/
Text
УЧЕБНИКИ И УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
А. Я. СОКОЛОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
ПРЕДПРИЯТИЙ
ПР ХРАНЕНИЮ
И ПЕРЕРАБОТКЕ
ЗЕРНА
Допущено Министерством выс-
шего и среднего специального
образования РСФСР в качест-
ве учебника для студентов выс-
ших учебных заведений
ИЗДАНИЕ 4 е, ДОПОЛНЕННОЕ
И ПЕРЕРАБОТАННОЕ
0
МОСКВА «КОЛОС» 1975
6П8. 1
С 59
УДК 664. 7. 05(075. 8)
Рецензенты:
Кафедра технологического оборудования зерноперерабатываю-
щих предприятий Одесского технологического института пищевой
промышленности им. М. В. Ломоносова;
Институт повышения квалификации Министерства заготовок
РСФСР.
Соколов А. Я-
С 59 Технологическое оборудование предприятий по хра-
нению и переработке зерна. Изд. 4-е, доп. и перераб. ЛА.,
«Колос», 1975.
496 с. с ил. (Учебники и учеб, пособия для высш. учеб, заведе-
ний) .
В книге изложены основные сведения (назначение, область применения,
классификация, устройство машины и основных ее узлов, элементы теории, ос-
новы расчетов, конструирования и т. д.) о технологическом оборудовании
элеваторов, мукомольных, крупяных, комбикормовых и семсобрабатывающих
заводов.
В четвертое издание включены материалы о новых машинах и аппаратах,
созданных после выхода в свет третьего издания книги.
С
40600—283
035(01)—75
268—75
6П8.1
© Издательство «Колос», 1975
ОТ АВТОРА
В последние годы большое внимание в СССР уделяется конструи-
рованию, производству и модернизации машин для переработки зерна.
После выпуска в свет третьего издания книги появилось много машин
и аппаратов для переработки зерна в продовольственные и кормовые
продукты. В связи с этим при подготовке четвертого издания возникла
необходимость изменения содержания книги, предназначенной в качест-
ве учебника для высших учебных заведений. Основная его особенность—
это при сохранении методологических принципов изложения учебного
материала, книга в значительной мере дополнена сведениями о новых
машинах и аппаратах, созданных за последние годы отечественной и за-
рубежной промышленностью.
Материал в учебнике излагается в непосредственной связи с обще-
теоретическими, инженерными и специальными дисциплинами в первую
очередь с курсами теоретической механики, теории машин и механизмов,
теплотехники, электротехники, хранения зерна, технологии мукомоль-
но-крупяного и комбикормового производства.
В написании отдельных глав книги приняли участие высококвали-
фицированные специалисты и коллеги по совместной работе на кафедре
«Пищевые машины» Московского ордена Трудового Красного Знамени
технологического института пищевой промышленности. Так, в написа-
нии главы VI приняла участие к. т. н. Т. Е. Медоварова, главы III и X—
к. т. н. В. Н. Душин, главы XI — к. т. н. П. П. Тарутин и аспирант ка-
федры «Пищевые машины» В. П. Тарутин, главы XII, XXI — к. т. н.
Л. И. Товбин, главы XIII — к. т. н. П. Н. Васильев, главы XIV, XVIII,
XX — к. т. н. Е. Н. Гринберг, главы XIV — к. т. н. А. И. Зотьев.
В предыдущих трех изданиях главу по вальцовым станкам напи-
сал профессор А. Р. Демидов, а главу по рассевам профессор В. В.Гор-
тинский. В четвертом издании книги эти главы написаны автором, но
был использован материал первых трех изданий. Поэтому автор счи-
тает, что А. Р. Демидов и В. В. Гортинский являются соавторами этих
глав книги.
Поскольку книгой будут пользоваться учащиеся не только дневных,
но и вечерних, а также заочных вузов при курсовом и дипломном про-
ектировании в ней уделено много внимания особенностям конструкций
различных типов машин и мероприятиям, обеспечивающим нормальную
работу технологического оборудования в производственных условиях.
Автор использовал материалы по исследованию и конструированию
машин для предприятий по хранению и переработке зерна Московского
технологического института пищевой промышленности, Одесского тех-
нологического института пищевой промышленности им. М. В. Ломо-
носова, Всесоюзного научно-исследовательского и экспериментально-
конструкторского института продовольственного машиностроения
(ВНИЭКИпродмаш) и его Горьковского отделения, Всесоюзного на-
учно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки
1*
3
(ВНИИЗ), Горьковского машиностроительного завода им. Воробьева,
Воронежского машиностроительного завода им. В. И. Ленина, Куй-
бышевского завода продовольственного машиностроения, машиноис-
пытательных станций Министерства заготовок СССР. В отдельных
главах приведен ряд сведений из ранее написанных автором моногра-
фий, учебников и учебных пособий.
Автор выражает свою признательность заведующему кафедрой
«Технологическое оборудование» Одесского технологического института
пищевой промышленности им. М. В. Ломоносова профессору Л. И. Кот-
ляру, коллективу его кафедры, заведующему кафедрой Института повы-
шения квалификации Министерства заготовок РСФСР профессору
В. М. Цециновскому и коллективу его кафедры, а также директору Горь-
ковского филиала ВНИЭКИпродмаш к. т. н. М. А. Борискину за ценные
замечания, высказанные при чтении ряда глав книги.
Отзывы о книге и пожелания просьба присылать по адресу: Москва,
А-80, Волоколамское шоссе, дом 11, Московский ордена Трудового Крас-
ного Знамени технологический институт пищевой промышленности, ка-
федра «Пищевые машины».
