Operator_urządz_prz_spozyw_827[01]_Z1.01

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1. System zapewnienia higieny produkcji żywności HACCP. Przesyłanie

i wytwarzanie energii cieplnej

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Silniki spalinowe, pompy – właściwości, charakterystyka

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Urządzenia

kotłowe,

sprężarki,

wentylatory

–

właściwości,

charakterystyka

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

Sprawdzian osiągnięć

Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu obsługiwania maszyn

i urządzeń ogólnego zastosowania w przetwórstwie spożywczym.

W poradniku zamieszczono:

– wymagania wstępne wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś bez

problemów mógł korzystać z poradnika,

– cele kształcenia wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

– materiał nauczania wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki

modułowej,

– zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

– ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

– sprawdzian postępów,

– sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie

materiału całej jednostki modułowej,

– literaturę uzupełniającą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

Schemat układu jednostek modułowych

827[01].Z1

Eksploatacja maszyn i urządzeń stosowanych

w przetwórstwie spożywczym

827[01].Z1.01

Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym

827[01].Z1.02

Użytkowanie instalacji

technicznych

827[01].Z1.03

Obsługiwanie urządzeń

chłodniczych i aparatury

kontrolno-pomiarowej

827[01].Z1.04

Stosowanie środków

transportu w przemyśle

spożywczym

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

przestrzegać przepisów

bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska,

–

posługiwać się instrukcjami i dokumentacją techniczną,

–

posługiwać się podstawowymi jednostkami miar i wag,

–

posługiwać się podstawowymi pojęciami i wielkościami fizycznymi,

–

korzystać z różnych źródeł informacji,

–

obsługiwać komputer,

–

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

sklasyfikować maszyny i urządzenia ogólnego stosowania,

–

wyjaśnić działanie maszyn sprężających: wentylatory, dmuchawy, sprężarki,

–

określić zasadę działania wentylatorów,

–

wyjaśnić różnice występujące w budowie pomp wirowych i tłokowych,

–

wyjaśnić zasady działania silników spalinowych,

–

rozróżnić rodzaje urządzeń kotłowych i ich armaturę,

–

określić sposoby przesyłania energii cieplnej i ich zastosowania,

–

wskazać niebezpieczeństwa związane z działaniem i obsługą parowych instalacji
energetycznych,

–

zastosować zasady tworzenia i funkcjonowania zakładowego systemu zapewnienia higieny
produkcji (HACCP),

–

zastosować sprzęt do utrzymania czystości maszyn i urządzeń produkcyjnych,

–

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas obsługi maszyn i urządzeń
ogólnego zastosowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. System zapewnienia higieny produkcji żywności HACCP.

Przesyłanie i wytwarzanie energii cieplnej

4.1.1. Materiał nauczania

W rozdziale pierwszym poradnika zostaną omówione zagadnienia związane z przepisami

BHP stosowanymi podczas obsługi maszyn i urządzeń. W kolejnej części tego rozdziału zostanie
przedstawiony  system  zapewnienia  higieny  produkcji  HACCP.  Następnie  zostaną  opisane
podstawowe  zagadnienia  związane  z  energią  cieplną.  Ostatnim  poruszanym  zagadnieniem  są
maszyny  i  urządzenia  służące  do  utrzymania  porządku  sprzętu  wykorzystywanego  do  produkcji
w przetwórstwie spożywczym.

Przepisy BHP dotyczące obsługi maszyn i urządzeń związane są w znacznej mierze z ochroną

przed  działaniem  elektryczności  statycznej.  Elektryczność  statyczna  powstaje  wówczas,  gdy  na
przedmiotach  odizolowanych  od  ziemi  gromadzą  się  różnoimienne  ładunki  elektrostatyczne.
Pojawia  się  ona  w  obiektach  przemysłowych  zarówno  podczas  przesypywania  ciał  sypkich,
przelewaniu  cieczy  jak  i  przepływie  gazów  przez  rurociągi.  Zbliżenie  do  siebie  przedmiotów
naładowanych

ładunkami różnoimiennymi może spowodować wyładowanie iskrowe.

Wyładowaniom  tym  często  towarzyszy  człowiek,  jednak  elektryczność  statyczna  raczej  nie
zagraża  jego  życiu.  W  pomieszczeniach  gdzie  występuje  zagrożenie  pożarowe  wyładowanie
iskrowe  może  spowodować  zapalenie  się  lub  wybuch  nagromadzonych  substancji  palnych,  co
niesie za sobą nie tylko straty materialne, ale może też być zagrożeniem dla życia i zdrowia ludzi
przebywających  w  pobliżu.  Jednym  ze  sposobów  przeciwdziałania  elektryczności  statycznej  jest
uziemienie  przedmiotów  metalowych.  Polega  to  na  połączeniu  części  gromadzących  ładunki
elektryczne z metalowym prętem umieszczonym bezpośrednio w ziemi. Przedmioty niemetalowe
można

chronić

przed

nagromadzeniem

ładunków poprzez nawilżanie powietrza

w pomieszczeniach.  Cienka  warstwa  wody osiadająca  na  ściankach tych  przedmiotów powoduje
odprowadzenie ładunków do ziemi lub innych przedmiotów o przeciwnym ładunku elektrycznym.
Zasady  prawidłowej  eksploatacji  i  bezpiecznej  obsługi  maszyn  elektrycznych.  Wszystkie
urządzenia  elektryczne  posiadają  instrukcję  obsługi,  zatem  powinny  być  zgodnie  z nią
eksploatowane  i  konserwowane.  Najczęściej  spotykanymi  nieprawidłowościami  pracy  maszyny
mogą  być  drgania  i  stuki  wynikające  np.  z  uszkodzenia  elementów  maszyny.  Może  to
powodowaćnadmierne grzanie się elementów maszyny a w konsekwencji ich trwałe uszkodzenie.
Kolejną  oznaką  awarii  może  być  wystąpienie  iskrzenia  spowodowane  uszkodzeniem  instalacji
elektrycznej  lub  zużyciem  elementów  ślizgowych  czy  komutatora  oraz  szczotek.  Największe
zagrożenie  stwarza  brak  osłon  części  wirujących  lub  pozostających  pod  napięciem.  Może  to
powodować zagrożenie dla zdrowia człowieka, jak również uszkodzenie maszyny.

Podczas pracy z maszynami i urządzeniami elektrycznymi należy bezwzględnie przestrzegać

zarówno ogólnych zasad BHP jak i zasad bezpiecznej pracy z maszynami. Do takich
podstawowych zasad BHP można zaliczyć:
–

nie zbliżać się i nie dotykać urządzeń bez konieczności posługiwania się nimi,

–

remonty i konserwacje mogą wykonywać jedynie osoby posiadające odpowiednie
kwalifikacje,

–

przed włączeniem maszyny bądź urządzenia należy wykonać oględziny stanu technicznego
maszyny,

–

przed wymianą żarówek i bezpieczników wyłączyć obwód,

–

w celu podłączenia lub odłączenia wtyczki chwytać ją za obudowę,

–

nie dotykać części urządzeń mokrymi rękami,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

nie dotykać jednocześnie urządzeń i uziemionych metalowych przedmiotów,

–

po zauważeniu nieprawidłowości w pracy urządzeń należy odłączyć zasilanie.
System zapewnienia higieny żywności produkcji HACCP skrót ten pochodzi od pierwszych

liter angielskiej nazwy Hazard Analysis and Critical Control Point. W języku polskim oznacza on
Analiza  Zagrożeń  i  Krytyczny  Punkt  Kontroli.  System  ten  powstał  w  celu  zapewnienia
bezpieczeństwa  żywności  w  trakcie  całego  procesu  produkcyjnego  a  także  podczas  jej
składowania.  Jego  głównym  zadaniem  jest  zapewnienie  produktom  spożywczym  higienicznej
czystości. Jest on wykorzystywany w firmach zajmujących się produkcją oraz handlem artykułami
spożywczymi.

W przypadku tego systemu, główny nacisk związany z nadzorem nad żywnością kładzie się

na przyczynach zagrożeń bezpośrednio w miejscu ich powstawania. W wyniku takiego podejścia,
zagrożenie zdrowotne żywności, które może być związane ze stosowanymi surowcami, dodatkami
i  materiałami  pomocniczymi,  personelem,  maszynami  i  urządzeniami,  a  także  procesem
technologicznym  jest  eliminowane  przed  wyprodukowaniem  gotowego  wyrobu.  Jest  to
najefektywniejszy  sposób  zapewnienia  oraz  gwarantowania  bezpieczeństwa  żywności.  System
HACCP jest uznany przez wszystkie organizacje, zajmujące się bezpieczeństwem żywności.

W przypadku chęci wdrożenia przez przedsiębiorstwo systemu HACCP, warunkiem

wstępnym jest opracowanie pięciu programów dotyczących następujących zagadnień

–

badania wody,

–

mycia i dezynfekcji,

–

usuwania odpadów i ścieków,

–

kontroli szkodników,

–

kontroli kwalifikacji zdrowotnych pracowników.
System HACCP opiera się na kilku podstawowych zasadach. Zostały one przedstawione na

rysunku 1.

Rys. 1.

Zasady systemu HACCP [opracowanie własne]

Zasady występujące w systemie HACCP

–

Zasada 1 Analiza zagrożeń oraz środków im zapobiegających. Ma ona na celu  identyfikację
wszystkich  szkodliwych  czynników  biologicznych,  chemicznych  i fizycznych,  które  mogą
wystąpić  na  wszystkich  etapach  procesu  produkcyjnego  poczynając  od  surowców

Zasada 6.

Procedury

weryfikacji

Zasada 5.

Działania

korygujące

Zasada 4.

Ustalenie i

wprowadzenie

systemu

monitorowania

CCP

Zasada 3.

Ustalenie

parametrów i

limitów

krytycznych

Zasada 2.

Określenie

krytycznych

punktów

kontroli

Zasada 1.

Analiza zagrożeń

oraz środków im

zapobiegających

Zasada 7.

Dokumentacja i

dokumentowanie
systemu HACCP

Zasady systemu

HACCP

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i materiałów pomocniczych, a kończąc na dystrybucji produktów. Ma ona również na celu
oszacowanie ryzyka wystąpienia danego czynnika, jak też określenie środków
zapobiegawczych, które można zastosować w przypadku wystąpienia zagrożenia w celu jego
eliminacji bądź minimalizacji skutków jego wystąpienia,

–

Zasada  2.  Określenie  krytycznych  punktów  kontroli.  W  ramach  przeprowadzonej  analizy
zagrożeń i określeniu środków zapobiegawczych ustalane są najważniejsze punkty, elementy
lub etapy, w których środki zaradcze nie są skuteczne. Są one określane mianem Krytycznych
Punktów  Kontrolnych  (CCP).  Punkty  te  muszą  być  poddawane  szczególnej  kontroli  ze
względu  na  możliwość  wystąpienia  w  tych  miejscach  nadmiernego  ryzyka  powodującego
nieakceptowalną jakość zdrowotną żywności,

–

Zasada 3. Ustalenie parametrów i limitów krytycznych. Najważniejszym zadaniem, które
obejmuje tą zasadę jest ustalenie Krytycznego Punktu Kontrolnego, w takim momencie
procesu produkcyjnego, któremu będą mogły być przypisane odpowiednie parametry procesu,
które będą sprawdzane w określonych warunkach. Tolerancję odchyleń należy dobrać w taki
sposób, by nie miały one znaczenia na zachowanie bezpieczeństwa zdrowia.

–

Zasada  4.  Ustalenie  i  wprowadzenie  systemu  monitorowania  CCP.  System  monitorowania
Krytycznych Punktów Kontrolnych to procedura mająca na celu określenie jak często i przez
kogo  będą  sprawdzane  pomiary  dla  punktów  krytycznych.  Zawiera  ona  również  informacje
o sposobie  prowadzenia  zapisów  z  przeprowadzonych  kontroli  oraz  w  jaki  sposób  i  przez
kogo będzie to nadzorowane,

–

Zasada 5. Działania korygujące. Ma ona na celu ustalenie działań koniecznych do wykonania
w przypadku przekroczenia lub niedopełnienia zadanych parametrów w Krytycznym Punkcie
Kontroli. Działania wykonywane w ramach tej zasady powinny określać co w takim
przypadku zrobić z produktem, linią produkcyjną oraz zawierać instrukcje w jaki sposób
doprowadzić naruszone parametry do wymaganego poziomu,

–

Zasada  6.  Procedury  weryfikacji.  Przedsiębiorstwo  w  związku  z  tą  zasadą  ma  obowiązek
określić  procedury  kontroli  wewnętrznej,  mające  na  celu sprawdzenie  czy  wdrożony  system
HACCP  działa  w  sposób  prawidłowy,  zgodnie  z  przyjętymi  założeniami.  Celem  tej  kontroli
jest  również  ustalenie  poprawności  wyznaczenia  Krytycznych  Punktów  Kontroli
i parametrów ich monitorowania,

–

Zasada  7.  Dokumentacja  i  dokumentowanie  systemu  HACCP.  Zasada  ta  zawiera  zapis
o konieczności  stworzenia,  prowadzenia,  przechowywania  i  archiwizowania  dokumentacji
systemu.  Prowadzona  dokumentacja  świadczy  o  rzeczywistym  funkcjonowaniu  systemu
HACCP  w  przedsiębiorstwie.  Pozwala  ona  również  na  jego  kontrolę  osobom  z  zewnątrz
danego zakładu - inspekcjom lub kontrahentom.

