
- •Глава 7
- •Оборудование для очистки
- •И сепарирования сыпучего
- •Сельскохозяйственного сырья
- •7.1. Научное обеспечение процессов очистки и сепарирования сыпучего сельскохозяйственного сырья
- •7.2. Классификация оборудования
- •7.3. Скальператоры и камнеотделительные машины
- •Техническая характеристика барабанного скальператора а1-бзо
- •Техническая характеристика камнеотборника а1-бкм
- •Техническая характеристика камнеотборника а1-бкр
- •7.4. Воздушно-ситовые сепараторы и просеиватели
- •Техническая характеристика сепаратора зсп-10
- •Техническая характеристика сепаратора а1-бмс-6
- •Техническая характеристика сепаратора а1-блк
- •Техническая характеристика просеивателя а1-ксб
- •7.5. Триеры
- •7.6. Падди-машины
- •Техническая характеристика одинарной падди-машины
- •Техническая характеристика крупоотделительной машины бко
- •7.7. Воздушные сепараторы
- •Техническая характеристика сепаратора рз-баб
- •Техническая характеристика сепаратора рз-бсд
- •Техническая характеристика аспирационной колонки а1-бка
- •7.8. Магнитные сепараторы
- •Техническая характеристика электромагнитного сепаратора а1-дэс
- •Техническая характеристика электромагнитного сепаратора эм-101
- •7.9. Техника будущего: Новые технические решения технологических задач
- •1. Механизм отделения крупных и мелких примесей от зерна; виды и свойства примесей определяют способ очистки и сепарирования зерна с учетом факторов, влияющих на интенсивность процесса очистки сырья.
- •Две бочки (басня)
Техническая характеристика сепаратора а1-блк
Производительность, т/ч 2,5
Частота колебаний решетного кузова, мин—1 54
Радиус колебаний решетного кузова, мм 9±2
Расход воздуха на аспирацию, м3/с 0,2
Мощность электродвигателя, кВт 0,75
Габаритные размеры, мм 195025251510
Масса, кг 550
Для оценки работы сепараторов приняты следующие показатели: производительность, содержание полноценных зерен в отходах и технологический эффект очистки зерна от примесей.
Просеиватель А1-КСБ (рис. 7.18) предназначен для просеивания сыпучих пищевых продуктов (соль, гречневая крупа, пшеничная мука, лущеный горох и др.).
Рис.
7.18. Просеиватель А1-КСБ
Станина 10 и рама 6 сварной конструкции выполнены из стального проката.
Ситовой корпус сборно-сварной конструкции выполнен из стального проката с одним ярусом сит. Очистка сит производится резиновыми шариками. Ситовые рамки вставляются и вынимаются через верх решетного корпуса и зажимаются крышкой 7 или 3 с помощью откидных зажимов.
Ситовой корпус имеет три точки опоры и совершает сложное движение. Передняя часть корпуса опирается на вал эксцентрикового колебателя, а хвостовая часть – на две плавающие опоры скольжения. Передняя часть корпуса совершает круговое поступательное движение, а хвостовая часть – только возвратно-поступательное (за счет тяги 9, удерживающей хвостовую часть от поперечного смещения).
Эксцентриковый колебатель (рис. 7.19) снабжен балансиром со сменными грузами, предназначенными для уравновешивания ситового корпуса при работе машины с разными эксцентриситетами и частотами колебаний. В состав колебателя входят: корпус 3, вал 2, шкив 1, балансир 5, подшипники 4, крышка 6 и эксцентрик 7.
Исходный продукт поступает на сито, где происходит разделение его на две фракции: сход и проход, которые выводятся из машины отдельно через выводные патрубки в поддоне ситового корпуса.
Для обеспыливания при работе с сухими сыпучими продуктами крышка 6 ситового корпуса имеет патрубок для подсоединения машины к аспирационной сети.
Рис.
7.19.
Эксцентриковый колебатель привода
просеивателя А1-КСБ
Для растаривания бумажных мешков машина снабжена опрокидывающим столом и специальной крышкой с решеткой для приема бумажных мешков с продуктом, разрезанных вручную на столе.