Глава I
РАЗВИТИЕ В СССР ПРОИЗВОДСТВА МАШИН
ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА
§ 1. СОСТОЯНИЕ В РОССИИ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН
ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА ДО 1917 г.
Мельница всегда играла прогрессивную роль в развитии техники
соответствующей эпохи: «... если оставить в стороне изобретение по-
роха, компаса и книгопечатания — эти необходимые предпосылки бур-
жуазного развития — то за время с XVI до середины XVIII века, т. е.
за период мануфактуры, развивающейся из ремесла до собственно
крупной промышленности, имелись две материальные основы, на кото-
рых внутри мануфактуры строилась подготовительная работа для пере-
хода к машинной индустрии, это — часы, и мельница (сначала зерновая
мельница, а именно, водяная), и оба эти механизма унаследованы от
древности.... На их основе развивалась вся теория производства равно-
мерных движений»1.
Как писал К. Маркс, всю историю развития машин можно про-
следить на истории развития мукомольных мельниц.
В России мельницы для переработки зерна в муку начали строить
за много веков до наших дней.
Водяная мельница в XVI и XVII вв. представляла собой своеобраз-
ный комплекс орудий труда, действовавших по принципу машины. По
определению К. Маркса: «Всякое развитое машинное устройство со-
стоит из трех существенно различных частей: машины-двигателя, пе-
редаточного механизма, наконец машины-орудия, или рабочей маши-
ны»2.
Мельница имела все перечисленные части. Водяное колесо было
двигательным механизмом. Передаточными механизмами служили вал
водяного колеса, гребенчатое колесо, насаженное на вал, и цевочное ко-
лесо, насаженное на веретено жернова. Исполнительным механизмом
(машиной-орудием) был жерновой постав с вертикальной осью вра-
щения.
Мукомольная промышленность в России начала более быстро раз-
виваться во второй половине XIX в. после отмены крепостного права и
связанного с этим усиленного развития сельского хозяйства, транспорта,
машинной индустрии и других отраслей промышленности.
В. И. Ленин указывает: «До тех пор, пока капитализм не органи-
зовал в России крупной машинной индустрии, и в тех отраслях промыш-
ленности, в которых он еще не организовал ее, мы наблюдаем почти пол-
ный застой техники, мы видим употребление того же ручного станка, той
же водяной или ветряной мельницы, которые применялись к производст-
ву века тому назад»3.
• Следует отметить, что во второй половине XIX в. в России вообще
началось широкое внедрение машин для переработки сельскохозяй-
1 Маркс К., Энгельс Ф. Избранные письма. М,, Госполитиздат, 1947, стр. 137.
2'Маркс К. Капитал, т. I. М,, Госполитиздат, 1973, стр. 384.
3 Л е н и н В. И. Поли. собр. соч., т. 3, стр. 544.
5
ственных продуктов. «Применение машин охватывает все отрасли зем-
ледельческого производства и все операции по производству отдельных
продуктов: в специальных обзорах указывают на распространение вея-
лок, сортировок, зерноочистительных машин (триер), зерносушилок,
сенных прессов, льномялок и т. д.» Ч
В 80-х годах началось широкое строительство новых мельниц с па-
ровыми машинами, однако техника переработки зерна на этих предприя-
тиях была примитивной. Промежуточные продукты размола в рассор-
тированном виде поступали в мешки, затем каждую фракцию в от-
дельности повторно измельчали, просеивали, провеивали и получали
отдельные сорта муки. Внутри мельницы мешки с продуктами переме-
щали вручную. Такие предприятия, сохранившиеся в различных райо-
нах страны до начала XX в., называли Мешковыми.
В 90-годах XIX в. в России появились автоматические мельницы,
где зерно и продукты его размола передавались с машины на машину
при помощи механизмов.
В. И. Ленин указывает, что паровая мельница была характерным
показателем развития крупной машинной индустрии. «Россия сохи
и цепа, водяной мельницы и ручного ткацкого станка стала быстро
превращаться в Россию плуга и молотилки, паровой мельницы и паро-
вого ткацкого станка»1 2.
Производство машин для переработки сельскохозяйственного сырья
и продуктов животного происхождения в царской России отражало
низкий уровень ее машиностроительной промышленности. Из всех от-
раслей продовольственного машиностроения некоторое развитие полу-
чило лишь производство оборудования для мукомольной и сахарной
промышленности. Оно начало развиваться во второй половине XIX в.
В этот период появляются и первые специализированные машинострои-
тельные организации.
В 1873 г. в Москве был открыт завод, производивший вальцовые
станки, вентиляторы, транспортное и трансмиссионное оборудование.
Начав с выпуска нескольких десятков станков, завод в дальнейшем
изготовлял до 300 машин в год. В конце 80-х годов XIX в. был открыт
еще один завод в Нижнем Новгороде, который выпускал главным об-
разом зерновые сепараторы, ситовеечные машины, рассевы и фильтры.
Изготовлением оборудования для мельниц начали заниматься за-
воды в Петербурге, Саратове, Киеве, Харькове, Кременчуге, Одессе,
Риге, Варшаве и других городах, а также вагоностроительный завод в
Мытищах под Москвой, где был организован специальный цех для про-
изводства сепараторов, обоечных машин и рассевов.
В 1912 г. для мукомольной промышленности отечественными заво-
дами было выпущено машин на сумму 4,5 млн. руб. Следует отметить,
что конструкции некоторых отечественных машин имели в то время не-
оспоримые преимущества перед заграничными. К таким совершенным
машинам можно, в частности, отнести вальцовые станки с отбеленной
на глубину до 25 мм поверхностью вальцов, рассевы с фрикционным
приводом и машины для шелушения крупяных культур.