Do najważniejszych korzyści, jakie przedsiębiorstwo uzyskuje w ramach wdrożenia systemu

HACCP można zaliczyć:
–

pozwala on zapobiegać występowaniu zagrożeń w łańcuchu żywnościowym,

–

pozwala uzyskać miejsca potencjalnych zagrożeń podczas procesu produkcji wraz z ich oceną
i oszacowaniem ryzyka,

–

pozwala na szybkie ustalenie i wyeliminowanie przyczyny wystąpienia epidemii
żywnościowej (zatrucia),

–

pozwala na ustalenie zakresu odpowiedzialności poszczególnych pracowników zajmujących
się nadzorowaniem krytycznych punktów kontroli,

–

pozwala na uzyskanie sprawniejszej organizacji pracy, prowadzi do obniżenia kosztów
produkcji poprzez podwyższenie jakości i cen produktów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Energia cieplna
Zjawisko wymiany ciepła zawsze zachodzi między dwoma sąsiadującymi ciałami, jeżeli mają

one różną temperaturę i trwa ona do momentu jej wyrównania. W dalszej części rozdziału zostaną
szerzej przedstawione następujące zagadnienia związane z energią cieplną:
–

przypadki wymiany ciepła,

–

przewodzenie ciepła,

–

unoszenie ciepła,

–

przejmowanie ciepła,

–

przenikanie ciepła,

–

promieniowanie cieplne,

–

wymienniki ciepła,

–

regenerator.
Wymiana ciepła zachodzi w trzech przypadkach: w obszarze ciała jednorodnego, pomiędzy

ciałami stykającymi się bezpośrednio ze sobą, między dwoma ciałami oddalonymi od siebie.
Przypadki te zostały przedstawione na rysunku 2.

Rys. 2.

Przypadki wymiany ciepła [opracowanie własne]

W obszarze jednorodnego ciała stałego wymiana ciepła odbywa się na zasadzie

przewodzenia.  W  jednorodnych  ciałach  ciekłych  lub  gazowych  jest  ona  bardziej  złożona,
ponieważ  odbywa  się  na  zasadzie  przewodzenia  lub  unoszenia.  W  cieczach  oraz  gazach,  ze
względu  na  duże  odległości  między  cząsteczkami,  przewodzenie  ciepła  zachodzi  mniej
intensywnie niż w ciałach stałych. Unoszenie ciepła zachodzące w płynach zależy głównie od tego
czy  następuje  samoistnie  wywołane  jedynie  ruchem  cząsteczek,  czy  też  jest  wymuszone
czynnikami zewnętrznymi.

Wymiana ciepła między ciałami stałymi to proces przewodzenia, natomiast między płynem

a ciałem  stałym  nazywana  jest  przejmowaniem  ciepła.  Wymiana  ciepła  między  dwoma  płynami
oddzielonymi  od  siebie  ciałem  stałym  składa  się  z  kilku  procesów  i  zwana  jest  przenikaniem.
Podobny  proces  zachodzący  pomiędzy  dwoma  ciałami  stałymi  oddalonymi  od  siebie,
przedzielonymi próżnią nazywamy promieniowaniem.

Wymiana ciepła zachodzi jako proces ustalony wówczas, gdy zarówno ilość przenoszonego

ciepła jest stała, a temperatura układów nie ulega zmianie. Podczas gdy wielkości te zmieniają się
zachodzi proces wymiany nie ustalonej.

Przewodzenie ciepła polega na przekazywaniu energii kinetycznej pomiędzy cząsteczkami

jednego ciała. Największą przewodnością charakteryzują się metale, zaś najmniejszą gazy. Zależy
ona od temperatury, ponieważ wraz ze wzrostem temperatury przewodność gazów rośnie a cieczy
maleje. Przewodność metali natomiast jest stała. Podczas przewodzenia ciepła przez płaską
ściankę natężenie strumienia ciepła stanowi stosunek przewodności materiału ścianki i różnicy
temperatur panujących po obu jej stronach do jej grubości.

Unoszenie ciepła ma miejsce tylko w ciałach ciekłych lub gazowych, ponieważ ma to ścisły

związek z ruchem ich cząsteczek. W ciałach płynnych cząsteczki mają swobodę ruchu, więc

Przypadki wymiany

ciepła

W obszarze ciała

jednorodnego

Pomiędzy ciałami

bezpośrednio

stykającymi się ze

sobą

Pomiędzy dwoma

ciałami oddalonymi

od siebie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

stykają się z innymi cząsteczkami i wymieniają z nimi ciepło. Unoszenie ciepła może występować
zarówno w przestrzeni ograniczonej jak i nieograniczonej. Szybkość wymiany ciepła jest zależna
od różnicy temperatur oraz szybkości poruszania się cząsteczek. Ruch cząsteczek może wynikać
ze zmiany gęstości płynu spowodowanej zmianą temperatury, lub też może być spowodowany
urządzeniem zewnętrznym.

Przejmowanie ciepła jest zjawiskiem zachodzącym pomiędzy płynem a ścianką ciała stałego.

Jeśli wzdłuż ścianki przemieszcza się płyn o temperaturze różnej od temperatury ścianki, to
między nimi zachodzi przejmowanie ciepła.

Przenikanie ciepła zachodzi wówczas, gdy wymiana następuje między dwoma płynami

oddzielonymi ścianką ciała stałego. Zachodzą tu łącznie trzy zjawiska: przejmowania ciepła
z płynu pierwszego, przewodzenie ciepła przez ściankę i przejmowanie ciepła przez płyn drugi.

Promieniowanie cieplne zachodzi pomiędzy ciałami oddalonymi od siebie, pod warunkiem

jednak,  iż  środowisko  rozdzielające  jest  przenikalne.  Zjawisko  to  polega  na  wymianie  ciepła  za
pośrednictwem  fal  elektromagnetycznych,  które  padając  na  inne  ciało  mogą  zostać  pochłonięte,
odbite  lub  przepuszczone.  W  ciałach  stałych  i  cieczach  ciepło  przekazywane  jest  za
pośrednictwem  fal o wszystkich długościach, podczas gdy w gazach w procesie tym  biorą udział
określone  fale.  Moc  promieniowania,  czyli  ilość  wypromieniowanego  ciepła  zależy  od
właściwości  fizycznych  danego  ciała  oraz  od  rodzaju  jego  powierzchni  i  temperatury.  Znacząca
wymiana energii na zasadzie promieniowania odgrywa rolę jedynie w wysokiej temperaturze.

Wymienniki ciepła są urządzeniami służącymi do wymiany ciepła między dwoma

czynnikami  płynnymi,  które  zazwyczaj  są  od  siebie  oddzielone  metalową  ścianką  wymiennika.
Wymienniki  występują  jako  pośrednie  i  bezpośrednie.  W  wymiennikach  bezpośrednich  czynnik
o wyższej temperaturze miesza się bezpośrednio z czynnikiem o temperaturze niższej przekazując
w ten  sposób  ciepło.  W  wymiennikach pośrednich czynniki  nie stykają  się ze  sobą.  Wymienniki
powierzchniowe  możemy  rozróżnić  w zależności  od  kierunku  przepływu  obu  czynników  na
współprądowe  i  przeciwprądowe  oraz  krzyżowe.  Na  rysunku  3  przedstawiono  dwa  rodzaje
wymienników ciepła.

Rys. 3.

Wymienniki ciepła: a) współprądowy, b) przeciwprądowy [1, s. 180]

Na rysunku oznaczono:
X – czynnik ogrzewający,
Y – czynnik ogrzewany,
T – temperatura,
q – natężenie strumienia cieplnego,
A

1-2

– pole powierzchni ścianki dzielącej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Regenerator jest to komora wypełniona elementami wykonanymi z materiałów ogniotrwałych

w taki sposób by umożliwić kolejno przepływ gazów gorących i zimnych. Przepływając przez
regenerator czynnik cieplejszy oddaje energię elementom znajdującym się w komorze,
a przepływający kolejno czynnik chłodny przejmuje nagromadzone w niej ciepło.

Urządzenia do czyszczenia i utrzymania czystości maszyn i urządzeń zapewnienie czystości

maszynom i urządzeniom wykorzystywanym w produkcji mogą służyć dwa systemy:
–

zewnętrzny,

–

wewnętrzny.
Do systemu wewnętrznego zalicza się wszystkie elementy, zespoły czy instalacje danej

maszyny,  lub  zespołu  maszyn,  mające  na  celu  zapewnienie  czystości  bieżącej  maszyn.  W  tym
przypadku,  czyszczenie  jest  jednym  z  elementów  procesu  produkcyjnego,  procesu,  który  może
być  kontynuowany  dopiero  po  wykonaniu działania  związanego  z czyszczeniem  danej  maszyny,
jego elementu bądź linii produkcyjnej.

Do systemu zewnętrznego zalicza się wszelkie maszyny bądź urządzenia zewnętrzne, nie

związane  bezpośrednio  z  urządzeniami  realizującymi  proces  produkcyjny.  W obecnym  czasie  na
rynku  dostępnych  jest  wiele  urządzeń,  które  mogą  zostać  wykorzystane  w  celu  zapewnienia
czystości  maszynom wykorzystywanym w produkcji.  Wybór ich uzależniony  jest od zadań,  jakie
są  przed  nimi  postawione,  od  warunków  działania,  wymaganej  wydajności,  a  także  od  ceny.
W przypadku  dokonywania  wyborów z  dość szerokiej  oferty  rynkowej, należy  wziąć  pod  uwagę
nie tylko cenę samego urządzenia, ale także koszty, jakie są związane z jego eksploatacją. Można
do  nich  zaliczyć  koszty  związane  z  przeglądami  technicznymi  maszyn  (w  przypadku,  jeśli
wymaga ich producent), koszty części zamiennych, ich dostępności oraz rozmieszczenie punktów
serwisowych  oraz  ich  niezawodność  potwierdzona  testami,  certyfikatami.  Należy  również  wziąć
pod uwagę długość trwania gwarancji udzielanej przez producenta.

Na częstotliwość wykonywania działań zapewniających utrzymanie czystości ma wpływ

wiele  czynników.  Można  do  nich  zaliczyć  między  innymi:  specyfikę  prowadzonej  działalności,
rodzaj  produkcji,  rodzaj  zastosowanych  środków  produkcji,  zanieczyszczenie  środowiska,
częstotliwość  wykonywania  prac  porządkowych  w  hali  produkcyjnej,  jak  też  warunki
klimatyczne.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są podstawowe zasady BHP obowiązujące w trakcie obsługi maszyn i urządzeń?
2.  Jakie zadania są stawiane przed systemem HACCP?
3.  Jakie są warunki wstępne wdrożenia systemu HACCP w przedsiębiorstwie?
4.  Jakie są zasady systemu HACCP?
5.  Jakie są korzyści wynikające z wdrożenia systemu HACCP?
6.  Jakie są przypadki wymiany ciepła?
7.  Co to jest przewodzenie cieplne?
8.  Co to jest unoszenie ciepła?
9.  Co to jest przejmowanie ciepła?
10.  Co to jest przenikanie ciepła?
11.  Co to jest promieniowanie cieplne?
12.  Jaka jest zasada działania wymienników ciepła?
13.  Jakie są systemy wykorzystywane podczas utrzymywania czystości maszyn i urządzeń?
14.  Co to jest system wewnętrzny?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz maszyny i urządzenia zapewniające utrzymanie czystości na hali produkcyjnej

przedsiębiorstwa zajmującego się produkcją makaronów, na każdym z etapów jego wytwarzania.
Etapy występujące w trakcie jego produkcji to:

−

przygotowanie surowców – obejmuje między innymi operacje: przygotowania mieszanek
mąki, przesiewanie, podgrzewanie wody, przygotowanie masy jajowej,

−

wytworzenie ciasta makaronowego,

−

formowanie,

−

suszenie makaronu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  dobrać  maszyny  i  urządzenia  zapewniające  utrzymanie  czystości  na  hali  produkcyjnej

przedsiębiorstwa zajmującego się produkcją makaronów,

5)  uzasadnić konieczność i potrzebę zastosowania wybranych urządzeń,
6)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

papier formatu A4,

–

przybory do pisania, linijka, ołówek,

–

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Przedstaw w postaci tabeli zasady, jakie występują w systemie HACCP. Na podstawie tych

zasad, opracuj system zapewnienia higieny produkcji żywności dla dowolnego przedsiębiorstwa
zajmującego się przetwórstwem spożywczym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  przedstawić zasady jakie występują w systemie HACCP,
5)  opracować  system  zapewnienia  higieny  produkcji  żywności  dla  dowolnego  przedsiębiorstwa

zajmującego się przetwórstwem spożywczym,

6) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

papier formatu A4,

–

przybory do pisania, linijka, ołówek,

–

stanowisko z dostępem do Internetu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić podstawowe zasady BHP obowiązujące w trakcie obsługi
maszyn i urządzeń?



określić zadania stawiane przed systemem HACCP?



określić

warunki

wstępne

wdrożenia

systemu

HACCP

w przedsiębiorstwie?



wyjaśnić zasady obowiązujące w systemie HACCP?



określić korzyści jakie uzyskuje przedsiębiorstwo z wdrożenia
systemu HACCP?



wymienić przypadki wymiany ciepła?



wyjaśnić przypadki wymiany ciepła?



zdefiniować podstawowe pojęcia związane z energią cieplną np.:
przewodzenie cieplne, przejmowanie ciepła, przenikanie ciepła?



wyjaśnić zasadę działania wymienników ciepła?



