
книги из ГПНТБ / Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие
.pdfмена вместе с воздухом поднимаются вверх, но на пути встреча ют козырек, от которого отражаются и, перелетая порог, попа дают в ворошитель, выводящий их из машины как очищенные семена. Легкие примеси, пыль и щуплые семена огибают ко зырек и засасываются в вентилятор, который выбрасывает их вместе с воздухом в воздухоочистительное устройство.
Машина приводится в движение от индивидуального элек тродвигателя через плоскоременную или текстропную передачу. От другого конца вентиляторного вала вращение передается главному валу машины. С этого вала вращение передается че рез пару шестерен ворошителю, от которого приводится во вра щение питающий валик (рис. IV—24).
Производительность машины 5 т семян в час; |
необходимая |
|||
мощность электродвигателя 3,9 кВт. |
|
|
||
Недостатками пневматического семеочистителя являются: |
||||
1) неуравновешенность системы привода сита, |
что создает |
|||
вибрацию машины; |
|
|
|
|
2) большие подсосы воздуха, что |
значительно |
увеличивает |
||
количество воздуха, засасываемое вентилятором. |
|
|||
|
|
Техническая характеристика |
|
|
|
пневматического семеочистителя МО |
|
||
Частота вращения, об/мин |
|
|
||
для |
вентилятора . . . . |
950 |
|
|
коренного в ал а .................. |
360 |
|
||
Мощность |
электродвигате |
4,5 |
|
|
ля. к В т |
|
|
||
Габариты, |
мм: |
|
|
|
длинаХширинаХвысота |
2215X1865X2128 |
|||
Количество |
выбрасываемого |
5400 |
|
|
воздуха, |
м3/ ч ............................ |
|
||
Масса, |
к г ................................. |
750 |
|
П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Й Ч И С Т И Т Е Л Ь С Е М Я Н Ч С П
При двойной очистке хлопковых семян в машинах бурат—- пневматический семеочиститель или МХС — пневматический семеочиститель не обеспечивается достаточная очистка их и осо бенно плохо из семян отбираются крупные тяжелые примеси, ко торые при дальнейшей переработке семян вызывают усиленный износ и поломку машин (шелушителей, прессов).
Для улучшения очистки хлопковых семян была разработана
новая очистная машина — пневматический |
чиститель |
семян |
(ЧСП). Машина ЧСП обеспечивает хорошую очистку |
хлопко |
|
вых семян, упрощает технологическую схему |
очистки |
семян |
иулучшает санитарное состояние очистного отделения завода. Машина ЧСП производит очистку хлопковых семян на осно
ве разности аэродинамических свойств семян и примесей. Устройство машины очень простое и показано на рис. IV—25.
Через питатель 1, сделанный в виде шлюзового затвора, семена
91
поступают на наклонную плоскость машины 2 и по ней сполза ют в вертикальный аспирационный канал 3, в который снизу вентилятором нагнетается воздух. Количество подаваемого воз духа 4680 м3/ч при давлении 1570 Па. Вертикальный аспираци
|
онный канал |
имеет такое |
||||||
мелкий сор, |
сечение, |
чтобы |
скорость |
|||||
щуплые семено |
воздуха в нем была боль |
|||||||
с боздухом 6 циклим |
||||||||
|
ше скорости |
витания се |
||||||
|
мян. Благодаря этому по |
|||||||
|
ступившие |
семена |
под |
|||||
|
хватываются |
|
воздушным |
|||||
|
потоком |
и транспортиру |
||||||
|
ются вверх вместе с недо |
|||||||
|
развитыми |
семенами |
и |
|||||
|
легкими |
примесями. |
Тя |
|||||
|
желые примеси выпадают |
|||||||
|
по вертикальному |
аспи |
||||||
|
рационному |
каналу вниз |
||||||
|
и при помощи шлюзового |
|||||||
|
затвора |
4 выводятся |
из |
|||||
|
машины. |
|
|
|
семян |
|||
|
Смесь воздуха, |
|||||||
|
и легких примесей подни |
|||||||
|
мается |
вверх |
по аспира |
|||||
|
ционному каналу и посту |
|||||||
|
пает |
в осадительную ка |
||||||
|
меру |
5 |
улиткообразной |
|||||
|
формы. |
На вертикальной |
||||||
|
стенке этой камеры уста |
|||||||
|
новлено |
два |
козырька |
6, |
||||
|
один |
из |
которых |
|
(верх |
|||
|
ний) может изменять свое |
|||||||
|
положение. |
|
Козырьки |
|||||
|
предназначены |
для |
изме |
|||||
|
нения |
направления |
воз |
|||||
|
душно-семенной |
|
смеси, |
|||||
|
что улучшает |
выделение |
||||||
|
семян из воздушного по |
|||||||
При поступлении в осадительную |
тока. |
|
скорость |
воздуш |
||||
камеру |
но-семенной смеси резко снижается и становится ниже скорости витания семян. Благодаря этому чистые семена выпадают из воздушного потока, собираются в нижней части камеры и вы водятся из нее через шлюзовой затвор 7. Воздух вместе с лег кими примесями и наиболее легкой частью недоразвитых семян поднимается вверх камеры, откуда отводится в воздухоочисти тельное устройство (циклон).
