книги из ГПНТБ / Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие

г — расстояние между центром тяжести противовеса и осью враще­ ния, м;

Мк— масса ситового кузова со всеми движущимися частями и семенами на нем, кг.

В описываемом сепараторе для разделения смеси использу­ ется также различие между аэродинамическими свойствами се­ мян и примесей.

Всепараторе имеются две аспирационные системы: передняя

изадняя. Каждая система работает самостоятельно и обслужи­ вает определенную часть машины. Аспирационная система со­

стоит из аспирационных каналов, осадочной камеры и вентиля­ тора (рис. IV—13).

Рис. IV—13. Технологическая схема сепаратора ЗСМ-10.

Из питающего устройства семена попадают в аспирационный канал передней аспирационной системы; здесь семена интенсив­ но продуваются воздухом, который уносит с собой аспирируемые примеси. Скорость воздуха в аспирационном канале (в пе­ реднем 1 канале 6,5 м/с, в заднем 2 — 7,5 м/с ) меньше скорости

71

витания семян, по больше скорости витания примесей. Скорость воздуха в аспирационном канале может регулироваться поворо­ том заслонки, установленной в осадочной камере.

Воздух вместе с отобранными примесями по аспирационному каналу поступает в осадочную камеру 3\ здесь благодаря боль­ шему сечению скорость воздуха резко уменьшается и становит­ ся меньше скорости витания примесей, которые он несет с со­ бой. Кроме того, осадочным камерам придана улиткообразная форма, что обеспечивает поворот воздушной струн. Возникаю­ щая при этом центробежная сила отбрасывает примеси к стенке и таким образом выводит их из потока, что улучшает очистку воздуха. Примеси выпадают из потока и оседают в камере. Нижняя часть камеры имеет двойные клапаны, предназначен­ ные для вывода осевших примесей. Такие клапаны предотвра­ щают прорыв наружного воздуха в аспирационную систему во время выпуска примесей, что стабилизирует воздушный режим в аспирационной системе. Воздух, очищенный от примесей, прохо­ дит через регулировочную поворотную заслонку и засасывается вентилятором 4, который удаляет его из машины.

Семена, сходящие сходом с подсевных сит 8, поступают в аспирационный канал 7 задней аспирационной системы, где еще раз продуваются воздушным потоком, благодаря чему удаляют­ ся оставшиеся примеси.

Задняя аспирационная система устроена (также имеет оса­ дочную камеру 6) и работает аналогично передней. Передняя аспирационная система обслуживается вентилятором ЦАГИ № 4, имеющим производительность 75 м3/мин и создающим дав­ ление 686 Па. Вентилятор 5 задней аспирационной системы ЦАГИ № 5 имеет производительность также 75 м3/мин, но соз­ дает давление 981 Па. Каждый вентилятор приводится в движе­ ние от своего электродвигателя. Мощность электродвигателя передней аспирационной системы 2,8 кВт, задней 4,5 кВт.

Недостатком описанной аспирационной системы сепаратора ЗСМ-10 является отсутствие в аспирационных каналах вы­ равнивающих аэродинамических решеток. При поступлении се­ менного потока в аспирационный канал его аэродинамическое сопротивление различно по длине: у основания струи семени со­ противление проходу воздуха больше, у конца струи — меньше. В силу этого скорость воздуха, а следовательно, интенсивность обработки семян воздухом различна, что не может не отразиться на качестве отделения примесей. Для выравнивания скорости воздуха по сечению аспирационного канала примерно на 2/з ши­ рины канала нужно установить дополнительное сопротивление в виде аэродинамической решетки.

Как упоминалось выше, для очистки сит от застрявших семян

т.

ся на роликах по направляющему уголку 2\ перебрасывающего хомута 3, от положения которого изменяется направление дви­ жения тележки; двух плоских пружин 4. К последним прикреп­ лены круглые щетки 5 или плоские очистители, набранные из ре­ зиновых пластинок. Направляющий уголок укреплен под ниж­ ней поверхностью сита, благодаря чему щетки или плоские очис­ тители прижимаются к нижней поверхности сита. Сила их при­ жатия к поверхности сита может регулироваться винтами.

При возвратно-поступательном движении ситовой коробки тележка инерционного очистителя под действием инерционных сил передвигается на некоторое расстояние, зависящее от поло­ жения тормоза тележки. Направление движения тележки опре­ деляется положением перебрасывающего хомута.