Техническая характеристика просеивателя а1-ксб
Производительность, т/ч 1,0
Частота колебаний ситового кузова, с-1 3,3…4,0
Амплитуда колебаний ситового кузова, мм 25, 30, 35
Угол наклона сит, град 4,5
Расход воздуха на аспирацию, м3/с 0,125
Мощность электродвигателя, кВт 1,5
Габаритные размеры, мм 23559001500
Масса, кг 900
Просеивающие машины типа А1-БПК (рис. 7.20) предназначены для контрольного просеивания муки с целью выделения из нее случайно попавших посторонних примесей.
Просеивающая машина представляет собой блочную конструкцию, состоящую из станины 1, двух просеивателей 6, двух приводов 2, бункера 7, двух ограждающих устройств 5. Станина, изготовленная из листовой стали толщиной 6 мм, состоит из верхнего прямоугольного основания корытообразной формы и четырех опорных стоек из уголкового гнутого профиля. К основанию станины, имеющему два окна для вывода очищенного продукта и окно для подсоединения к системе аспирации, прикреплены два просеивателя с индивидуальными электроприводами.
Рис.
7.20. Просеивающая машина А1-БПК
Привод каждого просеивателя включает в себя электродвигатель, клиноременную передачу, натяжное устройство. Размещен он со стороны приемных патрубков. Электродвигатель и натяжное устройство монтируют на кронштейне 3 приемного патрубка просеивателя.
Бункер, предназначенный для сбора очищенного продукта, изготавливают из листовой стали толщиной 3 мм. Он имеет два фланца. Верхний предназначен для подсоединения к фланцу шлюзового питателя. Ограждающее устройство клиноременной передачи состоит из ограждения и опоры. Ограждение имеет замкнутую по контуру стальную обечайку, к которой приварена стенка из ситового пробивного полотна. Опора 4 изготовлена из листовой стали толщиной 2 мм. Ее закрепляют на просеивателе при помощи четырех шпилек и гаек.
Каждый просеиватель (рис. 7.21) состоит из сварного корпуса 1, внутри которого установлен ситовой цилиндр 6 диаметром 400 мм, длиной 900 мм. Цилиндр 6 изготовлен из ситового полотна с пробивными отверстиями 4...6 мм. Внутри цилиндра на двух подшипниковых опорах качения, закрепленных в торцевых стенках приемного 2 и выпускного 5 патрубков, вращается ротор 4 с двумя пластинчатыми бичами 3 и двумя очистителями 7, расположенными вдоль оси ротора. Приемный патрубок изготовлен из листовой стали толщиной 6 мм, имеет фланец для присоединения питающего устройства и два смотровых окна. К корпусу прикреплен болтами.
Мука (исходный продукт) равномерно поступает внутрь ситового цилиндра просеивателя через приемный патрубок. Продольные бичи и очистители вращающегося ротора захватывают ее и отбрасывают на поверхность ситового цилиндра. Через окно в станине мука попадает в бункер-сборник и выводится из него через шлюзовой питатель аэрозольтранспорта. Случайно попавшие в муку посторонние примеси, идущие сходом с ситового цилиндра, выводятся через выпускной патрубок просеивателя и скапливаются в специальной таре. Эффективность отделения посторонних примесей составляет 100 %.
Во время работы машины под нагрузкой особое внимание обращают на равномерную подачу продукта в машину, не допуская ее перегрузки, на эффективность просеивания (наличие муки в отходах недопустимо), на отсутствие посторонних шумов, своевременное и четкое срабатывание сигнализатора уровня муки в бункере-сборнике (завалы недопустимы).
Рис.
7.21. Просеиватель
Просеивающая машина А1-БП2-К (рис. 7.22) предназначена для контрольного просеивания муки с целью выделения из нее случайно попавших грубых и посторонних примесей. Ее используют также для подработки мучных сметок.
Машина имеет просеиватель 1, четыре стойки 3, привод 5 и ограждение 2. По конструкции просеиватель аналогичен просеивателю машины А1-БПК. Бункер 4 изготовлен из листовой стали толщиной 2 мм и имеет два фланца (верхний подсоединяют к самотечной трубе).
