книги из ГПНТБ / Подготовительные процессы переработки масличных семян

духа по ширине канала не является одинаковой (больше посере­ дине). Чем выше удельная нагрузка воздушного потока, тем неравномернее распределена скорость воздуха по ширине кана­ ла. Обычно наименьшей является скорость у внутренней стенки канала (со стороны входа смеси частиц). Неравномерность воз­ душного потока оказывает непосредственное влияние на эффек­ тивность разделения смеси частиц, так как при средней скорости воздуха, превышающей скорость витания частиц отдельных фракций, у стенок канала скорость воздуха может быть меньше скорости витания этих частиц, а посередине канала — значи­ тельно больше.

При таком распределении скорости воздуха по ширине кана­ ла частица рассматриваемой фракции после входа в канал бу­ дет передвигаться вниз, на некотором расстоянии от внутренней стенки она подхватится вертикальным воздушным потоком. У наружной стенки канала она снова изменит направление сво­ его движения на обратное, попадет в поток сепарируемого ма­ териала и получит определенную вероятность выхода с тяже­ лыми фракциями вниз из канала. Повышенная скорость возду­ ха в центральной части канала приводит к выносу и тех частиц, скорость витания которых выше средней скорости воздушного потока в канале.

Роль турбулентности воздушного потока, понимаемой как оценка пульсаций в канале

V

где ѵ' — средняя скорость пульсаций в данной точке потока;

V— средняя скорость потока,

в настоящее время не совсем ясна. Исследования показали, что с ростом е скорость витания, в частности семян хлопчатника, падает [239]. Естественно, что при наличии местных пульсаций в воздушном потоке будет происходить ускорение выноса ча­ стиц (замедление их выпадания) в данной точке потока, что в целом нарушает равномерность распределения массы частиц по сечению пневмосепарирующего канала. Последнее влечет за собой увеличение неравномерности скорости воздушного пото­ ка и, следовательно, отрицательные явления, о которых было сказано выше.

С ростом удельной нагрузки воздушного потока эффектив­ ность сепарирования уменьшается. Это объясняется, в частно­ сти, увеличением толщины слоя сепарируемой смеси на входе в канал и происходящим при этом ухудшением условий выделе­ ния частиц, находящихся снизу слоя [159]. Влияние толщины слоя частиц на входе в канал сказывается на эффективности пневмосепарирования именно через влияние удельной нагруз­

102

ки. С другой стороны, рост удельной нагрузки увеличивает не­ равномерность воздушного потока и приводит ко всем связан­ ным с этим явлениям. Понятно, что с ростом удельной нагрузки увеличивается вероятность столкновения частиц, что не может не повлиять на четкость их разделения.

Влияние формы канала (прямоугольный, цилиндрический, кольцевой) не может быть полностью выявлено в общем виде.

Рис. 58. Зависимость эффективности очистки зерна rj от ши­

рины канала b при Я, = 800 мм, и= 0,3 м/с, д = 36° и раз­ личной нагрузки q (в кг/(см-ч):

I — 50, 2 — 100, 3 — 200, 4 — 300, 5 — 400.

Хотя некоторые авторы отдают предпочтение кольцевой форме канала [159], этот вопрос все-таки следует рассматривать в свя­ зи с эффективностью работы других узлов сепаратора. Напри­ мер, в воздушно-ситовом сепараторе, различные типы которо­ го широко применяются в промышленности, трудно предста­ вить себе другую форму воздушного канала вместо прямо­ угольной. В пневмосепараторах, конечно, в принципе может быть применен воздушный канал любой формы, однако следу­ ет учитывать тип и конструкцию питающего устройства и воз­ духоочистителя, удобство компоновки с вентилятором, возмож­

103

ность создания равномерной загрузки канала по длине и ши­ рине и одинаковой скорости воздуха по сечению канала.

Из графика на рис. 58, построенного по результатам опытов при очистке пшеницы [159]*, видно, что оптимальная ширина пневмосепарирующего канала зависит от величины удельной нагрузки воздушного потока. С увеличением ширины пневмосе­ парирующего канала возрастает продолжительность воздейст­ вия воздушного потока на струю смеси частиц, выходящую из питающего устройства. Естественно, при этом увеличивается количество извлеченных легких фракций, поскольку частицы этих фракций приобретают большую вероятность перехода в верхний слой и выделения из общей массы. Однако, с другой стороны, с увеличением ширины канала возрастает и доля его сечения с максимальной скоростью воздушного потока (умень­ шается влияние «пристенных» эффектов, о которых говорилось выше), благодаря чему частицы тяжелых фракций могут по­ пасть в отход, т. е. уменьшается четкость сепарирования. Для устранения этого явления с увеличением ширины канала сни­ жают среднюю скорость воздушного потока, что приводит

кухудшению очистки.