10) określić urządzenia związane z utrzymaniem czystości maszyn

i urządzeń produkcyjnych?



11) wyjaśnić rolę jaką pełni system zewnętrzny?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Silniki spalinowe, pompy – właściwości, charakterystyka

4.2.1. Materiał nauczania

W poniższym rozdziale zostaną przedstawione podstawowe właściwości związane z silnikami

spalinowymi, ich podział oraz charakterystyka. W następnej części rozdziału omówione zostaną
pompy.

Silniki cieplne są maszynami przetwarzającymi energię cieplną na mechaniczną. Na rysunku

4 przedstawiono klasyfikację silników cieplnych.

Rys. 4.

Podział silników cieplnych [1, s. 228]

Do silników o spalaniu zewnętrznym zaliczamy tłokowe silniki parowe oraz turbiny parowe.

Spalanie paliwa odbywa się poza silnikiem, wynikiem czego jest wytworzenie w kotłach
parowych pary wodnej będącej czynnikiem roboczym.

Silniki o spalaniu wewnętrznym zwane silnikami spalinowymi uzyskują energię mechaniczną

w wyniku spalania paliwa wewnątrz silnika. Silniki spalinowe dzielimy na: tłokowe, turbinowe
i odrzutowe.

Silniki spalinowe tłokowe przetwarzają energię cieplną otrzymaną podczas procesu spalania

paliwa  na energię  mechaniczną. Przemiana ta zachodzi  w przestrzeni roboczej silnika.  W silniku
tłokowym  znajduje  się  przynajmniej  jeden  tłok  ograniczający  przestrzeń  roboczą.  Tłok  może
wykonywać  ruch  postępowo-zwrotny  lub  obrotowy  i  ma  za  zadanie  przenoszenie  sił.  Nacisk  na
tłok  realizowany  jest  poprzez  siły  powstałe  podczas  spalania  paliwa.  Poruszający  się  tłok  za
pośrednictwem  połączonego  z  nim  mechanizmu  korbowego  przekazuje  energię  do  wału
korbowego powodując jego obrót.

Silniki spalinowe turbinowe posiadają przynajmniej jeden wirnik, który jest napędzany za

pomocą  strumienia  gazu  posiadającego  dużą  prędkość  i  energię  kinetyczną.  Moc  użyteczna
silnika,  podobnie  jak  w  silnikach  tłokowych  przenoszona  jest  z  turbiny  na  wał  główny  silnika.
Ponieważ  strumień gazu  napędzający turbinę  ma  dużą prędkość dodatkowo zachodzi tu zjawisko
siły ciągu, która może być również wykorzystana do napędu np. samolotu.

Silniki spalinowe odrzutowe wykorzystują wyłącznie siłę ciągu nie pobierając mocy

użytecznej z wału silnika. Silniki odrzutowe można ogólnie podzielić na przelotowe i rakietowe.
Silnik przelotowy pobiera niezbędny w procesie spalania tlen z przepływającego w czasie pracy
przez niego powietrza. Silnik rakietowy, z uwagi na brak przepływu powietrza, pobiera niezbędny
tlen z dołączonego zbiornika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rodzaje tłokowych silników spalinowych – tłokowe silniki spalinowe możemy podzielić ze

względu na sposób zapłonu mieszanki palnej w cylindrach na silniki o zapłonie iskrowym
i samoczynnym. Na rysunku 5 przedstawiono klasyfikację tłokowych silników spalinowych.

Rys. 5.

Podział tłokowych silników spalinowych [1, s. 230]

Na rysunku oznaczono:
ZI – zapłon iskrowy,
ZS – zapłon samoczynny.

W silnikach z zapłonem iskrowym mieszanka paliwa i powietrza zapalana jest za pomocą

iskry elektrycznej wytwarzanej pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej. Mieszanka paliwa
i powietrza wytwarzana jest w gaźniku, a w przypadku zasilania silnika gazem mieszanka gazu
z powietrzem tworzona jest w mieszalniku. W silnikach iskrowych zasilanych za pomocą wtrysku
mieszanka palna tworzy się podczas wtrysku paliwa do cylindra.

W silnikach z zapłonem samoczynnym zapłon paliwa następuje na skutek zetknięcia ze

sprężonym  powietrzem  o  wysokiej  temperaturze.  Cykl  pracy  silnika  może  być  realizowany
w zależności  od  jego  budowy  podczas  jednego  lub  dwóch  obrotów  wału  korbowego.  Podczas
jednego  pełnego  obrotu  wału  korbowego silnika,  tłok  wykonuje dwa  suwy  pomiędzy  zwrotnymi
punktami  położenia.  Dlatego  też  ze  względu  na  zasadę  ich  pracy  możemy  podzielić  je  na
dwui czterosuwowe.  Silniki  mogą  być  zasilane  paliwem  stałym,  ciekłym  i gazowym.  Silniki
zasilane  gazem  mają  zapłon  iskrowy,  a  mieszanka  paliwa  i  powietrza  wytwarzana  jest
w mieszalniku  znajdującym  się  poza  cylindrem.  Zależnie  od  sposobu  napełniania  cylindra  oraz
efektowi zwiększonej mocy możemy rozróżnić silniki doładowane i niedoładowane.

Zasada działania silnika czterosuwowego w silniku tego typu, na jeden cykl pracy silnika

czterosuwowego składają się cztery suwy tłoka, są to:
–

suw ssania,

–

suw sprężania,

–

suw pracy

–

suw wylotu.
Na każdy suw przypada ½ pełnego obrotu wału korbowego, co stanowi, iż na jeden cykl

pracy przypadają dwa pełne obroty wału. W silnikach z zapłonem iskrowym i samoczynnym cykl
pracy jest taki sam. Różnice wynikają ze sposobu tworzenia mieszanki palnej oraz sposobu jej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zapłonu. W silnikach gaźnikowych mieszanka tworzy się w gaźniku, stąd zasysana jest do
cylindra, gdzie następuje zapłon. W silnikach z zapłonem samoczynnym mieszanka tworzy się
dopiero w cylindrze, po czym następuje jej samozapłon.

Silnik czterosuwowy z zapłonem iskrowym gaźnikowy w silnikach tego typu, w czasie suwu

dolotu  ssania,  tłok  wykonuje  ruch  od  górnego  martwego  punktu  GMP  do  dolnego  martwego
punktu  DMP.  W  tym  czasie  następuje  otwarcie  zaworu  dolotowego,  przez  który  do  cylindra
zostaje  zassana  mieszanka  paliwa  i  powietrza  uprzednio  wytworzona  w gaźniku.  W tym  czasie
zawór wylotowy pozostaje zamknięty.

W drugiej kolejności następuje suw sprężania nagromadzonej w cylindrze mieszanki. Oba

zawory pozostają zamknięte, a sprężona mieszanka ulega zapaleniu za pomocą iskry elektrycznej
wytworzonej przez świecę zapłonową. Podczas spalania mieszanki następuje wzrost ciśnienia
i temperatury powstałych gazów spalinowych, które rozprężając się wykonują pracę przesuwając
tłok w kierunku DMP. Przez cały ten czas zawory pozostają zamknięte, a przesuwający się tłok
obraca za pomocą korbowody wał silnika.

Ostatnim etapem cyklu jest suw wylotu, podczas którego zostaje otwarty zawór wylotowy,

a tłok przemieszczający się w kierunku GMP wypycha spaliny z cylindra. Po zakończeniu suwu
wylotu znów następuje suw dolotu i tym samym cykl pracy się powtarza.

Czterosuwowy silnik z zapłonem samoczynnym wysokoprężny w silnikach tego typu cykl

pracy  silnika  czterosuwowego  z  zapłonem  samoczynnym  jest  bardzo  podobny  do  cyklu  pracy
silnika  z  zapłonem  iskrowym.  Zasadnicza  różnica  polega  na  tym,  że  w  cylindrze  zamiast
mieszanki  palnej  sprężane  jest  powietrze,  do  którego  w  ostatniej  fazie  następuje  wtrysk  paliwa.
Wtryśnięte  paliwo  wraz  ze  sprężonym  gorącym  powietrzem  tworzy  mieszankę,  która  pod
wpływem panującej temperatury zapala się, co powoduje wzrost ciśnienia i w efekcie prowadzi do
wykonania  suwu  pracy  tłoka.  Podczas  suwu  pracy  tłok  przekazuje  energię  do  wału  korbowego,
a podczas suwu wylotu powstałe spaliny zostają usunięte z cylindra. Na rysunku 6 przedstawiono
schemat działania silnika czterosuwowego.

Rys. 6.

Schemat działania silnika czterosuwowego: a) suw dolotu, b) suw sprężania, c) suw pracy,
d) suw wylotu [1, s. 234]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:

GMP – górne martwe położenie tłoka,
DMP – dolne martwe położenie tłoka,
Vk – objętość komory sprężania,
Vs – objętość skokowa cylindra,
S – skok tłoka

Zasada działania silnika dwusuwowego w silnikach tego typu pełny cykl pracy silnika

dwusuwowego  odbywa  się  podczas  jednego  obrotu  wału  korbowego.  Silniki  dwusuwowe  ze
względu  na  brak  zaworów  sterujących  wykonują  tylko  suw  pracy  i  suw  sprężania.  Funkcję
sterującą  pełni  tu  sam  tłok  odsłaniając  i zasłaniając  otwory znajdujące  się w  ściankach  cylindra.
Napełnianie cylindra  mieszanką palną oraz usuwanie  spalin odbywają się  jednocześnie. Wstępne
sprężanie  mieszanki palnej odbywa się w komorze korbowej silnika  lub w specjalnej dmuchawie
w przypadku  wdmuchiwania  powietrza. W  przypadku sprężania  mieszanki  w  komorze  korbowej
silnika  musi  być  ona  szczelnie  zamknięta.  Tuż  przed  zakończeniem  suwu  pracy  górna  krawędź
tłoka  odsłania  okno  wylotowe,  co  powoduje  odprowadzenie  nagromadzonych  spalin.  Chwilę
później  następuje  odsłonięcie  okna  dolotowego,  przez  które  do  cylindra  doprowadzana  jest
uprzednio  sprężona  mieszanka  palna  lub  powietrze.  Podczas  ruchu  tłoka  w  kierunku  GMP
następuje  zasłonięcie  okien  dolotowych  i  wylotowych,  po  czym  rozpoczyna  się  właściwe
sprężanie czynnika palnego. Po osiągnięciu przez tłok GMP następuje zapłon sprężonej mieszanki
za pomocą iskry elektrycznej lub też wtrysk paliwa i samozapłon mieszanki. Spalaniu towarzyszy
wzrost ciśnienia i temperatury, co powoduje suw pracy kończący cykl pracy silnika. Na rysunku 7
przedstawiono schemat działania silników dwusuwowych.

Rys. 7.

Schematy działania silników dwusuwowych: a) ładowanego dmuchawą, b) ze wstępnym
sprężaniem w komorze korbowej. [1, s. 236]

Na rysunku oznaczono:
1 – okno wylotowe,
2 – okno wlotowe,
3 – okno kanału przelotnego.

Parametry pracy silników spalinowych

Charakterystycznymi parametrami pracy silnika spalinowego są:

–

średnie ciśnienie indykowane i użyteczne,

–

moc indykowana i użyteczna,

–

prędkość obrotowa,

–

moment obrotowy,

–

sprawność teoretyczna,

–

sprawność cieplna,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

sprawność indykowana,

–

sprawność mechaniczna i ogólna,

–

jednostkowe i godzinowe zużycie paliwa.
Dodatkowo do oceny silników stosuje się wskaźniki szybkobieżności, mocy, ciężaru

i ekonomiczności pracy.

W następnej części rozdziału zostanie przedstawiona charakterystyka, klasyfikacja oraz

zastosowanie pomp.

Pompy są urządzeniami wykorzystywanymi zarówno do przenoszenia cieczy z poziomu

niższego na  wyższy,  a  także  z obszarów o  niższym  ciśnieniu  do obszarów o  ciśnieniu wyższym.
Jest  to  bierna  maszyna  hydrauliczna  stanowiąca  pod  względem  energetycznym  odwrotność
silników  wodnych.  Pobiera  energię  mechaniczną  ze  źródła  zewnętrznego  i przenosi  ją  na  ciecz
przez nią przepływającą. Istnieje również grupa urządzeń wodnych zwanych odwracalnymi, które
mogą zarówno być wykorzystywane jako pompy lub silniki.