Рис.
7.22. Просеивающая машина А1-БП2-К
Технологический процесс в машинах А1-БПК происходит следующим образом. Мука равномерно поступает внутрь ситового цилиндра просеивателя через приемный патрубок. Продольные бичи и очистители вращающегося ротора захватывают ее и отбрасывают на поверхность ситового цилиндра. Через окно в станине мука попадает в бункер-сборник и выводится из него через шлюзовой питатель аэрозольтранспорта.
Случайно попавшие в муку посторонние примеси, идущие сходом с ситового цилиндра, выводятся через выпускной патрубок просеивателя и накапливаются в специальной таре.
При настройке машин типа А1-БПК на холостом ходу проверяют направление и частоту вращения ротора; натяжение приводных ремней; затяжку резьбовых соединений; наличие и качество смазки в подшипниковых узлах ротора и электродвигателя; состояние ситового цилиндра; положение очистителей и бичей.
При работе машины под нагрузкой контролируют равномерность подачи продукта в машину, не допуская ее перегрузки и попадания муки в отходы, проверяют четкость срабатывания сигнализатора уровня муки в бункере-сборнике. Техническая характеристика просеивающих машин приведена в табл. 7.3.
Просеиватель-бурат ПБ-1,5 (рис. 7.23) предназначен для просеивания и очистки от примесей муки, сахара и других сыпучих компонентов.
Рис. 7.23.
Просеиватель-бурат ПБ-1,5
Принцип работы просеивателя-бурата следующий. Продукт через приемный патрубок подается на верхний питательный шнек 6, который подает продукт внутрь вращающегося пятигранного ситового барабана 4. Проходя сквозь сита барабана и затем между двумя магнитными аппаратами 5, продукт поступает в нижний разгрузочный шнек 7, который транспортирует продукт к выгрузочному отверстию.
Техническая характеристика просеивателя-бурата ПБ-1,5 приведена в табл. 7.4.
Двухъярусная крупосортировочная машина А1-БКГ-1 (рис. 7.24) предназначена для разделения сортируемого продукта на три фракции: сорные примеси, крупу и дробленые частицы с мучкой.
Станина машины имеет две боковины 3, скрепленные четырьмя перемычками 31. К станине на подвесках 18 крепят деревянные ситовые кузова: верхний 6 и нижний 4. В каждом ситовом кузове размещены три сменные ситовые рамы 14 с пробивными ситами и металлическим поддоном 32. Верхний кузов снабжен патрубком 30 для вывода схода (крупной примеси) и лотком 29 для подачи проходового продукта (крупа, дробленка и мучка) на нижний кузов. Он имеет патрубок 2 для вывода схода (крупы) и патрубок 1 для прохода (дробленки и мучки). Ситовые кузова через эксцентрики 33 и тяги 21 получают возвратно-поступательное движение от главного вала 28, приводимого в движение электродвигателем 23 через клиноременную передачу 22.
Рис.
7.24. Крупосортировочная машина А1-БКГ-1
Снаружи машина закрыта кожухом, состоящим из верхней обшивки 26, двух боковин 24 и двух ограждений 7 и 19. На каждой боковине кожуха сделаны по две съемные двери 25, а на съемных ограждениях 7 и 19 – по одной съемной двери 5. В верхней части рамы установлен держатель 8 с грузовым клапаном 10, двумя приемными патрубками 27 и аспирационными патрубками 9.
Крупа поступает через приемные патрубки питателя, накапливается на грузовом клапане, распределяется по всей его ширине и падает на сито верхнего кузова. В процессе движения крупа просеивается через отверстия сита и падает на поддон, а крупные сорные примеси идут ходом и через выпускной патрубок выводятся из машины. Проход через выпускной лоток попадает на сито нижнего кузова. Здесь крупа идет ходом и через патрубок выводится наружу. Дробленка и мучка проходят через отверстия сита и далее по поддону направляются в выходной патрубок.
