食品工厂机械与设备第二章

1、食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第二章 物料输送机械食品加工涉及从原料到产品的各种物料输送。食品加工涉及从原料到产品的各种物料输送。为了提高生产率、减轻劳动强度、提高生产安全为了提高生产率、减轻劳动强度、提高生产安全性，往往需要采用各种机械设备实现物料输送过程。性，往往需要采用各种机械设备实现物料输送过程。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第二章 物料输送机械l 食品工厂输送机械的作用n 将物料从一处输送到另一处（如，原料库原料加工车间，生产车间产品成品库）；n 单机设备或生产线中，利用输送过程实现对物料的工

2、艺操作（例如，连续干燥设备、连续冷冻设备等）；n 输送工艺所需的工作介质或产生工艺所需工作环境状态（例如，利用风机提供热空气或冷空气等）。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第二章 物料输送机械l 输送机械与设备分类n 按输送对象形态分为：固体物料、液体物料和气（汽）体输送机械与设备等。n 按过程连续性分为：连续式、间歇式。n 按传送时的运动方式分：直线式、回转式。n 按驱动方式分为：机械驱动、液压驱动、气压驱动和电磁驱动等。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第二章 物料输送机械第一节 固体物料输送机械第二节 液体物料输送机械与设备第三节 可压缩流体输送机械与备l 本章小结 l 思考题

3、l自测题食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第一节 固体物料输送机械l 食品生产过程中，固体物料以散装或包装的形式进行输送。l 目前食品工厂应用最广泛的固体物料输送设备有带式输送机、斗式提升机和螺旋输送机三类。l 此外，还有气力输送设备、刮板式输送机、振动输送机、辊轴输送机、悬挂输送机和流送槽等。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第一节 固体物料输送机械一、带式输送机二、斗式提升机三、螺旋输送机四、气流输送系统五、其它输送机械与装置食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机l广泛用于食品工厂的连续输送机械l常用于块状、颗粒状及整件物料的水平或倾斜方向水平或倾斜方向运送。l加工过

4、程应用例子：食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械n带式检选操作线食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械n灌装线输送带冲瓶灌装压盖灯检带式输瓶线食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械n带式连续干燥机食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械n螺旋带式速冻机食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（一）结构原理图2-1 带式输送机的基本构成食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带l 基本布置形式(图2-2)5. 带凹弧凸弧曲线段1.水平2.倾斜3. 带凸弧曲线段4. 带凹弧曲线段食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带l

5、 基本布置形式直线混合弧形螺旋食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带l 一般要求：强度高、挠性好、重量轻、耐磨性好等; 另外,对于柔性材料带还要求:延伸率小、吸水性小、对分层现象的抵抗性能好等。l 常用输送带：橡胶带、纤维织带（帆布带）、钢带、钢丝网带、链条带、板式带和塑料带等。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带橡胶带橡胶带n 由 2 10 层棉、麻织品、或人造纤维衬布用橡胶胶合而成。外表面附有覆盖胶保护层，工作面厚 36mm ，非工作面厚13mm。 衬布：给予输送带以机械强度和用来传递动力。n 用途：散装原辅料和包装

6、物装卸和输送，也可用于输送式检选台、预处理台的输送带。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带帆布带帆布带n 特点：抗拉强度大柔性好，耐疲劳。n 缝接：常用棉线和人造纤维缝合，少数用皮带扣连接。n 应用：饼干成型设备面片和饼坯输送。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带钢带钢带n 典型应用：连续式烤炉中的输送装置。(其他一般不用)n 机械强度大，不易伸长，耐高温，不易损伤。n 需要采用直径较大的滚筒。n 对冲击负荷很敏感，要求较准确安装。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带钢丝网带钢丝网

7、带n 特点：强度高，耐高温。网孔大小和网带长度任意选定;由齿轮链条驱动;n 常用于边输送边进行固液分离及物料与工作流体换热场合。n 应用：连续式油炸、果蔬清洗、烘烤、干燥、冷冻设备等。 食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带链条带链条带n 通常由固定于链条节之间的金属链条板构成。n 牵引驱动与钢丝网带情形相似，也由齿轮驱动。n 一些处理设备用链条带作输送件。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带板式带板式带n 也称链板式传送带。由众多关节板铰连而成，直接由齿轮驱动，载物链板在下方导板上滑行。n 应用：灌装和封口设备中的输送

8、带。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带扣带扣带直接用较粗的钢丝制成的整体输送链。链条铰链有活动余地。应用：可在水平方向以弧线方式或螺旋方式行进（图2. 4）。后者可用于工艺过程时间长的连续式操作，可以大大节省设备占地面积。图2. 4弧形和螺旋形带式输送机食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件1输送带塑料带塑料带l 优点:耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀和适用于温度变化大场合l 应用:正被推广替代橡胶带。l 整芯式：挠性较差，其余性能较好,成本低 。l 多层芯：强度方面和普通橡胶带相似。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输