Ze względu na sposób przekazywania cieczy pompy możemy podzielić według ich rodzajów

i zastosowań.  Jednym  z  nich  to  pompy  wyporowe,  działające  na  zasadzie  przetłaczania  cieczy
z przestrzeni  ssawnej  pompy  do  tłocznej.  Następuje  to  za  pomocą  tłoka,  nurnika,  wirnika  itd.
stanowiącego  element  roboczy  wykonujący  ruch  obrotowy,  postępowo-zwrotny  lub  złożony,  co
powoduje, że przetłaczanie cieczy następuje w sposób przerywany.
Ze  względu  na  ruch  wykonywany  przez  element  roboczy  pompy  można  podzielić  na  pompy
wyporowe:  o  ruchu  postępowo  zwrotnym  elementu  roboczego  tłoka,  nurnika  lub  przepony;
o ruchu  obrotowo-zwrotnym  tłoka  skrzydełkowego;  pompy  rotacyjne  o  ruchu  obrotowym  tłoka,
koła zębatego lub wirnika; o ruchu obiegowym oraz oscylacyjno-obrotowym elementu roboczego.
Na  rysunku  8  przedstawiono  klasyfikacje  pomp  wyporowych  uzależnionych  od  rodzaju  ruchu
elementu roboczego pompy.

Rys. 8.

Klasyfikacja pomp wyporowych w zależności od ruchu elementu roboczego [opracowanie własne]

Pompy wyporowe o ruchu postępowo-zwrotnym organu roboczego są to pompy tłokowe

konstruowane jako jedno lub wielocylindrowe o jedno lub dwustronnym działaniu.

O ruchu

oscylacyjno-

obrotowym organu

roboczego

O ruchu

obiegowym

organu roboczego

O ruchu

obrotowym organu

roboczego – tłok,

koło zębate, wirnik

śrubowy

O ruchu obrotowo

zwrotnym organu

roboczego – tłok

skrzydełkowy

O ruchu

postępowo-

zwrotnym organu

roboczego – tłok,

nurnik lub

przepona

Klasyfikacja

pomp

wyporowych

w zależności od

ruchu elementu

roboczego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pompa tłokowa jednostronnego działania składa się głównie z kadłuba zawierającego komorę

zaworową  wraz  z  zaworem  ssawnym  i  tłocznym  oraz  tłok,  zazwyczaj  napędzany  przez
mechanizm  korbowy.  Dodatkowo  w  skład  całej  instalacji  wchodzi  rurociąg  ssawny  wraz  ze
smokiem,  a  także  rurociąg  tłoczny  odprowadzający  pompowaną  substancję.  Na  rysunku  9
przedstawiono schemat pompy tłokowej jednostronnego działania.

Rys. 9.

Schemat pompy tłokowej jednostronnego działania [1, s. 58]

Na rysunku oznaczono:
1 – tłok (nurnik),
2 – komora zaworowa,
3 – zawór ssawny,
4 – rurociąg ssawny,
5 – zawór tłoczny,
6 – rurociąg tłoczny,
n – ruch kukorbowy,
t – ruch odkorbowy nurnika.

Podczas gdy tłok przesuwa się w kierunku korbowym następuje zwiększenie przestrzeni

komory  ssawnej,  co  powoduje  zwiększenie  podciśnienia  skutkujące  otwarciem  zaworów
ssawnych i zassaniem cieczy do kadłuba pompy. Gdy tłok zmienia kierunek ruchu na odkorbowy,
wtedy  zawór  ssawny  zostaje  zamknięty  a  nagromadzona  ciecz  wypychana  jest  poprzez  zawór
tłoczny do rurociągu tłocznego. Z uwagi  na  fakt, iż podczas jednego ruchu tłoka pompa tłokowa
zasysa  określoną  ilość  płynu,  dlatego  też  mają  one  szerokie  zastosowanie  jako  pompy  dozujące
i służą  m.in.  do  dozowania  ściśle  określonych  dawek  cieczy.  Na  rysunku  10  przedstawiono
przykładową dozującą pompę nurnikową jednostronnego działania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 10. Pompa dozująca nurnikowa jednostronnego działania: a) przekrój pompy, b) przekrój zaworów [1, s. 58]

Na rysunku oznaczono:
1 – nurnik,
2 – zawór ssawny,
3 – zawór tłoczny.

W pompach tłokowych dwustronnego działania zarówno zawory ssawne jak i tłoczne

znajdują się po obu stronach tłoka. Na rysunku 11 przedstawiono pompę tłokową dwustronnego
działania.

Rys. 11. Pompa tłokowa dwustronnego działania [1, s. 59]

Na rysunku oznaczono:
1 – tłok,
2 – zawory ssawne,
3 – zawory tłoczne.

W pompach tych obie strony tłoka pracują jednakowo. Podczas zasysania po jednej stronie

tłoka, po drugiej następuje proces tłoczenia cieczy zassanej uprzednio. Przy zmianie kierunku
ruchu tłoka funkcje te zmieniają się.

Z uwagi na fakt istnienia różnych nacisków po obu stronach tłoka, co prowadzi do

nierównomiernej pracy pompy i zróżnicowanych wydatków energii, w celu zapobiegania tym
uniedogodnieniom do jednego wału korbowego sprzęga się dwie pompy o wykorbieniach
przesuniętych względem siebie o kąt 90

Kolejnym rodzajem pomp dwustronnego działania są pompy tłokowe różnicowe posiadające

tłok o zróżnicowanej średnicy. Pompa tego rodzaju została przedstawiona na rysunku 12.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 12 Schemat pompy tłokowej różnicowej [1, s. 60]

Na rysunku oznaczono:
1 – nurnik,
2 – komora zaworowa,
3 – zawór ssawny,
4 – rurociąg ssawny,
5 – zawór tłoczący,
6 – rurociąg tłoczący,
7 – powietrznik ssawny,
8 – powietrznik tłoczący,
n – ruch nurnika kukorbowy,
t – ruch nurnika odkorbowy.

Podczas ruchu tłoka jedna strona zasysa określoną część płynu, a jednocześnie druga wytłacza

go nieco mniej proporcjonalnie do powierzchni czynnej tłoka. Jeden pełny cykl pracy pompy
realizuje jeden suw ssania i dwa suwy tłoczenia, gdzie jeden odbywa się równocześnie z suwem
ssania.

Pompy tłokowe zawierają w komorze tłocznej i ssawnej powietrzniki. Są to niewielkie

poduszki powietrzne, które mają za zadanie wyrównywanie natężenia przepływu cieczy.
Ułatwiają one również rozruch pompy i wyrównują jej pracę.

Pompy wielotłokowe składają się z większej ilości – kilku lub kilkunastu tłoków.
Pompy wielotłokowe promieniowe zawierają od 2 do 13 cylindrów, przykład takiej pompy

przedstawiono na rysunku 13.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 13. Pompa wielotłoczkowa promieniowa [1, s. 61]

Na rysunku oznaczono:
1 – kadłub,
2 – czop wału z kanałami ssawnymi i tłocznymi,
3 – rama uchylna,
4 – wirnik (blok cylindrowy),
5 – tłoczki,
6 – wewnętrzny pierścień łożyska,
7 – otwór ssawny,
8 – otwór tłoczny.

Zorientowane są prostopadle do osi obrotu w ustawieniu promieniowym. W zależności od

wydajności  pompy  mogą  występować  promieniowe  układy  cylindrów  ustawione  w  kilku
płaszczyznach.  Cylindry  z  tłoczkami  znajdują  się  w  wirniku  obracającym  się  w  cylindrycznej
obudowie.  Pompowanie  cieczy  następuje  na  skutek  ruchu  postępowo-zwrotnego  jaki  wykonuje
wirnik osadzony mimośrodowo na osi.

Wielotłoczkowe pompy osiowe posiadają w zależności od ich budowy wychylny blok

cylindrowy  lub  wychylną  tarczę  oporową.  W  pompach  z  wychylnym  blokiem  wielkość  skoku
tłoka  pompy  zależy  od  kąta  pomiędzy  osią  bloku  i  osią  wałka  napędowego.  Blok  może  być
napędzany  przez  przegub  lub  za  pomocą  tłoczysk  połączonych  z  tarczą  wałka  napędowego.
W pompach  z  nieruchomym  blokiem  wychylna  wirująca  tarcza  oporowa  napędzana  wałem
napędowym  powoduje  ruch  tłoczków.  W  podobny  sposób  pracują  pompy  z  niewirującą  tarczą,
gdzie ruch obrotowy wykonuje blok cylindrowy napędzany wałkiem napędowym.Wielotłoczkowe
pompy  osiowe  posiadają  od  5  do  18  cylindrów  w  układzie  osiowym.  W niektórych  pompach
regulacja  wydajności  jest  realizowana  poprzez  zmianę  kąta  wychylenia  tarczy  oporowej.
Równomierność wydajności pompy jest zależna od ilości cylindrów.

Na rysunku 14 przedstawiono przykładowe schematy działania osiowych pomp

wielotłoczkowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 14.

Schematy działania wielotłoczkowych pomp osiowych: a) z wychylnym, wirującym blokiem
cylindrowym, b) z wychylną, wirującą tarczą oporową, c) z wychylną, niewirującą tarczą
oporową. [1, s. 62]

Na rysunku oznaczono:
1 – wałek napędowy,
2 – blok cylindrowy,
3 – tłoczek,
4 – tłoczysko,
5 – przegub uniwersalny,
6 – tarcza oporowa,
7 – wychylna tarcza oporowa wirująca,
8 – wychylna tarcza oporowa niewirująca,
9 – zawory zwrotne.

W pompach przeponowych głównym elementem roboczym jest membrana wykonana ze

skóry  lub  gumy.  Ruch  przepony  zapewnia  układ  dźwigni  lub  inny  czynnik  pośredni.  Napęd
pośredni  może  być  realizowany  za  pomocą  nurnika  pracującego  w  cieczy,  co  powoduje  zmiany
nacisku  cieczy  na  przeponę.  Może  być  ona  również  uruchamiana  powietrzem  pod  zmiennym
ciśnieniem. Na rysunku 15 przedstawiono pompę przeponową napędzaną silnikiem elektrycznym
za pomocą przekładni zębatej.

Rys. 15. Pompa przeponowa z napędem elektrycznym [1, s. 63]

Na rysunku oznaczono:
1 – silnik elektryczny,
2 – przekładnia zębata,
3 – mimośród,
4 – przepona.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pompy te mogą występować jako jedno lub wieloprzeponowe. Mają one zastosowanie do

pompowania cieczy zanieczyszczonych.

W pompach tłokowych bezkorbowych napęd realizowany jest przez silniki pneumatyczne lub

parowe. Tłoki obu maszyn znajdują się na jednym tłoczysku. Zbudowane są jako jedno lub
dwucylindrowe obustronnego działania. Ich zaletą jest prosta budowa jednak posiadają
stosunkowo małą sprawność. Znalazły one zastosowanie w przemyśle naftowym oraz do tłoczenia
wody. Na rysunku 16 przedstawiono schemat bezkorbowej pompy tłokowej o napędzie parowym.

Rys. 16. Schemat bezkorbowej pompy tłokowej z napędem parowym. [1, s. 65]

Na rysunku oznaczono:
1 – tłok maszyny parowej,
2 – tłoczysko,
3 – tłok pompy.

Pompy wyporowe o ruchu obrotowo-zwrotnym organu roboczego z tej grupy pomp stosuje

się jedynie pompy skrzydełkowe podwójnego i poczwórnego działania. Zasada ich pracy polega
na wahadłowym ruchu tłoka, co powoduje zamiennie zwiększanie lub zmniejszanie objętości
komory, a co za tym idzie zasysanie lub tłoczenie zassanej cieczy z komory roboczej do przewodu
tłocznego. Na rysunku 17 przedstawiono schemat pompy skrzydełkowej podwójnego działania.

Rys. 17. Schemat pompy skrzydełkowej podwójnego działania [1, s. 67]

Na rysunku oznaczono:
1 – tłok skrzydełkowy,
2 – obudowa,
3 – dźwignia,
4 – przegroda,
5 – komora ssawna,
6 i 7 – komory robocze,
8 i 9 – zawory,
10 – komora tłoczna,
11 – przewód tłoczny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pompy wyporowe rotacyjne działają w oparciu o ruch obrotowy organu roboczego. Tłok lub

wirnik oddziela obszar ssawny od obszaru tłocznego, co eliminuje potrzebę stosowania zaworów
sterujących.  Element  roboczy  podczas  obrotu  powiększa  przestrzeń  ssawną  jednocześnie
zmniejszając przestrzeń tłoczną, co powoduje zasysanie i przetłaczanie cieczy. Charakteryzują się
one równomierną pracą, prostą konstrukcją, mniejszymi gabarytami oraz  możliwością sprzęgania
z szybkobieżnymi silnikami.
W  pompach  łopatkowych  organem  roboczym  jest  wirnik  posiadający  wysuwne  łopatki.  Na
rysunku 18 przedstawiono schemat pompy łopatkowej.

