книги из ГПНТБ / Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие
.pdfТаким образом, работа (в Дж ), затрачиваемая за один обо рот вала,
mv2
Т = 2 ------ = mt>2, |
(IV—53) |
|
2 |
|
|
где m — масса качающейся системы, кг; |
|
|
v — скорость движения ситового корпуса, м/с. |
(в кВт) |
|
Следовательно, необходимая мощность двигателя |
||
Т п |
(IV—54) |
|
60-ЮООт) ’ |
||
|
где п — частота вращения кривошипного механизма, об/мин;
г|—к. п. д. передаточного механизма (принимается 0,7);
Т—работа, затрачиваемая на создание кинетической энергии, Дж.
Установлено, что между частотой вращения, ускорением си та и амплитудой колебания ситового корпуса имеется взаимо связь [35]:
|
п = |
|
|
|
|
(IV—55) |
где |
/' — оптимальное ускорение |
сит; |
при |
очистке |
подсолнечных |
семян / = |
|
==12,6 м/с2 [31]; |
|
|
|
|
|
|
А — амплитуда колебания кузова, м. |
|
|
|
||
|
Из уравнения (IV—55) |
амплитуда колебаний кузова |
||||
|
А |
= |
90/ |
|
|
(IV—56) |
|
|
|
п 2 |
|
|
|
|
Скорость движения ситового кузова |
|
|
|||
|
|
v = л п А |
‘ |
|
(IV—57) |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
Подставляя эти значения |
в уравнение |
(IV—54), |
получаем |
||
мощность двигателя |
|
|
|
|
|
|
|
т л 2п 2А 2 |
|
т р |
(IV—58) |
||
|
---------------- = 0,011 —L- |
|||||
|
60-900-lOOOri |
nr\ |
|
|
||
|
Мощность, необходимая для преодоления сил трения между |
|||||
ситом и семенами, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Дср S0 ft |
|
(IV—59) |
||
|
|
60-1000 |
|
|||
|
|
|
|
|||
где |
F cр— средняя сила трения, Н; |
|
|
|
|
|
|
S 0 — полное перемещение семян по ситу за один оборот вала кривоши |
|||||
|
па, м; |
|
|
|
|
|
|
ft—шастота вращения вала кривошипа, об/мин. |
|
||||
|
Средняя сила трения может быть найдена, исходя из следу |
|||||
ющих соображений. Мгновенное значение силы трения |
|
|||||
|
Дф = f ( m g cos а — to2 г cos тр sin а ), |
(IV—60) |
||||
а среднее значение силы трения
6—362 |
81 |
|
2я |
2я |
2.4 |
|
f |
f m g cos а ( di|) |
J cos i|) dijj |
F cp |
О |
________ о |
/со2/- sin а о________ — f m g cos а . |
|
2я |
2л |
2л |
|
|
|
(IV—61) |
Масса семян, находящихся на сите,
т — Q т,
где Q— производительность сита, кг/с.
Время прохождения семян по всей длине сита (в с)
60L т = ------ .
S 0 п
С учетом последнего выражения масса семян, находящихся на сите,
60Q L
т =
S0ч
Подставив значение т в формулу (IV—61), получим сред нюю силу трения
60QLg/ cos а
Рср — |
(IV—62) |
S q ti |
|
Подставим значение Fcp в уравнение (IV—59): |
|
60QL g f cos a S 0 n |
Q L g f cos a |
So w60-1000 |
(IV—63) |
1000 |
|
Необходимая мощность N2 меньше мощности Ni, поэтому ее обычно не учитывают в расчетах.
Мощность, необходимая для работы вентилятора,
_ |
ш |
(IV—64) |
в;н ~ |
ЮООт] |
‘ |
где V — производительность вентилятора, м3/с;
И— к. п. д. вентилятора;
Н— полное давление, создаваемое вентилятором.
Полное давление определяется
Я = ЯСТ + ЯД, |
(IV—65) |
где Яст и Яд — статическое и динамическое давление, Па. |
|
Для определения статического давления нужно рассчитать аспирационную систему всасывающей и нагнетательной линии с учетом всех изменений воздушного потока, а также с учетом местных сопротивлений.
