METROLOGIA PRZEMYSŁOWA

1. Zadania metrologii

• Dostarczanie informacji do automatycznej regulacji

• Kontrola procesów nie zautomatyzowanych

• Rozrachunek ekonomiczny

• Kontrola zapasów i zużycia

• Zabezpieczenie urządzeń przed nadmiernym zużyciem lub zniszczeniem

• Bezpieczeństwo i zdrowie załogi

2.Podział metod i przyrządów pomiarowych na grupy na:

- podstawie wielkości jaką mierzymy

- podstawie zjawiska fizycznego

- podstawie charakterystyki czyli czułości zakresu pomiarowego lub właściwości dynamicznych

3.Wymagania dla przyrządów pomiarowych:

- dokładność

- szybkość przekazu informacji

- niezawodność

- stabilność

Budowa dowolnego przyrządu pomiarowego:

- czujnik

- przetwornik

- wzmacniacz

- wizualizacja

- gromadzenie danych (zapis)

4.Wielkości mierzone:

- wielkości mechaniczne

- parametry siły

- parametry ruchu

- wielkości chemiczne (potencjał)

- wielkości termiczne

- właściwości fizyczne materii ( gęstość, lepkość)

- czas

5.Charakterystyka obiektu pomiaru i jego otoczenia.

Obiekt pomiaru charakteryzuje się:

- występuje w nim rozkład wartości mierzonej

- zakłócenia wartości mierzonej w skutek wprowadzenia czujnika

- wielkości zakłócające mogą wpływać na dokładność pomiaru w dwojaki sposób:

*poprzez zmianę czułości czujnika

*poprzez zmianę stabilności czujnika

6.Metody pomiaru-podział:

- metoda wychyłowa - polega ona tym że odzwierciedla ona funkcję przenoszenia y=f(x)

- metoda różnicowa - polega na tym że określamy zależność sygnału wychodzącego z urządzenia pomiarowego y=f(x-x_w)

- metoda zerowa - przyrównujemy wielkość mierzoną do wartośći wzorca.

7.Błędy pomiarowe.

Mogą wynikać z :

- konstrukcji przyrządu

- obiektu pomiaru

- wpływu otoczenia

- błędu pobrania próbki

Przetworniki.

Najważniejsze wymagania:

- wartość sygnału y powinna być zaliczana do wartości zmiennej x y=f(x)

- funkcja przenoszenia powinna być jednoznaczna w szerokim przedziale zmienności x

- pochodna dy po dx czyli czułość powinna mieć dużą wartość i powinna być niezależna od x

- oczekujemy dogodnej postaci sygnału wypływającego z przetwornika. Z przetwornika powinniśmy uzyskiwać sygnał elektryczny możliwy do przesłania na dużą odległość

- niski poziom szumów do sygnału. Przetwornik mało wrażliwy na czynniki zewnętrzne

- aby przetwornik jak najmniej oddziaływał na wielkość mierzoną x

- małe opóźnienie czasowe pomiędzy zmianą wartości wielkości mierzonej a zmianą sygnału przetwornika.

Wszystkie przyrządy pomiarowe charakteryzują się;

- właściwościami statycznymi - nie zmienne w czasie

• właściwościami dynamicznymi - są niezależne od właściwości statycznych i w metrologii mają duże znaczenie szczególnie w pomiarach gdy parametry ulegają zmianie w czasie.

POMIAR PRZEPLYWU PLYNÓW

1.Przepływomierze.

Podział ze względu na zjawiska fizyczne.

1. prawo zachowania energii

Zaliczamy przepływomierze:

- zwężkowe (kryza)

- z ciałem unoszonym ( rotametry)

- rurki spiętrzające

2. zależność drugiej zasady termodynamiki Newtona.

Zaliczamy przepływomierze:

- bezwładnościowe

3. lepkość płynów

- przepływomierze kapilarne

4. elektryczność

- przepływomierz indukcyjny, magnetyczny

5. ciepło

- przepływomierze kalorymetryczne

6. pozostałe

- wykorzystują zasadę rezonansu magnetycznego.

Ze względu na sposób dokonywania pomiaru przepływu strumienia płynu przepływomierze dzieli się na:

- przepływomierze silnikowe (wirnikowe, komorowe);

- przepływomierze zwężkowe;

- przepływomierze z ciałem unoszonym;

- rurki spiętrzające;

- danaidy;

- przepływomierze zbiornikowe otwarte;

- przepływomierze elektromagnetyczne i ultradźwiękowe;

- anemometry;

• liczniki.

Zwężka pomiarowa to wbudowany w rurociąg element zwężający miej­scowo przekrój kanału przepływowego, służący do pomiaru wielkości charak­teryzującej przepływ płynu, tj. strumienia (objętości lub masy), na podstawie pomiaru różnicy ciśnień przed i za zwężką pomiarową. Stosowane są trzy za­sadnicze typy zwężek pomiarowych: kryzy, dysze i dysze Venturiego.