Rys. 18. Schemat pompy łopatkowej [1, s. 67]

Na rysunku oznaczono:
1 – wirnik,
2 – łopatki,
3 – kadłub,
4 – wał wirnika,
5 – przestrzenie międzyłopatkowe.

Wirnik posiada przesuwne łopatki, które dociskane są do gładzi wnętrza kadłuba na skutek

działania  siły  odśrodkowej  lub  sprężyn.  Wysunięte  łopatki  tworzą  przestrzenie  o zmiennej
objętości,  co  powoduje  zjawisko  zasysania  lub  tłoczenia.  Łopatki  usytuowane  są  pod  kątem,  co
zapobiega  ich  zakleszczaniu  się  i  poprawia  ich  przyleganie  do  cylindra.  Wirnik  obciążony  jest
siłami spowodowanymi różnicą ciśnienia, co niweluje się budując je w układzie dwustronnym. Na
rysunku 19 przedstawiono schemat pompy łopatkowej dwustronnego działania.

Rys. 19. Schemat pompy łopatkowej dwustronnego działania [1, s. 67]

Na rysunku oznaczono:
1 i 2 – otwory ssawne,
3 i 4 – otwory tłoczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ze względu na budowę mają one zastosowanie jedynie do cieczy czystych samosmarujących.

Mimo ich niezbyt dużej wydajności znalazły one zastosowanie np. w podnośnikach
hydraulicznych.

Pompy zębate mają elementy robocze w postaci kół zębatych. Obracając się w kadłubie

z możliwie małym luzem, oddzielają obszar ssawny od tłocznego. Zęby spełniają zadanie tłoków
a ciecz przetłaczana jest we wrębach międzyzębowych. Występują one jako nisko średnio
i wysokociśnieniowe. Można rozróżnić dwa rodzaje pomp tego typu, są to:

−

pompy zębate o zazębieniu zewnętrznym; przykładową pompę tego typu przedstawiono na
rysunku 20.

−

pompy zębate o zazębieniu wewnętrznym; przykładową pompę tego typu przedstawiono na
rysunku 21.

Mają one zastosowanie do tłoczenia cieczy czystych samosmarujących.

Rys. 20. Schemat pompy zębatej o zazębieniu zewnętrznym [1, s. 68]

Na rysunku oznaczono:
1 – koło zębate napędzające,
2 – koło zębate napędzane,
3 – obszar ssawny,
4 – obszar tłoczny.

Rys. 21. Schematy pomp zębatych o zazębieniu wewnętrznym: a) pompa z przegrodą

oddzielającą, b) pompa rotorowa [1, s. 69]

Na rysunku oznaczono:
1 – koło zębate napędzające,
2 – koło zębate (wieniec zębaty) napędzane,
3 – obszar ssawny,
4 – obszar tłoczny,
5 – przegroda oddzielająca.

Pompy krzywkowe stosowane są do tłoczenia cieczy i gazów. Ich zaletą jest możliwość

tłoczenia cieczy bardzo gęstych oraz posiadających zanieczyszczenia jednak posiadają one
niewielką sprawność ze względu na występujące nieszczelności. Na rysunku 22 przedstawiono
przykładowe pompy krzywkowe typu Roots.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 22. Pompa krzywkowa typu Roots: a) z wirnikami dwutłokowymi, b) z wirnikami trójtłokowymi[1, s. 69]

Na rysunku oznaczono:
1 – wirnik czynny pompy,
2 – wirnik bierny,
3 – kadłub pompy.

W pompach śrubowych organem roboczym są wirniki w kształcie śruby, o specjalnym

zarysie.  W  zależności  od  budowy  może  ich  być  od  jednego  do  pięciu.  W  pompie  z  jednym
wirnikiem  ma  on  postać  śruby  jednozwojnej,  która  podczas  obiegowego  ruchu  w  tulei
posiadającej  dwuzwojny  gwint  wewnętrzny  o  skoku  dwukrotnie  większym  od  gwintu  śruby
tworzy  przestrzenie  robocze,  co  umożliwia  przemieszczanie  cieczy  z  obszaru  ssawnego  do
tłocznego  pompy.  W  celu  uzyskania  odpowiedniej  szczelności  pomiędzy  wirnikiem  a  tuleją  jest
ona  wykonana  ze  sprężystego  materiału  np.  gumy.  Kierunek  przepływu  tłoczonej  cieczy  jest
zależny od kierunku obrotów wirnika.

W pompach z kilkoma wirnikami są one zazębione wzajemnie, co powoduje zwiększenie

wydajności pracy pompy. Na rysunku 23 przedstawiono przykładową pompę śrubową
dwuwirnikową.

Rys. 23. Pompa śrubowa dwuwirnikowa [1, s. 70]

Na rysunku oznaczono:
1 – śruba bierna,
2 – śruba czynna,
3 – obszar tłoczny,
4 – zawór bezpieczeństwa,
5 – obszar ssawny.

Pompy śrubowe mają zastosowanie do przetłaczania cieczy zarówno czystych jak

i zanieczyszczonych.

Inną grupę pomp wyporowych stanowią pompy ślimakowe, działające na zasadzie ślimaka

i ślimacznicy. Tłoczona ciecz przekazywana jest we wrębach przekładni. Mają one zastosowanie
do przetłaczania gęstych cieczy samosmarujących np. smary.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pompy wyporowe o obiegowym ruchu organu roboczego to np. pompa puszkowa posiadająca

elastyczny tłok napędzany mimośrodem, który wykonując ruch obiegowy w kadłubie powodując
przetłaczanie cieczy. Na rysunku 24 przedstawiono schemat pompy puszkowej.

Rys 24. Pompa puszkowa [1, s. 71]

Na rysunku oznaczono:
1 – kadłub,
2 – tłok,
3 – mimośród,
4 – przegroda.

Pompa wyporowa przewodowa składa się z elastycznego przewodu, przez który przetłaczana

jest ciecz. Ruch cieczy zapewnia wirnik zakończony rolką przetaczaną po przewodzie
i jednocześnie dociskaną do ścianki kadłuba, co powoduje swoiste wyciskanie cieczy w kierunku
tłocznym. Na rysunku 25 przedstawiono schematy pomp wyporowych przewodowych.

Rys. 25. Schematy

pomp

wyporowych

przewodowych:

wirnikiem

jednoramiennym, b) z wirnikiem trójramiennym. [1, s. 72]

Na rysunku oznaczono:
1 – elastyczny przewód,
2 – rolka.

Kolejnym rodzajem są pompy wirowe, w których element roboczy stanowi wirnik obracający

się z dużą prędkością. Posiada on łopatki powodujące przepływ cieczy poprzez przeniesienie na
nią energii pobranej z silnika. Dzięki swojej budowie pompy wirowe zapewniają ciągłe
przemieszczanie cieczy.

Pompy wirowe możemy podzielić ze względu na sposób przekazywania energii na pompy

wirowe krętne oraz krążeniowe. Na rysunku 26 przedstawiono klasyfikację pomp wirowych
uwzględniając sposób przekazywania energii.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 26.

Klasyfikacja pomp wirowych ze względu na sposób przekazywania energii
[opracowanie własne]

W pompach wirowych krętnych, obracający się wirnik powoduje przepływ cieczy. Ponieważ

budowa wirników jest zróżnicowana zasadnym jest rozróżnienie tych pomp w zależności od
kierunku przepływu cieczy.

Na tej podstawie rozróżniamy pompy wirowe odśrodkowe, w których wypływ cieczy

z wirnika odbywa się promieniowo pod wpływem siły odśrodkowej oddziałującej na ciecz.
Narzuca to kolejny podział na pompy odśrodkowe o przepływie wymuszonym oraz o przepływie
swobodnym.

Pompy helikoidalne, w których przepływ cieczy przez wirnik następuje ukośnie. Posiadają

one bezłopatkową kierownicę oraz cylindryczny lub spiralny kanał zbiorczy.

Pompy diagonalne posiadają wirnik złożony z kilku łopatek, a przepływ cieczy odbywa się

promieniowo przez wirnik poczym zmienia kierunek na osiowy.

Osiowy przepływ posiadają również pompy śmigłowe, w których łopatki wirnika mogą być

zarówno stałe jak i ruchome, a kierownica może być zarówno zlokalizowana przed jak i za
wirnikiem.

Pompy odwracalne są maszynami wodnymi wirowymi. Wspomniane we wstępie pompy

odwracalne mogą również pełnić rolę turbiny wodnej (silnika).

Pompy wirowe krętne

W pompach odśrodkowych jedno- lub wielostopniowych zwiększenie wydajności można

osiągnąć stosując wirniki dwustrumieniowe. Aby zwiększyć jednocześnie wydajność i wysokość
podnoszenia możemy zastosować pompy wielostopniowe o szeregowo-równoległym układzie
wirników, w których grupy wirników o układzie szeregowym łączy się w sposób równoległy. Na

Klasyfikacja pomp wirowych ze względu

na sposób przekazywania energii

Pompy wirowe

krętne

Pompy wirowe

krążeniowe

odśrodkowe

śmigłowe

diagonalne

helikoidalne

odwracalne

z kanałami bocznymi

z pierścieniem

wodnym

peryferalne

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

rysunku 27 przedstawiono schemat pompy odśrodkowej jednostopniowej z wirnikiem
jednostrumieniowym.

Rys. 27. Schemat pompy odśrodkowej jednostopniowej z wirnikiem jednostrumieniowym [1, s. 75]

Na rysunku oznaczono:
1 – wirnik,
2 – kanał zbiorczy spiralny,
3 – przewód ssawny,
4 – przewód tłoczny.

Pompy odśrodkowe samozasysające posiadają obudowę o specjalnym kształcie z podwójnym

kanałem zbiorczym, co po uruchomieniu pompy powoduje wysysanie znajdującego się w niej
powietrza i zasysanie oraz tłoczenie cieczy. Sprawność tych pomp jest mniejsza niż zwykłych
pomp odśrodkowych, ale nadają się one do przetłaczania zarówno wody czystej jak i zawiesin.

Pompy helikoidalne w pompach tego typu przepływ cieczy odbywa się w kierunku osiowo-

promieniowym. Na rysunku 28 przedstawiono schemat pompy helikoidalnej.

Rys. 28. Schemat pompy helikoidalnej [1, s. 76]

Na rysunku oznaczono:
1 – wirnik,
2 – łopatki wirnika,
3 – spiralny kanał zbiorczy,
4 – kadłub.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pompa taka posiada inny kształt wirnika niż pompa odśrodkowa. Wirnik zbudowany jest

w kształcie stożka z odpowiednio ukształtowanymi łopatkami. Pompy takie buduje się jako
pionowe lub poziome jednostopniowe. Mają one stosunkowo dużą wydajność.

Pompy diagonalne w pompach tego typu ciecz przepływa w kierunku osiowo-promieniowo-

osiowym. Na rysunku 29 przedstawiono schemat pompy diagonalnej.

Rys. 29. Schemat pompy diagonalnej [1, s. 76]

Na rysunku oznaczono:
1 – wirnik,
2 – łopatki wirnika,
3 – łopatki kierownicy,
4 – kadłub.

W pompach tego typu wirnik ma kształt zbliżony do wirnika pompy helikoidalnej. Różni się

ona tym, że posiada kierownicę z łopatkami prostującymi kierunek cieczy wypływającej
z wirnika. W kierownicy następuje zamiana prędkości cieczy na ciśnienie. Pompy te mają
zastosowanie np. w głębokich studniach.

Pompy śmigłowe budowane w układach pionowym i poziomym ze względu na niewielką

wysokość podnoszenia stosuje się np. w ujęciach wody rzecznej, a także w stosuje się je
w układach zamkniętych centralnego ogrzewania. Przepływ wody w pompie ma kierunek osiowy.
Kierownica umieszczona za wirnikiem wspomaga zamianę energii przepływającej cieczy na
ciśnienie. Na rysunku 30 przedstawiono schemat oraz przekrój pompy śmigłowej.

Rys. 30. Pompa śmigłowa a) schemat, b) przekrój [1, s. 77]

Na rysunku oznaczono:
1 – kadłub,
2 – łopatki kierownicy,
3 – łopatki wirnika,
4 – wirnik.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pompy odwracalne tzw. pompoturbiny w zależności od potrzeb mogą pracować zamiennie

jako  pompy  lub  jako  turbiny.  Proces  ten  może  być  realizowany  dzięki  współpracy  pompy
z maszyną  elektryczną  pracującą  jako  silnik  lub  prądnica.  Występują  one  jako  pompoturbiny
promieniowe  dośrodkowe  lub  odśrodkowe;  diagonalne  jedno-  lub  dwustopniowe  oraz
helikoidalne.  Najbardziej  rozpowszechniona  jest  pompoturbina  Deriaza  posiadająca  regulowane
łopatki wirnika i kierownicy. Na rysunku 31 przedstawiono schemat pompoturbiny Deriaza.

Rys. 31. Schemat pompoturbiny Deriaza [1, s. 78]

Na rysunku oznaczono:
1 – łopatki wirnika (regulowane),
2 – łopatki kierownicy (nastawne),
3 – piasta wirnika,
P – przepływ pompowy,
T – przepływ turbinowy.