При настройке машины регулируют угол наклона кузовов, подбирают требуемый размер отверстия сит, регулируют высоту щеток и подачу продукта. Угол наклона ситовых кузовов регулируют, изменяя длину подвесок при помощи гаек. Для изменения высоты щеток поднимают или опускают направляющие. По мере изнашивания щеток направляющие перемещают вверх.
Техническая характеристика двухъярусной крупосортировочной машины А1 БКГ-1 приведена в табл. 7.3.
Таблица 7.3. Техническая характеристика просеивающих машин
Показатели |
А1-БПК |
А1-БП2-К |
ПБ-1,5 |
А1-БКГ-1 |
Производительность. т/ч |
36 |
8...10 |
1,5…3,0 |
1,5…2,5 |
Размеры ситового цилиндра, мм: диаметр длина |
400 900 |
400 900 |
– |
– |
Рабочая поверхность сит, м3 |
2,26 |
1,13 |
1,5 |
3,2 |
Частота вращения вала бичевого ротора, с-1 |
95 |
95 |
3,7…6,3 |
– |
Расход воздуха на аспирацию, м3/мин |
16 |
7 |
– |
1,2 |
Мощность электродвигателя, кВт |
25,5 |
5,5 |
1,0 |
1,1 |
Габаритные размеры, мм |
15501430 2295 |
1550800 1275 |
2900856 1810 |
28001625 1680 |
Масса, кг |
700 |
340 |
561 |
750 |
Инженерные расчеты. Производительность П (кг/ч) ситового сепаратора при разделении зерновой смеси определяют по результатам снятия баланса продуктов и выражают следующей зависимостью:
П = m/,
где m – масса поступающей в машину зерновой смеси, кг; – продолжительность работы машины при определении производительности, ч.
Содержание полноценных зерен в отходах или полноту разделения α (%) определяют по формуле
а = (m3/m0)100,
где m3 – масса полноценных зерен в отходах, кг; m0 – масса отходов, кг.
Технологический эффект очистки зерна от примесей Е (%) находят следующим образом:
,
где
– масса подлежащих выделению примесей
в исходном сырье, кг; mпр
– масса примесей, оставшихся в исходном
зерне, которые могут быть выделены на
сепараторе, кг.
Основными расчетными параметрами плоских сит зерновых сепараторов являются: длина и ширина подсевных сит, угол их наклона, угол направления колебаний, кинематические параметры и т. д.
Ширина сит В (м) сепаратора
,
где П – производительность сепаратора, кг/с; qВ – удельная производительность, отнесенная к единице ширины решета, кг/(с∙м).
Значение оптимального ускорения j0 (м/с2) ориентировочно определяют по эмпирической формуле
,
где qB – удельная производительность по ширине сита, кг/(см); – угол между направлением колебаний и плоскостью сита, град ( = + ).
Частоту колебаний f (с-1) определяют по уравнению
,
где А – амплитуда колебаний, м,
A = ek,
здесь е – эксцентриситет, м; k – коэффициент, учитывающий колебания; он зависит от величины оптимального ускорения j0.
Мощность N (кВт), потребную для работы ситового кузова, определяют по формуле
,
где m' – масса ситового кузова, кг; f – частота колебаний сита, с-1.
Необходимая мощность электродвигателя зерноочистительного ситового сепаратора
,
где – КПД передаточного механизма; частота колебаний сита, с-1.
Расчет просеивающих машин включает определение производительности, потребляемой мощности привода, габаритных размеров деталей рабочих органов.
Производительность просеивателя Пm (кг/с) с прямоугольной ситовой поверхностью
,
где h – толщина слоя материала в начале просеивающей поверхности, м; b – ширина просеивающей поверхности, м; v – скорость движения материала по поверхности, м/с; – плотность материала, кг/м3.
Частота вращения эксцентрика n (с-1), приводящего просеивающие сита в возвратно-поступательное движение:
,
где – угол трения частицы о поверхность сита, град;
,
здесь Кт – коэффициент трения; – угол наклона сита, рад; r – радиус эксцентрика, м.