Затем в зависимости от скорости воздуха находят динами ческое давление
Н„ |
p v z |
(IV—66) |
|
|
2 |
82
где р — плотность воздуха, кг/м3; v — скорость воздуха, м/с.
Техническая характеристика сепараторов ЗСМ-10 и ЗСМ-100
|
|
|
|
ЗСМ-10 |
Производительность при |
сырьевой |
|
||
очистке, кг/ч: |
|
|
||
по |
пш енице................................. |
|
10 000 |
|
по |
подсолнечнику ....................... |
|
2 920 |
|
Ширина |
сит, м м ................................. |
|
650X2 |
|
Количество |
подсевных сит . . . . |
2 |
||
Колебатель |
(эксцентрикового типа): |
|
||
частота вращения, о б / м и н . . . |
500 |
|||
амплитуда колебания кузова, мм |
5 |
|||
мощность электродвигателя, кВт |
1 |
|||
Вентилятор |
1-й продувки (типа |
|
||
ЦАГИ № 4): |
|
|
||
производительность, м3/мип . . |
75 |
|||
создаваемое давление, |
Г1а . . . |
686 |
||
частота |
вращения, об/мин . . . |
1420 |
||
мощность электродвигателя, кВг |
2,8 |
|||
Вентилятор |
2-й продувки (типа |
|
||
ЦАГИ № 5): |
|
|
||
производительность, м3/мин . . |
75 |
|||
создаваемое давление, |
Па . . . |
981 |
||
частота |
вращения, об/мин . . . |
1420 |
||
мощность электродвигателя, кВт |
4,5 |
|||
Габариты, |
мм: |
|
|
|
длина |
|
|
2600 |
|
ширина . |
|
2800 |
||
высота |
|
|
2675 |
|
Масса, кг |
|
|
1450 |
|
ЗСМ-100
100 000
4 000
680
8
500
20
1-
Аспирация машины от отдельно стоящего вентилятора производи тельностью 300 м3/мин
3400
3860
3040
31702
2. МАШИНЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ХЛОПКОВЫХ СЕМЯН
Большинство маслосемян — подсолнечные, льняные, коноп ляные и другие — обладает свойством текучести; хлопковые се мена из-за наличия на них короткого волокна — подпушка — имеют свойство агрегировать в комья. Поэтому при конструи ровании машин для очистки хлопковых семян нужно учитывать это их свойство.
Известно, что хлопковые семена, вынутые из коробочки ма теринского растения, имеют на своей поверхности волокна (хло пок-сырец) , которые являются сырьем для текстильной промыш ленности. Хлопок-сырец поступает на хлопкоочистительный завод, где с семян дважды снимается волокно. Первый раз сни мают на джинах длинное волокно, второй раз — на линтерах —
6: |
83 |
снимается относительно короткое волокно (так называемый пух).
После пухоотделения на поверхности семян остается еще ко ротенькое волокно длиной 2—3 мм, называемое подпушком; в таком виде семена поступают на маслозаводы, где из них полу чают масло. Раньше пухоотделение проводилось на маслозаво дах; в настоящее время большинство маслозаводов освобожде но от снятия пуха, и эта операция производится на предприятиях хлопкоочистительной промышленности, которые отпускают мас лозаводам семена согласно действующему ГОСТу.
Однако семена, поступающие на маслозавод, содержат при меси — крупную и мелкую гальку, песок, землю, части стеблей и недоразвитые щуплые семена. Эти примеси мешают переработ ке семян, поэтому они должны быть удалены.
Хлопковые семена очищают от примесей:
а) на ситах, используя разность между размерами семян и примесей;
б) при помощи воздушного потока, используя различие меж ду аэродинамическими свойствами семян и примесей.
Обычно применяют двукратную очистку: первая — грубая очистка — производится на ситах, имеющих возвратно-поступа тельное движение (машины МХС) или вращательное движение (бурат); вторая— окончательная очистка — происходит на си тах и в потоке воздуха (пневматический семеочиститель МО).