Наша великая Родина имеет славную историю, свидетельствую-
щую о неисчерпаемом духовном богатстве, таланте и изобретательнос-
ти нашего народа. Многими именами выдающихся ученых и конструк-
торов справедливо гордится наша наука и техника, в том числе и в
области продовольственного машиностроения.
Работы русских изобретателей в царской России внедрялись в
промышленность очень медленно, а часто и вообще не находили прак-
тического применения. Достаточно сказать, что борьба между сторон-
1 Ленин В. И. Поли. собр. соч., т. 3, стр. 220.
2 Т а м же, стр. 597—598.
.6
никами вальцовых станков и жерновов продолжалась более пятидесяти
лет после изобретения вальцового станка.
Производство машин для переработки сельскохозяйственных про-
дуктов в дореволюционное время значительно отставало от потребнос-
тей страны. В 1913 г. стоимость вновь установленных машин на мель-
ницах составляла 12,5 млн. руб., из которых 85% были уплачены фир-
мам Германии, Англии, Швейцарии и США.. Накануне первой мировой
войны машиностроение удовлетворяло потребности народного хозяй-
ства менее чем на одну треть, а удельный вес машиностроения в вало-
вой промышленности в 1913 г. составлял всего 6,8%.
На предприятиях устанавливали главным образом импортное обо-
рудование: 76%' всех вальцовых станков, 65% всех автоматических весов
и значительное количество других машин, смонтированных до 1917 г. на
мельницах и других предприятиях пищевой промышленности России,
было ввезено из-за границы. Более половины всех элеваторов, постро-
енных в России до Великой Октябрьской социалистической революции,
было смонтировано и пущено в ход иностранцами. Этим и объясняется
весьма тяжелое положение, в котором оказались во время первой ми-
ровой войны мукомольная и другие отрасли пищевой промышленности
России. Эти отрасли лишились возможности получать не только маши-
ны, но и шелковые сита, наждак, инструменты для насечки жерновов,
потребность в которых удовлетворялась главным образом за счет им-
порта.
§ 2. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА
В ПЕРИОД 1917—1929 гг.
ч
Империалистическая война 1914—1918 гг. совершенно истощила хо-
зяйство России и поставила ее на грань экономической катастрофы. Воо-
руженная интервенция империалистических государств и развязанная
ими гражданская война еще более уменьшили и без того ничтожное на-
следство, полученное советским государством от царской России.
В 1920 г. страна получила (млн. т): чугуна 0,1; стали 0,2; проката
0,15, что соответственно составляло 2,5; 5; 4,5% довоенного уровня. На
душу населения выпускалось хлопчатобумажных тканей 77 см, мыла
52 г, одна пара обуви на пятьдесят человек.
С этого ничтожного уровня трудящимся Советской страны приш-
лось начинать восстановление хозяйства и строить материально-произ-
водственную базу социализма.
В. И. Ленин придавал большое значение продовольственному вопро-
су. В своем выступлении на XIII Всероссийской конференции РКП (б)
2 декабря 1919 г. он указывал: «Продовольственный вопрос лежит в ос-
нове всех вопросов... Но, при малейшем улучшении военного положе-
ния, мы должны как можно больше сил уделить на продовольственную
работу, ибо это — основа всего» L
Датой рождения продовольственного машиностроения следует счи-
тать конец 1921 г., когда в составе Высшего Совета Народного Хозяй-
ства было организовано по личному указанию В. И. Ленина государст-
венное акционерное общество «Мельстрой», начавшее свою работу с
развертывания массового производства искусственных жерновов.
Все необходимые материалы, которые поступали из-за границы,
были найдены в нашей стране. Так, вместо ввозившегося ранее из Дании
кварца стали применять кремень, найденный в Московской области,
наждак, доставлявшийся из Греции, а также магнезит получать с Урала,
хлористый магний, импортировавшийся из Германии, начали добывать
в большом количестве около Евпатории.
1 Ленин В. И. Поли. собр. соч., т. 39, стр. 358.
7
В течение восстановительного периода Мельстрой занимался глав-
ным образом проектированием, изготовлением, поставкой, монтажом
оборудования элеваторов, мельниц, хлебозаводов и маслобойных заво-
дов. Для этого в Москве было создано мощное конструкторское бюро
и организовано производство технологического оборудования на некото-
рых машиностроительных заводах.
В 1923 г. завод им. Воробьева начал выпускать сепараторы, рас-
севы, обоечные, щеточные, ситовеечные, транспортные и другие машины.
В том же году Мельстрой организовал на Московском заводе им. Калини-
на производство цилиндрических триеров. Но требования мукомольной
промышленности быстро росли. Это вызвало необходимость создания
специального цеха для выпуска триеров на Мелитопольском заводе
им. Воровского.
В 1926 г. по заказу Мельстроя Киевский Краснознаменный завод
стал выпускать вальцовые станки. В течение нескольких лет на мель-
ницах СССР было установлено несколько тысяч этих станков.
В 1929 г. в конструкторском бюро Мельстроя были разработаны
оригинальные сепараторы производительностью 100 т/ч, транспортиру-
ющие машины производительностью 100 и 200 т/ч, которыми были осна-
щены построенные в СССР крупные мельничные элеваторы.
