книги из ГПНТБ / Мельников, Е. М. Обогащение промежуточных продуктов на крупозаводах

Рис29. Технологические схемы самосортирующих крупоотделителеп.

Рис. 30. Крупоотделитель усовершенствованной конструкции:

г—н иж н ий ку зо в ; 2 —в е р х н и й ку зо в ; Л—ш т у р в а л д л я р е гу л и р о в а н и я у гл а н а ­ клон а вер х н его к у зо ва ; 4 —р ы ч аг п р о ти во в еса ; 5 —т я г а ; «—п рием н ы й б у н кер ; / —ры ч аги ; 8 —п роти вовес .

очень чувствительны к изменению нагрузки. Это объ­ ясняется тем, что в крупоотделителе часть продуктов возвращается на себя, и даже небольшое изменение на­ грузки сказывается на режиме работы крупоотделителя. Кроме того, большая высота крупоотделителя затрудняет обслуживание верхнего кузова.

Дальнейшие исследования работы крупоотделителя показали, что значение зоны самосортирования не так важно, как казалось ранее. Наряду с достоинствами (предварительное расслоение смеси) зона самосортиро­ вания приводит к искусственному сокращению просеиваю­ щей поверхности, что снижает производительность уста­ новки, а также усложняет регулирование установки. По­ этому можно создать новую установку, в которой прак­ тически нет зоны самосортирования.

Отсутствие зоны самосортирования и увеличение дли­ ны просеивающей 'поверхности позволит увеличить по­ лезную нагрузку до 100 кг/см-ч вместо 60 — 70 кг/см • ч в крупоотделителях прежней конструкции. Расположение ситовых кузовов в два-три яруса с накло­ ном в одну сторону позволило снизить высоту машины до 2 м. Наиболее существенной особенностью крупоотдели­ теля является простота устройства, стабилизирующего фактическую нагрузку на машину автоматическим регу­ лированием выхода промежуточной фракции, возвращае­ мой на крупоотделитель. Схема конструкции установки представлена на рисунке 30.

При. изменении количества поступающего на сорти­ рование продукта в бункер, шарнирно подвешенный на станине, посредством рычага 7 и тяги 8 изменяется угол наклона кузова. Изменение же угла наклона кузова при­ водит к изменению соотношения прохода и схода (про­ дукта, возвращаемого на повторное сортирование).

Небольшое (2°) изменение угла наклона увеличивает или уменьшает количество схода почти в 2 раза, тогда как количество прохода меняется в меньшей степени.

Нагрузка на крупоотделитель определяется положе­ нием задвижки бункера. Количество продукта, поступаю­ щего из бункера на сита, постоянно, поэтому изменение количества продукта, поступающего в бункер, вызовет повышение или понижение уровня смеси в нем. Вследст­ вие изменения массы бункер поднимется или опустите^, изменяя угол наклона нижнего кузова. При этом благо­

даря изменению количества возвращаемого на повторное сортирование продукта восстановится суммарное поступ­ ление продукта в бункер. Плавную регулировку обеспе­ чивает противовес, связанный с бункером рычагом.

Подобный крупоотделитель в лабораторных условиях показал удовлетворительную эффективность (табл. 13).

Т а б л и ц а 13

Результаты сортирования смеси в лабораторном крупоотделителе

Следует подчеркнуть, что возможности самосортирующих крупоотделителей далеко не исчерпаны, а их простота и надежность позволяют создавать новые кон­ струкции и модели непосредственно на крупозаводах. Изготовление и использование их не может встретить каких-либо серьезных трудностей.

Ниже приведены схемы крупоотделителя с примене­ нием крупоотделителей КХМ-2 илй крупоотделителей но­ вой конструкции (рис. 31).

Первая схема предусматривает основное сортирова­ ние, два контрольных для ядра и одно контрольное для сходового продукта. Как видно из схемы, с каждого крупоотделителя получается четыре продукта — проход прохода, сход схода и два промежуточных — проход схо­ да и сход прохода. Эти промежуточные, продукты воз­ вращаются на этот же крупоотделитель. Проход прохода, представляющий собой ядро, направляется на первый контрольный крупоотделитель для ядра, сход схода — на крупоотделитель для контроля схода. В схеме замет­ на следующая закономерность: полученное в крупоотде­ лителе ядро направляется последовательно на крупоотделители с первого на четвертый. Сходовые продукты,

82

Продукт

Продукт

Рис. 31. Рекомендуемая схема крупоотделения в самосортируюших: крупоотделителях.

Рис. 32. Схема крупоотделения с применением одноярусных самосортирующих крупоотделителей.