С И Т О В Ы Й С Е П А Р А Т О Р М Х С
Машина МХС предназначена для первичной, грубой очистки поступающих хлопковых семян. Здесь при очистке семян исполь зуется различие между размерами семян и примесей, поэтому основным рабочим органом этой машины являются сита.
Машина МХС (рис. IV—19) имеет станину, сваренную из швеллеров 1\ внутри станины помещены две ситовые рамы 2. Эти рамы подвешены на четырех жестких подвесках 3 (в зерно вых сепараторах подвески пружинные), имеющих в местах со членения с пальцами ситовых рам шариковые подшипники. При помощи жестких подвесок создается не гармоническое колеба ние рамы, а более сложное, которое обеспечивает некоторое встряхивание семян на сите, что в определенной степени улуч шает выделение мелких примесей.
Верхняя ситовая рама не имеет поддона и оснащена ситом
№180. Нижняя ситовая рама имеет поддон и оснащена ситом
№40. Ситовые рамы приводятся в возвратно-поступательное движение четырьмя эксцентриками 4 (по два на каждую раму), сидящими на главном валу машины (рис. IV—20). Эксцентрики имеют эксцентриситет 18 мм, поэтому ход ситовых рам 36 мм.
Для погашения инерционных сил, возникающих при переме не направления движения ситовых рам, эксцентрики поставлены
84
под углом 180° один относительна другого. Общая ситовая поверх ность машины 7,12 м2. Вся машина заключена в деревянный кожух, ко торый подвергается аспирации, бла годаря чему при ее работе в поме щение не выделяется пыль. Из ко жуха отсасывается 750 м3/ч воздуха.
Работа машины происходит сле дующим образом. Семена поступа ют на верхнее сито, движутся по не му и идут проходом, поступая на нижнее сито. Крупные примеси идут сходом с верхнего сита. На нижнем сите семена идут сходом, а мелкая примесь идет проходом и посту пает на поддон, которым отводится.
Таким образом, из машины по лучают три фракции: крупные при меси (сход с верхнего сита), основ ная масса семян (сход с нижнего
сита), |
мелкая |
примесь |
(проход с |
нижнего сита). |
|
машины |
|
Производительность |
|||
5 т/ч |
семян; |
потребная |
мощность |
2,8 кВт.
и
X 5;
СЗ
к
5
3
03
£
Оз
о
а,
Рис. IV—20. Кинематическая схема ма шины МХС.
85
Недостатком машины МХС является относительно плохая очистка семян от примесей; вызвано это тем, что примеси, раз мер которых равен или близок размеру семени, в этой машине не отделяются.
Хлопковый семеочиститель МХС можно легко приспособить для разделения рушанки после шелушителя; для этого в рамы требуется установить соответствующие сита.
Техническая характеристика ситового сепаратора МХС
Частота вращения коренноговала, об/мин . |
. . |
300 |
||
Ход ситовой рамы, м м .................................................. |
|
36 |
||
Номера |
сит: |
|
|
|
в е р х н е г о .................................................................... |
|
180 |
||
нижнего ..................................................................... |
|
40 |
||
Мощность |
электродвигателя, к В т .............................. |
|
2,8 |
|
Габариты, |
мм: |
|
|
|
длинаХширинаХвысота ............................ |
|
3600X1845X1080 |
||
Масса, |
к г ........................................................................ |
|
1310 |
|
Б У Р А Т
Для предварительной очистки хлопковых семян широкое при менение находит также бурат, хотя в настоящее время эта ма шина считается устаревшей.
Бурат (рис. IV—21) состоит из каркаса 1, внутри которого помещен цилиндрический или шестигранный барабан 2 диамет ром до 1500 мм и длиной до 5000 мм. Барабан укреплен на ва лу 3 с помощью распорных спиц 4 (рис. IV—22). Вал имеет ук лон 1 :20. По периметру барабан обтянут штампованными сита
ми. В первой части барабана |
(на 7з |
длины) натянуты сита |
|
№ 30—40, во второй части барабана |
(на 2/з длины) |
натянуты |
|
сита № 160—200. |
|
|
|
Под барабаном установлен сборный шнек (см. рис. IV—21) |
|||
с одинаковым или различным |
направлением витков |
5, предна |
|
значенный для транспортирования очищенных семян и мелкого сора при выходе их из машины.
Так как при работе бурата образуется много пыли, то его деревянный кожух со съемными боковыми щитами подвергается
аспирации; для этого используется |
вентилятор, устанавливае |
мый снаружи. |
частоту вращения — всего |
Барабан имеет небольшую |
20 об/мин, поэтому привод его получается громоздким. Обычно бурат приводится от трансмиссии через контрпривод и пару ко нических шестерен 6, передающих вращение валу 3. На некото
рых заводах для бурата сделан одиночный |
привод |
по схеме: |
электродвигатель — редуктор — контрпривод |
машины — кониче |
|
ские шестерни— вал. Вторая система привода более |
современ |
|
ная, хотя и недостаточно совершенная. |
|
|
86
Крупныепримеси
Г |
Очищенные семена |
Мелкие примели |
|
Бурат для очистки хлопковых семян,
Работает бурат следующим образом. Во вращающийся бара бан по течке 7 подаются семена. Здесь они интенсивно переме шиваются и перекатываются по внутренней поверхности сит. При этом из них выделяются мелкие примеси, которые идут про
ходом и собираются сборным шнеком, выводящим |
их из |
ма |
||||||
шины. |
|
|
|
|
на |
крупные |
||
Семена с мелких сит идут сходом и поступают |
||||||||
Каркас |
сита, |
где |
они идут |
проходом; |
||||
сходом |
с них |
идут |
крупные |
|||||
|
||||||||
|
примеси (камни, коробочки, |
|||||||
|
слипшиеся |
опушенные семена |
||||||
|
и т. д.). Прошедшие проходом |
|||||||
|
семена также собираются сбор |
|||||||
|
ным шнеком и им выводятся из |
|||||||
|
машины. Крупный сор, идущий |
|||||||
|
сходом |
с |
барабана, |
поступает |
||||
|
в шнек и отводится из цеха. |
|
||||||
|
Бурат |
отбирает |
все круп |
|||||
|
ные примеси, но общий эффект |
|||||||
|
очистки невелик — около 40— |
|||||||
|
50%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Производительность бурата |
|||||||
|
при нормальной работе состав |
|||||||
|
ляет 120 т семян |
в сутки |
при |
|||||
Рис. IV—22. Способ крепления |
мощности |
электродвигателя |
||||||
4,5 кВт. |
|
|
|
|
|
|||
барабана бурата к валу. |
Основными |
недостатками |
||||||
|
бурата |
являются: |
|
малое |
ис |
|||
пользование ситовой поверхности, низкая степень очистки, ча стая поломка спиц из-за неуравновешенности барабана, большие габариты.
|
Техническая характеристика |
бурата |
|
|
|
|
Диаметр барабана, м м .................................до |
1500 |
|
||
|
Длина барабана, м м ......................................до 5000 |
|
|||
|
Ситовая поверхность, м2 ............................ |
28 |
|
||
|
Частота вращения барабана, об/мин . . . |
20 |
|
||
|
Мощность электродвигателя, |
кВт . . . . |
4,5 |
|
|
П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Й С Е М Е О Ч И С Т И Т Е Л Ь М О |
|
|
|
|
|
Для окончательной (вторичной) |
очистки хлопковых семян от |
||||
примесей |
применяют пневматические |
семеочистители |
(рис. |
||
IV—23); |
в этих машинах используются различия между разме |
||||
рами и аэродинамическими свойствами семян и примесей. |
|||||
Пневматический семеочиститель состоит из питающего уст |
|||||
ройства, |
ситовой коробки, аспирационной камеры и приводного |
||||
механизма. |
|
|
|
|
|
Питающее устройство работает следующим образом. |
Из пи |
||||
88
тающего бункера семена поступают на питающий рифленый ва лик 1, который делает 18,5 об/мин и предназначен для равно мерного распределения семян по ширине сита. Количество се мян, проходящих через машину, регулируется шарнирно закреп ленной регулировочной доской 2; эта доска может менять свое положение относительно питающего валика при помощи двух регулировочных винтов 3. При изменении зазора между пита ющим валиком и доской изменяется количество семян, прохо дящее через машину.