Характерными особенностями работы Мельстроя в восстановитель-
ный период являлись:
тесная связь с предприятиями пищевой промышленности и оказа-
ние им технической помощи на местах через свои отделения в Киеве,
Ростове-на-Дону, Одессе, Харькове, Ленинграде, Самаре, Ташкенте,
Челябинске и Новосибирске;
комплексная поставка предприятиям всего необходимого техноло-
гического оборудования, причем для изготовления отдельных видов ма-
шин привлекались на договорных началах заводы других ведомств, на-
пример завод «Большевик» в Киеве, завод «Красный гидропресс» в Та-
ганроге и др.;
сдача смонтированных предприятий во время работы при полной
производительности, для этого в системе Мельстроя находился высоко-
квалифицированный монтажный персонал, который осваивал машины и
подготавливал эксплуатационные кадры.
В качестве примера можно привести крупные элеваторы и мельни-
цы Москвы и Ленинграда, портовый элеватор и мельницу в Николаеве,
мельничный комбинат в Ташкенте, много десятков элеваторов и мельниц
Кавказа, Украины, Сибири и других районов страны.
Кроме поставки технологического оборудования, Мельстрой зани-
мался проектированием и изготовлением машин для механизации трудо-
емких операций на многих предприятиях по переработке зерна и пред-
приятиях различных отраслей пищевой промышленности.
§ 3. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА
В ПЕРИОД 1929—1940 гг.
В 1930 г. XVI съезд партии в своем решении указал: «Достаточно
быстрый темп должен быть обеспечен для развития промышленности,
обслуживающей питание широких масс'».
В 1931 г. Мельстрой был реорганизован в более мощную организа-
цию Союзпродмашина, а затем в Главпродмаш.
Характерными особенностями продовольственного машиностроения
в период довоенных пятилеток было создание новых машин большой
производительности для крупнейших предприятий отраслей пищевой
1 КПСС в резолюциях и решениях съездов, конференций и пленумов ЦК, ч. III.
М., Госполитиздат, 1954, стр. 43.
8
промышленности, например, транспортирующих машин производитель-
ностью 500—800 т/ч для элеваторов, оборудования для мельниц, пере-
рабатывающих до 1000 т зерна в сутки, оборудования для хлебозаводов
производительностью 300 т хлеба в сутки.
К началу первой пятилетки СССР ввозил из-за границы примерно
треть всех машин, потребных для народного хозяйства. В 1932 г. импор-
тировалось только 13%, а в 1937 г. лишь 0,9% машин. Общий рост про-
изводительных сил в стране позволил заводам продовольственного
машиностроения перейти от импорта к экспорту отдельных машин и к
комплексному оборудованию комбинатов пищевой промышленности.
В 1935—1938 гг. советскими инженерами были разработаны проекты
элеваторов и мельничного комбината для Ирана. Под непосредствен-
ным руководством наших специалистов был построен мелькомбинат в
Тегеране (мельница производительностью 200 т/сутки, элеватор емко-
стью 7000 т), а также пять элеваторов емкостью по 16 000 т и восемь
рисозаводов производительностью по 50 т/сутки в различных районах
страны. Все машины были изготовлены на наших заводах, смонтирова-
ны на месте и своевременно сданы в эксплуатацию советскими инжене-
рами, техниками и рабочими.
В результате выполнения первых двух пятилетних планов Совет-
ский Союз по общему объему промышленного производства вышел
на первое место в Европе, а по некоторым отраслям — на первое ме-
сто в мире.
Была создана разветвленная сеть крупных, оснащенных современ-
ной техникой предприятий различных отраслей промышленности, произ-
водившей товары для населения, в том числе мукомольных комбинатов
и крупозаводов.
Объем валовой продукции по заводам Главпродмаша к 1940 г. вы-
рос по сравнению с 1928 г. в 11,8 раза.
Создавались также машиностроительные объединения в системе
пищевой промышленности, которые выпускали в 1940 г. оборудования
в два раза больше, чем заводы Главпродмаша.
Уже в 1940 г. объем производства технологического оборудования
для пищевой промышленности (в ценностном выражении) приближал-
ся к объему производства этих машин в США, где эта отрасль промыш-
ленности была создана намного раньше.
§ 4. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА
В ПЕРИОД 1945—1957 гг.
Мирное социалистическое строительство в СССР было прервано
в 1941 г. вероломным нападением фашистской Германии. Война принес-
ла нашему народу неисчислимый ущерб. Большое количество заводов
продовольственного машиностроения осталось в зоне оккупации фашист-
скими захватчиками и было разрушено. Некоторые заводы частично
или полностью были переключены на нужды обороны.
К концу войны производственные площади, станочный парк и чис-
ленность работающих в отрасли составляли 30—40% от довоенного
уровня. Этим объясняется то, что валовая продукция заводов продо-
вольственного машиностроения в 1946 г. не превышала одной трети до-
военной.
После победоносного завершения Великой Отечественной войны со-
ветский народ под руководством Коммунистической партии приступил к
восстановлению народного хозяйства. Ежегодно возрастало производст-
во чугуна, стали, угля и нефти. Восстанавливалась и развивалась также
легкая и пищевая промышленность, но для осуществления мощного подъ-
ема нашей экономики надо было прежде всего обеспечить преимущест-
венное развитие производства средств производства.
2—100
9
К концу четвертой пятилетки объем производства средств производ-
ства составил 205% от довоенного уровня.
Довоенный уровень производства предметов потребления был до-
стигнут в 1949 г., а в 1950 г. превышен на 23%. Валовая продукция за-
водов продовольственного машиностроения достигла в 1950 г. 252% по
отношению к уровню 1940 г.
