книги из ГПНТБ / Кожуховский И.Е. Зерноочистительные машины. Конструкции, расчет и проектирование

Особое значение это приобретает в машинах большой производи­ тельности, где, для того чтобы получить приемлемые размеры и мощность вентилятора, приходится брать более высокие удельные загрузки каналов. В машинах для предварительной очистки при­ нимают большие, чем в машинах для вторичной очистки, удельные загрузки каналов. Исходя из этого, эффективность сепарации ц следует принимать: для первичной очистки 0,6—0,7, для вторич­ ной 0,7—0,8.

- В табл. 6 даны ориентировочные значения загрузок сепариру­ ющих каналов и размеры их сечений для машин различного назна­ чения и разной производительности. Этими данными можно поль­ зоваться для ориентировки при проектировании воздушноочистительных систем.

Ширину В сепарирующего канала обычно принимают равной

ширине решетного стана машины или несколько меньшей. Если сепарирующие каналы проектируются для машины без решетной очистки, то ширину канала следует выбирать по оптимальной загрузке qKBдля заданной производительности Q. Если в машине

два аспирационных канала, то приведенные в табл,-6 значения глубины S канала являются суммарными. В машинах для первич­ ной очистки следует делать один канал при расчетной-S < 120 мм и два канала при 5 > 120 мм; в машинах для вторичной очистки и сортирования во всех случаях делают два канала с суммарной глубиной 5 (по табл. 6).

Глубину S в мм канала можно определить по эмпирической формуле

Размеры сечения сепарирующих каналов и их загрузку в за­ висимости от производительности можно выбрать по номограмме, изображенной на рис. 47. Номограмма построена по уравне­ нию (ЮЗ).'

70

Задавшись производительностью Q, выбрав ширину канала В, по номограмме находят загрузку qKB. По принятой т) находят глубину канала 5 и загрузку qRF.

Пример. Определить параметры сепарирующего канала для машины произ­

следует принимать равной 0,3 м/с. При этой скорости, как пока­ зали исследования', получается наибольшая эффективность сепа­ рации [10].

очистке продовольственного зерна 0,7—0,8 от критической, а при очистке и сортировании семян 0,8—0,9 от критической.

Критические скорости зерна разных культур приведены в табл. 1.

При расчете расхода воздуха для выбора вентилятора следует скорость воздуха в каналах брать для культуры, имеющей наи­ большую критическую скорость. Например, в машинах для зерно­ вых и зернобобовых культур расчетную скорость воздуха следует

71

Потери полного давления в сепарирующих каналах составляют 10—30 кгс/м2. Их молено определить по эмпирической формуле

где Арр — потери полного давления в выравнивающих решетках в кгс/м2.

ОСАДОЧНЫЕ КАМЕРЫ

В осадочных камерах выделяются вынесенные воздушным потоком из зернового материала примеси. В системах с всасывае­ мым воздушным потоком осадочная камера расположена между сепарирующими каналами и вентилятором (см. рис. 40), в систе­ мах с нагнетаемым воздушным потоком — рядом с каналами (см.

рис. 41).

Рис. 48. Сетчатый цилиндр в осадочной камере:

1 — сетчатый цилиндр; 2 — осадочная камера; 3 — лопастное колесо вентилятора; 4 — кожух вентилятора

Размеры и конструкция осадочных камер должны обеспечивать выделение примесей из проходящего через них воздуха. Это дости­ гается уменьшением скорости воздушного потока и изменением его направления. Площади поперечных сечений осадочных, камер делают в 2,5—3 раза больше площадей поперечных сечений сепа­ рирующих каналов и устраивают перегородки, которые изменяют направление воздушного потока. Появляющиеся при этом центро­ бежные силы способствуют выделению примесей из потока.

В осадочной камере, изображенной на рис. 42, воздушный поток движется по кривой (как в циклоне). Всего в осадочных камерах остается около 80% примесей, остальные уносятся воз­ душным потоком через вентилятор.

72

4 Чтобы очистить воздух, поступающий в вентилятор, иногда

перед входным отверстием вентилятора устанавливают враща­ ющийся цилиндр из проволочной сетки (рис. 48).

