ва при движении частицы и отверстия в противоположных на правлениях
_ 30 (27?- г )
, Г
j _
лгп
V
(XII—2)
2г
Рис. 177. Условие прохода частицы через отверстие сита рассева (частица под ходит к отверстию вдоль основного потока массы частиц):
а — частица движется вниз по ситу; б — частица движется вверх по ситу;
/ — траектория переносного движения, 2 — траектория
абсолютного движения (пунктиром
показано взаимное расположение частицы и -отверстия
в момент прохода частицы).
при движении частицы и отверстия в одном направлении
30 (4/? — г)
г
Ямякс -- '
Ѵ і
(XII—3)
и для предельной минимальной частоты вращения рассева
g tg (Ф + а)
(XII—4)
П М1Ш
ГП
Рис. 178. Условие прохода частицы че рез отверстие сита рассева (частица подходит к отверстию поперек основ ного потока массы частиц):
а — движение частицы и отверстия в протнвоположных направлениях, б — движение частицы и отверстия в одном направлении;
1 —траектория
переносного
движения,
2 — траектория
абсолютного
движения
(пунктиром показано взаимное
расположе
ние частицы и отверстия в момент прохода частицы).
302
В уравнении (XII—4) знак (+ ) соответствует движению частицы вверх по ситу, знак (—) — движению частицы вниз по ситу.
Из анализа механизма просеивания на рассеве вытекает, что возможен только такой вариант движения частицы и отверстия в одном направлении, при котором отверстие обгоняет частицу (рис. 178,6). Частица при этом как бы «срывается» с кромки отверстия и проваливается в него.
При сравнении уравнений (XII—1) — (XII—4) видно, что наиболее благоприятные условия для прохода частицы через
Рис. 179.
Схема
движе
2
ния частицы по
ситу
с
круговым
поступатель
Рио
и.п
ным движением:
I, 2 и 3 — траектории пере
F
носного,
относительного
и
абсолютного движения.
отверстия соответствуют случаю, когда частица движется по перек основного потока массы частиц в одном направлении с отверстием в сите. В соответствии с уравнением (XII—3) при этом возможно наибольшее значение пыакс. Отсюда вытекает общее условие просеивания через сито рассева
Чцакс
(XII—5)
п мнн
где «маис — рассчитывается по уравнению (XII—3).
Подставив значения пмакс из уравнения (XII—3) и пМіт из уравнения (XII—4), получим
(4R —r ) \ /
------ -—:----
V
2/тп tg (ф ± а)
Величина
| = (4Я — г)
Л /
----------- -----------
(XII—6)
V
2гг„tg (ф ± а)
называется параметром просеивания [17]. Понятно, что просеивание невозможно при |< 1 .
Движение частицы по ситу рассева (рис. 179) было рассмот рено Н. Е. Жуковским [68]. Им было показано, что в условиях установившегося процесса относительное движение частицы по ситу рассева происходит с той же угловой скоростью, что и кру говое поступательное движение любой точки рассева, но по окружности с меньшим радиусом. На частицу действует сила
ЗОВ
уклона
Рассматриваемая картина дви жения частицы по ситу рассева является лишь первым прибли жением. В действительности, вследствие наклона сит рассева и наличия гонков частицы передви гаются по некоторым циклоидаль ным траекториям (рис. 180), бла годаря чему длина пути частицы по ситу во много раз больше дли- ■
Рис. 180. Траектория относи ны сита. Следствием этого явля
тельного движения частицы по ется большее число встреч части
наклонному ситу рассева (а) и цы с отверстием, чем на сите с
по ситу с гонками (б).
возвратно-поступательным дви жением (при прочих равных ус ловиях). Иными словами, увеличивается продолжительность
просеивания. Считается, что эти особенности движения частиц по ситу рассева лежат в основе его применения для разделения мелких и мельчайших частиц [287].
ПРОСЕИВАНИЕ ПРИ СТЕСНЕННОМ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ЧАСТИЦ
Просеивание при движении слоя частиц по ситу рассева яв ляется сложным и малоизученным процессом. Здесь так же, как и для сита с возвратно-поступательным движением, можно отметить два этапа: проникновение проходовых фракций через слой частиц к поверхности сита и проход их через его отверстия. В. В. Гортинским [56] выдвинута гипотеза о так называемом послойном движении совокупности частиц по ситу рассева, ко торое рассматривается как равномерное поступательное движе
304
инерции в переносном движении Ря.п, сила инерции в относи тельном движении РВш0 и сила трения F. Рассмотрение соотно шения между этими силами приводит к уравнению для радиу са окружности относительного движения частицы:
гО
(XII—7)
Поскольку сила инерции в абсолютном движении Ржурав новешивается силой трения F, т. е. со2ra= fg , то для радиуса окружности абсолютного движе
ния частицы получаем
Га = ш2
(XII—8)
ÈL
ние пластин (бесконечно малых слоев), связанных между собой силами трения. При этом допускается, что все частицы в каж дом данное слое (пластине) совершенно однородны, благодаря чему скорости их относительного движения в любой момент вре мени одинаковы по величине и направлению.