Задачи широкого внедрения в промышленность по хранению и пере-
работке зерна непрерывных процессов производства и механизации тру-
доемких работ требовали создания и освоения новых машин на уровне
достижений передовой науки и техники.
В 1946—1950 гг. были созданы и внедрены в промышленность по
хранению и переработке зерна следующие новые типы машин: вальцо-
вые станки-автоматы, воздушно-водяные кондиционеры, машины для
выделения из зерновой массы минеральных примесей и машины для сор-
тирования продуктов шелушения.
Вальцовые станки-автоматы — это основные машины для измельче-
ния зерна. В новых автоматических вальцовых станках, которыми осна-
щена мукомольная промышленность, изменение зазора между вальца-
ми, а также выключение или включение питающего механизма произво-
дятся автоматически, соответственно при прекращении подачи и при
поступлении продукта в станок. Внедрение в промышленность автома-
тических вальцовых станков значительно повысило технический уровень
производства.
Машины для выделения минеральных примесей из зерновой массы
были предложены инженером А. Ф. Григоровичем. Они полностью отде-
ляют примеси, отличающиеся от зерна по коэффициенту трения и плот-
ности. По своей эффективности эти машины оставляют далеко позади се-
бя машины зарубежных стран.
Машины для сортирования продуктов шелушения были предложе-
ны инженером А. П. Беспаловым. По конструкции они являются принци-
пиально новыми; их применяют для сортирования промежуточных про-
дуктов при выработке крупы из овса, проса, риса и других культур.
Машины сортируют продукты на фракции, различающиеся по физико-
механическим свойствам, главным образом по коэффициенту трения,
упругости и плотности. Технологическая эффективность новых машин
выше аналогичных машин, известных в зарубежной технике.
§ 5. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА
В ПЕРИОД 1958—1965 гг.
Продовольственное машиностроение в этот период получило раз-
витие в соответствии с изданными постановлениями правительства о
расширении производства оборудования для пищевой промышленности.
В течение 1958—1965 гг. выпуск машин для пищевой промышленности
увеличился в 1,6 раза и для переработки зерна в 2,2 раза. В эти годы
были созданы новые машины для переработки зерна в продовольствен-
ные и кормовые продукты. К ним относятся рассевы шкафного типа,
позволяющие повысить производительность предприятий и улучшить ка-
чество сортовой муки.
На качество муки большое влияние оказывают моечные машины.
Они значительно улучшают процесс очистки и подготовки зерна к по-
молу.
Во ВНИЭКИпродмаш разработаны и внедряются на крупяных за-
водах шелушильные машины с резиновыми валками. Длительной эксп-
луатацией этих машин на Ташкентском рисозаводе установлено, что они:
обеспечивают хорошую технологическую эффективность, увеличи-
вают выход риса-крупы на 1,5% и вырабатывают крупу только высшим
и первым сортом;
10
резко снижают (почти в два раза) выход дробленого риса;
занимают производственную площадь в два раза меньшую, чем ше-
лушильный постав;
сокращают расход энергии при шелушении риса-зерна на 25%.
Благодаря применению новых шелушильных машин народное хо-
зяйство стало получать ежегодно дополнительно около 15 тыс. т риса
высокого качества.
Для оснащения новых комбикормовых заводов и реконструкции
действующих предприятий ВНИЭКИпродмаш разработал и внедрил
новые высокопроизводительные дробилки, прессы для выработки грану-
лированных комбикормов и другие машины.
§6. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА
В ПЕРИОД 1966—1970 гг.
В восьмой пятилетке продолжал расти выпуск технологического
оборудования для предприятий по хранению и переработке зерна.
К 1969 г. по сравнению с 1965 г. выпуск оборудования увеличился в
1,3 раза.
За 1966—1970 гг. машиностроительными предприятиями и органи-
зациями СССР было создано 100 образцов и освоено серийное производ-
ство 76 наименований нового технологического оборудования, в том чис-
ле для мукомольной и крупяной прмышленности 34, элеваторной 25 и
комбикормовой 17.
Основные работы были направлены на создание современных
средств комплексной механизации транспортных и погрузочно-разгрузоч-
ных работ. Так, для механизации транспортных работ на элеваторах и в
складах для зерна освоено серийное производство унифицированных
горизонтальных реверсивных скребковых транспортеров производитель-
ностью 25—175 т/ч, длиной 25—75 м и с дистанционным управлением.
В 1969 г. выпущено свыше ИЗО таких транспортеров. Годовой экономи-
ческий эффект от внедрения этих транспортеров составил более
1 млн. руб. В 1970 г. выпуск таких транспортеров увеличился в 1,5 раза.
В результате замены ленточных транспортеров скребковыми объем
строительно-монтажных работ на элеваторах уменьшился на 6—8%.
Большое внимание уделено созданию и освоению средств механиза-
ции в складах для зерна. Для этого освоен выпуск передвижных и само-
ходных зернопогрузчиков и универсальных механических погрузчиков.
Для выгрузки зерна из барж освоено производство пневмоперегружа-
телей производительностью 40 т/ч, а для выгрузки грузов из вагонов —
специальных машин.
В промышленности ведутся большие работы по модернизации шахт-
ных зерносушилок и их замене на газовые рециркуляционные.
Для автоматизации процессов отбора проб из автомобилей и анали-
за качества зерна создана установка с пропускной способностью 40—60
автомобилей в час. Их внедрение на хлебоприемных предприятиях и
элеваторах обеспечивает получение объективных показателей качества
зерна и позволяет уменьшить на 8000—10 000 человек визировщиков и
лаборантов, привлекаемых в период хлебозаготовок. При ежегодном вы-
пуске 300—350 таких установок годовой экономический эффект от их
внедрения составит около 1,5 млн. руб.
§ 7. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА
В ПЕРИОД 1971—1975 гг.
В девятой пятилетке (1971—1975 гг.) мукомольно-элеваторная,
крупяная и комбикормовая промышленность решала большие задачи,
из которых одной из основных являлось увеличение выпуска высоко-
2*
11
качественной муки и крупы для полного обеспечения населения как по
объему, так и по ассортименту. Предусматривается также значительный
рост производства комбикормов. Особое внимание уделено строитель-
ству комбикормовых заводов промышленного и сельскохозяйственного
типов. Предусмотрено также увеличение примерно в два раза выпуска
высокопроизводительного технологического оборудования, оснащенного
новейшими средствами автоматизации для предприятий пищевой про-
мышленности.
Основным направлением в создании техники для пищевой промыш-
ленности является значительное увеличение доли сложных поточно-ме-
ханизированных и автоматизированных линий, автоматизированных
установок, агрегатов и автоматов, которые составят около 50% от об-
щего количества осваиваемого в девятой пятилетке оборудования. Зна-
чительно увеличится выпуск автоматов для фасовки пищевых продуктов.
Это вызывает необходимость повышения эффективности высшего
образования для подготовки высококвалифицированных специалистов
для различных отраслей пищевой промышленности. Решение этой зада-
чи требует глубокого научного анализа состояния и перспектив развития
отдельных отраслей народного хозяйства.
В ближайшие годы предстоит разработать и освоить сотни новых
машин, автоматов, автоматизированных линий, которые позволят усо-
вершенствовать технологию пищевых производств, внедрить новые ме-
тоды обработки сырья, повысить степень его использования и улучшить
качество вырабатываемой продукции.
Основными направлениями в разработке и создании новых образ-
цов машин являются:
наиболее быстрый перевод пищевых производств на выпуск про-
дуктов при помощи автоматов и автоматических линий;
создание новых технологических схем производства, основанных на
принципе непрерывного действия оборудования и комплексной автома-
тизации производственных процессов;
разработка оборудования для механизации погрузочно-разгрузоч-
ных работ всех видов;
типизация, унификация и нормализация деталей, конструкций и
узлов;
использование пластмасс и других эффективных материалов при
конструировании нового оборудования;
дальнейшее повышение производительности, надежности и долго-
вечности при снижении массы на единицу мощности вновь создаваемого
оборудования и приборов;
совершенствование аспирации оборудования, удовлетворяющей са-
нитарно-техническим требованиям.
Основными задачами машиностроения при производстве машин
для переработки зерна являются:
создание высокопроизводительного оборудования для приема,
очистки, сушки и хранения зерна на элеваторах и хлебоприемных пред-
приятиях;
широкое внедрение усовершенствованных установок для автомати-
ческого отбора проб зерна из кузова автомобиля;
создание новых, более совершенных и производительных моечных,
увлажнительных машин, скоростных кондиционеров, рассевов и высо-
копроизводительных зерноочистительных сепараторов в металлическом
исполнении;
создание и внедрение оборудования для осуществления новых мето-
дов крупоотделения, обеспечивающих повышение выхода крупы и улуч-
шение ее качества;
создание новых машин для переработки различных ингредиентов
комбикормов и премиксов.
12
Глава II
СОВРЕМЕННЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ
И ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПРОЦЕССОВ
•
Наиболее совершенной формой индустриального производства яв-
ляется непрерывно-поточное производство. Оно требует согласования
ритма и производительности машин и аппаратов, действующих парал-
лельно или последовательно.
Важнейшим фактором сокращения производственного цикла и по-
вышения производительности предприятия является интенсификация
технологического процесса, комплексная механизация и автоматизация.
Для этого во многих случаях процесс, который в естественных условиях
протекает замедленно, заменяют убыстренными искусственными прие-
мами. Различают однолинейные и многолинейные потоки.
Однолинейные потоки применяют в тех производствах, где из опре-
деленного сырья вырабатывают один вид однородной продукции. На
таких предприятиях существует замкнутый цикл производства с непре-
рывным перемещением предмета труда к исполнительным механизмам
различного технологического назначения, иначе говоря, продукт после-
довательно проходит все стадии производственного процесса, что харак-
терно, например, для мукомольных заводов односортного помола.
Многолинейныс потоки применяют на тех предприятиях, где про-
изводство продукции разделяется на нисколько самостоятельных пото-
ков, в каждом из которых получают продукт (или полуфабрикат),
необходимый для выработки готовой продукции. Это характерно, напри-
мер, для заводов, вырабатывающих комбинированные корма. В много-
линейных потоках выделяют главную и вспомогательные линии. Глав-
ная линия включает машины, превращающие сырье в готовый продукт;
к вспомогательным относят линии, на которых вырабатывают полупро-
дукты или выполняют некоторые вспомогательные операции, например
отделку готовой продукции и ее фасовку.
Многолинейные потоки могут быть составлены не только из сходя-
щихся, но н из расходящихся потоков, когда из определенного вида
сырья вырабатывают ряд конечных продуктов. Такая организация про-
изводства характерна, например, для мукомольных заводов многосорт-
ного помола и крупяных заводов.
Могут быть смешанные потоки, когда из нескольких видов сырья
или полупродуктов вырабатывают ряд конечных продуктов.
Производственный процесс каждого технологического потока состо-
ит из нескольких операций, которые осуществляют в отдельных ма-
шинах.