Rysunek 4.6. Zwężki znormalizowane: a-kryza, b-dysza, c-dysza Venturiego

Rotametr jest to przyrząd do mierzenia strumienia objęto­ści (wielkości charakteryzującej przepływ płynu). Główną częścią rotametru jest zwykle szklana, pionowa, stożkowa rura (węższa u dołu, szersza u góry), z podziałką i umieszczonym w niej pływakiem - wskazówką. Wewnętrzny profil rury jest paraboloidą obrotową. Pozwala to na stosowanie równomiernej skali odczytów strumienia płynu. Pływak jest unoszony do góry przez strugę przepływającego płynu, przy czym im większy strumień, tym wyższe położenie pływaka (tym większa wartość na podziałce). Położenie pływaka zależy od strumienia płynu i ustala się. gdy nastąpi równowaga sił działających na pły­wak. Jego masa równoważona jest siłami wynikającymi z różnicy ciśnień, działających na czołową i tylną powierzchnię pływaka z ciśnienia dynamicz­nego oraz siły tarcia i wyporu.

Do zalet rotametrów zaliczyć należy:

- równomierność podziałki;

- dużą dokładność pomiaru;

- małe straty ciśnienia;

- urządzenia tego typu nie wymagają prostych odcinków przewodów ru­rowych;

- umożliwiają pomiar małych przypływów;

- mogą być wykonywane z materiałów odpornych na działanie płynów agresywnych chemicznie;

- mają duży zakres pomiarowy.

Rurka Prandtla składa się z dwóch współosiowych rurek, z których jedna mierzy ciśnienie spiętrzenia - całkowite (p_c), a druga, przez otworki umiesz­czone w ściance bocznej, ciśnienie statyczne (p_s). Z różnicy tych ciśnień (p_c + -p_s =p_d), wyznacza się ciśnienie dynamiczne.

2.Termometry.

W celu zbudowania termometru należy wybrać ciało termometryczne. Ciałem termometrycznym może być:

- ciecz w szklanej rurce, a cechą termometryczną długość słupa cieczy;

- gaz zamknięty w naczyniu o stałej objętości, a cechą, termo metryczną ciśnienie tego gazu;

- gaz pod stałym ciśnieniem, a cechą termo metryczną objętość tego gazu;

- element platynowy, a cechą termometryczną opór elektryczny tego elementu.

Podział termometrów

Do pomiaru temperatury służą termometry i w zależności od sposobu przekazywa­nia energii dzielą się na stykowe i bezstykowe.

Termometry stykowe, z kolei, dzielą się na:

- rozszerzalnościowe, których zasada działania opiera się na zmianie wymiarów liniowych ciał stałych, objętości cieczy lub gazu przy zmianie ich temperatury (termometry cieczowe, dylatacyjne, bimetaliczne, ciśnieniowe - manometryczne cieczowe, parowe lub gazowe);

- elektryczne oporowe (rezystancyjne), których zasada działania oparta jest na zmianie wartości oporu elektrycznego materiału, z jakiego wy­konany jest czujnik przy zmianie temperatury (termometry oporowe metalowe i półprzewodnikowe);

- termoelektryczne, których zasada działania oparta jest na zmianie siły termoelektrycznej w obwodzie czujnika przy zmianie temperatury (termometry wyposażone w czujnik zwany termoparą).

Termometry bezstykowe - ich zasada działania opiera się na wykorzysta­niu pomiaru energii wydzielanej przez nagrzewane ciało do określonej tempe­ratury lub zmiany barwy ciała przy zmianie jego temperatury.

Termometry stykowe rozszerzalnościowe:

Termometry cieczowe

Termometry bagietkowe

Termometry rurkowe

Termometry dylatacyjne

Termometry bimetaliczny

Termometry ciśnieniowe (manometryczne)

Termometry stykowe elektryczne oporowe

Termometry oporowe metalowe

Termometry oporowe półprzewodnikowe

Termometry stykowe termoelektryczne

Termometry termoelektryczne

Termometry bezstykowe

Pirometry

3. Ciśnieniomierze.

Klasyfikacja przyrządów do pomiaru ciśnienia

Manometry cieczowe

Zasada pomiaru ciśnienia za pomocą manometrów cieczowych polega na sa­moczynnym ustaleniu się równowagi stałej między ciśnieniem mierzonym a ciśnieniem hydrostatycznym słupa cieczy manometrycznej w przyrządzie stanowiącym naczynie połączone.

Manometry hydrostatyczne rurkowe

Podstawowym elementem ciśnieniomierzy rurkowych jest rurka (lub ze­spół rurek) z cieczą, manometryczną. Rozróżnia się następujące ciśnieniomierze rurkowe: dwururkowe (dwuramienne), jednorurkowe (jednoramienne, naczy­niowe), z rurką pochyłą.