Тезис о послойном движении частиц на сите рассева был экс периментально подтвержден при помощи скоростной киносъем ки [2]. При этом было показано, что при одинаковом характере траектории верхнего и нижнего слоев перемещение первого больше, чем второго, т. е. имеет место градиент скорости дви жения частиц различных слоев.
Перемещение частицы к ситовой поверхности объясняется [56] проникновением ее через поры нижележащих элементар ных слоев (пластин), причем интенсивность изменения формы и размеров пор принимается пропорциональной градиенту ско рости слоев. Математически гипотеза записывается так:
сЮ
dl =
А -------- — ,
(XII—9)
gradn (ѵ )
где dt — время, за которое частица проникает через слой dG\
частицы
А— коэффициент, зависящий
от совокупности свойств данной
и основного сыпучего тела.
Как видно из уравнения (XII—9), чем больше градиент ско рости движения слоев, т. е. чем интенсивнее перемешивание мас сы частиц на сите, тем эффективнее просеивание.
Понятно, что повышение относительной скорости движения частиц нижнего слоя уменьшает вероятность прохода через от верстие каждой частицы при ее однократном перемещении над отверстием, но увеличивает число частиц, однократно переме щающихся над каждым отверстием в единицу времени. В ци тируемой работе показано, что относительная скорость движе ния частиц нижнего слоя, соответствующая кинематическому режиму с максимальным извлечением проходовой фракции, равна
г'ш0= у ( 2 - е ) ,
(Х ІІ-10)
где Ь — половина шага квадратного отверстия сита;
Т— время перемещения частицы над отверстием, необходимое для ее прохода через это отверстие;
A + d Б~ 2Ъ ’
А — средний диаметр нитей ситовой ткани;
d — средний условный размер частиц проходовой фракции.
20-404 305
Количество частиц, проходящих за 1 с при оптимальной ско рости ито—через отверстия на участке сита площадью 1 см2,
равно
?макс=-^Г ( 1 - е ) .
(XII— 11)
л7
где К — масса частиц проходовой фракции, находящихся в нижнем слое площадью 1 см2.
Кинематика послойного движения описывается уравнения ми, по структуре аналогичными уравнениям движения отдель ной частицы. Для радиусов относительного п абсолютного дви жения верхнего слоя по нижнему справедливы уравнения (XII—7) и (XII—8), в которые вместо f следует подставить f'— коэффициент трения нижнего слоя частиц о верхний. Прини-
Рнс.
181.
Распределение
относительных
скоростей
по высоте
слоя
при по
слойном движении частиц
по ситу рассева
(55]:
і'о —
о т н о с и т е л ь н а я
с к о р о с т ь
в е р х н е г о с л о я , ит — о т н о с и
т е л ь н а я с к о р о с т ь
н и ж н е г о
с л о я — с к о р о с т ь п е р е н о с
н о г о д в и ж е н и я .
мается, что /'< / . Уравнение для предельной минимальной часто ты вращения рассева для нижнего слоя имеет вид:
g tg (ф ± а)
k ,
(XII— 12)
где
-яГ
'k
— безразмерный коэффициент, равный
I
+ ( , + = ! )
. -
i
f ' "
(XII— 13)
т '
Величины т и тV' —/соответственноV
масса
нижнего и верх
него слоев.
коэффициенты сопротивления
сдвигу слоев воз
Поскольку
растают по мере увеличения толщины вышележащего слоя (по мере углубления в слой), то по высоте слоя происходит изме нение относительной скорости по величине и направлению (рис. 181), что полезно для проникновения проходовых фрак ций к поверхности сита.
306
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОСЕИВАНИЯ ПО ОПЫТНЫМ ДАННЫМ
Несмотря на широкое и давнее применение в производстве растительных масел сит с круговым поступательным движени ем, главным образом для разделения рушанки семян подсол нечника, систематических исследований в этой области очень
мало.