Для межоперационного, внутри- и межцехового перемещения про-
дуктов применяют различные транспортирующие и перегрузочные ма-
шины (гравитационные, механические, пневматические и гидравличе-
ские).
В однолинейных потоках производительность и цикл работы всех
технологически объединенных машин и аппаратов должны быть согла-
сованы с работой ведущей машины, т. е. с наиболее производительной
13
и совершенной маши-
ной потока, имеющей
основное значение для
данного производст-
венного процесса.
В многолинейных
потоках производи-
тельность и ритм всех
вспомогательных ли-
ний должны быть под-
чинены производитель-
ности и ритму работы
главной линии.
Между отдельны-
ми элементами потока
не всегда можно осу-
ществить жесткую
связь. Характер связи
обусловливают технологические и организационно-технические условия
производства. В автоматизированных потоках часто применяют системы
с гибкой связью между элементами потока.
В зависимости от характера связей поточные линии могут быть раз-
делены на линии (рис. П-1):
с жесткой связью между элементами потока для непосредственной
передачи обрабатываемых объектов с одной позиции к другой;
с гибкой связью между всеми элементами потока, в которых каждое
звено потока представляет собой независимую машину по производи-
тельности и ритму, а гибкая связь — это накопитель запаса полуфабри-
катов или межоперационная емкость;
с полугибкими связями, в которых отдельные участки потока пред-
ставляют собой жестко связанные звенья для непосредственной переда-
чи объектов обработки от звена к звену; участки же связаны между
собой гибко при помощи промежуточных приемников-накопителей и
транспортеров-перегружателей.
Гибкие и полугиб кие связи применяют тогда, когда между отдель-
ными стадиями обработки технологически необходимой является вы-
держка полуфабриката в течение некоторого времени и при определен-
ных условиях. Кроме того, полугибкие связи часто позволяют типовую
поточную линию переналадить для выпуска другой продукции путем
замены только одного звена или участка потока.
Производственный процесс на современных предприятиях по пере-
работке зерна в продовольственные и кормовые продукты является
непрерывно-поточным с жесткой или гибкой связью между элементами
потока. В зависимости от специализации и производительности пред-
приятий в них организуют однолинейные и многолинейные потоки разной
сложности.
Ниже рассматриваются основные стадии производственного про-
цесса элеватора, мукомольного, крупяного, комбикормового и семеобра-
батывающего завода.
Постыл
ление
сырья
Пост^п
ленив
сырья
продукции
сырья
в
Рис. П-1. Схемы поточных линий:
Выход
готовой
продукции
а—с жесткой связью; б— с гибкой связью; 6 — с полугибкой
связью; 1 — связанная машина; 2 — свободная машина; 3 —при-
емник-накопитель.
§ 1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС НА ЭЛЕВАТОРАХ
Производственный процесс на элеваторе включает:
прием зерна и размещение его в силосных корпусах по сортам,
географическим районам произрастания и основным технологическим
признакам (по типовому составу, влажности, засоренности и г эше“-
стекловидности).
тепловую сушку зерна, как меру, обеспечивающую его сохр
14
димое для ведения количественно-качественного учета товарно-матери-
альных ценностей в сфере производства, а также для контроля хода
производственного процесса;
попутная очистка промежуточных продуктов, окончательная очист-
ка готовой продукции и отходов производства от металломагнитных
примесей, являющихся продуктами износа металлических рабочих по-
верхностей или посторонними включениями;
технологический контроль эффективности действия отдельных ма-
шин и систем взаимосвязанных машин;
вентилирование машин в технологических и санитарно-гигиениче-
ских целях, а также для обеспечения пожаровзрывной безопасности;
механизация межоперационного и межцехового перемещения сырья
на гравитационной, механической или пневматической основе;
фасовка, упаковка продукции в матерчатую, Оумажную или картон-
ную тару;
размещение и хранение продукции и отпуск ее потребителям.
Ниже рассматривается основное технологическое оборудование,
посредством которого производят целесообразное изменение физических
и химико-биологических свойств сырья, полуфабрикатов и готовой про-
дукции. Рассматривается и вспомогательное оборудование, предназна-
ченное для обслуживания основного оборудования или отдельных
технологических процессов. Транспортирующее оборудование, предна-
значенное для выполнения операций, которые связаны с приемом и реа-
лизацией готовой продукции, вентиляционное и санитарно-техническое
оборудование изучаются в соответствующих специальных дисциплинах.
Глава III
СТРУКТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН
ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА
§ 1. СТРУКТУРА МАШИН И НАЗНАЧЕНИЕ ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Для изучения различных машин необходимо знать их структуру
и функциональное назначение отдельных элементов.
Современная машина состоит главным образом из питающих
устройств, исполнительных механизмов с рабочими органами, привод-
ного (двигательного) механизма, а также устройств для управления,
регулирования и блокировки.
Питающее устройство предназначено для непрерывной или перио-
дической подачи исходного продукта или сырья в машину. Одновремен-
но это устройство может обеспечивать количественное дозирование по
массе (весу) или объему подаваемого исходного продукта или сырья
в зависимости от требований технологического процесса.
Исполнительный механизм предназначен для передачи движения
рабочим органам машины. Он включает ведомое звено, с которым сое-
динены рабочие органы, и ведущее звено, которое связано с приводным
механизмом.
Рабочие органы машины непосредственно воздействуют на обраба-
тываемый продукт (исходный, промежуточный или конечный) согласно
заданному технологическому процессу. Во многих случаях этот процесс
в машине осуществляется несколькими рабочими органами, каждый из
которых выполняет определенную операцию. Такие машины называ-
ются сложными в отличие от простых машин с одним рабочим органом.