Pompy wirowe krążeniowe

Pompy tego typu stanowią nieliczną grupę pomp wirowych. Ich główna zaletą jest zdolność

samozasysania.  Pompy  z  bocznymi  kanałami  pierścieniowymi  posiadają  kanały  w bocznych
ścianach kadłuba, których głębokość jest zmienna. Podczas obrotu przestrzenie międzyłopatkowe
zmniejszają  się  na  skutek  zmniejszenia  kanału  w  ścianie  kadłuba,  co  powoduje  wzrost  ciśnienia
cieczy  i  przetłoczenie  jej  do  otworu  tłocznego.  W  miejscu  gdzie  kanał  ma  większą  głębokość
następuje  zasysanie  cieczy  do  przestrzeni  międzyłopatkowej.  Wadą  tego  rodzaju  pomp  jest  brak
zdolności  samozasysania,  a  ich  zastosowanie  ogranicza  się  do  pompowania  wody  czystej.  Na
rysunku 32 przedstawiono pompę krążeniową z kanałami bocznymi.

Rys. 32. Pompa krążeniowa z bocznymi kanałami [1, s. 79]

Na rysunku oznaczono:
1 – wirnik,
2 – otwór ssawny,
3 – otwór tłoczny,
4 i 5 – kanały boczne,
6 – komora ssawna,
7 – króciec tłoczny,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8 – miejsce zanikania (spłycania) kanału tłocznego,
9 – miejsce pogłębiania się kanału bocznego.

Pompy peryferalne pracują okresowo. Pierwszy okres zasysania polega na oddzieleniu

zasysanej cieczy od powietrza. Powietrze odprowadzane jest do wylotu pompy natomiast ciecz
spływa do zbiornika w obszarze tłocznym i wraca między łopatki wirnika aż do momentu
całkowitego usunięcia powietrza z układu ssawnego. Po usunięciu powietrza następuje drugi okres
pracy pompy tłoczenie. Na rysunku 33 przedstawiono schemat pompy peryferalnej.

Rys. 33. Pompa peryferalna [1, s. 80]

Na rysunku oznaczono:
1 – wirnik,
2 – kanał obwodowy,
3 – próg oddzielający obszar ssawny od tłoczonego,
4 – zbiornik na króćcu tłoczonym,
5 – oddzielacz powietrza,
6 – rurki odprowadzające powietrze.

Pompy z wirującym pierścieniem wodnym pracują na zasadzie obracającego się

mimośrodowo  wirnika.  Między  wirującymi  łopatkami  a  pierścieniem  wodnym  powstają
przestrzenie,  w  których  zmieniająca  się  okresowo  objętość  powoduje  zasysanie  lub  wytłaczanie
cieczy.  Otwory  ssawne  i  tłoczne  znajdują  się  w  bocznych  ścianach  obudowy.  Pompy  tego  typu
najczęściej  stosuje  się  jako  pompy  próżniowe  lub  dmuchawy  powietrza.  Na  rysunku  34
przedstawiono  schemat  działania  jednokomorowej  pompy  samozasysającej  z pierścieniem
wodnym.

Rys. 34. Schemat działania jednokomorowej pompy samozasysającej z pierścieniem wodnym [1, s. 81]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
1 – kadłub,
2 – wirnik,
3 – otwór ssawny,
4 – otwór tłoczny,
5 – pierścień wodny,
a – zanurzenie łopatek w pierścieniu wodnym.

Zastosowanie pomp mają one liczne i wszechstronne zastosowanie również w życiu

codziennym każdego człowieka. Jednym z powszechniejszych jest pompowanie wody zarówno w
małych gospodarstwach jak i wodociągach, kanalizacji, ciepłownictwie, rolnictwie itp. Stosuje się
je również w przemyśle i budownictwie np. do transportu betonu. Ogólnie można powiedzieć, że
pompy służą do transportu nie tylko cieczy, ale również gazów a nawet ciał stałych lub mieszanin.
Za ich pośrednictwem transportuje się zarówno piasek z wodą, soki jak i substancje żrące pod
odpowiednim ciśnieniem.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są rodzaje silników cieplnych?
2.  Jakie są właściwości silników tłokowych?
3.  Jakie są rodzaje spalinowych silników tłokowych?
4.  Jaka jest zasada działania silników z zapłonem iskrowym?
5.  Jaka jest zasada działania silników z zapłonem samoczynnym?
6.  Jakie są cztery suwy tłoka silnika czterosuwowego?
7.  Jaka jest zasada działania silnika czterosuwowego?
8.  Jaka jest zasada działania silnika dwusuwowego?
9.  Jakie są parametry pracy silników spalinowych?
10.  Co to są pompy?
11.  Jaka jest klasyfikacja

pomp wyporowych w zależności od ruchu elementu roboczego?

12.  Jakie są rodzaje pomp wyporowych ze względu na sposób przekazywania energii?
13.  Co to są pompy diagonalne?
14.  Jakie jest zastosowanie pomp?
15.  Co to są pompy wyporowe?
16.  Jaka jest budowa pompy tłokowej jednostronnego działania?
17.  Jaka jest zasada działania pomp tłokowych?
18.  Co to są pompy wielotłokowe?
19.  Jaka jest budowa pompy wielotłoczkowej promieniowej?
20.  Jaka jest zasada działania pomp przeponowych?
21.  Jaka jest budowa pompy skrzydełkowej podwójnego działania?
22.  Jakie są zadania pomp krzywkowych?
23.  Jaka jest zasada działania pomp peryferalnej?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw w postaci tabeli charakterystykę porównawczą silników z zapłonem iskrowym

i zapłonem samoczynnym. Podaj przykłady maszyn, urządzeń, pojazdów, w których znalazły
zastosowanie powyższe rodzaje silników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  przedstawić  w  postaci  tabeli  charakterystykę  porównawczą  silników  z  zapłonem  iskrowym

i zapłonem samoczynnym,

5) scharakteryzować przykłady zastosowania tych silników w pojazdach, maszynach,

urządzeniach,

6) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Przedstaw parametry pracy silników spalinowych. Podaj ich definicje, oraz określ znaczenie

każdego z nich.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  przedstawić parametry pracy silników spalinowych oraz podać ich definicje,
5)  określić znaczenie każdego z parametrów,
6)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 3

Dokonaj analizy budowy pomp wirowych krętnych. W postaci tabeli przedstaw podobieństwa

oraz różnice występujące pomiędzy poszczególnymi rodzajami. Określ zastosowanie każdego
z rodzajów pomp.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4) przeanalizować budowę pomp wirowych krętnych. Wyniki przedstawić w tabeli określając

różnice oraz podobieństwa występujące pomiędzy nimi,

5) scharakteryzować przykłady zastosowania poszczególnych rodzajów pomp wirowych

krętych,

6) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 4

Dokonaj analizy budowy pomp wirowych krążeniowych. W postaci tabeli przedstaw

podobieństwa oraz różnice występujące pomiędzy poszczególnymi rodzajami. Określ
zastosowanie każdego z rodzajów pomp.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

określając różnice oraz podobieństwa występujące pomiędzy nimi,

5) scharakteryzować przykłady zastosowania poszczególnych rodzajów pomp wirowych

krętych,

6) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić rodzaje silników cieplnych?



określić właściwości silników tłokowych?



określić rodzaje spalinowych silników tłokowych?



rozróżnić

zasadę

działania

silników

zapłonem

iskrowym

i z zapłonem samoczynnym?



wymienić cztery suwy tłoka silnika czterosuwowego?



określić zasadę działania silnika dwusuwowego?



określić zasadę działania silnika czterosuwowego?



wymienić parametry pracy silników spalinowych?



określić zadania pomp?



10)

rozróżnić rodzaje pomp?



11)

wymienić rodzaje pomp wyporowych ze względu na sposób

przekazywania energii?



12)

określić rodzaje pomp wyporowych w zależności od ruchu

elementu roboczego?



13)

określić budowę pompy tłokowej jednostronnego działania?



14)

określić zasadę działania pomp tłokowych?



15)

określić zadania pomp wielotłokowych?



16)

określić budowę pompy skrzydełkowej podwójnego działania?



17)

określić zadania pomp krzywkowych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Urządzenia kotłowe, sprężarki, wentylatory – właściwości,

charakterystyka

4.3.1. Materiał nauczania

W rozdziale trzecim zostaną kolejno przedstawione charakterystyki oraz klasyfikacje maszyn

i urządzeń wykorzystywanych w przetwórstwie spożywczym. Są to: urządzenia kotłowe, sprężarki
oraz wentylatory.

Kotły parowe są to naczynia ciśnieniowe wytwarzające parę wodną o ciśnieniu wyższym od

atmosferycznego. Para ta jest przeznaczona do napędu urządzeń turbin parowych lub jako czynnik
grzewczy  w  instalacjach  na  zewnątrz  kotła.  Para  wytwarzana  jest  pod  wpływem  ciepła
otrzymywanego ze spalania paliwa w palenisku. Gorące spaliny przepływają wzdłuż powierzchni
grzejnej  kotła,  gdzie  oddając  ciepło  ogrzewają  wodę,  powodując  wytworzenie  pary  nasyconej.
Para  nasycona  jest  następnie  przegrzewana  w  celu  otrzymania  pary  nienasyconej  o  wyższej
temperaturze.  Kotły  parowe  stosowane  są  przeważnie  do  wytwarzania  pary  przegrzanej
charakteryzującej się wyższą temperaturą dochodzącą do 650

C i ciśnieniem osiągającym 35MPa.

Kocioł składa się z wielu zespołów a jego budowę przedstawiono na rysunku 35.

Rys. 35. Kocioł płomienicowy dawnej konstrukcji [1, s. 185]

Na rysunku oznaczono:
I – pierwszy przelot spalin,
II – drugi przelot spalin,
III – trzeci przelot spalin,
1 – walczak,
2 – płomienica,
3 – ruszt,
4 – komora paleniskowa,
5 – obmurowanie,
6 – kanał spalin,
7 – zasuwa kominowa,
8 – zawór odcinający,
9 – zawór bezpieczeństwa.

Głównym elementem kotła jest walczak wypełniony wodą. Wewnątrz umieszczona jest

płomienica wykonana z blachy falistej. Palenisko składa się z rusztu i komory paleniskowej skąd
wypływające  gorące  spaliny  przechodzą  przez  płomienice,  a  następnie  omywają  zewnętrzną
powierzchnię  walczaka  ogrzewając  je,  a  następnie  uchodzą  do  komina.  W niewielkich  kotłach
stosuje  się  ruszt  mechaniczny.  Kotły  wielkie  ze  względu  na  potrzebę  dostarczania  większych
ilości  paliwa  zaopatrzone  są  w  paleniska  pyłowe  zasilane  mieszaniną  zmielonego  węgla

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

z powietrzem, wdmuchiwaną do komory paleniskowej przez palniki. Do takich kotłów zalicza się
kocioł opromieniowany. Na rysunku 36 przedstawiono kocioł opromieniowany wodnorurkowy
z paleniskiem pyłowym.

Rys. 36. Kocioł opromieniowany wodnorurkowy z paleniskiem pyłowym [1, s. 187]

Na rysunku oznaczono:
1 – palniki,
2 – komora paleniskowa,
3 – ekrany,
4 – komory zbiorcze,
5 – walczak,
6 – rury odpadowe,
7 – przegrzewacz,
8 – komory przegrzewacza,
9 – wężownice przegrzewacza,
10 – podgrzewacz wody,
11 – podgrzewacz powietrza,
12 – wentylator,
13 – kanał spalin,
14 – urządzenie odpylające,
15 – wentylator sztucznego ciągu.

Ogrzewana woda znajduje się w rurach umieszczonych nad paleniskiem. Płomień i spaliny

ogrzewają wodę na zasadzie promieniowania. Ogrzana woda zawierająca pęcherzyki pary
przemieszcza się ku górze, gdzie para jest uwalniana i odprowadzana. Po odparowaniu pozostała

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

woda odprowadzana jest rurami opadowymi do komory zbiorczej. Dzięki różnicy w gęstości
ogrzewanej wody krążenie w układzie następuje samoczynnie. Wytworzona w ten sposób para
nasycona przepływa do podgrzewacza gdzie spaliny przegrzewają parę.

Kotły możemy dzielić ze względu na różne kryteria. Poniżej na rysunkach zostaną

przedstawione podstawowe kwalifikacje kotłów.

Na rysunku 37 przedstawiono podział kotłów ze względu na stronę (wewnętrzną lub

zewnętrzną) powierzchni parownika omywanej przez spaliny.

Rys. 37. Podział kotłów ze względu na powierzchnie omywaną przez spaliny [opracowanie własne]

Rozróżniamy kotły:

−

płomieniówkowe spaliny płyną wewnątrz rur otoczonych wodą,

−

opłomykowe spaliny omywają z zewnątrz rury wypełnione wodą.
Na rysunku 38 przedstawiono podział kotłów w zależności od sposobu wymiany ciepła

z parownikiem.