9、送机（二）主要构件1输送带加括板n 如果输送角度过大，摩擦力不能保持物料与输送带相对静止。这种场合可以沿输送带上加装适当高度的拦（刮）板板。有时将加了刮板的带式输送机也称为“刮板”输送机。刮板食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件驱动装置l 包括电动机、减速器、驱动滚筒（齿轮）等。l 柔性带用（一般空心的）滚筒驱动，驱动滚筒长度略大于带宽，略呈鼓形，用于纠正输送带跑偏。l 链板式、钢丝网带式和辊式输送机：驱动轮为一对（或一个）齿轮。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件3机架和托辊l 机架：多用槽钢、角钢和钢板焊接而成。可移式输送机的机架

10、装在滚轮上。l 托辊：对输送带及其所载物料起承托的作用，使之运行平稳。托辊分上托辊（即载运段托辊）和下托辊（即空载段托辊）。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件3机架和托辊l 机架：多用槽钢、角钢和钢板焊接而成。可移式输送机的机架装在滚轮上。l 托辊：起承托作用，使运行平稳。托辊分上托辊（图2-5）和下托辊（即空载段托辊）。（1）平直单辊式 （2） 平直多节单辊式（3）单辊式（4）双辊“V”式（5）三双辊槽“V”式 （6）三双辊“V”式图2. 6 上托辊的形式食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件3机架和托辊l 并非所有的输送带都需要用

11、托辊。例如，n板式带依靠机架导板承托滑行，n钢丝带、链条带则借助于链条滑槽运行。l 实际上，输送速度不大和输送距离不长的场合，柔性输送带（如橡胶带、塑料带和帆布带等）大多也不用托辊，而采用托板方式。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、带式输送机（二）主要构件张紧装置l 设置原因：有些柔性带（如橡胶带等）具有一定延伸率，在拉力作用下本身长度会增大。增加的长度需要得到补偿，否则带与驱动滚筒间会打滑，无法正常运转。l 图2-7常见张紧装置形式（）螺栓式（）弹簧式（）重锤式食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、斗式提升机l应用将物料从地坪面运送到较高位置或较高楼面。例如蘑菇从料槽升到预煮机、

12、番茄生产流水线等，都采用斗式提升机。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、斗式提升机l类型n 按料斗输送角度分为u垂直式u倾斜式u型式食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、斗式提升机l类型n 按牵引机械可分为u带斗式u链斗式n 按速度分为：u高速u低速食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、斗式提升机l料斗n圆柱形深底斗：用于干燥、流动性好、能很好地撒落粒状物料。n圆柱形底浅斗：适用于潮湿的和流动性较差的粒状物料，由于倾斜度较大和斗浅，因此能更好地使斗倾倒。n尖角形料斗：用于黏稠性大和沉重的块状物料用定向自流式卸料场合。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、斗式提升机l料斗布置n

13、 背部（后壁）固接在牵引带式链条上。n 侧壁固定在双链式斗提升机两链条间。n 料斗间距（图2-9）u稀疏型u密接型（常用）食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、斗式提升机l装料形式（图2.10）n (a)挖取式：适用于粉末状、散粒状物料，输送速度较高，可达 2m/s，料斗稀疏排列。n (b)撒入式：用于大块和磨损性大的物料，速度较低（ 1m/s)，料斗呈密接排列。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、斗式提升机l卸料形式（图2.11）(a)离心式：要求提升速度较快(l2m/s)，用离心力将物料抛出。斗间应有一定距离。适用于粒状较小而且磨损性小的物料。(b)无定向自流式：适用于低速(0.

14、50.8m/s)场合，靠重力落下作用卸料。斗间也有一定距离。适用于大块、比重大、磨损性大和易碎物料。(c)定向自流式：适用低速（0.60.8m/s）场合，靠重力和离心力同时作用卸料。适用于流动性不良的散状、纤维状物料或潮湿物料。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、斗式提升机l牵引件n 胶带：与带式输送机用的相同。料斗用特种头部的螺钉和弹性垫片固接在牵引带上，带宽比料斗的宽度大 3040mm。适合：中小产能、中等提升高度、相对密度较小的粉状和小颗粒物料。n 链条：当料斗宽度较小（160250mm）时，用一根链条固接在料斗；斗宽度大时，用两条链条固接在料斗两边的侧板上。适合：产能大、升送高度

15、大和较重物料。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输送机n 是一种不带挠性牵引构件的连续输送机械，俗称绞龙 。n 主要适用：干燥松散的粉状、粒状、小块状物料。n 通过螺距变化和配合适当的螺旋叶片还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等工艺。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输送机l一般结构（图2.13)食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输送机l工作原理n 它利用旋转的螺旋将被输送的物料在固定的机槽（筒）内推移而进行输送。n 重力和槽壁的摩擦力，使被输送物不能随螺旋旋转，而只能沿料槽移动，情形螺母螺杆相对移运动类似。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输