Manometr hydrostatyczny dwuramienny, tzw. U-rurka został przedstawiony na rysunku 3.2. Przyrząd elementarny stanowi szklana, wygięta w kształcie litery U rurka, o pionowych ramionach wypełnionych częściowo cieczą manometryczną o znanej gęstości p_c. Manometr ten mierzy różnicę ciśnień działających na swobodne powierzchnie cie­czy w rurkach.

Rysunek 3.2. Manometr hydro­statyczny dwuramienny (U-rur­ka) [18]

Manometr hydrostatyczny jednoramienny eliminuje konieczność dwukrotnego odczytu poziomu cieczy (rys. 3.3). Jest to przekształcona U-rurka, w której jedno ramię zastąpiono naczy­niem o przekroju znacznie większym w stosunku do przekroju rurki.

Manometr hydrostatyczny z rurką pochyłą stanowi odmianę manome­trów hydrostatycznych, służącą do pomiaru małych różnic ciśnień (rys. 3.4).

Rysunek 3.4. Manometr hydrostatyczny z rurką pochyłą

Manometr pływakowy

Jest to ciśnieniomierz hydrostatyczny, którego podstawowym elementem jest pływak ułatwiający określenie przesunięć menisku cieczy rnanometrycznej w jednym z naczyń ciśnieniomierza i nadążający za zmianą_ wysokości {h) słupa cieczy.

Manometr dzwonowy

Ciśnieniomierz hydrostatyczny, którego podstawowym elementem pomiarowym jest dzwon częściowo zanurzony (otwartą stroną) w cieczy manometrycznej, a pomiar polega na zrównoważeniu mierzonego ciśnienia, doprowadzonego do przestrzeni nad cieczą wewnątrz dzwonu, obciążeniem dzwonu (obciążnikami lub sprężyną).

Manometr obciążnikowo-tłokowy

Schemat manometru przedstawiono na rysunku 3.8. Elementem pomiaro­wym jest zespół (starannie dopasowanych) tłoka i cylindra wypełnionego ole­jem, a pomiar polega na zrównoważeniu mierzonego ciśnienia, działającego na czołową powierzchnię tłoka, obciążeniem tłoka (za pomocą obciążników). Ma­nometr ten stosowany jest do pomiaru wysokich ciśnień i bardzo często wyko­rzystywany do skalowania innych ciśnieniomierzy.

MANOMETRY SPRĘŻYSTE

Manometr sprężysty rurkowy

Manometry te są obecnie najczęściej używane do pomiarów ciśnień, gdyż wyróżniają się niezawodnym działaniem, prostą konstrukcją, zwartą budową i dostateczną dokładnością.

Manometr sprężysty membranowy

W manometrach membranowych (przeponowych) elementem pomiarowym jest membrana- sprężysta, okrągła płytka zaciśnięta swą krawędzią w sztywnym korpusie. Przy zmianie ciśnień działają­cych obustronnie na membranę następuje jej odkształcenie proporcjonalne do róż­nicy między ciśnieniem mierzonym i ciśnieniem atmosferycznym.

Manometr sprężysty puszkowy

W celu zwiększenia ugięcia membrany w manometrach do pomiaru ma­łych ciśnień membrany łączy się w puszki (rys. 3.9.c), które mają ugięcie dwu­krotnie większe niż pojedyncza przepona.

Manometr sprężysty mieszkowy

Puszki membranowe i aneroidy zestawia się w baterie zwane mieszkami sprężystymi (rys. 3.9.d). Mieszki takie są elementami pomiarowymi najwyższej czułości. Wewnątrz mieszka znajduje się sprężyna zabezpieczająca mieszek przed zgnieceniem i służąca do regulacji czułości. Manometry mieszkowe sto­suje się najczęściej do pomiaru małych ciśnień 0,05-0,5 MPa i różnic ciśnień¹ oraz jako wakuometry, barometry i barografy.

Manometry elektryczne (elektryczne przetworniki ciśnienia)

Manometr tensometryczny

Do pomiaru ciśnienia wykorzystuje się elek­tryczne tensometry oporowe, których zasadniczym elementem jest cienki drut metalowy (najczęściej z konstantanu) przyklejany za pośrednictwem izo­lującej podkładki do elementu sprężystego ciśnie­niomierza. Ciśnienie działające na element sprężysty (przepona) z naklejonymi tensometrami powoduje odkształcenie drutu (wywołane odkształ­caniem elementu sprężystego) i zmianę jego oporu elektrycznego, przetwarzanego na wartość napięcia wyjściowego proporcjonalnego do wartości mierzo­nego ciśnienia.

Manometr indukcyjny

Manometry z przeponą sprężystą i przetwornikiem indukcyjnościowym są zazwyczaj wykorzystywane w układach automatyki Przepona tych przyrządów powinna znacznie się odkształcać, aby rdzeń ferromagnetyczny przetwornika przemieszczał się wyraźnie względem uzwojenia cewki, zmie­niając indukcyjność.