Во время перемещения тележки круглые щетки катятся по нижней поверхности сита и своим волосом прокалывают отвер­ стия снизу, благодаря чему выталкиваются застрявшие семе­ на. При каждом двойном качании ситовой коробки инерционный очиститель перемещается один раз, причем движение происходит только в одну сторону из-за неизменного положения перебра­ сывающего хомута. В тот момент, когда щетка достигает край­ него положения (правого или левого), перебрасывающий хомут под действием упора, установленного на направляющей, меня­ ет положение и очиститель начинает двигаться в обратную сто­ рону. Таким образом, очиститель будет работать все время, пока перемещается ситовая коробка. Опыт эксплуатации этих очисти­ телей на мельницах показал, что они очищают поверхность сит от застрявших семян лучше, чем щеточный механизм, но конст­ рукция их все еще не совершенна.

Описанный эксцентриковый колебатель конструкции Моргу-

73

на и тем более обычные эксцентрики, применяющиеся для при­ вода сит, не обеспечивают полной уравновешенности колеблю­ щихся систем; поэтому при работе сепаратора имеют место уда­ ры, проявляющиеся в виде вибрации машины. Такая вибрация нежелательна, так как она приводит к быстрому износу маши­ ны. Чтобы при работе машины не имели место удары, криво­

заключается в том, что при правом или левом положении обоих грузов возникающие центробежные силы складываются и пере­ мещают ситовый корпус вправо или влево. Во всех промежуточ­ ных положениях центробежная сила одного груза уравновеши­ вает центробежную силу другого груза. Поясним работу самоба­ лансного привода (рис. IV—16), рассмотрев пять положений грузов.

Когда грузы противовесов находятся в противоположных на­ правлениях (рис. IV—16, а), возникающие центробежные силы направлены в разные стороны; поэтому они взаимно уравнове­ шиваются. Когда грузы будут в положении, показанном на рис. IV—16,6, центробежные силы их будут направлены в одну сторону; при этом равнодействующая этих сил равна 2Р, направ­ лена влево и уравновешена ситовым корпусом.

В положении в грузы повернуты еще на 90°. При этом грузы находятся в противоположных сторонах; поэтому центробеж­ ные силы взаимно уравновешиваются.

74

Положение г соответствует дальнейшему повороту грузов еще на 90°; при этом центробежные силы обоих грузов направ­ лены в одну сторону (правую) и их равнодействующая равна

2Р.

Положение д соответствует одному из промежуточных поло­ жений грузов; при этом положении возникающие центробежные силы направлены в разные стороны и взаимно уравновешива­ ются.

Таким образом, при работе самобалансного привода не воз­ никает каких-либо дополнительных сил, что и обеспечивает его плавную (без вибрации) работу.

Рис. IV—16. Направление сил, возникающих в самобалансном приводе при его работе.

Для выяснения характера колебаний ситовой коробки рас­ смотрим систему в одном из промежуточных положений, состоя­ щую из ситовой коробки из самобалансного привода.

Если пренебречь перемещением центра тяжести корпуса по вертикали, упругостью его подвесок, сопротивлением среды, на­ тяжением ремня и трением в шарнирах, т. е. считать систему сво­ бодной в горизонтальной плоскости, то перемещение корпуса может быть определено по теореме о количестве'движения1:

тг и тк — масса одного груза и масса корпуса, кг;

R — радиус вращения центра тяжести грузов, м; со— угловая скорость, рад/с.

1 Подробный вывод теории изложен в книге А. Я. Соколова «Техноло­ гическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна» (М., «Колос», 1967).

75

Из последней формулы можем написать

2тг

Выражение (IV—39) является уравнением гармонических колебаний корпуса, который совершает возвратно-поступатель­ ное движение.

Знак минус показывает, что при движении грузов вправо от вертикальной линии ситовый корпус перемещается влево от свое­ го среднего положения (и наоборот). Абсолютное значение мак­ симального отклонения корпуса от среднего положения, т. е. ам­ плитуда его колебания, в этом случае

где g — ускорение свободного падения, см/с2; I— длина подвесок, см;

г — количество подвесок;

3EI

С — жесткость подвесок, С= — — ;

I6

Е — модуль упругости материала подвески, Па; / — момент инерции, м4.

При расчете колебателя необходимо убедиться в том, что его угловая скорость значительно отличается от критической, т. е.

что а = (7-М0)сокр.

При резонансе критическая угловая скорость

76

Толщина подвески рассчитывается следующим образом. Урав­ нение стрелы прогиба деформированной подвески имеет вид

где т — масса ситового корпуса с семенами, кг; i — число подвесок;

b — ширина подвесок, м;

Р — угол между направлением подвески и вертикалью.

Суммарное напряжение в подвеске

откуда

При расчете подвески по уравнению (IV—50) определяют ее толщину, задавшись шириной подвески Ь = ЗЕг6 см. П о уравне­ ниям (IV—46) и (IV—47) находят напряжения от изгиба и рас­ тяжения и суммарное напряжение [уравнение (IV—48)], кото­ рое для стальных подвесок должно быть не более 49 МПа

(500 кГ/см2).

Сепаратор ЗСМ-10, несмотря на ряд достоинств, имеет и не­ достатки: малоудачная конструкция питающего устройства;

77

неполная уравновешенность ситовой системы; недостаточно на­ дежная работа двойных выпускных клапанов и инерционного очистителя; примитивный способ очистки запыленного воздуха {в осадительных камерах).

СЕПАРАТОР ЗСМ-100

Сепаратор ЗСМ-100 в основном предназначается для очист­ ки семян на семенном хозяйстве завода. Он по своему устройст­ ву в значительной степени аналогичен сепаратору ЗСМ-10, но

Рис. IV—17. Устройство сепаратора ЗСМ-100:

/ — станина; 2 — электродвигатель привода колебателя; 3, 4 — нижний и верхний ситовые

имеет и отличительные особенности. Общее устройство показано на рис. IV—17, кинематическая схема—на рис. IV—18.

Сепаратор ЗСМ-100 представляет собой сдвоенный сепаратор ЗСМ-50, поэтому его устройство совершенно аналогично устрой­ ству сепаратора ЗСМ-50.

78

В сепараторе ЗСМ-100, так же как и в сепараторе ЗСМ-10„ имеются два ситовых кузова, которые приводятся в движение колебателем Моргуна. Верхний ситовый кузов имеет три ряда сит. Первое сито — короткое (подситок), наклонено под углом 6°. На нем установлены сита большого размера (№ 180), и слу­ жит оно для отделения крупных примесей, идущих сходом. Про­ ход с подситка поступает в делитель, который делит поступаю­ щий поток семян на два одинаковых потока. Каждый из потоков поступает на сортировочные сита № 100 — 80 ситовых кузовов, установленных под углом 11°. На этих ситах сходом идут круп­ ные семена, а проход поступает на подсевное сито № 30, где отделяется мелкая примесь. Аналогично работает и нижний ку­ зов.

Сита очищаются инерционными очистительными механиз­ мами.

Э л ект родвигат ет А О Л 5 7 - 0 , N *1кВгг п » 1010 о б /м щ -

48-

Вал калебапог.п

п= 5DPобМ чу

ЭлентроВЬиготель

АОЛ 01- 6 , N- 1кВгг>

п=000об/мин

Рис. IV—18. Кинематическая схема сепаратора ЗСМ-100.

Аспирационная система сепаратора состоит из двух само­ стоятельных систем: передней и задней. В отличие от рассмот­ ренного сепаратора осадительные камеры не улиткообразные, а прямоугольной формы; выпускные клапаны для вывода сора из

79

камер заменены шнеками, которые приводятся во вращение от отдельного электродвигателя. Кроме того, вместо встроенного вентилятора сепаратор ЗСМ-100 имеет отдельно установленный вентилятор, который отсасывает воздух из аспирационных си­ стем. Производительность вентилятора 300 м3/мин воздуха. Ско­ рость воздуха в аспирационных системах регулируется шибе­ рами.

Сепаратор работает следующим образом. Семена, поступив­ шие в приемный бункер, под действием своей силы тяжести от­ крывают заслонку и равномерным слоем направляются в пе­ редний аспирационный канал. Здесь они интенсивно обрабаты­ ваются воздухом и ссыпаются на первое сито — подситок. Воз­ дух и отобранные примеси поступают в осадительную камеру, где воздух частично очищается и, пройдя регулировочный ши­ бер, поступает по воздуховоду в вентилятор. Выпавшие приме­ си шнеками выводятся из камер.

Семена, попавшие на подситок, идут проходом, а крупные примеси идут сходом. Проход семян попадает на делитель, где разделяется на два одинаковых потока, каждый из которых на­ правляется на сортировочные сита ситовых кузовов. На сорти­ ровочных ситах сходом идут крупные семена, а проходом — вся остальная масса семян, которая поступает на подсевные сита. На этих ситах сходом идут семена, а проходом —• мелкий сор.

С сортировочных и подсевных сит сход направляется во вто­ рую заднюю аспирационную систему, которая работает так же, как и передняя аспирационная система.

Р А С Ч Е Т С Е П А Р А Т О Р А

где Лц — мощность, необходимая для сообщения кинетической энергии ка­ чающейся системе;

Лг2—мощность, необходимая для преодоления трения между семенами и ситом.

Работа, затрачиваемая на сообщение кинетической энергии качающейся системе, расходуется в первой половине каждого хода; теоретически она должна возвращаться качающимся мас­ сам во второй половине хода. Однако этого не происходит, так как эксцентриковый механизм вследствие самоторможения не может передавать энергию в обратном направлении.

во