16、送机l输送方向l水平l垂直l倾斜食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输送机l轴实心，空心（钢管），无轴（利用刚性旋转整体转动）；多段式：长轴采用由 24m节段配成，短轴用以改变螺旋方向。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输送机l螺旋形状（图2.14）（1）实体：最常见，适用于干燥小颗粒或粉状物料输送。（2）带式：用于输送块状或粘滞状物料。（3）叶片式（4）齿型D0.8DDDl 适用于韧性和可压缩性物料。l 送物料的同时，还可进行搅拌、揉捏和混合等工艺操作。D1.2D食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输送机l壳体n槽型 ：主要用于水平方向,也可用于倾斜输送。（图

17、2.15)n圆筒型：可用于不同方向输送。槽盖槽体螺旋叶螺旋轴图2. 15 螺旋槽截面食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输送机l驱动机构电机和变速器与螺旋l可通过联轴器成直线联接排列，l 也可以通过齿轮或链条联接，成平行状排列。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、螺旋输送机l工艺应用主要特点：n 便于多位置进出料；n 具有密封性；n 操作较安全方便；n 对物料有粉碎损伤作用；n 输送距离不长（30m）；n 动力消耗较大。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统气流（力）输送系统是利用气流的动压或静压，将物料沿一定的管路从一处输送到另一处的输送系统。食品工厂利用气力

18、输送系统对散粒物料进行输送，如面粉、大米、糖、麦芽等。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（一）气流输送系统类型1.吸气式（图2.16)l特点：n供料简单，能同时从多处不同位置吸物料。n密封性要求高。n必须对风机前空气预先除尘。n压力差小（1atm，输送距离较长，产能较大；n易发现漏气位置；n空气除尘要求不高；n供料装置较复杂。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（一）气流输送系统类型3.混合式（图2.18)l特点：n既可多处进料，又可多处出料；n输送距离可较长；n由于含尘空气要通过鼓风机，从而使系统工作条件差。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流

19、输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器l 作用：把物料供入气力输送装置输送管道，造成合适的物料和空气的混合比。l 是气力输送装置的“咽喉”，其性能好坏直接影响生能和工作稳定性。l 可分两类:（）吸气式，（）压气式。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器吸气式l 利用管内真空，通过供料器将物料连同空气一起吸进输料管。常有两种形式：吸嘴吸嘴，固定式吸料器，固定式吸料器。 （）吸嘴：主要用于车船、仓库及场地装卸粉粒状及小块状的物料。型式很多，以（图2.19）单筒吸嘴结构最简单。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输

20、送装置主要部件1.供料器吸气式(2)固定式吸料嘴（器）：也称喉管：用于固定点吸料，取料量可调接。举例：用于流砂的（图2.20）固定式受料嘴：空气空气y型型物料物料气料流气料流物料物料空气空气气料流气料流型型气料流气料流物料物料空气空气型型食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器吸气式(2)固定式吸料嘴（器）：举例：用于粉状物料（如面粉）的（图2.21）诱导式固定受料嘴气料流气料流物料物料空气空气食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器压气式l 这种供料器在管路气体压力高于外界大气压下进行。l 根

21、据作用原理可分为：n旋转式n喷射式n螺旋式n容积式食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器压气式l 旋转式供料器（图2.22）:u广泛用于中低压条件；u适用于流动性能较好、磨损性较小粉粒状及小块状物料。物料进物料进物料出物料出排出高压气，排出高压气，便于进料便于进料食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器压气式l 喷射式供料器（图2.23）:u结构简单，尺寸小，不需任何传动机构。u但混合比小，压缩空气消耗量较大，效率较低。u主要用于低压短距离压送装置物料进物料进气料流气料流压缩空气压缩空气食品工

22、厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器压气式l 螺旋式供料装置（图2.24):物料进物料进l 适用于工作压力 p0.25MPa，输送粉状物料。气料流气料流食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器压气式l 容积式供料装置:n 又称仓式泵，有单仓式和双仓式两种。n 主要用于运送粉状物料。n 可从底部也可以从顶部排料。n 原理：利用压缩空气使容器内粉状物料流态化后压送入输料管。供料是周期性（装料充气排料放气）过程。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件1.供料器压

23、气式l 容积式供料装置n 单仓式（图2.25):只能间歇供料。n 双仓式：由两个单仓组合而成；可获得近似连续供料效果。压缩空气压缩空气混合料混合料物料（周期性进料）物料（周期性进料）食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件2.输送管系统部件l 由直管、弯管、软管、伸缩管、回转接头、增压器和管道连接部件等构成。具体可根据工艺需要配置。l 输料管结构及尺寸对系统压力损失、装置产能、能耗和使用可靠性等都有很大影响。l 输料管及其元件必须满足：接头和焊缝密封性好；运动阻力小；装卸方便，具有一定灵活性；尽量缩短管道总长度。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、