По данным исследований, частоту вращения цилиндра следует принимать равной половине частоты вращения вентилятора (с со­ впадающим направлением вращения). Размеры отверстий сетки принимают около 2 мм, диаметр сетчатого цилиндра делают рав­ ным диаметру входного отверстия вентилятора, длину цилиндра подсчитывают из условия, чтобы живое сечение сетки (площадь отверстий) примерно в 2 раза было больше площади входного отверстия вентилятора.

Иногда воздушноочистительные системы зерноочистительных машин делают без осадочных камер. Тогда все примеси, выделенные воздушным потоком из зернового материала, проходят через вен­ тилятор и осаждаются в циклоне.

ВЕНТИЛЯТОРЫ

Типы и конструкции* Вентиляторами называют воздуходув­ ные машины, предназначенные для подачи воздуха при потере давления в трубопроводах, не превышающей 1500 кгс/м2. По прин­ ципу действия вентиляторы разделяют на центробежные и осевые. В зерноочистительных машинах применяют центробежные вен­ тиляторы.

Центробежный вентилятор состоит из расположенного на валу рабочего колеса с лопатками и кожуха. Рабочее колесо может иметь от 6 до 64 лопаток. При вращении рабочего колеса воздух, поступающий через входное отверстие кожуха, попадает в каналы между лопатками. Вращаясь вместе с ними, под действием цен­ тробежных сил воздух перемещается к периферии кожуха, от­ куда под напором вновь поступающего воздуха вытесняется через выходное отверстие в присоединенные к вентилятору трубо­ проводы.

Рабочее колесо обычно состоит из лопаток, расположенных между двумя дисками, и ступицы. Лопатки к дискам крепят за­ клепками.

Кожухи центробежных вентиляторов имеют спиральную форму. Их изготовляют из листовой стали толщиной 1— 2 мм. Профиль кожуха соответствует архимедовой спирали, приближенное по­ строение которой осуществляется при помощи так называемого конструкторского квадрата (рис. 49). Сторона квадрата а равна четверти величины раскрытия спирального кожуха А:

А

а = ~г-

Из вершины конструкторского квадрата, как из центра, радиу­

73

При установке диффузора на выходном отверстии вентилятора следует обращать внимание на правильное направление раскрытия диффузора в соответствии со скосом выходящего воздушного потока (рис. 50).

Вентиляторы бывают с односторонним и двусторонним всасы­ ванием. Вентиляторы с односторонним всасыванием различают правого и левого вращения. Если наблюдать со стороны, противо­ положной всасывающему отверстию, то вентиляторы, у которых колеса вращаются по часовой стрелке, называются правыми, а про­

тив часовой стрелки — левыми. Центробежные вентиляторы по

создаваемому полному давле-

100 кге/м2, среднего давления — до 300 кге/м2 и высокого давле­ ния — до 1500 кге/м2.

Вентиляторы общего назначения изготовляют сериями. Вен­ тиляторы одной серии (типа) имеют различные размеры, но гео­ метрически они подобны. Номер вентилятора данной серии чаще всего соответствует значению диаметра колеса в дециметрах.

Тип вентилятора характеризуется быстроходностью пу (удель­

ным числом оборотов), устанавливающей связь между расходом воздуха V в м3/с, полным давлением р в кге/м2 при нормальных

атмосферных условиях и оптимальном режиме работы (максималь­ ном к. п. д.) и частотой вращений п в об/мин колеса вентиляторов:

Согласно ГОСТу 5976—55 быстроходность пу вентиляторов

низкого давления должна быть (не менее): для односторонних 60, для двусторонних 80; для вентиляторов среднего давления одно­ сторонних 45, двусторонних 65.

74

Геометрически подобные вентиляторы, независимо от их раз­ меров, частоты вращения и плотности воздуха, имеют одинаковое значение быстроходности.

Геометрически подобными называют вентиляторы, у которых отношения соответствующих линейных размеров (например, диа­ метров рабочего колеса, ширины колеса и кожуха и др.) являются постоянными, а углы (например, определяющие форму лопастей) равны.

В зерноочистительных машинах применяют вентиляторы низ­ кого и среднего давления. Из вентиляторов, выпускаемых промыш­ ленностью, наиболее подходящими для зерноочистительных ма­ шин являются вентиляторы серии ВРН и Ц4-70 — низкого давле­ ния и пылевые (серии Ц6-46 и др.) — среднего давления.