Rys. 38. Podział kotłów ze względu na sposób wymiany ciepła z parownikiem [opracowanie własne]

Rozróżniamy kotły:

−

konwekcyjne parownik przejmuje ciepło na drodze konwekcji,

−

opromieniowane ciepło przejmuje powierzchnia ekranów opromieniowanych,

−

opromieniowano-konwekcyjne gdzie oprócz ekranów występuje pęczek konwekcyjny
parownika.
Na rysunku 39 przedstawiono podział kotłów ze względu na rodzaj obiegu wody.

Rys. 39. Podział kotłów ze względu na rodzaj obiegu wody [opracowanie własne]

Rozróżniamy kotły:

−

z obiegiem naturalnym – w kotłach tego typu ruch występuje wskutek różnicy gęstości
mieszaniny parowo-wodnej i wody,

−

z obiegiem wspomaganym – w kotłach tego typu przepływ wody w rurach opadowych
wspomagany jest przez pompę,

Podział kotłów ze względu na sposób

wymiany ciepła z parownikiem

konwekcyjne

opromieniowano-

konwekcyjne

opromieniowane

Podział kotłów ze względu na

powierzchnię omywaną przez spaliny

płomieniówkowe

opłomkowe

Podział kotłów ze względu na

rodzaj obiegu wody

z obiegiem

naruralnym

z obiegiem

wspomaganym

z obiegiem

wymuszonym

kotły

przepływowe

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

z obiegiem wymuszonym – w kotłach tego typu przepływ zostaje wymuszony przez pompę
obiegową,

−

kotły przepływowe, nie zawierające walczaka, w których woda przetłaczana jest przez układ
jednorazowo.
Można spotkać również kotły, których nazwy pochodzą bezpośrednio od ich cech

konstrukcyjnych.

Do współczesnych rozwiązań należy m.in. kocioł opromieniowano-konwekcyjny, zwany

zblokowanym. Został on przedstawiony na rysunku 40.

Rys. 40. Kocioł

wodnorurkowy

opromieniowano-konwekcyjny

konstrukcji

zblokowanej

paleniskiem gazowym [1, s. 197]

Na rysunku oznaczono:
1 – walczak,
2 – dolna komora zbiorcza,
3 – szczelna ściana – ekran,
4 – palnik gazowy,
5 – pulpit sterowniczy.

Posiada on zwartą budowę ze szczelnymi ścianami. Zasilanie takiego kotła może odbywać się

za pomocą rusztu mechanicznego jak również gazem lub olejem. Kotły wodnorurkowe wymagają
zasilania wodą dobrej jakości, co niesie za sobą konieczność zamontowania instalacji do
przygotowania wody.

Duże zastosowanie mają również kotły z wymuszonym obiegiem wody gdzie wodę

z walczaka pobiera pompa i przetłacza ją przez układ wężownic parownika. Oddzielenie wody od
pary następuje w walczaku. Kocioł tego typu został przedstawiony na rysunku 41.

Rys. 41. Schemat kotła typu La Monta [1, s. 198]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
1 – walczak,
2 – pompa przewałowa,
3 – rura parownika,
4 – przegrzewacz pary,
5 – podgrzewacz wody.

Para odprowadzana jest do przegrzania, a woda zostaje uzupełniona i ponownie trafia do

obiegu.

Zupełnie innym rozwiązaniem jest kocioł fluidalny. Fluidyzacja jest to proces zawieszenia

rozdrobnionego ciała stałego w płynącym ku górze strumieniu gazu. Proces ten posiada pewne
właściwości cieczy i charakteryzuje się korzystnymi warunkami spalania paliw stałych. Schemat
kotła fluidalnego przedstawiono na rysunku 42.

Rys. 42. Schemat kotła fluidalnego [1, s. 200]

Na rysunku oznaczono:
1 – podajnik węgla,
2 – rozdzielacz powietrza,
3 – odprowadzenie popiołu,
4 – poziom warstwy fluidalnej,
5 – wymiennik zanurzony w złożu,
6 – wymiennik konwekcyjny,
7 – walczak.

Złoże fluidalne umożliwia zmniejszenie powierzchni ogrzewalnych, a co za tym idzie

gabarytów kotła, poprzez niezwykle intensywną wymianę ciepła. Podstawową ich zaletą jest
możliwość spalania paliw niskokalorycznych, zasiarczonych o dużej zawartości popiołu. Dają one
możliwość wiązania siarki bezpośrednio w złożu.

Sprężarki są to maszyny robocze pobierające energię, a więc wyposażone w silnik, służący do

sprężania oraz przetłaczania gazów. Ze względu na konstrukcję sprężarki mogą pracować
zarówno samodzielnie, jak też mogą stanowić element bardziej złożonych urządzeń jak np.
chłodziarki.

Sprężarki charakteryzują następujące wielkości:

−

wytwarzane ciśnienie,

−

wydajność,

−

sprawność,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

natężenie hałasu,

−

cechy konstrukcyjne i eksploatacyjne.
Maszyny sprężające możemy podzielić według przyrostu wytwarzanego ciśnienia na:

sprężarki, dmuchawy, wentylatory oraz pompy próżniowe.

Ze względu na zasadę działania rozróżniamy sprężarki objętościowe oraz przepływowe. Na

rysunku 43 przedstawiono bardziej szczegółową klasyfikację sprężarek.

Rys. 43. Klasyfikacja sprężarek według zasady działania [1, s. 291]

Sprężarki objętościowe zostaną przedstawione na przykładzie najszerzej stosowanych

sprężarek: tłokowych i rotacyjnych.

Sprężarki objętościowe działają pulsacyjnie. Wzrost ciśnienia otrzymywany jest poprzez

zmniejszenie objętości czynnika roboczego.

Sprężarki przepływowe działają w sposób ciągły, a czynnik roboczy jest sprężany pod

wpływem ruchu obrotowego wirnika łopatkowego.

W celu otrzymania dużych ilości sprężonego pod wysokim ciśnieniem gazu stosuje się

szeregowe układy sprężarek obu typów.

Sprężarki tłokowe sprężają czynnik roboczy za pomocą tłoka wykonującego w cylindrze ruch

postępowo-zwrotny. Ruch tłoka wywoływany jest przez silnik napędzający za pośrednictwem
mechanizmu korbowego. Na rysunku 44 przedstawiono schemat sprężarki tłokowej.

Rys. 44. Schemat sprężarki tłokowej [1, s. 293]

W głowicy cylindra znajdują się zawory sterujące, otwierające się pod wpływem różnicy

ciśnień ssania i sprężania. Suw ssania oraz suw sprężania wykonywany jest przez tłok podczas
jednego pełnego cyklu pracy sprężarki. Podczas ssania tłok przemieszcza się w kierunku dolnym,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

powodując zwiększenie objętości cylindra i otwarcie zaworu ssawnego, a tym samym napełnienie
przestrzeni  cylindra  czynnikiem  roboczym.  Podczas  suwu  sprężania  oba  zawory  pozostają
zamknięte  do  momentu  osiągnięcia  przez  czynnik  odpowiedniego  ciśnienia.  Następnie  pod
naporem  czynnika  zostaje  otwarty  zawór  tłoczny,  przez  który  sprężony  czynnik  roboczy
wydostaje się z cylindra.

Z uwagi na fakt, iż proces roboczy sprężarki tłokowej jest skomplikowany, dlatego do

rozważań wstępnych  należy  przyjąć  uproszczony  cykl pracy  sprężarki teoretycznej.  Załóżmy,  że
tłok  przemieszcza  się  z  na  tyle  małą  prędkością,  iż  można  pominąć  występujące  siły  tarcia.
W górnym  punkcie  tłok  dochodzi  szczelnie  do  głowicy,  nie  pozostawiając  tym  samym  resztek
gazu  w  cylindrze.  Otwarcie  i  zamknięcie  zaworów  następuje  w  ściśle  określonym  czasie,  co
zapobiega stratom ciśnienia w czasie wymiany czynnika.

Sprężarki tłokowe wielostopniowe, ze względu na potrzebę obniżenia temperatury końcowej

oraz zmniejszenie pracy czynnika, instaluje się w chłodnice pomiędzy poszczególnymi stopniami
sprężarki. Mają one za zadanie chłodzenie czynnika do temperatury początkowej. Schemat
sprężarki tłokowej z zastosowaniem międzystopniowego chłodzenia czynnika przedstawiono na
rysunku 45.

Rys. 45. Schemat sprężarki tłokowej o dwóch stopniach sprężania [1, s. 295]

Gaz o określonej temperaturze zostaje sprężony w cylindrze I stopnia. Podczas tego procesu

temperatura wzrasta. Następnie jest on ochładzany w chłodnicy do temperatury początkowej
i ponownie sprężany w cylindrze II stopnia do osiągnięcia ciśnienia końcowego.

Sprężarki wielostopniowe są urządzeniami złożonymi i droższymi od jednostopniowych,

jednak charakteryzują się one mniejszym zużyciem pracy oraz możliwością uzyskania sprężonego
gazu o znacznym ciśnieniu.

Sprężarki rotacyjne posiadają element roboczy wykonujący ruch rotacyjny. Może nim być

wirnik, wirujący tłok lub śruba. Obracający się element roboczy, przylegając do obudowy, tworzy
z  nią  szereg  komór  o  zmiennej  objętości.  Po  stronie  ssawnej  są  one  większe,  a zmniejszają  się
w kierunku  strony  tłocznej.  Powoduje  to  zasysanie,  sprężanie  i  wytłaczanie  czynnika
o podwyższonym  ciśnieniu.  W  tym  przypadku  występuje  brak  elementów  wykonujących  ruch
postępowo-zwrotny  oraz  brak  towarzyszących  mu  przeciążeń  Element  roboczy  sprężarki
rotacyjnej może być napędzany bezpośrednio za pomocą silnika.

Sprężarki rotacyjne mają prostą budowę, stosunkowo niewielkie rozmiary, małą masę własną

a ich koszt oraz koszty eksploatacji są niskie. Zasadniczą ich wadą jest niskie ciśnienie tłoczenia.
Do najpopularniejszych sprężarek rotacyjnych można zaliczyć:

−

sprężarki łopatkowe,

−

sprężarki z wirującym pierścieniem wodnym,

−

sprężarki z wirującymi tłokami.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku 46 przedstawiono schemat przykładowej sprężarki rotacyjnej – z wirującymi

tłokami (krzywkowe) typu Roots.

Rys. 46. Schemat sprężarki krzywkowej typu Roots [1, s. 303]

Na rysunku oznaczono:
1 – kadłub,
2 – wirnik.

Sprężarki wirowe występują one jako jedno - i wielostopniowe, gdzie liczbę stopni stanowi

liczba wirujących wieńców łopatkowych. Do sprężarek wirowych można zaliczyć:

−

sprężarki osiowe,

−

sprężarki promieniowe

−

sprężarki osiowo-promieniowe.
Na rysunku 47 przedstawiono dwa schematy sprężarek wirowych.

Rys. 47. Schematy sprężarek wirowych: a) osiowej, b) promieniowej [1, s. 304]

Na rysunku oznaczono:
1 – dyfuzor,
2 – wał wirnika,
3 – łopatki wirnika,
4 – nieruchome łopatki kierownicze.

Ze względu na prędkość gazu sprężarki wirowe można sklasyfikować jako naddźwiękowe

stosowane w lotnictwie oraz poddźwiękowe o szerokim powszechnym zastosowaniu.

Zaletą sprężarek wirowych jest ich wydajność, czyli duża ilość sprężanego gazu w jednostce

czasu, natomiast do głównych wad można zaliczyć niski przyrost uzyskiwanego ciśnienia.

Wentylatory i dmuchawy są maszynami roboczymi, służącymi do przetłaczania dużych ilości

czynników gazowych wytwarzając przy tym bardzo małe nadciśnienie.

W zależności od wytwarzanego nadciśnienia, podział wentylatorów został przedstawiony na

rysunku 48.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys 48. Podział wentylatorów ze względu na wytwarzane nadciśnienie [opracowanie własne autora]

Ponieważ wentylatory i dmuchawy charakteryzują się małą zdolnością wytwarzania ciśnienia,

w  celu  osiągnięcia  wyższych  parametrów  buduje  się  je  jako  wielostopniowe.  Wentylatory
wielostopniowe posiadają wirniki oraz kierownice oddzielne dla każdego stopnia a wlot i dyfuzor
stanowią  części  wspólne.  Najprostszym  typem  wentylatora  osiowego  jest  wentylator  śmigłowy.
Może  on  być  wyposażony  w  jedno  lub  więcej  śmigieł  pracujących  współbieżnie  lub
przeciwbieżnie  i  napędzanych  oddzielnymi  silnikami.  Nadciśnienia  wywołane  przez  każdy
z wirników sumują się, co powoduje większe spiętrzenie. Większa liczba przeciwbieżnych śmigieł
eliminuje potrzebę stosowania kierownicy.

Z uwagi na sposób wykorzystania wentylatorów można spotkać również wentylatory

wytwarzające podciśnienie tzw. ssawne. Na rysunku 49 przedstawiono podział wentylatorów
w zależności od kierunku przepływu czynnika.