Уже давно было установлено [20, 126], что рассев семеновейки не обеспечивает четкого разделения рушанки по разме рам. Это обусловлено тем, что сепарирование проходовых фрак ций на сите рассева и их проникновение к поверхности сита
при
данной
продолжительности
процесса
не
успевает
завершить
ся. Кроме
того,
легкие
частицы
могут
«всплывать»
на
поверх
ность слоя и идти сходом. В ре
зультате
состав
получаемых
фракций
очень
неоднороден по
размерам (рис. 182). По
сущест
ву
рассев
семеновейки
нечетко
разделяет
рушанку
на
фракции
по размерам, что является одной
из важнейших
причин
невысоких
качественных
показателей
рабо
ты семеновейки в целом. Это под
тверждается
и новыми
данными,
полученными при переработке се
мян
подсолнечника
[257]. Отсю
да следует
принципиальный
вы
вод:
простым
увеличением
на
грузки
рассева,
без
изменения
Рис.
182.
Распределение
частиц
схемы
и условий
его
работы,
не
льзя добиться
увеличения
произ
подсолнечной рушанки
по
разме
рам из третьего (1)
и
четвертого
водительности
семеновейки
без
(2) рукавов рассева семеновейки
ухудшения
качественных показа
[126];
диаметры
отверстий
сит
телей ее работы.
рассева для
кривой
1 — 4н-5
мм,
Недостатком
работы
рассева
для кривой 2 — 5н- 6 мм.
семеновейки
в
производстве
растительных масел является обмасливание оболочки (лузги), что приводит к увеличению потерь масла в целом. Масличность лузги различных фракций, получаемых на рассеве, изменяется в широких пределах, и чем мельче фракция, тем выше маслич ность лузги. Так, при переходе от I к VI каналу масличность лузги составила (в %): 1,93; 2,18; 2,51; 3,35; 4,44 и 5,0 [257].
Следует отметить неодинаковое количество каждой фракции по разделам семеновейки, причем на долю последних фракций (IV—VI) приходится меньше материала. По-видимому, такое
20*
307
распределение фракций следует признать целесообразным, так как чем мельче фракция, тем труднее ее последующее разделе ние на ядро II лузгу при помощи воздушного потока в каналах
Доля каждо
Содержание, %
Разде
г о раздела
недо-
маслич
органи
лы
семеновейки,
лузга
семена
ядро
сечка
%
руш-
ная пыль
ческий сор
I
23 ,1 2
31,64
49 ,2 0
13,04
3 ,4 8
0 ,6 0
2 ,0 4
и
2 0 ,1 4
8 ,8 0
3 6 ,4 0
18,76
33 ,6 0
0 ,8 0
0 ,6 4
1,00
іи
23,62
5 ,6 0
3 4 ,0 0
17,80
42,04
—
0 ,0 9
0 ,4 7
IV
17,63
5 ,7 6
5 ,9 2
8,92
75,08
2 ,1 6
0 ,8 0
1,36
V
8 ,8 7
6 ,9 6
0 ,8 4
4,72
76,48
8 ,9 6
1,04
1,00
VI
6,6 2
0 ,6 6
—
0,49
21 ,3 6
74,32
3,01
0 ,1 7
Состав фракций подсолнечной рушанки по разделам (кана лам) семеновейки виден нз табл. 40.
Г Л А В А XIII
МАШИНЫ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ РУШАНКИ
СИТОВЫЕ ПОВЕРХНОСТИ СЕПАРАТОРОВ РУШАНКИ
Ситовые поверхности сепараторов служат для выделения ядра из рушанки или для ее разделения на фракции, отличающиеся линейными размерами, перед обработкой в воздушном потоке. Наиболее широкое применение при разделении рушанки мас личных семян находят плоские ситовые поверхности, соверша ющие возвратно-поступательное или круговое поступательное движение.
В сепараторах рушанки используются многоярусные системы плоских сит, работающих последовательно, параллельно или параллельно-последовательно (рис. 183).
Разделение смеси происходит только на две фракции (рис. 183,а), три фракции (рис. 183,6) или на семь фракций (рис. 183,б). Вариант многоярусной системы плоских сит, ра ботающих параллельно-последовательно (рис. 183,г), преду сматривает случай, когда рушанка предварительно разделяется в воздушном потоке по аэродинамическим свойствам.
При комбинированном использовании цилиндрических и пло ских ситовых поверхностей (рис. 184)* смесь ядра с оболочкой
*Машины, работающие по такой схеме, обычно используются для выде ления остатков ядра из оболочки и нарушения связанности частичек ядра с плодовой (семенной) оболочкой.