Вентиляторы серии ВРН и Ц4-70 правого и левого вращения имеют колеса с коническими дисками и 12 плоскими лопатками, загнутыми назад. Вентиляторы ВРН выпускаются с № 4 по № 16,

и удлиненными в радиальном направлении до втулки.

По соображениям прочности, окружные скорости колес ука­ занных вентиляторов допускаются 45— 50 м/с.

Соотношения между основными параметрами* Основные пара­ метры вентилятора: производительность (количество подаваемого вентилятором воздуха) V в м3/ч, полное давление р в кгс/м2 и потребная мощность N в кВт. С изменением частоты вращения п

вентилятора, диаметра_£) его колеса и плотности р воздуха изме­ няются и указанные параметры.

В вентиляторах одного типа и одного конструктивного испол­ нения (геометрически подобных) эти изменения определяются следующими соотношениями:

Характеристики* Вентиляторы обычно выбирают по двум пара­ метрам воздушной системы: производительности V и полному давлению р. Точное определение размеров вентилятора и его

параметров по этим данным аналитическим путем не представ­ ляется возможным. Поэтому выбирают вентиляторы и определяют их параметры обычно по характеристикам, построенным опытным путем.

Характеристики вентиляторов представляют собой зависимости между основными параметрами его работы: производитель­

ностью У, с одной стороны, н полным давлением р, мощностью N

и к. п. д. г), с другой стороны, при постоянной частоте враще­ ния п. Характеристики строят по результатам испытаний венти­

лятора данного типоразмера.

Имеются различные типы характеристик: размерные индиви­ дуальные, построенные в координатах р — У, N — У и т) — У

для одной частоты вращения вентилятора; размерные, построен­

рии вентиляторов находят точку пересечения координат, прове­ денных через заданные значения У н р, и выбирают вентилятор

того номера, на характеристике которого точка пересечения координат соответствует максимальному значению к. п. д. г). Поло­ жение этой точки определяет также частоту вращения рабочего колеса.

Если кривые характеристики не проходят через данную точку, значения п и г| определяют интерполяцией. Возможен подбор

вентилятора и при значениях т), меньших максимального, однако необходимо стремиться, чтобы г\ был не меньше 0,9rimax.

Значения г), нанесенные на характеристиках, соответствуют

=3600I02/V '

76

новочная мощность электродвигателя в кВт с учетом пускового момента

в зависимости от мощности на валу электродвигателя этот коэффициент колеблется от k — 1,5 при мощности

до 0,5 кВт до /г == 1,1 при мощности 5 кВт и более. Если на характеристике нанесены кривые N = const, то зна­

чения N берут непосредственно из характеристики; обычно на­

рах (рис. 52). Одна такая характеристика отражает свойства и особенности всех вентиляторов данной серии с различными диа­ метрами колес и частотой вращения.

В качестве безразмерных координат принимают: отвлеченную производительность (коэффициент производитель­

яЩ

отвлеченное давление (коэффициент давления)

t

(113)

77

отвлеченную мощность (коэффициент мощности)

можно подобрать вентилятор и определить его основные пара­ метры, не прибегая к перерасчету безразмерных параметров.

Номограммы построены для вентиляторов серии ВРН (рис. 53, 54) и пылевых Ц6-46 (рис. 55) по их безразмерным характеристи­ кам и приведенным формулам перерасчета для оптимальных режи­ мов работы, т. е. при максимальном к. п. д.

Эти номограммы дают возможность по заданным V и р опре­ делить следующие параметры вентилятора: диаметр колеса D в мм, мощность на валу колеса NBв кВт, установочную мощность Nycr в кВт, окружную скорость концов лопаток и в м/с, частоту вращения колеса п в об/мин. Все эти параметры нанесены на

соответствующих шкалах.

через отметки с заданными значениями на шкалах V и р проводим прямую. На пересечении этой прямой со шкалами D, NB, NyCT и и получим значения пара­

В точке пересечения второй прямой со шкалой п получим искомый ответ: п —

= 800 об/мин.

На номограммах приведены аэродинамические схемы вентиля­ торов с относительными основными размерами. Пользуясь номо-

78

Рис. 54. Номограмма для подбора и определения основных параметров венти­ ляторов серии ВРН № 8—16

79