Manometr rezonansowy

Podstawową częścią jest ele­ment (zwykle sprężynowy) podda­ny wymuszonym drganiom rezo­nansowym, zmieniającym się w funkcji zmian ciśnienia według określonej zależności. W ciśnie­niomierzach tych jako elementu wzbudzanego do drgań, najczęściej stosuje się: struny lub cięgna, płytki z kwarcu (rys. 3.15). Ciśnieniomie­rze rezonansowe cechuje duża do­kładność wskazań. Stosowane do pomiaru nad- i podciśnienia oraz różnicy ciśnień, zwykle w zakresie -0,1-10 MPa.

Manometr pojemnościowy Przetworniki pojemnościowe wykorzystują zjawisko zmiany pojemności kondensatora wraz ze zmianą odległości między jego okładzinami (rys. 3.16). Ciśnieniomierze te są budowane na zasadzie kondensatora płaskiego o jednej okładce stałej, a drugiej ruchomej związanej z przeponą. Pod wpływem działającego ciśnienia przepona odkształca się, co powoduje zmniejszenie szczeliny powietrznej między okład­kami kondensatora i zmianę jego pojemności. Zakresy pomiarowe wynoszą od (0-300) Pa (mikromanometry) do (0-20) MPa.

POMPY.

1. Pompy wyporowe

Pompa tłokowa jednostronnego działania (rys. 13.1) składa się z cylin­drycznego korpusu, w którym umieszczony jest tłok wykonujący ruch posuwisto-zwrotny, oraz dwa zawory: ssący i tłoczący.

Rysunek 13.1. Pompa tłokowa jednostronnego działania:1 - komora robocza, 2 - tłok, 3 - króciec i zawór ssawny, 4 - króciec i zawór tłoczny.

W pompach rotacyjnych (rys. 13.3) przekazywanie energii cieczy łączy się z obrotowym ruchem elementów roboczych, poruszających się w ten spo­sób, że początkowo tworzą zwiększającą się przestrzeń. Powstałe podciśnienie powoduje wciągnięcie cieczy w przewód ssawny. Przestrzeń ta zostaje następ­nie odcięta, a objętość jej ulega zmniejszeniu. Wypierana ciecz o zwiększonym ciśnieniu przechodzi przez otwór wylotowy. Zawory są zbędne.

Rysunek 13.3. Pompa rotacyjna krzywkowa: 1 - rotor, 2 - zgarniacz, 3 - króciec ssawny, 4 - króciec tłoczny

Zalety pomp rotacyjnych:

- mają stałą wydajność przy wszystkich przewidzianych ciśnieniach tło­czenia;

- mogą pracować przy niskich ciśnieniach na ssaniu;

- nie wymagają zalewania podczas uruchamiania;

- ze względu na brak zaworów nadają się do tłoczenia cieczy o dużej lepkości;

- mają małe wymiary, prostą budowę;

- są higieniczne.

2. Pompy wirowe

Pompy wirowe pracują na zasadzie ciągłego zasysania cieczy za pomocą wirni­ka. W zależności od ukształtowania wirnika dzielimy je na pompy o przepływie promieniowym, pompy o przepływie promieniowo-osiowym i pompy o przepływie osiowym.

Pompa odśrodkowa (rys. 13.4) składa się z elementu roboczego wirni­ka osadzonego na wale, który jest bezpośrednio lub za pomocą sprzęgła połą­czony z silnikiem. Wirnik umieszczony jest w korpusie w kształcie spirali roz­szerzającej się po stronie tłocznej. Króciec tłoczący zakończony jest dyfuzorem w kształcie stożka rozszerzającego się w kierunku wypływu cieczy. Króciec ssący znajduje się w osi wału wirnika pompy.

Wirnik, jedyny element ruchomy w pompie wirowej, obracając się, przekazuje własną energię kinetyczną ruchu obrotowego do cieczy, która pod wpływem siły wyporu i siły odśrodkowej odrzucana jest od osi wirnika ku zewnętrznej części korpusu pompy. W osi wału, w miejscu usytuowania króćca ssawnego, powstaje podciśnienie umożli­wiające dalsze zassanie cieczy. Ciecz znajdująca się wewnątrz korpusu pompy, dzięki odpowiednio wyprofilowanym łopatkom wirnika i spiralnemu kształtowi wewnętrznej części korpusu, jest kierowana do dyfuzora, w którym następuje zmiana energii kinetycznej cieczy w energię ciśnienia.

Rysunek 13.4. Pompa odśrodkowa: 1 - wirnik, 2 - korpus, 3 - króciec ssawny, 4 - króciec tłoczny.

Zalety pomp wirowych:

- prosta budowa;

- niewielkie wymiary i ciężar;

- możliwość bezpośredniego połączenia z wałem silnika;

- ciągły strumień cieczy pompowanej,

- dzięki dużym swobodnym przelotom pompy wirowe nadają się spe­cjalnie do pompowania cieczy zawierających zawiesiny ciał stałych i cieczy lepkich;

- są one ekonomiczne w przypadkach, gdy stosunkowo znaczne ilości cieczy przetłacza się przy niezbyt dużych wysokościach podnoszenia;

- koszty instalacji i konserwacji pomp wirowych są na ogół mniejsze niż pomp wyporowych.