Ситовый |
корпус 4 имеет одно сито № |
50—30 или сито с |
|
овальными |
отверстиями размерами: |
длина |
12—15 мм, шири |
н а— 3—4 мм; общая площадь сита |
1,68 м2. Под ситом имеется |
||
глухое дно. Ситовый корпус подвешен на четырех жестких под весках 5 и получает возвратно-поступательное движение от двух эксцентриков, сидящих на главном валу 6. Эксцентриситет их составляет 8 мм; поэтому ход ситового корпуса 16 мм. Число двойных качаний в минуту 360. Для смягчения ударов, возника ющих при перемене направления движения ситового корпуса, на коренном валу установлены два противовеса, аналогичные про тивовесам зерновых сепараторов.
Аспирационная камера 7 имеет прямоугольную форму и из готовлена из металла; в верхней части камеры установлен венти лятор 8 двустороннего действия. Камера внизу имеет выводную щель 9 для примесей, плотность которых больше плотности се мян, и ворошитель 10 для вывода очищенных семян. Выводная
щель для тяжелых примесей и ворошитель разделены порогом 11. Внутри камеры помещен козырек 12 для отражения подни мающихся вверх семян. Для регулирования воздушного режи ма в передней и задней стенках камеры имеется по два круглых отверстия, перекрываемых вращающимися заслонками. Кроме того, в передней стенке камеры сделана небольшая прорезь во всю ширину на уровне конца сита; она предназначена для заса сывания семян внутрь камеры. Для осуществления этого процес са скорость воздуха в этой прорези достигает 20 м/с, что значи
тельно больше скорости витания хлопковых семян. |
|
камеры |
|||||
Регулирование воздушного режима |
аспирационной |
||||||
|
с |
помощью |
вращающихся |
||||
|
заслонок |
происходит |
следу |
||||
|
ющим образом. |
|
|
|
|||
|
|
При закрытых заслонках |
|||||
|
воздух в аспирационную ка |
||||||
|
меру поступает только дву |
||||||
|
мя путями: в щель вместе с |
||||||
|
семенами и через |
выводную |
|||||
|
щель 9 для примесей. |
При |
|||||
|
открывании |
вращающихся |
|||||
|
заслонок |
через |
открываю |
||||
|
щиеся отверстия |
в аспира |
|||||
|
ционную |
камеру |
поступает |
||||
|
дополнительный воздух. Так |
||||||
|
как вентилятор забирает из |
||||||
|
камеры одно и то же коли |
||||||
|
чество воздуха, то при по |
||||||
|
ступлении дополнительного |
||||||
п -/6,5off/мин |
воздуха |
количество |
воздуха |
||||
Рис. IV—24. Кинематическая схема пнев |
засасываемое |
через |
щель |
||||
для семян и через выводную |
|||||||
матического семеочистителя. |
щель для примесей, умень |
||||||
|
шается. |
|
|
|
|
|
|
Вентилятор аспирационной камеры имеет простую конструк |
|||||||
цию с четырьмя радиальными |
лопатками |
и |
работает |
при |
|||
950 об/мин. Производительность вентилятора 5400 м3/ч при дав лении около 785 Па.
Пневматический семеочиститель работает следующим обра зом. Семена, поступающие в питающий бункер, питающим вали ком распределяются по всей ширине и подаются на сито. На си те проходом идет мелкая примесь, которая собирается в поддо не и отводится из машины. Сходом же с сита идут семена. Дой дя до конца сита, семена подхватываются струей воздуха и за сасываются внутрь аспирационной камеры.
В аспирационной камере примеси, масса которых больше массы семян, выпадают из потока и выводятся через щель. Се
90