92
Привод машины осуществляется от индивидуального элек тродвигателя мощностью 2,8 кВт через редуктор типа РШН 4,5/1500 с передаточным числом t = 18,9. От редуктора с по мощью цепных передач приводятся во вращение шлюзовые за творы. Кинематическая схема машины показана на рис. IV—26.
О |
п - |
47 о б /м и н |
О |
|
|||
о |
Ш л ю зо в ы й зат вор |
О |
|
|
О. |
ш лю зовы й |
затвор |
о_ |
|
ручного |
привооа |
|
0_ |
п = 47 о б /м и н |
_о |
|
£ |
Ш лю зовы й |
з а т в о р |
Ъ |
|
|
|
\ * |
|
|
|
ч |
|
|
f l |
М |
|
|
|
n r t |
|
|
t |
/ |
|
Редуктор Рщн 4,511500, |
1*18,9 |
|
|
|
|
\' |
Рис. IV—26. Кинематическая схема машины ЧСП.
При испытании машины ЧСП на Янгиюльском масло-жиро вом комбинате получены следующие показатели [36]: произво дительность машины 120—150 т/сут семян, съем сора 50—55%, отделение тяжелых примесей 96—97%.
Техническая характеристика пневматического чистителя семян ЧСП
Съем сора, |
% ........................................................ |
|
|
50 |
Количество воздуха, подаваемое вентиля |
1.3 |
|||
тором в машину, мэ/ с ........................................... |
|
Па . |
||
Давление, создаваемое вентилятором, |
1770—1570 |
|||
Мощность |
электродвигателя, |
необходимая |
7,0 |
|
для работы вентилятора, к В т ........................... |
|
|||
Мощность |
электродвигателя, |
необходимая |
2,8 |
|
для работы машины, к В т ................................ |
|
|
||
Габариты, мм: |
|
|
1160X1650X4004 |
|
длинаХширинаХвысота....................... |
|
|
||
Масса, к г |
................................................................. |
|
|
740 |
У В Л А Ж Н И Т Е Л Ь Х Л О П К О В Ы Х С Е М Я Н |
|
|
|
|
Хлопковые |
семена при хранении |
высыхают, что приводит |
ж увеличению потерь масла в процессе их переработки.
93
С целью увеличения влажности семян было разработано не сколько конструкций увлажнителей. В настоящее время повсе местно применяется увлажнитель для хлопковых семян конструк ции ВНИИЖа (рис. IV—27). Этот увлажнитель состоит из че тырех основных узлов: увлажнительного шнека 1, питателя 2, пропарочной камеры 3 и виброжелоба 4.
Увлажнительный шнек представляет собой обычный шнек с вмонтированными форсунками, через которые впрыскивается распыленная вода. При транспортировке семена интенсивно пе
ремешиваются, что способствует |
равномерному |
распределению |
|||||||
влаги. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Увлажнительный шнек подает семена |
в питатель, в нижней |
||||||||
|
части |
которого |
установлены |
||||||
|
два |
рифленых |
валика, |
имею |
|||||
|
щих |
регулирующую |
заслонку. |
||||||
|
Подача |
семян |
|
регулируется |
|||||
|
путем изменения размера ще |
||||||||
|
ли, т. е. величиной |
активного |
|||||||
|
слоя между валиком и регули |
||||||||
|
рующей заслонкой. |
Рифленый |
|||||||
|
валик приводится во вращение |
||||||||
|
от |
индивидуального |
электро |
||||||
|
двигателя через |
редуктор та |
|||||||
|
ким образом, чтобы обеспечить |
||||||||
|
частоту |
|
его |
|
вращения |
||||
|
2,8 об/мин. |
|
|
заслонки по |
|||||
|
|
Конструкция |
|||||||
|
зволяет ей отодвигаться от ва |
||||||||
|
лика |
на |
расстояние |
до 150 мм, |
|||||
|
что |
представляет |
максималь |
||||||
|
ную величину активного слоя. |
||||||||
|
Если между валиком и заслон |
||||||||
|
кой попадает твердый предмет, |
||||||||
|
то заслонка отклоняется п про |
||||||||
|
пускает |
его. |
Ниже |
питателя |
|||||
|
расположена |
пропарочная ка |
|||||||
Рис. IV—27. Схема увлажнителя |
мера, |
представляющая |
собой |
||||||
хлопковых семян. |
прямоугольную шахту высотой |
||||||||
I |
около 5 м. В верхней части ка |
||||||||
меры расположены трубопрово |
ды для пара. Кроме того, на различной высоте примерно в ниж ней и средней части по периметру установлены швеллеры, кото рые имеют приваренные патрубки для подвода пара. Нижняя часть камеры также сделана на конус и снабжена двумя рифле ными валками с заслонками. Назначение этих рифленых вали ков — регулировать равномерность и скорость выпуска семян из камеры.
94
Ниже выпускных валиков расположен гибкий рукав, нап равляющий семена в виброжелоб. К боковым поверхностям его закрепляется вибратор, работающий при 2000 об/мин с ампли тудой колебания 3 мм. Вибратор приводится в движение от ин дивидуального электродвигателя. Внутри желоба установлена ситовая рама под углом 10° к горизонту. Верхняя часть желоба соединена с вентилятором, который отсасывает из пего воздух.
Работает увлажнитель следующим образом.
Семена, поступающие по увлажнительному шнеку, подверга ются увлажнению водой, подаваемой через форсунки. Затем ув лажненные семена поступают в питатель, откуда равномерно направляются в камеру для пропаривания. В эту камеру подает ся пар, который нагревает семена и способствует проникновению влаги внутрь семян. Часть влаги остается на поверхности семян. На сите виброжелоба семена подвергаются интенсивной про дувке воздухом. В результате этого семена охлаждаются и с них удаляется оставшаяся на поверхности семян влага.
Техническая характеристика увлажнителя хлопковых семян
Емкость |
камеры питателя, м3 ............................................... |
|
10 |
Емкость |
увлажнительной камеры, м3 ................................... |
|
27,5 |
Частота вращения рифленых валков, об/мин................... |
|
2,8 |
|
Предел |
изменения толщины активного слоя, |
мм . . |
. 0—150 |
Частота |
вращения вибратора, об/мин............................... |
|
2000 |
Амплитуда колебания виброжелоба, мм ............................ |
|
3 |
|
Суммарная мощность электродвигателей, кВт . . . . |
25,1 |
||
3. МАШИНЫ ДЛЯ ОБРУШИВАНИЯ ПОДСОЛНЕЧНЫХ СЕМЯН |
|||
Очищенные семена поступают на обрушивание |
(процесс раз |
||
рушения семенной оболочки). |
|
|
|
В современных обрушивающих машинах используется толь |
|||
ко динамическое воздействие на семена, так как оно очень эф |
|||
фективно даже для семян, имеющих нежное ядро |
(клещевина). |
||
Динамическое воздействие может быть осуществлено при помо |
|||
щи удара (например, рушки для подсолнечных семян) или сре |
|||
за (например, хлопковые шелушители). |
|
|
|
Рассмотрим некоторые механические свойства семян, кото |
|||
рые надо знать, чтобы понять действие рушильных машин. |
|||
У Д Е Л Ь Н А Я Р А Б О Т А Р А З Р У Ш Е Н И Я С Е М Е Н Н О Й О Б О Л О Ч К И |
|
||
Удельной работой разрушения семенной оболочки называет |
|||
ся работа, совершаемая для разрушения 1 кг семян. |
|||
Исследования, проведенные в Краснодарском пищевом ин |
|||
ституте, показали, что удельная работа |
разрушения семенной |
||
оболочки изменяется в зависимости от влажности семян. Резуль |
|||
таты этих исследований показаны на рис. IV—28. |
|
||
Исследованию подвергались подсолнечник (селекционный |
|||
сорт ВНИИМК 1646 и обычная заводская |
смесь) |
и клещевина |
95
(заводская смесь). График (см. рис. IV—28) показывает, что удельная работа разрушения семенной оболочки подсолнечника возрастает с увеличением влажности семян, и при влажности 14,1% она достигает максимума; при более высокой влажности удельная работа разрушения уменьшается.
Последнее, видимо, следует объяснить тем, что при влажно сти семян, превышающей 14,1%, семенная оболочка сильно набу хает. В результате этого внутри нее появляются напряжения или микроскопические трещины, которые уменьшают работу внеш них сил, необходимых для разрушения оболочки.
Для клещевины зависимость удельной работы разрушения от
|
|
влажности |
семян |
со |
||
|
|
вершенно |
иная, |
чем |
||
|
|
для |
подсолнечных се |
|||
|
|
мян, |
что |
объясняется |
||
|
|
различным |
строением |
|||
|
|
их семенных |
оболочек. |
|||
|
|
Удельная |
работа |
раз |
||
|
|
рушения семенной обо |
||||
|
|
лочки |
клещевины при |
|||
|
|
увеличении |
влажности |
|||
|
|
уменьшается |
и |
при |
||
|
|
влажности семян 12,5% |
||||
|
|
имеет |
наименьшую ве |
|||
|
|
личину. При более вы |
||||
Рис. IV—28. Изменение величины |
удельной |
сокой влажности удель |
||||
ная работа разрушения |
||||||
работы разрушения Лс семенной оболочки |
семенной оболочки воз |
|||||
подсолнечных семян и семян клещевины |
растает. |
|
|
|
||
в зависимости от их влажности w: |
|
|
|
|
||
1 — подсолнечные семена; 2 — семена |
клещевины. |
Для |
разрушения |
|||
|
|
подсолнечных |
семян |
|||
|
|
представляет |
интерес |
только восходящая ветвь кривой, так как в производственных условиях обрушивать семена с влажностью, превышающей 14%, почти никогда не приходится. При математической обработке опытных данных получены следующие уравнения для определе
ния удельной работы разрушения семенной оболочки |
(в Дж/кг): |
для подсолнечника |
|
Ас = 185 + 20ш°'705, |
(IV—67) |
для клещевины |
|
Лс = 87,8 — 1,42 w -|- 4,55-10~6 е1'18ш , |
(IV—68) |
где w — влажность семян, %■ |
|
Пользуясь уравнением (IV—67), нетрудно найти, что при изменении влажности семян от 0 до 14% удельная работа раз рушения семенной оболочки подсолнечных семян изменяется от 185 до 316 Дж/кг. Исследования показали, что прочность ядра
96
подсолнечных семян примерно равна прочности семенной обо лочки и определяется по соотношению
Ая = (1,05-v-l ,07) Ас. |
(IV—69) |
Таким образом, чтобы при обрушивании семян получить сеч ку, необходимо затратить работу, равную (2,05-1-2,07) А е.
Исследованиями также установлено, что при w — const удельная работа разрушения семенной оболочки больше для се мян больших размеров и меньше для семян меньших размеров. Поэтому удельная работа разрушения, определяемая по приве денным формулам, является средней величиной.
КОЭФФИЦИЕНТ УДАРА
Рассмотрим еще один важный показатель — коэффициент удара, или, как его иногда называют, коэффициент восстановле ния.
Коэффициент удара изменяется от 0 до 1 и является критери ем упругих свойств тела. При коэффициенте удара, равном 0,
тело пластичное; при коэффициенте удара, |
равном 1, |
тело впол |
|
не упругое. |
|
|
|
И. В. Демин [40] определил коэффициент удара для подсол |
|||
нечных семян |
(табл. IV—2). |
Т а б л и ц а IV—2 |
|
|
|
||
|
Коэффициент удара по |
|
|
Составные части семян |
чугуну |
фанере |
|
|
стали |
||
Целые семена ............................. |
0,42 |
0,43 |
0,39 |
Я д р о ............................................ |
0,37 |
— |
0,40 |
Л у зг а ............................................ |
— |
— |
0,33 |
Из этой таблицы следует, что подсолнечные семена относятся к телам, не вполне упругим.
Приведенные данные следует считать приближенными, так как они определены не в функциональной зависимости от влаж ности семян, от которой зависит их упругость.
БИЧЕРУШКИ
Машины, которые работают по принципу ударного воздей ствия на семена, могут быть двух видов: бичерушки и центро бежные рушки; теория и работа их различна.
ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАБОТЫ БИЧЕРУШКИ
Рассмотрим теорию, работу и конструкцию бичерушки. Если имеется два тела (рис. IV—29), которые обладают массами пц и т2 и движутся со скоростями щ и v2, то для того чтобы про изошел удар, необходимо соблюдение условия н2>Щ .
В теории удара рассматриваются два периода:
7—362 |
97 |
1)когда тела соприкасаются и получают скорость и;
2)после удара, когда тела начинают двигаться с разными скоростями за счет действия упругих сил.
Из теории удара известно, что в первый период (в момент
соприкосновения) скорость тел
тхух -f- m2v2
и —------ ;------ .
т1 + т2
Скорости тел во второй период (после удара)
. (о, — в,) т2 vx= и+ К - т1+т2
(у2— уг) тх Ч = и + К mi + т2
(IV—70)
(IV—71)
(IV—72)
где К — коэффициент |
удара, который, как указывалось ранее, |
является ме |
||
рой упругости тел. |
|
эти уравнения. Так как |
||
Применим к рушильному барабану |
||||
масса и скорость семени по сравнению |
с массой и скоростью |
|||
бичевого барабана |
невелики, |
то можно |
принять, что т |» 0 и |
|
t>i « 0 . |
|
|
|
|
|
|
Рис. IV—29. К рассмотре |
||
|
|
нию теории удара. |
|
|
Предположим, |
что К — 0, |
т. е. будем |
считать, что удар неуп |
|
ругий. Тогда u = v 2. |
удара v[=u\ скорость |
барабана |
||
Скорость рушанки после |
после удара v'2 = и , т. е. при неупругом ударе семена будут дви
гаться со скоростью, равной скорости бичей барабана; следова тельно, они не будут отбрасывать семена к деке.
Предположим, что К — 1, т. е. удар вполне упругий. Тогда u — v2.
Скорость рушанки после удара vi = v2-j-v2 — 2v2.
Скорость движения бичевого барабана V2 = v2, т. е. при упру гом ударе рушанка получает скорость, в два раза большую, чем скорость бичевого барабана, в то время как скорость бичевого барабана остается без изменения.
Но так как семена не являются вполне упругим телом, а име ют коэффициент удара, равный 0,42, то скорость рушанки после удара Vi — 1,4202-
Рассмотрение теории удара применительно к бичерушке при водит к выводу, что по возможности нужно стремиться к тому, чтобы рабочий орган бичерушки (бичи) имел упругость, с тем чтобы получить больший коэффициент удара.
98
бичеруш ка m ph
Внастоящее время типовой машиной для обрушивания под солнечных семян является бичерушка МРН (рушка Кудрявце ва—Васильева)
Рушка МРН (рис. IV—30) состоит из трех основных узлов:
питающего устройства, бичевого барабана и деки станины. Питающее устройство состоит из питающего бункера 1 (см.
рис. IV—30), рифленого питающего валика 2 и регулирующей заслонки 3.
Питающее устройство предназначено для регулирования ко личества поступающих семян и распределения их по длине ва лика. Этот процесс осуществляется благодаря определенному действию сил, которому подвергаются семена на валике. Семя, попадающее на работающий питающий валик, с одной стороны,
находится под действием силы тяжести G, направленной |
верти |
||
кально вниз, и с |
другой — под действием |
центробежной |
силы |
С (рис. IV—31). |
равнодействующей этих |
сил R семена не |
|
Под действием |
сколько приподнимаются и переходят в полувзвешенное состоя ние.
Семена в насыпи не рассыпаются по плоскости, потому что этому мешают силы внутреннего трения, которые обусловлива ют определенный угол естественного откоса. Однако, когда се мена находятся в полувзвешенном состоянии, силы внутренне го трения семян сведены к минимуму; следовательно, в этом случае масса по свойствам напоминает жидкость, поэтому она «растекается» по длине питающего валика.
Для регулирования количества подаваемых семян нужно изменить положение заслонки по отношению к питательному ва лику. Слой семян, проходящий между заслонкой и поверхно стью питающего валика, называется активным слоем. Количе ство семян, подаваемое питающим валиком, складывается из объема семян, находящихся во впадинах между рифлями, и объема семян, проходящих активным слоем.
Таким образом, при передвижении заслонки изменяется про изводительность питающего валика за счет изменения величи ны активного слоя. Количество семян, поступающее в углубле ния между рифлями валика, может быть изменено при измене нии частоты вращения валика.
Правильная работа питающего валика имеет большое значе ние для хорошей работы бичерушки. Если питающий валик по какой-либо причине будет распределять семена по всей длине неравномерно, то в том месте, куда поступает большое количе ство семян, бичевой барабан не успеет их переработать. В этом месте образуется недоруш или целяк. Наоборот, в том месте, куда поступает малое количество семян, будет образовываться сечка.
т |
99 |
О
о
ФШ7
Рис. IV—30. Бичерушка типа МРН.