）-壳体内部一个无毒耐磨的带有内螺纹橡胶衬套，具有双头螺旋,单螺杆卧式泵,一)结构,主要部件：螺杆4（转子），为圆型断面，轴线为偏心单头螺旋线，为不锈钢材料 螺腔3（定子），由耐热、耐磨的橡胶（弹性材料）制成的带有内螺纹 的套（为 双头螺旋，螺距为螺杆螺距的二倍） 其他部件：进料口6、出料口1、电动机12、联轴器13、连节轴7

5、、底座17等组成。 螺杆在橡胶套内作行星运动，螺杆通过联轴器13与电动机12连接来传动,进料,出料,二) 螺杆泵工作原理,螺杆与橡皮套相配合形成一个个互不相通的密封腔。当螺杆转动，密封 腔沿轴向由吸入端向排出端方向运动，密封腔在排出端消失，同时在吸 入端形成新的密封腔。当螺杆不断作行星运动时，在排出端就不断的有 密封腔消失，在吸入端就不断的有密封腔形成，从而达到抽吸料液的作 用,螺杆泵工作视频： http:/,偏心单头螺旋的转子（螺杆）在双头螺纹 的定子孔（螺腔）内绕定子轴线作行星回转 时，转子-定子间形成密闭腔就连续、匀速、 容积不变地将料液从吸入端输送到压出端,工作原理,密封腔,齿轮泵,主

6、要用于输送粘稠、具有润滑性的液体（糖浆、油类）。 为回转容积式泵。 按啮合方式分为：外啮合泵，内啮合泵， 按齿轮形状分为：正齿轮泵，斜齿轮泵，人字形齿轮泵。 齿轮泵采用耐腐蚀材料如尼龙、不锈钢等制成，其结构简单、重量轻、能自吸、工作可靠，应用范围较广。但流量及压力有脉动，且噪声大，所输送的液体必须具有润滑性，以免齿轮磨损,主要特点,外,内,正,斜,人字形,外啮合齿轮泵,一）结构 主要由主动轮、从动轮、泵体、泵盖等组成,在泵体中装有一对回转齿轮，一个主动，一个被动，依靠两齿轮的相互啮合，把 泵内的整个工作腔分两个独立的部分：吸入腔与排出腔。 泵运转时主动齿轮带动被动齿旋转，当齿轮从啮合到脱开时由

7、于密封容积不断增大而在 吸入侧形成局部真空，液体在外界大气压作用下被吸入。 被吸入的液体充满齿轮的各个齿间，随着齿轮旋转而带到排出侧，齿轮进入啮合时液体 （不可压缩性）被挤出，并经泵的排出口排出泵外,二）工作原理,靠改变啮合齿轮与 壳体围成的位置和 容积来吸排料,齿轮泵视频： http:/,真空吸料装置,是一种简易的液体输送方法，可以在真空系统中将液体短距离输送及一定高度的提升。 可输送带固体块粒或粘度较大或一定腐蚀性的料液,一）结构,真空吸料装置,真空泵5将密闭的输入罐3中的空气抽去，造成一定的真空度。这时由于罐3与相连的输出槽1之间产生了一定的压力差，物料由槽1经管道2送到罐3里。 连续排

8、料阀门6是一个旋转叶片式阀门，要求旋转阀门出料能力与管道2吸进罐3中的流量相同。罐3上有一阀门7，用来调节罐3中的真空度及罐内的液位高度。 真空泵5与分离器8相连，分离器8再与罐3相连。因从罐3抽出的空气有时还带有液体，先在分离器中分离后再进入真空泵中抽走。如果液体是水，不一定采有分离器，一般采用水环式真空泵，其最高真空度可达85%以上,二）工作原理,三）真空吸料装置操作及优缺点,操作要点： 1.开始抽真空前，应在贮料槽中先注入适量的水，使淹没贮 料槽的进口管或先放满料液，起水封作用，不然贮料槽与 大气相通而抽不了真空。 2.运转时要控制恒定的真空度，以保证贮罐内液位稳定。 3.停机时应排出掉

9、分离器内的积液。 4.对贮罐、管道等要经常进行清洗,主要优缺点： 由于物料处于贮罐内抽真空，比较卫生，同时把物料组织内的部分空气排除，减少成品的含气量，防止氧化变质。 但是由于管路密闭，清洗困难，功率消耗较大,第二节 固体物料输送设备,带式输送机 斗式提升机 螺旋输送机 气力输送装置,带式输送机,通过摩擦驱动，利用饶性牵引构件输送带的往复运动以连续方式输送物料机械。 用途： 可输送块状物料、颗粒状物料、成件物料; 可作为生产中物料选择、检查、包装、清洗和预处理操作台等。 输送方式：可水平方向输送也可倾斜输送（倾角小于物料在输送带上的静止角）。 优点：输送距离长、生产能力大且效率高、结构简单、操

10、作连续、动力消耗低、噪音小、可在机身的任何位置装卸料、维护检修方便等。 缺点：输送轻质粉料时易飞扬；输送的倾斜角度不能太大,一、特点,二、带式输送机的结构,主要组成构件： 输送带（6）：橡胶带、钢丝带、塑料带、链板式传送带 支撑装置（机架、托辊） 驱动装置（8、9） （驱动滚筒、电动机、制动装置（减速器、联轴器）等）、 张紧装置（1、2）、 装卸料装置（3、7,带式输送机主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成,滚筒：张紧（防止打滑）、改向（改变输送方向）、驱动（带动输送带转动,输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送到卸料端

11、卸出,三、工作原理,四、带式输送机的主要构件,作用：是通过传送带的往复运动，而使其上的物料达到向前输送目的的工作面。（牵引构件与承载构件） 对输送带材料的要求： 强度高、挠性好、重量小、延伸率小、吸水性小、耐磨性好等。 材质分类: 橡胶带、钢带、网状钢丝带、塑料带、帆布带、链板式传送带等,输送带（它是绕过主动鼓轮和从动鼓轮的封闭的环形带,几种输送带的特点,橡胶带 它是最为常用的输送带，是由2-10层棉麻织品或人造纤维的衬布，用橡胶胶合而成的。其表面有橡胶保护层（即覆盖层），以增强皮带耐磨、防潮和耐腐蚀的性能。 按用途分类：强力型（物料承载力大） 耐热型（适合略高于室温的温度环境） 普通型 可输

12、送常温、中性、无腐蚀的固体物料,钢带 材质：冷轧低碳钢 适用： 通常在粘性大且灼热的物料不宜用橡胶带时，方采用钢带； （烘烤设备） 优点： 具有机械强度大、不易伸长、耐高温、不易损伤等优点。 缺点： 因其强度大、挠性差，故应用时需采用直径较大的滚筒； 对冲击力敏感，易被刺破和划破。 要求所有的支承及导向装置安装较准确。 耐腐蚀性差、造价高,网状钢丝带 通常采用不锈钢材料制成。 特点：强度高，耐高温，可进行固液分离。 适用： 果蔬洗涤，油炸，烘烤炉中的输送 常用在在输送过程中需用水冲洗的物料,塑料带 特点：具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀，成本低等优点 但挠性差。 适用：饮料等食品生产中的输送,5

13、）帆布带,特点： 抗拉强度大，柔性好。 适用： 主要用于饼干成型前的 面片和饼胚的输送,6）链板式传送带,它与带式传动装置不同之处是：其牵引件是板式关节链，支撑被送物的构件则为托板下的固定导板；而带式传送带既是牵引件，又是承载件。 特点： 结构紧凑，承载能力大，速度稳定；但成本高，安装精度高，链板的铰链关节需保养和及时调整润滑。 适用： 饮料生产中容器（玻璃瓶、金属罐）的输送等,作用:支撑输送带及其上方物料，保证带子平稳运行。 支撑装置的组成：由机架和托辊组成,2.支撑装置,极架：固定与移动（加滚轮,分类:上托辊（载运托辊）、下托辊（空载托辊） 上托辊：槽形、V型或平型（图2-11，P15）

14、下托辊: 均为平型,槽型托架,平型托架,托辊,托辊的材料：其材料多为铸铁或无缝钢管， 托辊的轴承多采用滚动轴承和含油轴承 托辊的结构：托辊端部有密封和添加润滑油的沟槽,TD90-1型托辊内部结构,轴承,端部,TD75型托辊,调节托辊 ：在横向能摆动，两边有挡板， 防止输送带脱出。 （图2-12，P15）(间隔6-10组托辊安装,3.驱动装置 构成:电动机，传动装置（减速器和联轴器），驱动滚筒等 工作原理：依靠带与滚筒表面的摩擦力传递运动或动力，使输送带能运动起来。 驱动滚筒的技术要求： 驱动滚筒一般是用钢板焊接而成。 为增加滚筒和输送带间的摩擦力，常在滚筒外表面包有木材、皮革或橡胶带。 滚筒的

15、宽度一般比输送带宽100-200mm。 驱动滚筒常做成鼓形（即滚筒的中间直径比两侧的直径稍大），这样滚筒可实现自动纠正胶带跑偏,作用： 防止输送带打滑 种类： 螺杆式（拉力螺杆与压力螺杆） 优点：外形尺寸小，较紧凑 缺点：必须经常调整，以使两边张 力相等 重锤式（自由悬重的重物） 优点：能保证张力恒定 缺点：外形尺寸大 压力弹簧式（弹簧与调节螺钉） 优点：外形尺寸小，有缓冲作用 缺点：结构复杂,4.拉紧装置,拉力螺杆,压力螺杆,重锤式,压力弹簧式,连续式油炸机,带式输送机在食品加工中的应用设备,http:/,冰淇淋罐装机,QW-6HM3 新式多管微波干燥杀菌机,斗式提升机,用途：将松散的粉粒状

16、物料沿垂直方向或接近于垂直方向进行输送 （由低处向高处倾斜或垂直提升物料） 倾斜式优点：可把物料输送到较高的位置，占地面积小 缺点：对过载较敏感，必须均匀供料,一、特点,分类 按输送方向分： 倾斜式和垂直式 按牵引机构分： 带式和链式 按输送速度分： 高速和低速 按卸料方式分： 离心式和重力式,1、2支架；3张紧装置； 4驱动装置；5装料口,二、斗式提升机的结构与工作原理,构造组成： 料斗、 输送带或链、 驱动装置、 张紧装置、 加卸料口、 机壳,倾斜式,垂直式,物料输送过程： 物料从提升机底部供入，通过一定间隔安装在输送带上的料斗经过下端时，舀取物料并向上输送到提升机头部，绕过头部时由于物料

17、具有一定速度，依靠离心力卸料。 特点： 利用附在输送带或链条等挠性物上的料斗在垂直或倾斜的方向上作往复运动来将低处的物料输送到高处,工作原理,料斗 作用：料斗是提升机的盛料构件。 分类： 根据被运送的物料性质和升送机的构造特点，料斗有三种不同的形式， （1）圆柱形底的深斗：斗口呈65 的倾斜，深度较大。 适用于干燥的、流动性好、能很好撒落的粒状物料的输送。 （2）浅圆形底的浅斗：斗口呈45 的倾斜，深度较浅。 适用于潮湿的和流动性较差的颗粒物料。 （3）尖角形料斗：斗的侧壁延伸到底板外，使之成为挡边。 卸料时，物料可沿着前一个斗的挡边和底板所形成的槽定向 自流式卸料。 适用于粘稠性大和沉重的块

18、状物料输送,三、斗式提升机的主要构件,料斗的形状图 (1) 深斗； (2) 浅斗； (3) 尖角形斗,牵引构件 有橡胶带和链条（套筒滚子链）两种。 牵引构件的选择，取决于升送机的生产率、升送高度和物料的特性（形状、密度、粒度等）。 一般胶带主要用于中小生产能力的工厂以及中等提升高度，适合于体积和密度小的粉状或小颗粒等物料的运输。 而链条则适用于生产能力大、升送高度较高或较重的物料的运输,装料 按装料方法可分为吸取装入（挖取法）和直接装入（撒入法）两种方式。 （1）吸取式装料（a）： 将物料加入升送机底部，由运动着的料斗挖取提升。 适于散粒状或粉末状或磨损性小的物料,一般料斗采用间隔布置，输送速

19、度较高（可达2.0m/s）。 （2）撒入式装料（b）： 则是将物料直接撒入运动着的料斗而被提升。 适于大块或磨损性大的物料，一般料斗采用紧密布置，输送速度较低（一般不超过1.0m/s,四、斗式提升机的装、卸料,斗式提升机装料方式 (a) 挖取式； (b) 撒入式,卸料,卸料方式： （1）离心式：利用离心力将物料抛出。 适用于提升速度较快的场合（速度12m/s），料斗松散排列，适用于粒状较小而且磨损性小的物料。 （2）重力式：（定向自流式），物料靠重力落下 适用于提升速度较低的场合（速度0.50.8m/s），料斗紧密排列，适用于块状、密度大、磨损性大和易碎的物料。 （3）混合式： （无定向自流式

20、），利用离心力和重力卸料 适用于低速（速度0.60.8m/s）运送场合，适用于流动性不良的散状，纤维状和潮湿物料,a)离心式； (b)无定向自流式； (c)定向自流式,http:/,斗式提升机视频,2、气力输送原理,物料颗粒在管道中在气流的作用下，形成悬浮状态而被输送,当G（重力）=F（浮力）+f（空气阻力）颗粒为自由沉降（匀速运动），颗粒速度为沉降速度 自下而上的空气速度等于颗粒的沉降速度时颗粒悬浮,而气流速度大于颗粒悬浮速度，产生气流输送,在垂直管道中： 当气流速度达到粒子的沉降速度（气流上升速度等于粒子的沉降速度）时，颗粒在气流中呈悬浮状态，自由悬浮在气体中； 当气流速度大于粒子的沉降速

21、度时，则物料被气流向上推动，而达到输送的目的,气力输送装置,1、气力输送概念: 运用风机（或其他气源）使管道内形成一定速度的气流， 达到将散粒物料沿一定的管道从一处输送到另一处,4、气力输送的类型 根据物料流动状态，气力输送可分为悬浮输送和（压力）推动输送两大类。 目前采用较多的是使散粒物料呈悬浮状态的输送形式。 悬浮输送又可分为三种： 吸送式 压送式 吸、压送相组合的混合式,1）吸送式气力输送,工作原理（真空输送）： 当风机（真空泵）5开动后，整个系统内便被 抽至一定的真空度（压力低于0.1MPa）。在压 力差的影响下，大气中的空气流从物料堆间隙 透过，并把物料携带入吸嘴1，进而沿输送管2

22、移动至物料分离器3中，空气与物料即被分离 。物料由分离器3的底部卸出，而含尘空气流 继续送到除尘器4中，灰尘由底部卸出。最后 经过除尘的空气流通过风机5和消声器6被排入 大气中,吸送式气力输送装置 1.吸嘴； 2.输料管； 3.分离器；4.除尘器； 5.风机；6.消声器,优点：供料简单方便 缺点：输送物料的距离和生产率是受到限制；装置对密封性要求高； 进入风机的空气必须预先除尘,利用真空泵，使系统造成一定真空，将物料吸入输送管中，经分离器，使空气与物料分开，物料被排到指定的地点,压送式气力输送装置 1.鼓风机；2.供料器；3.输送管； 4.分离器；5.除尘器,2）压送式气力输送,工作原理： 它

23、是在高于0.1MPa的条件下进行工作的。 鼓风机1把具有一定表压力的空气压入导管，被输送物料由供料器2供入输料管3中。空气和物料混合物沿着输料管运动，物料通过分离器4卸出，空气则经除尘器5净化后排入大气,优点：可同时把物料输送至几处，且输送距离较长，生产率较高。另外是容易发现漏气位置，且对空气的除尘要求不高。 缺点：是由于必须从低压往高压 输料管中供料，故供料装置较复 杂，并且不能或难于由几处同时 吸取物料,3）混合式气力输送装置,混合式气力输送装置 1.吸嘴；2.输料管；3.分离器； 4.除尘器；5.鼓风机；6.输料管； 7.分离器,工作原理： 它由吸送式部分和压送式部分组成。 首先通过吸嘴

24、1将物料由料堆 吸入输料管2，然后送到分离器3中，而分离出来的物料又被送入压送系统的输料管6中继续进行输送,综合了吸送式和压送式的优点：既可以从几处吸取物料，又可以把物料同时输送到几处，且输送的距离可较长。 缺点：含尘的空气要通过鼓风机，使它的工作条件变差，同时整个装置的结构也较复杂,5、气力输送装置的主要部件,供料器 吸嘴（吸送式）；旋转式供料器（压送式） 输送管 直管、弯管、软管、伸缩管 分离器 离心式分离器；容积式分离器 除尘器 离心式除尘器；袋式过滤器 卸料器 风机,吸嘴吸送式气力输送供料器 作用：把物料供入输料管中，并形成合适的物料与空气的混合比。 原理：利用管内的真空度，将物料连同

25、空气一起吸进物料管。 单筒吸嘴 直口吸嘴 此种结构简单，压强损失较大，补充空气无保证， 当插入料堆后，补充空气口易被堵塞。 喇叭口吸嘴 其阻力损失较直口的小，可用转动的调节环， 调节二次空气入口。 斜口吸嘴 对吸引颗粒物料性能好，适用于吸取残留在 角落的物料。 扁口吸嘴 适于吸取粉状物料，吸嘴口角上的四个支点使 吸嘴与物料间保持一定的距离，以便补充空气进入,1）供料器,主要由圆柱形的壳体及壳 体内的叶轮组成。壳体两 端盖密封。壳体的上部与 加料斗相连，下部与输料 管相通。 壳体5装有带叶片的转子， 当叶轮4由电动机和减速器 带动旋转时，物料由上部料斗 送入旋转的叶轮的空腔3内， 随后转至下部流

26、进输料管 而被压送。 为了提高格腔内装满程度 ，壳体上装有均压管1， 在格腔将转至料斗之前把格 腔内的高压空气从均压管引出， 降低压力，便于填料,旋转式供料器-压送式气力输送供料器,作用：为把物料颗粒从空气流中分离出来。 分离的方法：是通过适当地降低气流速度、改变气流运动方向或 靠离心分离的作用，将物料颗粒分离出来。 分类：常用的分离器有容积式和离心式两种,2）分离器,容积式分离器工作原理： 是利用容器的有效截面积突然扩大使空气流速大幅度降低，物料因重力作用从气流中沉降而分离，并从下部的卸料器排出,离心式分离器工作原理： 是当双相流（悬浮粒子与空气）从切向导管进入分离器筒体上部后，将沿分离器的

27、内壁作螺旋形旋转运动和下降，此时它们将受离心力、重力和摩擦力的共同作用； 到达圆锥体部分后，因固体物料受摩擦力大，故其旋转的速度逐渐变小，而贴分离器的内壁下沉到底部被排出； 而此时气流（含较小的颗粒或粉末）所受摩擦力小，速度降低的少，在旋转下落时又受到锥体的折射作用而反折向上，作回旋上升运动，形成内层的上旋气流，最后由顶部排气管排出，即完成气物分离,由切线导管、圆筒体、下部开有卸料 口的圆锥体和排气管及所组成的,4）空气除尘器,离心式除尘器（旋风除尘器） 结构和工作原理与离心式分离器相同。所不同的是 离心式除尘器的筒径较小，圆锥部分较长。这样，一方面使得与分离器同样的气流速度下，颗粒所受到离心力增大；另外延长了气流在除尘器内停留的时间，有利 于分离效率的提高,原理：含尘空气沿进气管进入下部锥形体，颗粒较大的灰尘被沉降分离，而细小的灰尘进入上部过滤袋，灰尘被阻挡和吸附在袋子内表面，而空气由布袋孔逸出，经排气管排出。布袋上积灰由振打装置进行清除,袋式过滤器,袋式过滤器,1.进气管 2.锥形体 3.过滤袋 4.振打机构 排气管,5）卸料（灰）器,把物料从分离器中卸出和把灰尘从除尘器中排出，并为防止 大气中的空气跑入气输送装