Сувеличением высоты канала, точнее той его части, кото­ рая расположена за питающим устройством, эффективность очистки улучшается до некоторого предела. По-видимому, уча­ сток длины канала, на котором наблюдается улучшение очист­

ки, приблизительно равен участку длины, на котором происхо­ дит выравнивание поля скоростей воздушного потока.

ПНЕВМОСЕПАРИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И ВОЗДУШНЫЕ СЕПАРАТОРЫ

Все конструкции машин, обеспечивающие разделение исход­ ной смеси частиц в воздушном потоке, можно разделить на две группы: комбинированные машины и воздушные сепараторы.

Первая группа машин предусматривает разделение смеси по совокупности свойств частиц (размеры, форма, плотность, ко­ эффициенты трения, магнитные свойства и др.), включая и аэро­ динамические свойства. Типичным представителем комбиниро­ ванных машин может служить зерноочистительный сепаратор, где разделение смеси на фракции осуществляется в воздушном потоке, на ситах и в магнитном поле. Узлы комбинированных машин, обеспечивающие разделение смеси по аэродинамичес­ ким свойствам, часто называют пневмосепарирующими устрой­ ствами.

* Нам неизвестны подобные исследования по очистке масличных семян, однако не следует ожидать принципиальных качественных различий обсуж­ даемой закономерности в зависимости от вида зерна (пшеница, подсолнечник, соя и др.).

104

К группе воздушных сепараторов отнесены машины, в кото­ рых разделение смеси происходит преимущественно в воздуш­ ном потоке.

Ниже приведены схемы и конструкции пневмосепарирую­ щих устройств и воздушных сепараторов, наиболее широко при­ меняющихся для очистки зерна и масличных семян.

Пневмосепарирующие устройства. Выделение сорных при­ месей, отличающихся от семян аэродинамическими свойствами,

Рис. 59. Схемы пневмосепарирующих устройств для аспирации семян в вер­ тикальном воздушном потоке перед очисткой на ситах:

а — однократная аспирация: 1 — аспирационная камера, 2 — осадительная камера, 3 — вен­

в — трехкратная ‘аспирация: / — приемный ковш, 2 н 5 — осадительные камеры, 3 и 4 — ас­ пирационные камеры первой н второй продувок, 6 — подъемный воздушный канал, 7, 9 10 — сита, 8 — вентилятор, 11 — легкая фракция, 12 — тяжелые фракции.

105

Зерно

Рис. 60. Схемы пневмосепарирующих устройств для аспирации семян в на­ клонном и горизонтальном воздушных потоках перед очисткой на ситах:

на зерноочиститёльных сепараторах' осуществляется в верти­ кальном, наклонном или горизонтальном воздушном потоках. Для этих целей сепараторы оборудуются пневмосепарирующи­ ми устройствами, в состав которых входят: вентиляторы, соз­ дающие поток воздуха; аспирационные каналы, в которых про­ исходит разделение смеси по аэродинамическим свойствам; оса­ дительные камеры для выделения из воздуха основного коли­ чества аспирационных относов и в некоторых конструкциях

106

сепараторов пылеотделители для обеспыливания воздуха (цик­ лоны, фильтры, инерционные пылеотделители и др.). Пневмосе­ парирующие устройства на сепараторах монтируются перед очисткой семян на ситах и после нее.

На рис. 59 представлено несколько схем пневмосепарирую­ щих устройств, обеспечивающих выделение из семян перед их очисткой на ситах легких аспирационных относов в вертикаль­ ном воздушном потоке, а на рис. 60 — в наклонном и горизон­ тальном воздушных потоках.

Рис, 61. Схемы пневмосепарирующих устройств для аспирации семян в верти­ кальном воздушном потоке после очистки на ситах:

а, в — с разомкнутым циклом воздуха; б — с замкнутым циклом воздуха; / — сита; 2 —• аспирационные каналы, 3 — осадительные камеры, 4 — вентиляторы, 5 — тя­ желая фракция.

На сходе семян с ситовых поверхностей зерноочистительные сепараторы чаще всего оборудуются пневмосепарирующими устройствами, обеспечивающими аспирацию семян в верти­ кальном воздушном потоке (рис. 61). На рис. 61,6 показана схема такого устройства с замкнутым циклом воздуха.