Rys. 49. Podział wentylatorów w zależności od kierunku przepływu czynnika [opracowanie własne autora]

Wentylatory: osiowe i promieniowye

Wentylatory osiowe działają na takiej samej zasadzie jak osiowa sprężarka wirowa. Składają

się  one  z  wlotu,  wirnika  posiadającego  łopatki  napędzanego  za  pomocą  silnika  elektrycznego,
kierownicy  oraz  dyfuzora.  Ruch  wirnika  wywołuje  różnicę  ciśnienia  pomiędzy  powierzchniami
łopatek, co powoduje przepływ gazu. Wentylatory mogą posiadać kierownicę usytuowaną przed
wirnikiem lub też za wirnikiem. Usytuowanie za wirnikiem pozwala znacznie ograniczyć głośność
pracy  maszyny.  Na  rysunku  50  przedstawiono  schemat  wentylatora  osiowego  jednostopniowego
(typu Mustang) z regulacją za pomocą nastawnych łopatek wirnika.

Rys. 50. Schemat wentylatora osiowego jednostopniowego (typu Mustang) z regulacją za pomocą

nastawnych łopatek wirnika [1, s. 308]

Podział wentylatorów w zależności od

kierunku przepływu czynnika

osiowe

promieniowe

diagonalne

Podział wentylatorów ze względu

na wytwarzane nadciśnienie

niskoprężne

do 1kPa

średnioprężne

1 – 3kPa

wysokoprężne

3 – 15kPa

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
1 – kadłub,
2 – wirnik,
3 – piasta wirnika,
4 – kierownica,
5 – dyfuzor.

Wentylatory promieniowe podobne są one w swej budowie do pompy odśrodkowej.

Głównymi elementami składowymi są: wirnik i spiralna obudowa. Konstrukcja wirnika może być
jedno-  lub  dwustrumieniowa,  co  wymaga  jednak  oddzielnych  otworów  wlotowych.  Zasysanie
gazu  odbywa  się  w  kierunku  osiowym.  Zmiana  kierunku  na  odśrodkowy  następuje  w  wirniku,
gdzie  również  gaz  uzyskuje  większą  prędkość,  wyższe  ciśnienie  oraz  energię  kinetyczną.  Na
rysunku 51 przedstawiono przykładowy schemat wentylatora promieniowego.

Rys. 51. Schemat wentylatora promieniowego [1, s. 309]

Na rysunku oznaczono:
1 – wlot,
2 – wirnik promieniowy,
3 – obudowa spiralna,
4 – rama montażowa,
5 – silnik napędowy (elektryczny).

Spiralna obudowa ma za zadanie zbierać wypływający z wirnika czynnik i odprowadzać go

do otworu wylotowego. W otworze wylotowym energia kinetyczna gazu zamieniana jest na
ciśnienie. Wentylatory tego typu, głównie znalazły zastosowanie w wentylacji.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jaka jest zasada działania kotłów parowych?
2.  Jakie jest zastosowanie kotłów parowych?
3.  Jaka jest budowa kotła płomienicowego?
4.  Jaki jest główny element kotła?
5.  Jaka jest budowa kotła opromieniowanego wodnorurkowego z paleniskiem pyłowym?
6.  Jakie są rodzaje kotłów w zależności od sposobu wymiany ciepła z parownikiem?
7.  Jaka jest zasada działania kotła fluidalnego?
8.  Jaka jest zasada działania sprężarek?
9.  Jakie wielkości charakteryzują sprężarki?
10.  Jakie są rodzaje sprężarek?
11.  Jaka jest zasada działania sprężarek tłokowych?
12.  Jakie sprężarki można zaliczyć do sprężarek rotacyjnych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13.  Jakie sprężarki można zaliczyć do sprężarek wirowych?
14.  Jakie elementy wchodzą w skład sprężarek wirowych?
15.  Jaka jest zasada działania wentylatorów?
16.  Jakie wentylatory zaliczamy do średnioprężnych?
17.  Jaka jest zasada działania wentylatorów osiowych?
18.  Jaka jest budowa wentylatorów promieniowych?
19.  Jaka jest zasada działania wentylatorów promieniowych?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy budowy i właściwości kotła fluidalnego. Przedstaw zasadę działania takiego

kotła. Określ cechy charakterystyczne tych urządzeń oraz dokonaj oceny ich przydatności
w małych i średnich przedsiębiorstwach przetwórstwa spożywczego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  dokonać analizy budowy i właściwości kotła fluidalnego,
5)  opisać zasadę działania kotła  fluidalnego. Przedstawić w tabeli cechy  charakterystyczne tych

urządzeń,

6) określić ich przydatność w przemyśle spożywczym na przykładzie ich stosowania w małych

i średnich przedsiębiorstwach,

7) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy budowy i właściwości sprężarek tłokowych. Przedstaw zasadę działania tego

typu urządzeń. Określ cechy charakterystyczne tych urządzeń oraz dokonaj oceny ich
przydatności w małych i średnich przedsiębiorstwach przetwórstwa spożywczego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  dokonać analizy budowy i właściwości sprężarek tłokowych,
5)  opisać  zasadę  działania  sprężarek  tłokowych.  Przedstawić  w  tabeli  cechy  charakterystyczne

tych urządzeń,

6) określić ich przydatność w przemyśle spożywczym na przykładzie ich stosowania w małych

i średnich przedsiębiorstwach,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 3

Dokonaj analizy budowy i właściwości wentylatorów osiowych. Przedstaw zasadę działania

tego typu urządzeń. Określ cechy charakterystyczne tych urządzeń oraz dokonaj oceny ich
przydatności w małych i średnich przedsiębiorstwach przetwórstwa spożywczego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zasadę

działania

wentylatorów osiowych.

Przedstawić

tabeli

cechy

charakterystyczne tych urządzeń,

6) określić ich przydatność w przemyśle spożywczym na przykładzie ich stosowania w małych

i średnich przedsiębiorstwach,

7) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić zasadę działania kotłów parowych?



określić zastosowanie kotłów parowych?



określić budowę kotła płomienicowego?



wymienić rodzaje kotłów w zależności od sposobu wymiany ciepła
z parownikiem?



określić zasadę działania kotła fluidalnego?



rozróżnić rodzaje kotłów?



określić zasadę działania sprężarek?



rozróżnić rodzaje sprężarek?



określić rodzaje sprężarek rotacyjnych?



10)

określić rodzaje sprężarek wirowych?



11)

określić wielkości charakteryzujące sprężarki?



12)

określić zasadę działania wentylatorów?



13)

rozróżnić rodzaje wentylatorów?



14)

określić budowę wentylatorów promieniowych?



15)

określić zasadę działania wentylatorów osiowych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań.  Do  każdego  zadania  dołączone  są  4  możliwości  odpowiedzi.  Tylko

jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na

później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Ustalenie działań koniecznych do wykonania w przypadku przekroczenia lub niedopełnienia

zadanych parametrów w krytycznym punkcie kontroli systemu HACCP to cel zasady
a)  analiza zagrożeń oraz środków im zapobiegających.
b)  ustalenie parametrów i limitów krytycznych.
c)  ustalenie i wprowadzenie systemu monitorowania CCP.
d)  działania korygujące.

2. Zjawisko zachodzące pomiędzy płynem a ścianką ciała stałego, w przypadku jeśli wzdłuż

ścianki przemieszcza się płyn o temperaturze różnej od temperatury ścianki, to między nimi
zachodzi
a)  przewodzenie ciepła.
b)  unoszenie ciepła.
c)  przenikanie ciepła.
d)  przejmowanie ciepła.

3. Pochłaniacz pyłu, będący niezależnym urządzeniem, wykorzystywany do utrzymania

czystości maszyn i urządzeń należy do systemu
a)  wewnętrznego.
b)  zewnętrznego.
c)  wewnętrznego i zewnętrznego.
d)  żadnego z powyższych.

4. Turbiny parowe należą do

a)  tłokowych silników parowych.
b)  silników o spalaniu zewnętrznym.
c)  silników o spalaniu wewnętrznym.
d)  silników spalinowych turbinowych.

5. Silniki wykorzystujące wyłącznie siłę ciągu, nie pobierając mocy użytecznej z wału silnika to

a)  silniki spalinowe tłokowe.
b)  silniki odrzutowe.
c)  silniki spalinowe turbinowe.
d)  tłokowe silniki parowe.

6. Tłokowe silniki spalinowe-gaźnikowe i wtryskowe zaliczamy do silników

a)  obrotowych o zapłonie samoczynnym.
b)  obrotowych o zapłonie iskrowym.
c)  suwowych o zapłonie samoczynnym.
d)  suwowych o zapłonie iskrowym.

7. W silnikach dwusuwowych występują dwa suwy pracy. Są to

a)  suw pracy i suw wylotu.
b)  suw sprężania i suw wylotu.
c)  suw pracy i suw sprężania.
d)  suw ssania i suw wylotu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Pompy działające na zasadzie przetłaczania cieczy z przestrzeni ssawnej pompy do tłocznej to

pompy
a)  wirowe.
b)  wyporowe.
c)  krętne.
d)  diagonalne.

9. Pompy, w których przepływ cieczy przez wirnik następuje ukośnie oraz wyposażone są one w

bezłopatkową kierownicę oraz cylindryczny lub spiralny kanał zbiorczy to pompy
a)  odśrodkowe.
b)  helikoidalne.
c)  diagonalne.
d)  śmigłowe.

10. Pompy wirowe krążeniowe to

a)  pompy odwracalne, peryferalne, z kanałami bocznymi.
b)  z pierścieniem wodnym, diagonalne, z kanałami bocznymi.
c)  z pierścieniem wodnym, peryferalne, odśrodkowe.
d)  z pierścieniem wodnym, peryferalne, z kanałami bocznymi.

11. Na rysunku przedstawiono pompę tłokową dwustronnego działania. Oznaczenia 1, 2, 3

oznaczają odpowiednio na rysunku

a)  tłok, zawory tłoczne, zawory ssawne.
b)  zawór ssawny, tłoki, zawory tłoczne.
c)  tłok, zawory ssawne, zawory tłoczne.
d)  zawór ssawny, zawory tłoczne, tłoki.

12. Wielotłoczkową pompę osiową z wychylną, wirującą tarczą oporową przedstawiono na

rysunku

a)  c.
b)  b.
c)  a.
d)  na żadnym z nich.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Poniższy rysunek przedstawia pompę

śmigłową.

odśrodkową.

helikoidalną.

diagonalną.

14. Kotły, w których spaliny omywają z zewnątrz rury wypełnione wodą to kotły

a)  płomieniówkowe.
b)  opłomykowe.
c)  konwekcyjne.
d)  z obiegiem naturalnym.

15. Rysunek przedstawia schemat budowy kotła fluidalnego. Oznaczenia 1, 2, 3 oznaczają

kolejno

a)  1 – rozdzielacz powietrza, 2 poziom warstwy fluidalnej, 3 wymiennik zanurzony w złożu.
b)  1 – podajnik węgla, 2 rozdzielacz powietrza, 3 odprowadzenie popiołu.
c)  1 – podajnik węgla, 2 wymiennik konwekcyjny, 3 wymiennik zanurzony w złożu.
d)  1 – rozdzielacz powietrza I, 2 rozdzielacz powietrza II, 3 wymiennik zanurzony w złożu.

16. Sprężarki diagonalne zaliczamy do sprężarek

a)  wyporowych.
b)  rotacyjnych.
c)  przepływowych.
d)  osiowych.

17. Poniższy rysunek przedstawia sprężarkę sprężarek

a)  tłokową.
b)  rotacyjną, krzywkową.
c)  wirową, osiową.
d)  wirową, promieniową.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18. Poniższy rysunek przedstawia sprężarkę wirową, osiową. Oznaczenia 1, 2, 3, 4 kolejno

oznaczają

a)  1 – wał wirnika, 2 dyfuzor, 3 łopatki wirnika, 4 łopatki kierownicze.
b)  1 – dyfuzor, 2 wał wirnika, 3 łopatki wirnika, 4 łopatki kierownicze.
c)  1 – dyfuzor, 2 wał wirnika, 3 łopatki kierownicze, 4 łopatki wirnika.
d)  1 – obudowa, 2 wał wirnika, 3 łopatki kierownicze, 4 łopatki wirnika.

19. Nadciśnienie od 3 do 15kPa osiągane jest przez wentylatory

a)  niskoprężne.
b)  średnioprężne.
c)  wysokoprężne.
d)  ultraprężne.

20. Poniższy rysunek przedstawia wentylator osiowy jednostopniowy. Oznaczenia 1, 2, 3, 4, 5

kolejno oznaczają

a)  1 – kadłub, 2 wirnik, 3 piasta wirnika, 4 kierownica, 5 dyfuzor.
b)  1 – kadłub, 2 piasta wirnika, 3 wirnik, 4 dyfuzor, 5 kierownica.
c)  1 – obudowa, 2 piasta wirnika, 3 wirnik, 4 kierownica, 5 dyfuzor.
d)  1 – dyfuzor, 2 wirnik, 3 piasta wirnika, 4 kierownica, 5 - kadłub.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko...............................................................................

Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem: