Сепараторы с цилиндрически ситом.
На зерноперерабатывающих предприятиях распространение получили сепараторы с вращающимся ситом вокруг горизонтальной оси. К этим машинам относятся бураты и скальператоры.
Рабочим органом данных машин является вращающийся барабан (рис. 9), закрепленный на валу, выполненный в виде цилиндрического, конического или пирамидального сита из металлической сетки. Продукт подается внутрь барабана и в процессе движения вдоль сетчатой поверхности происходит его сортировка на сход (крупная фракция) и проход (мелкая фракция).
Продольное перемещение продукта в конических и пирамидальных барабанах происходит за счет наклона поверхности барабана. В машинах с цилиндрическим ситом либо устанавливается вал под углом к горизонту, либо за счет подпора непрерывно подаваемого продукта, для этого на торце барабана установлено сплошное подпорное металлическое кольцо.
Рисунок 9 – Схемы сепараторов с цилиндрическим и пирамидальным ситом
Главным недостатком данных сепараторов является малая производительность, так как в процессе работы используется меньше половины просеивающей поверхности. Так же количество получаемых фракций только две. Поэтому барабанные сепараторы на мукомольных и крупяных предприятиях используются на контроле отходов, а на комбикормовых заводах для сортировки дробленого зерна, мела, соли.
Эффективность сортировки зависит от размеров ячеек сита, количества подаваемого материала и частоты вращения.
Максимально допустимая частота вращения рассчитывается из условия, чтобы частицы не вращались вместе с барабаном. Данное явление будет наблюдаться, если центробежная сила, действующая на частицу, больше силы тяжести.
, (об/мин) (10)
где, R – приведенный радиус, м.
Приведенный радиус для цилиндрических сит – радиус сита, для конических – средний радиус, для призматических – радиус вписанной окружности.
При проектировании перерабатывающих предприятий методика расчёта оборудования аналогична методике расчёта рассевов.
Вопрос 4. Классификация, устройство и принцип работы триеров
Если частицы смеси имеют одинаковое поперечное сечение, то их разделить в ситовых сепараторах невозможно. В этом случае применяются триеры, которые делят зерновую смесь по длине. Триеры применяют при очистке зерна от примесей и сортировке шелушенного и не шелушенного зерна овса.
Триеры можно классифицировать следующим образом:
Рисунок 10 – Классификация триеров
Рабочим органом цилиндрического триера (рис. 11) является металлический цилиндр 2, на внутренней поверхности которого выштампованы ячейки 1 в виде полусферы. Внутри цилиндра установлен лоток 4.
В процессе работы цилиндр вращается относительно оси 5. Зерновая масса подается внутрь цилиндра и в процессе ее перемещения вдоль цилиндра, частицы западают в ячейки, подымаются на определенную высоту, а затем выпадают, высота подъема характеризуется углом выпадения. При выпадении частица обладает определенной скоростью и поэтому летит, как тело брошенное под углом к горизонту и ее траектория выглядит в виде параболы.
Короткие частицы 3 занимают более устойчивое положение в ячейке, поэтому у них угол выпадения больше чем у длинных частиц 6:
(11)
где, β – угол выпадения коротких частиц;
α – угол выпадения длинных частиц.
Рисунок 11 – Схема работы триера
Зная углы выпадения зерна и примесей можно найти такое положение лотка 4, при котором смесь будет разделяться. По лотку будет выходить более короткая фракция, а сходом с внутренней поверхности цилиндра – более длинная фракция.
Продольное движение зерновой массы вдоль цилиндра осуществляется за счет угла наклона триера и подпора вновь поступающей массы.
Рабочим размером является диаметр ячейки. В триерах для отделения коротких примесей (куколеотборниках) – Ø 3…5 мм (куколь, вика, сорное просо, дробленое зерно); для отделения длинных примесей (овсюгоотборники) – Ø 7…11 мм (овес, овсюг, ячмень и д.р.).
Рабочим органом дискового триера (рис.12) служат чугунные диски 1 (до несколько десятков), закрепленных на валу 3 при помощи плоских спиц 4. Вал с дисками размещается в желобе 2, а рядом устанавливаются наклонные лотки 5. На боковых поверхностях диска имеются карманообразные ячеи.
Принцип работы аналогичен цилиндрическому триеру. При вращении диска частицы западают в ячеи и подымаются на определенный угол, а затем выпадают. Короткая фракция выпадает в лоток, а длинная фракция – обратно в желоб.
Рисунок 12 – Дисковый триер
Помимо размера ячеек, у дисковых триеров важную роль играет форма ячейки. Существует три формы. В зависимости от сортируемой культуры и вида примесей, форму ячей и их размер выбирают по справочным данным данным.
Помимо размеров частиц и ячей, форм ячеек важное значение имеет частота вращения цилиндра или диска. При определенном критическом значении частоты вращения частицы, за счет центробежной силы, будут прижиматься к поверхности цилиндра или диска и выпадать из ячеек не будут.
Критическую частоту вращения можно определить по формулам:
Для цилиндрического триера:
, (об/мин) (12)
где, R – радиус цилиндра.
Для тихоходных триеров принимают n = (0,2…0,3) nкр, быстроходных триеров n = (0,7…0,9) nкр .
Для дисковых триеров:
, (об/мин) (13)
где, Dmax - диаметр диска, м;
f – коэффициент трения скольжения между частицей и материалом ячейки.
Производительность триеров определяется по формулам:
Для цилиндрических триеров:
,
(кг/ч) (14)
где, qF – удельная нагрузка на триерную поверхность, кг/(см2·ч);
F – площадь триерной поверхности, см2.
Для дисковых триеров:
,
(кг/ч) (15)
где, Rmax – наружный диаметр диска, м;
Rmin – внутренний диаметр диска, м;
z - число дисков, шт.
При проектировании зерноперерабатывающих предприятий расчёт потребного количества триеров осуществляется по формуле:
(шт) (16)
где, Q – количество зерновой массы подвергаемой очистке, т/сут;
П – производительность триера на данном виде культуры, т/сут.