Подача семян в аспирационные камеры осуществляется с помощью наклонных лотков, совершающих возвратно-посту­ пательное движение, или неподвижных. В некоторых зерноочи­ стительных машинах аспирационные камеры перекрывают сет­ кой (рис. 62,6), по которой перемещается зерновая смесь. По­ ступление семян в аспирационные камеры обеспечивается, как правило, с одной Стороны (рис. 62, а). Известны конструкции с двусторонней подачей зерна в аспирационную камеру (рис. 62,а). В сепараторах для первичной очистки зерновой смеси применяют, в некоторых случаях, кольцевые аспирационные ка­ меры (рис. 62, в) . При этом исходную зерновую смесь подают

по центральной трубе и с помощью рассекателя равномерно распределяют по окружности кольцевого'канала.

В соответствии со схемой пневмосепарирующего устройст­ ва, показанной на рис. 63, семена после распределительного

Рис. 62. Схемы подачи зерна в пневмосепарпрующие устройства для аспирации семян в вертикальном воздушном потоке [60]:

/ — аспирационные каналы, 2 — осадительные камеры; 3 — вентиляторы, 4 — исходная зер­ новая смесь, 5 — тяжелая фракция, 6 — легкая фракция, 7 — пыль;

Рис. 63. Схема пневмосепарирующего устройства для многократной аспирации семян в наклонном воздушном потоке £ замкнутым циклом воздуха:

устройства поступают на жалюзи 2, на которых подвергаются действию воздушного потока. Минеральные примеси накапли­ ваются в конусе 3, а семена попадают в осадительный конус 4. Тяжелые аспирационные относы осаждаются в конусе 5, лег-

Ю 8

кие аспирационные относы увлекаются воздушным потоком в конус 6. Вентилятором 7 воздух возвращается в торцовую часть аспирационной камеры для повторного использования.

Воздушные сепараторы. В воздушных сепараторах основным рабочим узлом является пневмосепарирующий канал круглого,

рирующий канал, тяжелые примеси выводятся с помощью вакуум-клапана. Семена отделяются от

легких аспирационных примесей в осадительной камере 3 и вы: водятся из машины шлюзовым затвором 6. Для регулирования направления и режима движения воздуха осадительная камера оборудована регулирующим козырьком 8 и заслонкой 7. Загряз­ ненный воздух выводится из осадительной камеры сверху. Ни: же приведена техническая характеристика чистителя марки ЧСП.

109

Рис. 65. Схема семеочистителя марки УС:

1 — питатель, 2 — рабочая труба, 3, б — переходники, 4 и 7 — оса­ дительные камеры, 5 — клапан, 3 — вентилятор центробежный № 8, 9 — циклон, 10 — клапан, 11 —заслонка.

Конструкция семеочистителя предусматривает однократную аспирацию семян в вертикальном воздушном потоке в рабочей трубе 2 круглого сечения, в которую смесь семян и сорных при­ месей подается питателем 1. Тяжелые примеси минерального происхождения, преодолевая воздушный поток, выходят из ма­ шины, а очищенные семена осаждаются в осадительной каме­ ре 4 и удаляются через клапан 10. Легкие аспирационные от­ носы по мере накопления в осадительной камере 7 выводятся через клапан 5. Очистка воздуха от пыли осуществляется вцик-

110

лоне 9. Скорость воздушного потока, создаваемого вентилято­ ром 8, можно регулировать с помощью заслонки 11. Семеочи­ ститель работает с разомкнутым циклом воздуха. Преимущест­ ва воздушного сепаратора УС по сравнению с чистителем се­ мян ЧСП заключаются в том, что он обеспечивает более глу­ бокий съем легкого сора и снижение потерь семян с минераль-

І 2

ным сором. Кроме того, наличие щелевого питателя позволяет равномернее распределять семена по ширине рабочей трубы и обеспечить более стабильную подачу семян по времени. Аспира­ ция семян производится в вертикальном воздушном потоке круг-' лого сечения достаточной протяженности. •

В сепараторе УС имеется две осадительные камеры: одна — для выделения полноценных и очищенных семян, другая — для,

лия) находит применение для очистки и классификации в воз­ душном потоке семян'сои, арахиса, зерна и продуктов перера­ ботки некоторых видов семян и орехов. Конструкция этого се­ паратора предусматривает однократную (рис. 66) или двукрат­ ную (рис. 67) аспирацию смеси в вертикальном воздушном по­ токе в трубе круглого сечения с выделением из . смеси двух'

11І