24、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件2.输送管系统部件(1)硬管l 可用无缝或焊接不锈钢管。l 高压、高真空系统，多用无缝钢管；l 低压、低真空系统，可采用焊接钢管。l 磨损性小物料，也可用白铁皮或薄钢板制作。l 管径（）： 50 300mm。 食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件2.输送管系统部件(1)硬管l 应尽量减少弯管数，以降低阻力；l 不同状态物料弯管曲率半径(R)与管径的关系选取：物料状态R粉状=6D粒状 6D小块 10D食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件2.输送管系统部件(2)绕性管为了使

25、输料管和吸嘴有一定的灵活性，可在吸嘴与垂直管连接处和垂直管与弯管连接处安装一段挠性管（如套筒式软管、金属软管、耐磨橡胶软管和聚氯乙烯管等），但软管阻力较硬管大（一般为硬管的两倍或更大），故尽可能少用。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件2.输送管系统部件(3)增压器作用：补偿气流输送过程的压力损失。位置：阻力大、易堵塞处或弯管前方以及长距离水平管。结构：如图2. 26所示。压缩空气压缩空气食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件2.输送管系统部件(4)回转接头n作用：使输料管能在垂直平面内上下仰俯及在水平面内左

26、右转动。n常见型式：u球铰式：可实现万向转动u柱铰式。只能在平面内转动。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件3.分离器l 作用：使悬浮在气体中的物料，借重力、惯性力和离心力分离出来。型式：容积式、离心式l离心式分离器：也称旋风分离器，其结构原理（见本书第四章）。颗粒物料分离效率高(100%)，细粉效率不超过98%。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件3.分离器l 容积式分离器（图2.27）气流物料气流物料废气废气物料物料n 原理：面积突然扩大的容器，使空气流降低到远小于悬浮速度vf（通常仅为0. 030.1

27、 vf）的速度。气流失去了对物料颗粒的携带能力，颗粒在重力作用下从混合物分离下来。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（二）气流输送装置主要部件5.风管及其附件l 风途作用及位置：连接分离器、除尘器、鼓风机，并作为通大气的排气管。压送式装置从鼓风机至供料器之间也用风管连接。l 风管直径：根据风量和气流速度确定。分离器至除尘器之间风管风速： 14 18m/s，除尘器以后：1014m/s。l 风管必要附件：（压送式）止回阀、节流阀、转向阀、贮气罐、油水分离器、气体冷却器和消声器等。（吸送式）安全阀、止回阀、转向阀和消声器等。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械四、气流输送系统（

28、二）气流输送装置主要部件6.气源设备l 型式：多用风机；空压机；真空泵。（见本章后面内容）。l 风机要求：效率高；风量、风压满足输送要求；风量对风压的变化要小；具有耐灰尘性；便于维修；压送式风源装置尽可能不含油分和水分。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（一）流送槽l是一种利用水力输送物料的装置；l用途：n物料：块状（如番茄、苹果、蘑菇、菠萝和其它块茎类）或颗粒状（如大豆等）。n从原料堆放场输送到清洗机或预煮机，n清洗机或预煮机出来的物料流送到另一个工段。n兼起冷却或去杂质功能。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（一）流送槽_1.构成及工作原

29、理(图.)泵泵物料入物料入流送槽流送槽物料出物料出板板食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（一）流送槽_1.构成及工作原理(图.)l 流送槽：n 材料：砖砌、混凝土、钢材、塑料制成。n 槽内比较平滑，两侧用喷嘴加水（利于对原料冲洗和流送），n 槽截面底：半圆形或方，还可设假底用于除砂。n 槽倾斜度：即槽两端高度差与槽长度之比，因流送槽用途不同而异。用于输送时，直段取0.010.02，转弯处取0.0110.015；用作冷却槽时取0.0080.001。转弯处的曲率半径应适当选取，以免输送时造成死角。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（一）流送槽_1

30、.构成及工作原理(图.)l 流送槽用水：n水量原料重量的35倍。n槽中水位 75%槽高。n水流速度0.50.8m/sn一般用离心泵使水循；也可直接用自来水输送。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（一）流送槽l冷却用流送槽（2.29）：可以保以保证必要的冷却时间，同此减小流送槽占地面积。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（一）流送槽l初始流速u0：是不裝物料時水流在流送槽中流速。它決定了混合物的流速u。兩者关系如下：lm是槽中水料比值35。它的大小与流送槽的表面光滑程度和倾斜度有关。一般而言，槽面光滑、倾斜度大，其值会小一些。食品工厂机械与设备

31、第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（一）流送槽食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（二）悬挂输送机l 构成部件：循环轨道、悬挂件、牵引链和驱动装置及张紧装置等。 l 轨道可灵活立体布置，l 平面方向最小转弯半径400mm，最大转弯角度180；l 垂直方向可陡峭提升，它倾斜度受输送器与被输送物之间的间隙限制，通常以45角度提升。l 悬挂件的单悬挂重量在20kg以上。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（二）悬挂输送机食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械五、其他输送机械与装置（二）悬挂输送机食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第二节 液体

32、物料输送机械与设备l 食品加工生产过程往往涉及各种液体物料输送。l 液料输送可利用位差和压差场进行；l 但更多以由泵、管路、阀门、管件和贮罐等构成的系统完成输送。l 泵是液体输送系统中的动力设备，其它部件在液体输送系统的投资比重也相当大。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第二节 液体物料输送机械与设备一、泵二、真空吸料装置三、液体食品输送管路食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵l 泵的分类l 各种液料及输送泵（一）离心泵（二）螺杆泵（三）齿轮泵与罗茨泵（四）柱塞泵（五）泵的选用食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵l 泵的分类kineticPositive displacem

33、entrotaryReciprocatingcentrifugalScrew Lobe gear Screw Flexible piston vane member Diapphragm plunger食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵l 各种液料差异被输送的液体物料的性质千差万别: 食品料液从工艺水、稀溶液、油至高黏度的巧克力浆和糖浆等有不同的黏度； 许多液体食品具有复杂的流变学特性； 某些食品液料具有一定的腐蚀性，本身容易变质或易孳生微生物等。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵l 液料性质提出对泵的要求根据以上特点:(1)泵须适合被输送料液的流变性质（主要是黏度），(2

34、)与输送液体接触部分的金属结构材料均采用耐腐蚀的不锈钢材料制造。这种泵通常称为卫生泵。因此，食品料液须采用卫生泵输送。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵l （一）离心泵l 卫生离心泵n 基本原理_产品由叶轮转动中心处进入离心泵，受到离心力作用而运动到叶轮周缘。在此，产品压强达到最大，进入管路。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵l （一）离心泵l 用途:低黏度液料（包括工艺用水）、液体介质（如热水、冷水和冷冻盐水等）输送。l 类型:n 普通离心泵,卫生离心泵n 单级离心泵-能获得的压头有限，一般能满足近距离和没有特别压头要求的输送。一般的卫生离心泵多属单级离心泵。n 多级离心

35、泵-提供高压头平稳输送条件。膜分离系统常采用多级离心泵。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵l （一）离心泵l 用途:低黏度液料（包括工艺用水）、液体介质（如热水、冷水和冷冻盐水等）输送。l 类型:普通离心泵,卫生离心泵l 普通离心泵:原理、分类、特性、安装等在有关（如食品工程原理、化工原理等）教科书中有较详细的阐述。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（一）离心泵l 卫生离心泵 -卫生性结构特要体现在:（1）所有与食品接触的泵体材料均由不锈钢制成，泵壳、叶轮的结构均从方便清洗角度设计；（2）叶轮形式一般为方便清洗的开启式（一般为二片、三片，也有四片的）叶片；食品工厂机械与设备

36、第二章 物料输送机械一、泵（一）离心泵l 卫生离心泵 -卫生性结构特要体现在:（3）壳泵与背板，进出口管的接头多采用方便开启的箍扣、活接头等形式，从而可以方便地对泵体进行拆洗；食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵l （一）离心泵l 卫生离心泵 -卫生性结构特要体现在:（4）密封采用的是符合卫生要求的机械式密封机械式密封，而不是一般泵的填料式密封。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（二）螺杆泵l 原理：利用一根或数根螺杆相互啮合空间容积变化来输送液体。l 类型：单螺杆、双螺杆和多螺杆等。l 用途：食品工厂多用单螺杆卧式泵，用于高黏度黏稠液体及带有固体物料的浆料的输送，如在番茄酱

37、连续生产流水线中，常采用这种泵。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（二）螺杆泵l 单螺杆泵外形l 单螺杆泵原理食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（二）螺杆泵l 单螺杆泵转子l 单螺杆衬套定子截面呈圆形; 材料:不锈钢:直径2940mm; 偏心距:36mm;螺距5060mm。形状双头螺纹;材料:橡胶,内径比螺杆直径小约1mm，保证输送料液时起密封作用，内螺纹螺距是螺杆的一倍食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（二）单螺杆泵食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（二）单螺杆泵l 吸程：较高，接近8.5mH2O；l 排出压头：与螺杆长度有关，20mH2O/每螺距。l

38、 流量调节：改变转速(7501500r/min)。不宜过高(发热)损坏，过低则会影响生产能力,不能空转。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（三）齿轮泵与转子(罗茨)泵均属回转型容积泵，常用以输送黏稠物料,以提高流体压力,或用作计量泵。1. 齿轮泵l 型式: 外啮合外啮合和内啮合式.l 结构示意(图2.37) 泵外壳吸入腔排出腔一对主从动齿轮食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（三）齿轮泵与转子(罗茨)泵1. 齿轮泵l 材料-耐腐蚀材料如尼龙，不锈钢等。l 加要精度高:齿轮泵体间隙小（0.15mm）。l 特点: n简单、重量轻、工作可靠、适用范围较广；n被输送料液应具有润滑性，

39、否则齿极易磨损，甚至发生咬合。n效率低、振动和噪音大。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（三）齿轮泵与转子(罗茨)泵2.罗茨泵罗茨泵l 也称转子泵；结构如图2. 38所示，l 其转子形状简单（2叶、3叶和5叶），易拆卸清洗，对料液搅动作用小。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（三）齿轮泵与转子(罗茨)泵2.罗茨泵罗茨泵l 工作原理：类似于齿轮泵，依靠两啮合转动转子与泵壳围成的空间移动,完成吸料、输料和排料。l 适用：（尤其是含有颗粒的）黏稠料液的输送。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（四）柱塞泵l 属于高压往复泵；食品料液获得（20MPa）高压的泵。l 两大用处

40、：（1）压力喷雾雾化器供液泵（见第九章内容）；（2）高压均质机的加压泵（见第五章内容）。l 泵体：由开活塞孔的不锈锻钢、柱塞及阀门等构成。l 型式：单柱塞泵，多柱塞泵； 常用三柱塞泵。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（四）柱塞泵l输出流量：柱塞数量、直径、冲程距离和往复频率的函数。l三柱塞泵工作原理与输出曲线(图2.39)食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（四）柱塞泵l输送压强取决于：泵的密封性能、驱动功率和结构材料的强度等。l料液排出口如安装安全阀，压力过高时，可使料液回到吸入口，以防泵体或构件因过载而受损坏。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（五）泵的选用一

41、般可分三步进行： 首先确定泵的类型， 其次选择具体型号与规格， 最后是其它方面的考虑。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（五）泵的选用l 泵类型的初步确定食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（五）泵的选用l 离心泵的适用范围(1)运动黏度不宜大于 650 mm2/s液体；(2)流量较大，扬程相对较低；(3)液体中溶解或夹带的气体不宜大于5%（体积）; (4)液体中含有固体颗粒时，宜选用特殊离心泵（如泥浆泵）;(5)要求流量变化大、扬程变化小者，宜选用平坦的H-Q曲线的离心泵，要求流量变化小、扬程变化大者，宜选用陡降的H-Q曲线的离心泵。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一

42、、泵（五）泵的选用l 正位移泵的适用范围(1)输送温度下液体运动黏度高于 650mm2 / s 者；(2)流量较小且扬程高的，宜选用往复泵；(3)液体中气体含量允许稍大于5%（体积）; (4)液体需要准确计量时，可选用柱塞式计量泵，液体要求严格密封时，可选用隔膜计量泵；(5)流量较小，温度较低、压力要求稳定的，宜选用转子泵。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（五）泵的选用l 泵规格型号确定的一般步骤 根据实际条件，计算确定所需泵的扬程。根据计算所需扬程，及给定流量Q值，从产品目录或制造商产品说明书上，选择能满足要求的泵。 输液量过大选不到合适的泵，或生产输液量波动过大时，可考虑泵的并

43、联问题。所选泵的扬程仍为计算所得的扬程。 如选用叶片泵，而被输送液体的黏度、密度较大时，则须对所选泵的特性曲线进行换算，对主要参数 H 、Q等重新进行校核，并注意工作点是否在高效率区。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、泵（五）泵的选用l 其它注意事项 结构简单、操作方便；运转可靠、使用寿命长；性能良好、效率高、符合装置运转特性； 零部件互换性强、容易更换、维修方便； 价格低廉。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、真空吸料装置l 是一种利用压差实现流体输送的简易装置。l 可输送：液体、含颗粒悬浮液、粉料。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、真空吸料装置l 系统构成(图2.41

44、)及工作原理1.输出槽.管道3.输入罐.叶片式阀门5.分离器6.真空泵7.放空阀l 吸料：输入罐由真空泵抽成一定真空度状态，即可通过管首由输出槽吸入物料。l排料：1.间歇法：破坏罐3真空度，即可以从阀门4卸出。2.连续法：阀门4采用特制的旋转叶式阀门。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路l 液体输送管网n包括管子、管件和阀件等；n液态食品生产设备中，输送管网无论从占用空间、构件数量和投资费用等方面来看, 均占有很大比例；n液体食品输送管路设计的重要内容：正确选择构件；n直接与食品接触的输送系统，均应首先满足卫生安全要求，再考虑经济性。 食品工厂机械与设备第二章 物料输送机

45、械三、液体食品输送管路l管路设计注意事项（1）输送系统内无死角且表面光滑；（2）采用耐腐蚀不生锈材料；（3）防水性良好；（4）易拆卸清洗；坚韧性强不易破裂。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路l管件的标准n 不同标准间有差异，了解不同标准有助于与应商进行技术沟通。n 标准涉及:材料、形式、尺寸、表面处理及工作条件等。n不同国家组织有各自的标准食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（一）管路的活接头形式l 卡箍式活接头n构成如图2. 42所示，卡箍将夹有密封圈的、两个端面对齐的管接头箍住，再用螺栓将卡箍夹紧。n可用于管子、管件、阀门和可移动设备。食品工厂

46、机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（一）管路的活接头形式l 螺旋式活接头结构如图2. 43所示, 它通过套在一个平头管接头的螺母与另一个接管头外丝旋紧的方式，将两个接管头端面及垫圈夹紧，从而实现连接与密封。螺母外形有两种形式，（）圆柱形上开槽，需要专门的扳手操作，（）正六角形，活络扳手操作。 食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（二）管件l 包括：弯头、三通、四通、大小头、闷头等。l 两种形式：n供焊接用n 带活接头食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统l功能上，多为截止阀（或称直通阀）或切换阀（如三通阀）；特殊功能阀门

47、有：减压阀（背压阀）、止逆阀和取样阀等。l结构上，主要型式有：碟阀、球阀、塞阀和座阀等。l操作方式主要有：手动、气动和电动驱动等。l这些阀大多用活接头形式与管路其它部分或设备连接。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统1截止阀与切换阀截止阀与切换阀 (1) 碟阀碟阀l 结构（图2.45）1.手动碟阀2.带限位齿的手动碟阀3.气动碟阀这种阀依靠安装于阀体圆柱形通道内的圆盘形蝶板绕轴旋转而产生开闭作用，全开与全闭状态间的旋转角度范围为090。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统1截止阀与切换阀截止阀与切换阀 (1) 碟阀碟阀

48、l 特点: 简单、体积小、重量轻；完全开启时对流体阻力很小；具有较好流量控制特性; 卫生级碟阀在全开状态清洗时不存在死角。 l 应用：一般做直通截止阀用。 特适用于剪切敏感流体产品，如酸奶和其它发酵乳制品的输送管路。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统1截止阀与切换阀截止阀与切换阀 (2) 球阀球阀l 结构n 直通型n 三通型结构基本与直通型类似, 所不同的是它同时与三条管路相接, 根据（带T形孔的）阀芯的转动方向不同可以实现三条管路中的两条管路接通。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统1截止阀与切换阀截止阀与切换阀

49、(2) 球阀球阀l 特点： 开关轻便，体积小，口径范围大，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态。 从清洗角度看,卫生性不如碟阀， 因为在全开状态下,阀芯球面不能被清洗液冲洗到。l 应用：与碟阀类似。三通型球阀可用于需要改变流体输送流向的场合。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统1截止阀与切换阀 (3) 塞阀l结构（图2.47）有两种形式：n 二通n 三通（可有1-21-3和2-3三种通向）l特点：塞子可方便地从阀座取出，以便进行彻底清洗。l应用：罐器放料口多采用塞阀。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系

50、统2.座阀及其组合阀l 座阀结构原理（图2.48）食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统2.座阀及其组合阀l 组合阀（图2.49）由模块化座阀通过活接方式构成；通过阀盘数和阀盘位置配合可以构成不同形式组合阀 。但不论如何组合，功能上也不外截止和切换两种。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统2.座阀及其组合阀l 组合阀切换原理（图2.50）n 组合阀三个水平向阀体单元构成，阀杆上装有两个阀盘。n 当阀杆在上档位时，2、3通道口被下部的阀盘塞住，只允许1、2接通；n 当阀杆在下档位时，1、2通道口被上部的阀盘塞住，只允许2、

51、3接通。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统.防混阀l 是特殊形式座阀或组合座阀。一般具有双层密封，当一层密封圈损坏后，泄漏的液体会及时从阀内排出，而不会再进入另一管中。l 防混阀结构举例。二层密封圈中任何一层损坏后，泄漏液体均会及时从空心排漏阀杆排出，而不会再进入另一管中。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统.防混阀l 同一组合阀中的两个阀塞，可以一个采用防混结构而另一个为普通结构（见图2. 50）l 防混阀在CIP中的应用 CIP清洗管路中。部分生产管路与部分清洗管路交替使用场合。保证两部分液体不串流，尤其必须保证

52、不使清洗液进入食品料液。为此，可有不同解决方案。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统.防混阀l 防混阀在CIP中的应用图2. 52 管种切换的不同方式。可见组合防混阀可使问题就变得简单。(1)接管板人工改变流动线路； (2)三个截止阀 (3)一个截止阀与一个切换阀； (4)一个防混阀食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统4.特殊阀门除述阀门以外，液体食品输送管网还有一些特殊的阀门，如止逆阀、背压阀、取样阀等。它们的结构也要求符合卫生要求。其连接方式也采用符合标准的活接方式。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食

53、品输送管路（三）阀与阀系统4.特殊阀门(1)止逆阀（图2. 53），也称单向阀，用以防止产品倒流。正向流动时，该阀保持打开状态；流动停止时，阀塞通过弹簧力量压向阀座，这样，阀对于反方向流动的流体是关闭的。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统4.特殊阀门(2)减压阀（图2. 5）也称泄流阀，用于保持系统恒定压力。如果系统压力低，则弹簧将阀塞拉向阀座，当压力达到一定值时，在阀塞上的力超过弹簧力量，阀门打开。通过调节弹簧的张紧度可以调节打开阀塞所需力的水平。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统4.特殊阀门(3)流量调节阀（图