наоборот, — с четвертого на первый. С крайних крупоотделителей получаются ядро и нешелушеные зерна, на­ правляемые соответственно на шлифование и повторное шелушение.

Для уменьшения количества продукта, возвращаемо­ го на повторное крупоотделение, может быть предложе­ на другая схема, по которой промежуточные продукты не возвращаются на основной (наиболее загруженный) крупоотделитель, а идут на специально выделенную для этого установку. Если же эта установка будет размеще­ на на крупозаводе этажом ниже, то не только увеличится нагрузка на основной крупоотделитель, но и значитель­ но уменьшится нагрузка на транспортные механизмы.

Аналогичные схемы рекомендуются при использова­ нии крупоотделителей с автоматическим регулированием нагрузки.

На предприятиях могут быть изготовлены и наибо­ лее простые крупоотделители. Для обеспечения хороше­

.проводится по схеме, приведенной на рисунке 32. Здесь же приводится качественный баланс крупоотделения. Из баланса видно, что ядро, поступающее на шлифова­ ние, содержит всего 0,13% нешелушеных зерен, и это при условии, что на крупоотделение поступает смесь, содержащая 35% нешелушеных зерен. В то же время на повторное шелушение направляется продукт, содер­ жащий всего 6—7% ядра. Подобные результаты до­ стигнуты на одноярусных односитовых крупоотделителях. Если использовать одноярусные крупоотделители, но с двумя-тремя ситами, подобный эффект может быть достигнут при меньшем количестве крупоотделителей. Одноярусные крупоотделители хотя имеют меньший эффект, чем двухъярусные, но при правильном их ис­ пользовании могут справиться со своей задачей вполне удовлетворительно.

Повышение эффективности сортирования смеси на ситах. В настоящее время для сортирования гречихи на фракции используются в основном крупосортировки БКХ и КСЗ, а также центробежные вибросортировки. Основное требование при предварительном сортирова­ нии на фракции — отсутствие или незначительное коли­ чество недосева. Содержание более мелких фракций

84

для 1-й, 2-й, 3-й и 4-й фракций допускается не более, 4%, а для 5-й и 6-й фракций — не более 3%. Только со­ блюдение этого требования позволит при дальнейшем сортировании смеси получить небольшое количество нешелушеных зерен в крупе.

Однако некоторые исследования, в частности иссле­

Продукты шелушения сортируют в основном на рас­ севах ЗРЛ, которые имеют ряд конструктивных особен­ ностей, отличающих их от рассева ЗРМ. Рассев имеет меньший эксцентриситет (25 мм по сравнению с 45 в ЗРМ), большее число колебаний — 220—230 в 1 'мин. Изменено направление движения продукта в ситовых рамах, почти во всех рамах продукт движется не вдоль ситовых рамок, а поперек. Продукт движется благодаря динамическому подпору: гонки отсутствуют. Изменена схема движения продукта в рассеве, причем для сорти­ рования продуктов шелушения рекомендуется схема № 2 ЗРЛ.

По данным М. В. Фроловой, рассевы недостаточно четко сортируют продукты шелушения, поэтому в сходе остается много ядрач Для средних фракций этот недо­ сев составляет до 40%, а для мелких еще больше. Авто­ ром предлагается двухэтапное сортирование продуктов, а именно: сначала в рассеве, затем на крупосортировке. Это позволяет повысить эффективность отделения ядра, в сходовом продукте остается лишь до 7% ядра.

Лабораторией сепарирования ВНИИЗ совместно с МТИПП проведены испытания рассевов с новой схемой (рис. 33) и новым способом очистки сит (резиновыми шариками). При этом также установлено, что наилучшие технологические показатели получаются при часто­ те колебаний рассева 210 об/мин и радиусе колебаний 18 мм. '

На Ефремовском крупозаводе проведены сравнитель­ ные испытания разных машин — крупосортировок КЗС, рассевов ЗРЛ-2 и экспериментального рассева. В тех­ нологической линии машины были установлены по че­ тырем вариантам.

85

1. Крупосортировки 1-го и 2-го проходов — вальцедёковый станок — рассев ЗРЛ-2.

2.Крупосортировка — экспериментальный рассев — вальцедековый станок — рассев ЗРЛ-2.

3.Экспериментальный рассев вальцедековый ста­ нок — рассев ЗРЛ-2.

4.Экспериментальный рассев^— вальцедековый ста­ нок — экспериментальный рассев.

В таблице 14 приведены результаты сравнения эф­ фективности четырех вариантов технологических линий.

