
книги из ГПНТБ / Блох Л.А. Грузоподъемные и транспортные устройства в пищевой промышленности учебник
.pdfПри малых уклонах и небольшой скорости движения воды корнеплоды оседают на дно лотка и теряют подвижность. При больших уклонах и скоростях возникает значительное торможе ние корнеплодов по всему периметру сечения лотка. И в том, и в другом случае расход воды увеличивается.
При крутых |
уклонах местности рекомендуется применять |
|||||||
каскады. |
Высота |
отдельного |
каскада |
устанавливается |
не |
|||
выше |
5 |
м во |
избежание порчи корнеплодов. В этом |
случае |
||||
угол |
наклона |
лотков гидротранспортеров |
не должен |
превы |
||||
шать 30°. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Основная масса |
корнеплодов |
(до 80%) |
загружается |
в |
гид |
равлические транспортеры бульдозерами, тракторными лопата ми и другими механическими средствами. Для регулирования поступления свеклы на завод применяют регуляторы с верти кальным или горизонтальным валом .Регуляторы пропускают воду, но задерживают излишки свеклы сверх требуемых для нормального хода технологического процесса.
По длине свекловичного гидравлического транспортера, на чиная от стенки моечного отделения или от станции промежуто чного подъема, устанавливают через каждые 25—35 м подъем ные решетчатые затворы. Они предназначены для прекращения подачи свеклы в гидравлический транспортер.
При проектировании новых заводов предусматриваются так же шиберные затворы с гидравлическим, пневматическим или электромеханическим приводом. Управление шиберами — д и с танционное кнопочное.
При транспортировании картофеля гидравлическим транс портером в конце его устанавливают решетку с расстоянием между прутьями около 1 см. Вода стекает через решетку в от стойник, а картофель задерживается решеткой и подъемным механизмом передается на мойку.
От корне- и клубнеплодов, поступающих в переработку, должны быть отделены камни, песок, солома и другие примеси, удельный вес которых больше или меньше единицы. Для этой цели в гидравлическом транспортере устанавливают камнеловушки и соломоловушки. Принцип их работы основан на гид равлическом разделении смеси на фракции по удельному весу.
Смесь воды и свеклы, двигаясь по гидравлическому транс портеру со значительной скоростью, увлекает за собой камни, песок, землю и другие примеси. В камнеловушке скорость свек- ло-водяной смеси резко падает. При этом тяжелые примеси па дают на внутреннюю стенку дырчатого барабана, а свекла оста-
'ется во взвешенном состоянии. При вращении барабана внутренние винтовые лопасти перемещают против потока свеклы
иводы примеси, осевшие на его стенке, к уширенной части бара бана. Одновременно наружные винтовые лопасти перемещают также к уширенной части барабана те мелкие примеси, которые
прошли |
через |
отверстия |
дырчатого барабана |
и осели на |
дно |
корпуса |
ловушки. |
|
|
|
|
Вращающиеся вместе с барабаном ковши |
поочередно |
пог |
|||
ружаются и выходят из залитой части корпуса |
ловушки. |
При |
|||
этом в ковши |
попадают |
через отверстие песок, |
осевший на |
дно |
корпуса ловушки, а через другое отверстие — камни, осевшие на стенку барабана. Попавшие в ковши камни и песок через отвер стия вываливаются на отводящие лотки, которыми выловленные примеси отводятся в специальный сборник.
В отличие от других систем ловушка системы Павлюка и Со колова не требует дополнительного расхода воды для предот вращения оседания вместе с камнями корней свеклы. Выгрузка примесей происходит непрерывно без потери воды и корней свеклы.
Производительность ловушки до 3 тыс. т свеклы в сутки. Улавливание соломы в гидравлическом транспортере для
картофеля производится граблями. Они свободно вращаются и
погружаются в воду на 50—100 мм. Для лучшего |
всплывания |
|||||||||
соломы уменьшают скорость движения воды за |
счет |
местного |
||||||||
уширения желоба. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Во избежание |
потерь крахмала при транспортировке здоро |
|||||||||
вого |
картофеля |
температура |
воды |
должна |
быть |
не |
выше |
|||
30° С, для транспортирования, мороженого |
картофеля |
желатель |
||||||||
но употреблять воду с более высокой |
температурой. |
|
|
|||||||
|
|
|
РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО |
ТРАНСПОРТЕРА |
||||||
Объемная производительность гидротранспортера в (м3 /с) |
||||||||||
определяется по |
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Vc |
= Sv, |
|
|
|
|
|
(19-1) |
где |
Vc—секундный |
объем смеси; V C = V K + ^ B ; |
|
|
|
|
|
|||
|
V K — |
секундный объем корнеплодов; |
|
|
|
|
|
|
||
|
VB— |
секундный |
объем воды; |
|
|
|
|
|
|
|
|
S— площадь поперечного сечения лотка, заполненного протекающим |
|||||||||
|
|
потоком смеси корнеплодов, м2 ; |
|
|
|
|
|
|
||
|
v— скорость движения потока в лотке, м/с. |
|
|
|
|
|
||||
Коэффициент |
объемной концентрации |
к0 |
получают |
деле |
||||||
нием объема воды Ув на объем транспортируемых |
корнепло |
|||||||||
дов |
VK. |
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
Производительность гидротранспортерной установки (в кг/с) |
||||||||||
находится по формуле |
Sv |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
? к = К к Р к = Г 7 Т Р к > |
|
|
|
|
( 1 9 ~ 2 ) |
||
|
|
|
|
1 +kv |
|
|
|
|
|
|
рк—объемная масса транспортируемых корнеплодов. |
|
|
|
241 |
||||||
16—756 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Площадь поперечного сечения лотка с учетом коэффициента объемной концентрации можно определить по формуле
|
<7к |
1 + *о |
|
5 = |
Рк |
• —о— . |
(19—3) |
Отношение массы воды qB к массе транспортируемых корне плодов <7к называется коэффициентом массовой концентра ции Kq
, _ Лв |
У в Р в _ . |
Рв |
|
Як |
V K P K |
Рк |
1000 или k„ = |
где р в — плотность воды, кг/м3 ; р в = |
1000 кг/м3 ; тогда kq = kv |
=0,0016g pK
Коэффициент массовой концентрации Kq зависит от гидрав лического радиуса R и уклона і в ммім. Гидравлический радиус определяется из выражения:
|
|
Р |
|
|
|
где |
S— площадь залитого сечения, м2 ; |
|
|
|
|
|
р —длина |
смоченного периметра этого |
сечения, |
м. |
|
|
Коэффициент массовой концентрации для свеклы |
/сд = 4—7, |
|||
для |
картофеля кд — 6—8. |
лотка |
(залитого |
сечения) |
|
|
Площадь |
поперечного сечения |
(в м2 ) с учетом коэффициента массовой концентрации опреде
ляется по |
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рк |
1 + ° ' 0 0 |
i ^ L . |
|
(19-4) |
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
Площадь залитого сечения S = 0,5—0,75 площади |
поперечно |
|||||||
го сечения |
лотка. |
|
|
|
(в м) |
|
|
|
Высота |
залитого |
|
сечения |
лотка |
|
|
||
|
|
|
|
А = — |
, |
|
|
(19—5) |
|
|
|
|
Ь |
|
|
|
v |
где b — ширина лотка, мм. |
|
|
|
|
|
|||
Скорость потока |
смеси определяется по формуле |
|
||||||
|
<7к |
|
1 + 0,001fegpK |
|
1+0,001 ^ Р к |
|
„ |
|
|
„ = |
, |
- |
" |
= у к |
— 2 |
. |
(19—6) |
|
Рк |
|
S |
|
|
5 |
|
|
В связи с тем что еще не создана теория, учитывающая все факторы, влияющие на передвижение твердых тел потоком жид кости, на практике пользуются эмпирическими формулами.
Скорость потока (в м/с) определяется по формуле
|
v = cVWi, |
(19—7) |
где і—уклон |
лотка, в мм/м; уклон на прямых участках принимают |
15мм/м, |
на закруглениях — 18—20 мм/м; |
|
|
R—радиус |
закруглений; R — 6 м; минимальный радиус 3 м; |
|
С— коэффициент сопротивления движению смеси. |
|
(19-8)
где g— ускорение свободного падения, м/с2 ;
X—коэффициент шероховатости русла; его можно принимать в зависи мости от состояния стенок и дна русла: для очень гладких (цемент, бетон, строганые доски)—Я =0,06; гладких (доски, кирпич)—К — =0,16; малошероховатых (чистая бутовая кладка)—Я=0,46; шеро ховатых (грубая бутовая кладка)—Х=0,85; повышенно шерохова тых (гладкие земляные стенки)—Х = 1,3; очень шероховатых (не ровные земляные стенки)—Я =1,75.
Для гидравлических транспортеров, применяемых для транс портирования корне- и клубнеплодов, С обычно определяют по
эмпирической |
формуле |
|
|
С = 6feg (kg — 1,1) |
(19-9) |
|
ft,+ 1.1 |
|
Скорость |
движения смеси воды и корнеплодов не |
должна |
быть меньше той скорости, при которой оседают на дно |
частицы |
песка и земли. Обычно скорость потока принимают 1—1,5 м/с, но не менее 0,65 м/с. Начальная скорость воды должна быть 2— 2,5 м/с.
Контрольные вопросы
1.Объясните устройство гидравлического транспортера.
2.Укажите последовательность расчета гидротранспортной установки.
Р А З Д Е Л V МЕХАНИЗАЦИЯ ПОГРУЗОЧНОРАЗГРУЗОЧНЫХ, СКЛАДСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТ
В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Глава 20
ХАРАКТЕРИСТИКА ТАРЫ, ПОДДОНОВ И КОМПЛЕКТОВКА ПАКЕТОВ ПИЩЕВЫХ ГРУЗОВ
Основными типами тары, применяемыми при перевозке пи щевых продуктов, являются деревянные, фанерные, картонные ящики и короба, а также различные типы бочек и барабанов. Применяются и пластмассовые ящики — в первую очередь для перевозки бутылочных грузов.
К таре, используемой для перевозки пищевых грузов, всегда предъявлялись требования обеспечения сохранности и качества перевозимых в них товаров. Теперь в связи с возрастанием объ ема перевозок к таре предъявляются дополнительные требова ния: она должна обеспечивать возможность механизированной переработки при погрузочно-разгрузочных складских и транс портных работах. Она должна обладать достаточной проч ностью, не допускающей порчи находящегося в ней груза при укладке в высокие штабеля. . •
Наружные габариты и конструкция тары должны обеспечи вать укладку в плотные штабеля и пакеты для транспортировки как на поддонах, так и без них. Собранные пакеты должны со ответствовать размерам поддона и выдерживать нагрузки, воз никающие при транспортировке и погрузочно-разгрузочных ра ботах. Необходимо учесть, что при перевозке пакетов силы инер ции при резком торможении, разгонах и поворотах достаточно •велики.
Учитывая все это, часто приходится пакеты после их форми рования дополнительно увязывать стальной лентой; пакеты, со бранные из картонных ящиков, склеиваются между собой спе циальным клеем, разрывное усилие которого не допускает раз вала пакета при транспортировке и не усложняет работы при расформировании пакета.
Применение пакетных перевозок и необходимость укрупне ния партий груза для обеспечения возможности применения ме ханизмов на крупных заводах выдвигает ряд определенных тре бований к наружным габаритам тары.
Применение поддонов уменьшает коэффициент использова ния площади складов по сравнению с поящичной загрузкой склада, но благодаря механизации складских работ сокращает ся количество грузчиков, работающих на складе. При многоя русной укладке пакетов емкость склада увеличивается, несмот ря на уменьшение коэффициента использования площади. Воз никает возможность применения высоких складов с укладкой грузов в штабеля или стеллажи высотой 6 м и более.
В случае применения ящиков с наружными размерами, не позволяющими скомплектовать пакет, кратный размерам поддо на, резко ухудшается использование складских площадей. Так,
например, |
при укладке |
груза на поддон с использованием |
пло |
|
щади поддона на |
70% |
(что дает коэффициент использования |
||
площади |
поддона |
0,7) |
и коэффициентом использования |
пло |
щади склада при работе с пакетами, транспортируемыми по грузчиками, 0,5, общий коэффициент использования площади склада составит 0,7-0,5=0,35. Это значит, что в складе непроиз водительно используется до 35% площади, так как при ручной укладке коэффициент использования площади составит 0,7—0,8
(остальная площадь используется на проезды |
и технологиче |
|||
ские зазоры). |
|
|
|
|
Несоблюдение |
условий |
кратности |
размеров |
поддонов и ящи |
ков приводит к |
резкому |
снижению |
использования складских |
площадей, когда, например, емкость склада при работе с акку муляторными погрузчиками и пакетами с укладкой их по высо те в 3 ряда равна емкости склада с ручной поштучной укладкой ящиков.
Размеры ящиков для хранения и траспортировки пищевых товаров установлены ГОСТ 10131—68; 11320—65; 11354—65; 13357—67; 13358—67; 13357—67; 13360—67; 13361—67; 13511—68; 13512—68; 13513—68; 13516—68; размеры деревян ных открытых многооборотных ящиков для бутылок определены МРТУ 13—07—01—64.
Размеры поддонов установлены ГОСТ 9078—67. Необходимо заметить, чго во всех ГОСТах, кроме 11320—65,
на тару определены только внутренние размеры ящиков. Кроме плоских поддонов для хранения и перевозки грузов
применяются стоечные поддоны и контейнеры (рис. 122). Стоечные поддоны отличаются от плоских поддонов тем, что
имеют постоянные или съемные стенки и стойки. В указанные поддоны укладываются грузы, не допускающие укладки в не сколько рядов.
Нагрузка на нижележащие поддоны передается не через груз, а через конструкцию поддона.
Применение стоечных поддонов и контейнеров обеспечивает сохранность грузов и поддона при транспортировке. При транс портировке грузов в стоечных поддонах и контейнерах только в одну сторону они делаются разборными или складными, что в несколько раз сокращает потребность в транспортных средствах для их возврата к месту загрузки. Так, контейнеры для транс-
а
Рис. |
122. Поддоны: |
|
а — плоский |
деревянный; |
б — дере |
вянный со |
съемными |
стойками; |
в — решетчатый.
портировки картофеля, арбузов и овощей сделаны по этому прин ципу. В них нагрузка при установке контейнеров в несколько
рядов по высоте |
передается не на груз, а только на стенки и |
|
стойки. При перевозке в порожнем состоянии они |
складываются. |
|
Применению |
пакетов на поддонах при пакетных перевозках |
|
в складах и на |
внешнем транспорте должно |
предшествовать |
тщательное экономическое обоснование принятых размеров па кетов и их массы.
Необходимо помнить, что одним из основных факторов, влия ющих на экономичность принятой схемы механизации, является количество погрузчиков, работающих на производстве. Количе ство погрузчиков, работающих в складах, должно быть мини мальным и по требованиям техники безопасности.
Контрольные вопросы
1. Какие требования предъявляются к таре при механизированных погру зочно-разгрузочных работах?
2.Как обеспечивается сохранность пакетов при транспортировке?
3.Как влияет коэффициент использования площади склада на емкость склада?
Глава 21 ВЫБОР СХЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ
Перед тем как приступить к выбору схемы механизиции, не обходимо тщательно рассмотреть технологический процесс — очередность технологических операций, способы их выполнения и объем транспортных и погрузочно-разгрузочных работ.
Необходимо выделить цикличные и непрерывные технологи ческие операции. Учитывая, что непрерывные технологические операции легче поддаются механизации и автоматизации, нужно проверить возможность перевода циклических операций на не прерывный режим работы. Как пример можно привести розлив жидкостей в бутылки в пищевой промышленности.
Сравнительно не так давно розлив пищевых жидкостей в бу тылки производился поштучно: в каждую бутылку наливалась отмеренная порция жидкости, затем производилось укупоривание ее. Работа выполнялась медленно и непроизводительно. Теперь розлив жидкостей и укупоривание бутылок производится непрерывно, хотя наполнение и укупоривание каждой отдельной бутылки осталось цикличным. Для разливочных и укопорочных машин применена роторная схема. Принцип ее работы заключает ся в следующем: по окружности вращающегося диска установ лено большое количество разливочных головок, вращающихся вместе с диском, на который с конвейера подаются бутылки в точно фиксированные места. Затем бутылки при помощи пнев матических подъемников поднимаются и прижимаются к разли вочным устройствам, в них заливается продукт, после чего они опускаются и выходят на транспортный конвейер.
Возможна работа и на прямом участке конвейера, когда весь конвейер или бутылки на нем останавливаются на время прове дения технологических операций. На этом принципе работают отдельные укупорочные автоматы, машины по укладке и извле чению бутылок из ящиков и другие.
Автоматические хлебозаводы работают, используя оба спосо
ба.
При разработке систем механизации, соединяющих между собой машины и агрегаты, выполняющие отдельные технологи ческие операции, предпочтение всегда отдается конвейерам. Для обеспечения нормальной работы технологических уста-
новок к ним должны непрерывно подаваться тара и полуфабри каты. Любая задержка вызывает остановку агрегата. Дл я того чтобы из-за временной остановки агрегата не остановилась вся линия, между агрегатами устанавливаются буферные накопите ли. Роль буферных накопителей могут выполнять специальные устройства или конвейеры. Выгоднее использовать конвейеры, так как специальные буферные устройства тоже могут выходить из строя, а _между собой они все равно должны иметь механизмы соединения?
Емкость буферного накопителя должна соответствовать про изводительности агрегатов за время их средней остановки. Так, например, буферный накопитель между автоматом по выемке бутылок из ящиков и бутылкомоечной машиной должен иметь емкость, соответствующую производительности обоих механиз мов. При производительности бутылкомоечной машины и авто мата по выемке бутылок 12000 бутылок в час и при среднем вре мени простоя каждого механизма 1 мин емкость буферного накопителя составит 400 бутылок. При производительности бу тылкомоечной машины в 24000 бутылок в час емкость буферно го накопителя составит уже 800 бутылок.
Для обеспечения достаточной емкости конвейеров, работа ющих в качестве буферных накопителей, увеличивается ширина несущей поверхности. Применение буферных накопителей дает возможность обеспечить производительность линии, равную про изводительности отдельного агрегата. Так, например, при отсут ствии буферных накопителей коэффициент производительности линии, состоящей из двух агрегатов, используемых с коэффи циентом 0,9, составит 0,9-0,9 = 0,81. При наличии в линии пяти агрегатов коэффициент производительности ее составит 0,51.
На многих заводах общая производительность механизмов и агрегатов, входящих в линию, значительно ниже производи тельности отдельного механизма.
Необходимо отметить, что большое значение имеет органи зация складского хозяйства, прием и отпуск готовой продукции.
Предприятия могут иметь различную технологию производст ва, в том числе допускающую отправку готовой продукции пот ребителю непосредственно после изготовления и не требующую выдержки в складе.
Площадь складов таких предприятий должна обеспечивать хранение в них такого количества готовой продукции, сырья и тары, которое необходимо для бесперебойной работы, учитывая сложившуюся систему сбыта и снабжения.
Для уменьшения объема складских работ желательно приме нять транзитную систему, обеспечивающую, например на пиво варенных заводах, подачу поступающей тары с автотранспорта на производство, минуя склад, и погрузку готовой продукции не посредственно на автотранспорт. В этом случае склады тары и
248
готовой продукции выполняют функции буферов, компенсируя неравномерность прибытия тары и отпуска готовой продукции.
Схема механизации должна учитывать систему организации работ на внешнем и внутреннем транспорте: организацию прие ма тары, сырья и выдачи готовой продукции пакетами или шту ками (ящики, мешки и т. д.).
Увеличение прозводительности предприятия ведет к значи тельному увеличению объема погрузочно-разгрузочных, склад ских и транспортных работ. Например, предприятие выпускает 600Q бутылок в час. Это соответствует 300 ящикам — 10 пакетов по 30 ящиков. Если же предприятие выпускает 24000 бутылок в час, это составит 1200 ящиков, т. е. 40 пакетов в час. При усло вии, что предприятие выпускает 60000 бутылок в час, количе ство ящиков будет 3000, а пакетов—100 в час.
Сопоставление показателей перечисленных трех разных по производительности заводов показывает, что в первом случае вести складские работы с 300 ящиками в час не представит осо бых трудностей. На среднем по производительности заводе вес ти работы с 1200 ящиками в час уже довольно сложно и жела тельно работать с 40 пакетами. На последнем по производитель ности заводе складские работы могут производиться только с пакетами.
Внутренняя система организации складских работ с пакета ми требует такой же организации работ и на внешнем транспор те. Внешних пакетных перевозок пищевых грузов у нас пока еще нет, и приходится в схемах механизации предусматривать воз можность применения внутризаводских пакетных перевозок и штучных — на внешнем транспорте.
Такая комбинация требует в первую очередь организации транзитной работы на складах приема тары, сырья и выдачи готовой продукции. Так как обработка товара производится в первичных единицах, то выгодно всю массу сырья, тары и го товой продукции направить, минуя склады и используя их, как было сказано выше, в виде буферов.
Такая схема механизации дает нам возможность сократить до минимума объем складских операций, связанных с форми рованием и расформированием пакетов из тары, сырья и гото вой продукции.
Схемы механизации, обеспечивающие выполнение одних и тех же работ, могут быть исполнены с применением различных машин, и для окончательного принятия схемы необходимо про извести сравнение технико-экономических показателей. Прини мается та схема, где себестоимость переработки груза являет ся минимальной.
В расчет себестоимости переработки груза входят первона чальные затраты на механизмы и строительные конструкции, так как различные схемы механизации требуют применения