поступает внутрь цилин дрического вращающего ся сита 1. Внутри сита на валу прикреплены билы 2 с наклонными плоскостя ми. Благодаря вращению бильного вала и цилинд рического сита продукт перемещается слева на право. Одновременно про исходит просеивание мелкой фракции и нару
шение связанности между ядром и оболочкой. Проход через ци линдрическое сито поступает по наклонной направляющей 3 на плоское сито 4, совершающее возвратно-поступательное движе ние. Мелкая фракция, проходящая через отверстия плоского си та, по поддону 5 выводится из машины.
Сепараторы рушанки обычно снабжены пневмосепарирую щими устройствами, в которых разделение ядра и оболочки основано на различии их аэродинамических свойств и осущест
вляется в вертикальном
или наклонном воздушном потоках.
к вентилятору, 6 циклон
Пневмосепарнрующ и е
устройства
состоят
из:
или нагнетательный срильтр
вентиляторов,
создаю
щих поток воздуха;
ас
пирационных
каналов,
в которых
происходит
разделение
смеси
по
аэродинамическим
свойствам;
осадитель
ных камер для
выделе
ния
из
воздуха
основ
ного
количества
аспи
рационных
относов и
пылеотделителей
для
обеспыливания
воз-
духа.
Пиевмосепарирую-
щне устройства
на
се
параторах
рушанки
обычно
устанавлива
ются
после
разделения
или одновременно до и
после
разделения
ру-
шанкн
на
ситах. На
сходе
с первого сита
(рис.
185)
установлен
Рис. 185. Схема пневмосепарирующего уст
всасывающий
патрубок
ройства для отсасывания легкой фракции
2 с ворошителем 4 для
рушанки в вертикальном воздушном потоке
взрыхления
слоя
ру
на сходе с ситовых поверхностей:
шанки.
На
сходе
со
/ — ситовые поверхности,
2 — всасывающий патру
второго
сита
мелкая
бок, 3 — отсасывающее
сопло,
4 — ворошитель,
5 — приемная камера.
шелуха уносится верти
кальным
воздушным
потоком в отсасывающее сопло 3. В приемной камере 5 происхо дит выделение тяжелых частиц, преимущественно ядра, которые возвращаются на сито для повторной обработки. Шелуха и лег кие аспирационные относы через вентилятор поступают для вы деления из воздушного потока в осадительные устройства (на рис. 185 не показаны).
Некоторые конструкции сепараторов рушанки (например,
зю
фирмы «Миаг») имеют на сходе с сит пневмосепарирующие устройства, аналогичные семеочистительным сепараторам.
В устройстве, показанном на рис. 186, обеспечивается много кратная аспирация при пересыпании рушанки с одного жалюзи на другое. Ядро сходом с жалюзи попадает в конус 2, а легкие
Рис. 186. Схема пневмосепа
рирующего
устройства
для
разделения
рушанки
в
на
клонном воздушном
потоке
после ситовых поверхностей:
/ — жалюзи,
2 — конус,
3
и
4 — осадительные конусы, 5 -р е
шетка, 6 — направляющие
ло
патки.
фракции
(шелуха) — в осадительные конусы 3 и 4. Для на
правления и стабилизации воздушного потока перед жалюзи установлена решетка 5. Между конусами 3 и 4 установлены на правляющие лопатки 6, обеспечивающие более полное выделе ние взвешенных частиц из воздушного потока.
Из осадительных
камер
воздух отсасывается вентилятором
и подается на обеспыливание
(на рис. 186 не показано).
СЕПАРАТОРЫ РУШАНКИ
С ем ено в ей ки
М1С-50
и М2С-50
состоят из двух само
стоятельных узлов:
верхнего — рассева
и нижнего — веечной
камеры. В рассеве рушанка разделяется по размерам на семь фракций. В аспирационных каналах вейки из рушанки в на клонном воздушном потоке выделяется масличная пыль, плодо вые и семенные оболочки.
В рассеве А семеновейки (рис. 187) на наклонно располо женных направляющих крепятся плоские сита, совершающие круговое поступательное движение. Рушанка, поступающая в распределительное устройство 1 (рис. 188) после разделения на ситах 2 подается в собственно веечную камеру Б (см. рис. 187). Седьмая фракция, состоящая из масличной пыли, мелкой лузги и ядра, минуя веечную камеру, поступает непосредственно в шнек для ядра.
Воздух, засасываемый вентилятором 3 (см. рис. 188), дви жется по отдельным для каждой фракции каналам. Аспирация