Та б л и ц а 14

Результаты производственных испытаний четырех вариантов технологических линий (третья фракция)

Данные таблицы показывают, что эксперименталь­ ный рассев имеет высокие технологические показатели

иможет успешно применяться на данной операции. Испытание этого рассева на продуктах шелушения

риса также показало его преимущества по сравнению с типовыми рассевами. При сортировании смеси, состоя­ щей из 14,7% нешелушеных и 85,3% шелушеных зерен, удалось выделить около 30% ядра, содержащего менее одного процента нешелушеных зерен, и около 20% про­ дукта, в котором было 55—60% нешелушеных зерен.

Для этой операции была предложена специальная схема (рис. 34, в). По данной схеме вся зерновая смесь поступает равномерно на шесть приемных сит с отвер­ стиями 4,5 мм. Сход с этих сит выводится из машины, а проход двумя параллельными потоками поступает на следующие два сита, сходы с которых последовательно обрабатываются еще на четырех ситах. Проход этой группы сит с отверстиями 3,8 мм представляет продукт с наименьшим содержанием нешелушеных зерен, и его можно направить на шлифование. Сход с указанной группы сит еще раз просеивается на ситах с отверстия­

87

ми 4,5 мм, где разделяется на два продукта е резко раз­ личным содержанием шелушеных и нешелушеных зе­ рен. Таким образом, экспериментальный рассев ВНИИЗ позволяет в отличие от обычных рассевов пред­ варительно разделять смеси шелушеных и нешелуше­ ных зерен риса.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КРУПООТДЕЛЕНИЯ

При испытаниях крупоотделительных машин и про­ цесса крупоотделения в целом возникает необходимость количественной оценки работы машин и самого процес­ са. Для оценки работы необходимо получить исходные данные. Такие данные получают в результате снятия ко­ личественно-качественного баланса машин и процесса. Обычно все данные выражают в процентах к поступаю­ щему продукту, количество которого принимают равным 100%- Под качеством продукта понимают процентное соотношение шелушеных и нешелушеных зерен. Количе­ ство шелушеных и нешелушеных зерен выражают в про­ центах как к данному, так и к исходному продукту. Удоб­ нее выражать количество в отношении к данному продук­ ту, так как оно находится в результате анализа навески продукта (25—50—100 г). Для анализа различных про­ дуктов можно принимать разные навески. Так, для про­ дуктов, содержащих мало (до 1%) нешелушеных зерен, можно брать навески 50 или лучше 100 г. Навеска в 25 г в этом случае недостаточна, так как одно зерно риса ве­ сит примерно 0,025 г, что составит 0,1% от взятой на­ вески. Следовательно, случайное попадание в навеску лишних 2—3 зерен повысит содержание нешелушеных зерен на 0,2—0,3%. При большой концентрации тех и других зерен можно ограничиться меньшей навеской.

Для оценки эффективности работы машины необхо­ димы следующие данные:

1. Содержание шелушеных и нешелушеных зерен в исходном продукте, которое соответственно обозначим через К и Н, в процентах или долях единицы.

2.Количество всех продуктов, получаемых в резуль­ тате сортирования — А, В, С и т. д., в процентах.

3.Содержание шелушеных и нешелушеных зерен в

каждом из продуктов: соответственно К\ и Я2; Кг и Н2 и т. д., в процентах.

88

Обычно смесь сортирует­ ся на два продукта; в даль­ нейшем будем рассматри­ вать именно такой случай

(рис. 34).

Величины А ц В опреде­ ляют в результате снятия количественного баланса. Однако снять количествен­ ный баланс не всегда воз­ можно, поэтому величины А и В можно рассчитать, ис­

ходя из материального баланса машины или процесса. Составим материальные балансы для шелушеных и нешелушеных зерен:

К100 = KiA + КгВ и

Н100 = Н\А + //гВ;

так как А + В = 100%, то уравнения перепишем следую­ щим образом:

К 100 = KiA + Кг (100 — Л)

Я 100 = НуА + #2 (100 — Л) или

К юо = K i (100 — В) + КгВ и

я100 = Hi (100 — В) + Н2В.

Из приведенных уравнений легко вывести значения Л и В.

Проблема количественной оценки эффективности раз­ деления различных смесей является весьма важной, ей посвящены многочисленные работы в горнообогатитель­ ной промышленности, сельскохозяйственном машино­ строении, в области сепарирования зерновых смесей. Исследователями были предложены различные форму­ лы, при помощи которых предлагается оценить эффектив­ ность разделения смесей. Некоторые формулы мы рас­ смотрим ниже, но преобразуем их применительно к зада^ чам сортирования смеси шелушеных и нешелушеных зе­

89