Ориентировочная максимальная мощность N (кВт) привода просеивателя, необходимая для приведения в движение сит:
,
где k – коэффициент (k = 2,0…2,5); п – частота вращения эксцентрика, мин-1; r – эксцентриситет, м; mc – масса качающихся частей сита, кг; mп – масса слоя продукта на сите, кг;
mп = Sh,
здесь S – площадь сита, м2; h – толщина слоя продукта, м; – насыпная плотность продукта, кг/м3.
Приведенный радиус rб (м) вращающегося барабанного сита бурата
,
где h – наибольшая толщина продукта в барабане, м; п – частота вращения барабана, с-1; – угол наклона барабана, град.
Частота вращения барабана должна соответствовать условию
.
Общую площадь поверхности сита Sc (м2) определяют по формуле
,
где qто – удельная производительность бурата, кг/(м2с).
Площадь ситовой поверхности одной рамки So (м2)
,
где Z – число граней ситового барабана (Z = 5…6).
Длину ситового барабана L (м) находят из условия
L = So/(2R),
где R – радиус барабана, м.
Размеры шнека принимают такими: диаметр винта dв = 0,15…0,20 м; шаг винта в = dв; диаметр вала шнека dш = 0,2…0,3 м.
Частота вращения распределительного шнека nш (с-1)
,
где а3 – коэффициент заполнения шнека (а3 = 0,5…0,6).
Мощность электродвигателя N (кВт)
,
где mб, mп – масса барабана и продукта, кг; Kт – коэффициент трения скольжения в подшипниках (Kт = 0,15…0,20); d – диаметр шейки вала, м; п – частота вращения барабана, с-1; R – радиус барабана, м; g – ускорение свободного падения, м/с2; L – длина шнека, м; Кс – коэффициент сопротивления (Кс = 4…5).
При расчете машины с неподвижными ситами задаются следующие размеры: шаг винта в = (0,7…0,8)dв; высота загрузочного отверстия кожуха h = (1,0…1,5) в; диаметр вала винта dв.в = (0,2…0,3) dв; радиальный зазор между винтом и кожухом = 2…3 мм.
Рассчитывают наружный диаметр винта, частоту вращения шнека, площадь и размеры ситовой поверхности, мощность электродвигателя.
Наружный диаметр винта dн (м)
,
где Пm – производительность просеивателя, кг/с; n – частота вращения, с-1; – плот-ность продукта, кг/м3; 3 – коэффициент загрузки (3 = 0,2…0,3); в – шаг винта, м.
Частота вращения шнека n (с-1)
,
где – угол подъема винтовой поверхности, tg = t/(d); – угол трения покоя по винту (tg = Кm); Кm – коэффициент трения груза по кожуху (Кm = 0,3…0,4); rв – внутренний радиус кожуха, м.
Диаметр цилиндрического сита dc (м)
.
Высота цилиндрического сита Hc (м)
.
Мощность электродвигателя N (кВт)
,
где Нп – высота подъема продукта, м; Кс – коэффициент сопротивления продукта (Кс= 10); – угловая скорость лопастей, рад/с; hл – высота лопасти, м; R – наружный радиус лопасти (R = 0,3 м); r – радиус вала, м (r = 0,03 м); – КПД передачи; K2 – коэффициент сопротивления (для муки К2 = 5000).
Производительность просеивающих машин П (кг/с) с вращающимися ситами определяется по формуле
,
где п – частота вращения барабана, мин-1; – насыпная плотность продукта, кг/м3; – угол наклона оси барабана, град; R – радиус барабана, м; h – наибольшая высота слоя продукта в барабане, м.
Мощность электродвигателя N (кВт) просеивателя-бурата
,
где mб – масса барабана, кг; mпр – масса продукта в барабане, кг; f – коэффициент трения скольжения в подшипниках; d – диаметр цапфы вала, м; – КПД привода, g – ускорение свободного падения, м/с2.
-
Первое средство для привлечения дельных
мыслей – не думать ни о чем пустячном и пошлом. Расчистите место для дельных мыслей –
они придут сами.
Шопенгауэр Артур (1788–1860),
немецкий философ