Wady pomp wirowych:

- niewielka sprawność przy niskich ciśnieniach;

- przy rozruchu pompy wirowe należy zalać cieczą przetłaczaną, usu­wając dokładnie niepożądane powietrze z wnętrza korpusu pompy.

3. Pompy specjalne

Służą one do przesyłania cieczy czystych, obojętnych, żrących, gęstych, lep­kich oraz zanieczyszczonych. Do pomp specjalnych zalicza się strumieniowe, podnośnikowe i inne.

W pompach strumieniowych różnicę ciśnień między przestrzenią tłoczną a przestrzenią ssawną wytwarza strumień cieczy, gazu lub pary przepływającej z określoną prędkością. W pompie strumieniowej (rys. 13.5) do dyszy jest do­prowadzany czynnik roboczy (np. woda) pod ciśnieniem wyższym niż ciśnienie cieczy zassanej. Strumień czynnika przepływa z dużą prędkością przez zwężkę dyszy. Dzięki wytworzonemu podciśnieniu przewodem ssącym zostaje zassana ciecz, która miesza się z czynnikiem roboczym w komorze mieszania.

W ko­morze mieszania prędkość obu strumieni (czynnika roboczego i zassanej cie­czy) wyrównuje się, czemu towarzyszy wzrost ciśnienia. Następnie strumień dopływa do dyfuzora, gdzie następuje dalszy wzrost ciśnienia wskutek zmiany energii kinetycznej na energię ciśnienia. Czynnik roboczy i ciecz zasysana mają przy wylocie z dyfuzora ciśnienie wyższe od ciśnienia strumienia zasysającego dopływającego do komory zassania.

Rysunek 13.5. Pompa strumieniowa: 1 - dysza, 2 - komora zassania, 3 - komora mieszania, 4 -dyfuzor, 5 - przewód ssawny.

4. Wartości charakteryzujące pracę pomp

Użyteczna wysokość podnoszenia pompy jest to przyrost energii cieczy odnoszony do jednostki masy cieczy, wyrażony w metrach słupa przetłaczanej cieczy.

Wydajność rzeczywista pompy albo strumień objętości jest objętością cieczy, którą podaje pompa do przewodu tłocznego przy określonej użytecznej wysokości podnoszenia i prędkości obrotowej pompy w jednostce czasu.

Zapotrzebowanie mocy (moc na wale pompy, moc dostarczona) przez pompę, jest mocą mechaniczną przekazywaną na wał przez silnik napędowy.

Moc użyteczna pompy jest częścią mocy na wale zużywaną na powięk­szenie całkowitej energii mechanicznej cieczy przetłaczanej (reszta mocy po­krywa straty hydrauliczne, objętościowe i mechaniczne w pompie).

5. Zjawisko kawitacji

Jeżeli ciśnienie (p_s) przy wejściu do pompy w króćcu ssącym opadnie poniżej ciśnienia nasycenia pary przepływającej cieczy, następuje wówczas wrzenie cieczy. W strumieniu tworzą się obszary, w których gromadzi się para i gazy wydzielające się z cieczy. Gdy zaś ciecz z parą znajdzie się w przestrzeni o wyższym ciśnieniu, para skrapla się i następuje gwałtowne bombardowanie cieczą ścianek przewodu. Zjawisko to nazywa się kawitacją.

Parametry podstawowe charakteryzujące pompy:

Q - wydajność pompy

H - wysokość podnoszenia pompy

N - zapotrzebowanie mocy

η - sprawność pompy

Podział:

1. pompy wyporowe

- tłokowe jednostronnego działania

- tłokowe dwustronnego działania

- pompy rotacyjne

2. pompy przepływowe

- promieniowe ( odśrodkowe)

- osiowe

Porównanie pomp.

Pompy tłokowe

- łatwo przystosowują się do zmiennego przeciwciśnienia

- mają bardziej zwartą budowę więc istnieje ścisłe oddzielenie przestrzeni ssawnej od tłocznej

- bardziej złożona budowa (wyposażone w zawory dlatego koszt wykonania jest duży)

- w pompach tłokowych tłok wykonuje ruchy posuwisto zwrotne co powoduje duże przeciążenia dlatego pompy tłokowe muszą być przymocowane do podłoża

- nie można przetłaczać zawiesin

- powodują rozdrabnianie ciał stałych

Pompy wirowe

- mają prostą budowę i niższy koszt wykonania

- element roboczy wykonuje ruch obrotowy, mogą być bezpośrednio sprzęgane z silnikiem

- nie wymagają fundamentowania

- wykazują mniejsze ciśnienie (tłoczą na niższą wysokość)

- charakteryzują się dużą wydajnością która zależy od wysokości podnoszenia

- stosowane są do przetłaczania różnych cieczy dlatego że wirnik swobodnie porusza się w kadłubie pompy

Pompa próżniowa- maszyna robocza która zasysa powietrze z przestrzeni o ciśnieniu niższym niż ciśnienie atmosferyczne, a następnie spręża go i wtłacza do przestrzeni o ciśnieniu atmosferycznym.

Podział:

- pompy próżniowe suche

- pompy próżniowe mokre (wodne)

WENTYLATORY.

1. Podział:

Ze względu na wielkość pracy właściwej:

- niskoprężne, praca właściwa nie przekracza wartości normalnej 0,6 kJ / kg

- średnioprężne, wentylatory których praca właściwa nie przekracza 3 kJ /kg

- wysokoprężne, wentylatory których praca właściwa jest większa niż 3 kJ /kg

Ze względu na sposób zainstalowania:

- wentylatory do podłączenia z przewodami

- wentylatory tłoczące, zasysa czynnik i tłoczy do przewodu

- wentylatory ssące, zasysa czynnik z przewodu i tłoczy do wolnej przestrzeni

- wentylator ssąco tłoczący, zasysa czynnik z przewodu i tłoczy do przewodu

- wentylatory ścienne lub dachowe

- wentylatory strumieniowe, wytwarzają strumień powietrza w przestrzeni nie podłączony do przewodu

- wentylatory cyrkulacyjne, stosowany do obiegowego przemieszczania czynnika nie podłączony do przewodu i nie posiadający obudowy.

Ze względu na drogę przepływu czynnika:

- went. promieniowy,

- went. osiowe, czynnik dopływa do wirnika i wypływa z niego wzdłuż powierzchni cylindrycznych współosiowych z osią wirnika

- went. o przepływie mieszanym,

- went. poprzeczny, droga przepływu czynnika przez wirnik jest prostopadła do osi przy czym czynnik dopływa i wypływa z wirnika na jego obwodzie.

Ze względu na warunki pracy:

- went. ogólnego stosowania

- went. specjalnego przeznaczenia

- went. do gazów gorących

- went. do gazów wilgotnych

- went. gazoszczelne

- went. do gazów zapylonych

- went. transportowe

-went. odporne na osadzanie się zanieczyszczeń

- went. odporne na osadzanie się zanieczyszczeń

- went. odporne na ścieranie

- went. odporne na korozję

- went. iskrobezpieczne

- went. przeciwwybuchowe

- went. dachowe

Ze względu na sposób napędu:

- went. z napędem bezpośrednim przez wał silnika

- went. z napędem przez wał osiowy

- went. z napędem przez współosiowe sprzęgło ślizgowe

- went. z napędem przez przekładnię

- went. z napędem pasowym

- went. z napędem bezpiecznym przez silnik wbudowany.

Wielkości charakteryzujące pracę wentylatora:

- wydajność objętościowa

- wydajność masowa

- ciśnienie całkowite wentylatora

2.Stopień sprężania (r) - jest nazywany iloraz ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie wylotu wentylatora do ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie wlotu wentylatora.

SPRĘŻARKI

Sprężarka - maszyna robocza służąca do podwyższania ciśnienia gazów powyżej ciśnienia początkowego równemu ciśnieniu atmosferycznemu.

Sprężarka pobiera energię mechaniczną od silnika elektrycznego i przetwarza na energię ciśnienia sprężonego przez nią powietrza które ma uzyskać określony poziom w danej instalacji.

Podział:

Ze względu na uwarunkowania konstrukcyjne:

1. wyporowe - o okresowym procesie sprężania z elementem roboczym wykonanym w formie tłoka

W zależności od ilości stopni sprężania wyróżniamy sprężarki wyporowe:

- jednostopniowe

- wielostopniowe

W zależności od ilości cylindrów:

- jednocylindrowe

- wielocylindrowe

2. wirowe - o ciągłym procesie sprężania z elementem roboczym w formie wirnika budowane jako jedno lub wielostopniowe.

W zależności od sposobu przepływu gazu:

- odśrodkowe

- osiowe

- osiowo - promieniowe

3. specjalne- z wirującymi tłokami, łopatkowe, śrubowe, membranowe.

Ze względu na rodzaj sprężanego czynnika:

- sprężarki powietrzne

- sprężarki gazowe

TRANSPORT WEWNĄTRZ ZAKŁADOWY.

1. Przenośniki

Przenośniki - maszyny robocze służące do przenoszenia w sposób ciągły ciał stałych na niewielkie odległości.

Podział:

- cięgnowe - są to przenośniki których transport odbywa się dzięki specjalnemu elementowi którym jest taśma, lina, łańcuch (element bez końca)

- bezcięgnowe - transport odbywa się dzięki specjalnej konstrukcji przenośnika np. ślimakowy

- z czynnikiem pośrednim ( transport pneumatyczny, hydrauliczny)

Przenośnik taśmowy

Transport odbywa się dzięki elastycznej taśmie która porusza się w obiegu zamkniętym. Taśma ta rozciąga się pomiędzy dwoma bębnami - napędzającym i napinającym. Między bębnami znajdują się rolki podtrzymujące.

Funkcje rolek podtrzymujących:

- podtrzymują taśmę

- nadają jej określony kształt

Przenośnik członowy

Zbudowany jest z cięgien do których przymocowane są człony o różnych kształtach które nadają kształt transportowanej strudze.

Przenośnik płytkowy

Mają zwartą konstrukcję, są przystosowane do znacznie większych obciążeń niż przenośniki taśmowe. Są przystosowane do nierównomiernego obciążenia. Są odporne na działanie wysokich temperatur oraz są przystosowane do zmiennych wydajności.

Posiadają ciężką konstrukcję, charakteryzują się dużymi kosztami wykonania, hałaśliwą pracą, wykorzystują dużo energii, mają wysokie koszty eksploatacji.

Przenośnik zgarniakowy

Są to maszyny robocze w których materiał jest przesuwany w korycie poprzez zgarniaki ( poprzeczne przegrody)

Podział:

- przenośniki zgarniakowe zgrzebłowe

- przenośniki zgarniakowe typu Redlera

Charakterystyka:

- służą do transportu pionowego i poziomego

- mogą transportować materiały pyliste

- zużywają dużo energii

- następuje zużywanie powierzchni koryta

Przenośniki kubełkowe

Podział:

- przenośniki grawitacyjne

- przenośniki odśrodkowe

Przenośniki bezcięgnowe

- przenośnik ślizgowy

- przenośnik wałkowy

- przenośnik wałkowo krążkowy

Przenośnik ślimakowy

Zasadniczym elementem który decyduje o pracy przenośnika jest powierzchnia śrubowa wprowadzona w ruch obrotowy.

Powierzchnia śrubowa może być nawinięta na wał lub na powierzchnię wewnętrzną bębna wprawionego w ruch obrotowy.

Przenośniki śrubowe służą do transportu materiałów sypkich, do materiałów w kawałkach jak i do transportu różnego rodzaju zawiesin.

Przenośnik wstrząsowy

Działają na zasadzie że materiał znajduje się w rynnie wprawianej w ruchy posuwisto zwrotne.

Ze względu na sposób wytwarzania ruchu przenośniki dzielimy na:

- klasyczne

- wibracyjne

Charakteryzują się dużym zużyciem powierzchni, powodują zapylenie i mają hałaśliwą pracę.

Przenośniki wibracyjne

Charakteryzują się małym zużyciem energii, mniejszą ścieralnością powierzchni. Zużywają się szybko łożyska ii elementy sprężyste.

Przenośniki z czynnikiem pośrednim

Typowy przenośnik pneumatyczny zbudowany jest z rurociągu przez który przepływa powietrze z odpowiednią prędkością.

Służą do transportu materiałów w proszku (piekarnie, młyny). Nie znajdują zastosowania do materiałów wilgotnych.

Zalety:

- mają prostą budowę

- prostą obsługę

-ciągłość transportu

- hermetyczną i zwartą konstrukcję

Wady:

- duże zużycie energii na jednostkę transportowanego materiału

- szybkie zużywanie przewodów

Dobór przenośnika

- charakterystyka materiału

- droga transportu

- wymagana wydajność

- koszt transportu (koszt zakupu + koszt inwestycji + koszt eksploatacji)

2.Wózki.

Wózki - są to maszyny robocze których nośność może dochodzić do kilku ton a ich całkowita długość nie przekracza 4 m.

Wózki torowe - poruszają się na szynach umieszczonych na posadzkach hal produkcyjnych.

Wózki podwieszane - znajdują się w górnej części hali produkcyjnej.

Podział:

- niesymetryczne

Kierunek ruchu wózka może być zmienny.

Nie mogą być zbytnio obciążane

- symetryczne

Służy do transportu po linii prostej może transportować duże obciążenia.

Może być stosowany do transportu na dalsze odległości. Transport po linii prostej dużych ładunków. ( rys. niżej)

Służy do transportu na znaczne odległości istnieje możliwość zmiany kierunku ruchu. Wytrzymuje dość duże obciążenia.(rys. ↓)

- torowe przejeżdżające po jednym lub dwóch szynach

- przejeżdżające po dolnej lub górnej półce

Wózki jezdniowe.

Wózki mechaniczne dzielimy na:

- z nieruchomą platformą - napędzane ręcznie, silnikami elektrycznymi lub spalinowymi.

- z platformą ruchomą - dzielimy na:

* wózki niskiego podnoszenia - dzięki siłownikom istnieje możliwość podnoszenia platformy na niewielką wysokość ok. 150mm. Służą do transportu materiałów znajdujących się na paletach.

* wózki średniego podnoszenia - mogą podnosić ładunek do wysokości 3,2 m. napędzane silnikami spalinowymi lub elektrycznymi.

* wózki wysokiego podnoszenia - wózki te mają możliwość wysuwania ramy i mogą podnosić ładunki do wysokości 6-7 m .

3. Przepływ dwufazowy.

Ustalanie parametrów przepływu dwufazowego współprądowego.

- prędkość powietrza

Przepływ gazu powinien odbywać się z optymalną prędkością. Transportowane cząsteczki nie ulegają rozdrobnieniu. Przy prędkości zbyt małej powietrz następuje zapchanie instalacji.

- współczynnik kondensacji

Masowej - iloraz masy cząstek ciała stałego do masy gazu.

Instalacje pracujące przy podciśnieniu - w instalacji panuje ciśnienie niższe niż atmosferyczne.

Jest to instalacja hermetyczna która uniemożliwia wydostanie się pyłów na zewnątrz.

Wady:

- mała różnica ciśnień (transport na małe odległości)

- transport materiałów lekkich

Instalacje pracujące przy nadciśnieniu - w instalacji panuje ciśnienie wyższe niż ciśnienie atmosferyczne.

Zalety:

- transport dowolnych materiałów

- duże wartości współczynnika kondensacji

Wada:

- trudno uszczelnić instalacje (z powodu nadciśnienia w niej panującego)

Instalacja ssąco - tłocząca.

Łączy cechy pozytywne instalacji pracującej przy nadciśnieniu i podciśnieniu.

Przenośniki złożone - są to maszyny robocze składające się z zespołu przenośników spełniających określone zadanie.

Cechy techniczne przy doborze środka transportu:

- zewnętrzne cechy materiału

- gęstość materiału

- podatność materiału na działanie sił zewnętrznych

- wilgotność materiału

- zapach

- agresywność

- temperatura

- cechy szczególne

MASZYNY I URZĄDZENIA DO UTRZYMANIA HIGIENY

1. odmaczalniki - służą do odmaczania osadu z opakowań wielokrotnego urzytku. Mogą to być osady organiczne osady nieorganiczne etykiety.

2.myjki:

- natryskowe tunelowe

- namaczalnikowo - natryskowe

- maszyny do mycia słoi

Maszyny i urządzenia do mycia naczyń zbiorczych ( konwi, skrzyń, beczek) - są to maszyny tunelowe w których występuje więcej sekcji namarzających.

Centralne stacje mycia - mycie maszyn odbywa się bez ich montażu i demontażu maszyn i urządzeń. Płyny przepływają tą samą drogą co produkty.

Budowa:

- zbiorniki na płyny myjące

- pompy służące do cyrkulacji płynów

- rurociągi

- podgrzewacze - wymienniki płytowe

- układ sterowania.

Sposoby mycia:

program chłodny - stosowany do mycia zbiorników rurociągów oziębiaczy. Środkiem myjącym jest ług czyli środek alkaliczny

Etapy:

- płukanie wodą 3 min.

- krążenie gorącego ługu 6 min

- dezynfekcja gorącą wodą 3min

- płukanie i chłodzenie wodą 7min

program gorący - stosowany do mycia wirówek pasteryzatorów sterylizatorów. Środkiem myjącym jest roztwór ługu i kwasu.

Etapy:

- krążenie kwasu 12min

- płukanie gorącą wodą 6 min

- krążenie gorącego ługu 18 min

- sterylizacja gorącą wodą 8 min

- działanie zimną wodą 8 min.

3. maszyny i urządzenia do mycia powierzchni nie stykających się z żywnością.

- maszyny zamiatające

- maszyny zmywające

4. maszyny i urządzenia do dezynfekcji powierzchni.

Podział:

- maszyny w których powstają krople od 100-300μm

- maszyny w których powstają krople od 50-100 μm

- maszyny w których powstają krople od 25-50 μm (systemy aerozolowe)

URZĄDZENIA DO NAPEŁNIANIA OPAKOWAŃ JEDNOSTKOWYCH.

• napełnianie płynami o małej lepkości ( woda, mleko, soki) - są to rozlewaczki

Podział:

- napełniające stałą objętością

Mają złożoną budowę w związku z tym mają długi czas napełniania i są mało wydajne.

- napełniające stałą wysokością

Mają znacznie prostszy sposób napełniania a więc szybsze napełnianie opakowań. Są bardzo wydajne.

- napełniające w stałym czasie.

Układ jest złożony ale dzięki ciągłej pracy pompy głowice są przystosowane do dużych wydajności.

2. napełnianie płynami o dużej gęstości - są to dozownice

- dozownice tłokowe

3. dozownice odśrodkowe i grawitacyjne

Zamykanie opakowań jednostkowych. Maszyny do zamykania:

- butelek - kapslownice i korkownice

- puszek - zamykarki do puszek

- słoi - zamykarki do słoi jednorazowego i wielokrotnego użytku

2

---