54、2. 55）旋转调节手把，可使阀塞上下移动，使通道发生变化，从而引起流量和压力变化，阀上带有指示位置的刻度盘。如果阀杆由气动控制器驱动，便可构成自动调节阀。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（三）阀与阀系统5.阀门系统l将若干阀门通过管路组合而成（图2.56）；l可实现：n不同区域间产品配送；n 能使管路同时进行输送和交替进行CIP在线清洗。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械三、液体食品输送管路（四）密封件l 刚性管路部件相接均需密封件配合。l 属于易损件，需要注意及时更换。l 可用不同材料制造，但有不同使用度范围。表2- 2常见食品卫生级密封材料的温度范围食品工厂

55、机械与设备第二章 物料输送机械第三节 可压缩流体输送机械与设备l 用于工作介质（如空气、制冷剂蒸汽等）输送或压缩。l 对气体输送与压缩两者不可分割。对气体或蒸汽均有不同程度的压缩作用。l 表2- 3可压缩流体输送机械的终压与压缩比。输送设备输送设备终压（终压（kPa）压缩比压缩比通风机通风机300（表压）（表压）4真空泵真空泵98与真空度有关与真空度有关食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械第三节 可压缩流体输送机械与设备一、风机二、压缩机三、真空泵食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、风机（一）通风机l 分离心式和轴流式两种。l 离心式通风机较多地用于气体输送；轴流式通风机由于产生的风压

56、较小，一般用于通风。1离心式通风机l 可按产生风压分为：低压（ 980Pa以下）、中压（ 9802940Pa ）和高压（ 294035700Pa ）三种。l 结构与工作原理与离心泵类似，主要由叶轮、机壳和机座组成。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、风机（一）通风机1离心式通风机l 机壳呈蜗壳状，机壳断面有（用于低中压）方形和（高压的）圆形两种。l 叶轮叶片形状很多，常见(图2.57):（1） 前弯叶片n一般叶轮多为前弯式，主要是为了减小通风机尺寸和尽可能降低转速。n相同输气压强下，与后弯及径向式相比，其叶轮的直径和转速可以小些，但出口速度较大，损失也较大，故效率一般较低。食品工厂机械与

57、设备第二章 物料输送机械一、风机（一）通风机1离心式通风机（2） 多而短前弯叶片所产生的风压较低，而风量却较大。（3） 径向叶片用于风压较低场合。（4） 后弯叶片用于中高压风机场合。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、风机（一）通风机2轴流式通风机l 结构与轴流泵相似，如图2. 58所示，l 风压通常在255Pa以下，但有高达980Pa的。效率一般较高，范围在6065。l 安装：通常装在需要送风的室内的墙壁孔或天花板上。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、风机（二）鼓风机1离心式鼓风机l也主要由机壳、叶轮和机座构成。l叶轮通常为多级叶轮串联而成。风压逐及增加（见图2.59）。食品工

58、厂机械与设备第二章 物料输送机械一、风机（二）鼓风机2旋转式鼓风机l 结构与转子泵相似，主要运动部件是一个或一对转子。图2.60称为罗茨鼓风机l 性能特点:l 风量稳定,不随阻力大小而改变，俗称“硬风”。l 压强较高时泄漏量大，磨损较严重，噪音大。l 应用场合：输气量不大，压强在 10 200kPa 。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、风机（三）风机选择l 一般步骤为：n根据所需输送气体性质（如洁净气体、含尘气体、腐蚀性气体等）选择适用的风机型式；n根据需要的吸入口状态的风量及出系统所需的实际风压，将实际风压换算成标示工况风压；n最后从厂商提供的风机综合特性曲线图选取适当的风机型号。食

59、品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、风机（三）风机选择l 常见型号风机举例:n 4-72型和4-62 型:属中、低压风机，可用于通风和气体输送。n 8-18 型和9-27 型:属于高压通风机，主要用于气体输送。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械一、风机（三）风机选择l 风机综合曲线图n标示一系列风机最高效率点附近一段风量-全风压性能曲线的图。n例如,图2.61l 压强系数（数值越大，压强越大）l 转速比=27l 工况压强为标准大气压（101.3kPa），l 离心风机的叶轮直径为50cm食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、压缩机l 用于压缩气体的机械设备。l 压缩机在食品工厂中的用

60、途举例:罐头反压杀菌气流式喷雾干燥蒸汽压缩制冷热泵蒸发等。食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、压缩机l压缩机类型有多种类型,但至在食品工业中最常见的仍然属往复式压缩机(活塞式压缩机)，它也有多种类型。常见往复式压缩机的分类见表2- 4 食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械二、压缩机（一）（一）往复式压缩机的结构往复式压缩机的结构原理原理l 单级往复式压缩机n 由气缸、活塞、进气和排气阀等构成(图2.62)n 低压气体由气缸内往复运动的活塞通过吸气阀吸入，经过压缩后的高压气体由排气阀排至贮气罐，或直接与高压管路相连接。图2.62 单级单缸单作用压缩机基本结构食品工厂机械与设备第二章 物料