Исполнительные механизмы характеризуются условиями работы ра-
бочих органов. Существуют механизмы непрерывной работы; их органы
находятся в непосредственном контакте с обрабатываемым продуктом
в течение всего цикла движения механизма. Известны также механизмы
прерывной работы, рабочие органы которых находятся в контакте с об-
рабатываемым продуктом лишь в течение части цикла движения меха-
низма (рабочее перемещение); остальное время рабочие органы такого
механизма находятся в нерабочем положении (холостое перемещение).
Современные машины пищевых производств приводятся в движение
главным образом индивидуальными электродвигателями.
Кроме вышеперечисленных механизмов, современные машины снаб-
жают рядом дополнительных устройств для регулирования и настрой-
ки работы машины, управления, пуска, остановки, контроля, защиты
и блокировки.
Устройства защиты и блокировки должны предотвращать непра-
вильные или несвоевременные включения или отключения отдельных
частей машины и предохранять их от разрушения при аварии сопряжен-
ных механизмов или машин.
Структурный анализ каждой машины позволяет построить ее тех-
нологическую и кинематическую схемы, а также определить динамиче-
ские условия работы всех механизмов, узлов и деталей, что необхо-
димо для расчета и конструирования машин.
18
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН
При современном многообразии пищевых производств применяе-
мое в них технологическое оборудование весьма разнообразно. Это
оборудование можно классифицировать по следующим общим при-
знакам:
характеру воздействия на обрабатываемый продукт;
структуре рабочего цикла;
степени механизации и автоматизации;
принципу сочетания в производственном потоке;
функциональному признаку.
Кроме общих признаков, каждому виду оборудования присущи спе-
цифические свойства и особенности, которые можно рассматривать как
частные признаки классификации. Эти свойства и особенности рассмат-
риваются в соответствующих главах.
По характеру воздействия на обрабатываемый продукт различают:
машины, в которых продукт подвергается механическому воздейст-
вию; при обработке в этих машинах продукты изменяют не свойства, а
лишь форму, размеры или другие подобные параметры, поддающиеся
механическому воздействию;
аппараты, как особую категорию рабочих машин, в которых про-
дукты испытывают воздействие (физико-химические, биохимические,
тепловые, электрические), изменяющие их физические или химические
свойства, или агрегатное состояние.
В некоторых случаях технологическое оборудование — это комбина-
ция машины и аппарата, в которой совмещаются механическое, физико-
химическое, тепловое и другие указанные виды воздействий.
Характерная особенность машин — наличие движущихся рабочих
органов, непосредственно механически воздействующих на обрабатывае-
мый продукт. Особенностью же аппаратов является наличие определен-
ного реакционного пространства (рабочей камеры), в котором произво-
дится воздействие на продукт с целью изменения его свойств. Емкость
реакционного пространства и производительность аппарата определяют
продолжительность процесса.
По структуре рабочего цикла различают следующие машины:
периодического действия;
непрерывного действия.
В машинах периодического действия обрабатываемый продукт
подвергается воздействию в течение определенного периода времени
и затем готовый продукт выводится из машины. После этого процесс
возобновляется, повторяясь циклически. Режим работы рабочих орга-
нов таких машин за время цикла непрерывно изменяется.
В машинах непрерывного действия существует установившийся во
времени рабочий процесс: загрузка исходного продукта и выгрузка го-
товой продукции проводятся одновременно. Рабочие органы таких ма-
шин работают в стабильных условиях.
Таким образом, однородные по назначению органы и элементы
машин периодического действия требуют различного подхода к их
расчету и конструированию.
По степени механизации и автоматизации операций различают:
машины неавтоматического действия;
полуавтоматические машины;
автоматические машины.
В машинах неавтоматического действия вспомогательные операции
(загрузка, выгрузка, перемещение, контроль) и некоторые технологиче-
ские операции выполняются при непосредственном воздействии человека
на предмет труда. В таких машинах механизмы и орудия лишь облегча-
ют труд человека, но не устраняют его.
19
В полуавтоматических машинах все основные технологические
операции и процессы выполняются машиной, ручными остаются неко-
торые транспортные, контрольные и другие вспомогательные операции.
В автоматических машинах технологические процессы, а также все
вспомогательные операции, включая транспортные и контрольные, вы-
полняются машиной.
Особенностью машин полуавтоматов и автоматов является наличие,
кроме обычных механизмов и устройств, специальных механизмов и
устройств, обеспечивающих автоматическое действие машин.
В процессе постоянного развития и совершенствования пищевой
промышленности СССР все машины последовательно заменяются полу-
автоматическими, а затем полностью автоматическими.
По принципу сочетания в производственном потоке различают:
отдельные (частные) машины;
агрегатные или комплексные машины;
комбинированные машины;
автоматическую систему машин.
Если рабочие органы машины выполняют различные процессы и
операции, связанные определенной последовательностью, то такая ма-
шина является агрегатной или комплексной. Подобные машины обеспе-
чивают ускорение процессов, экономию труда и производственных пло-
щадей, уменьшение потерь, снижение потребляемой энергии и уменьше-
ние эксплуатационных расходов.
Более совершенны по сравнению с агрегатными (комплексными),
комбинированные машины, выполняющие определенный законченный
цикл операций и процессов.
Последовательное развитие производства приводит к переходу от
машин, выполняющих отдельные частные операции, от агрегатных и
комбинированных машин к автоматической системе машин и непрерыв-
ному производственному потоку.
Наконец, по функциональному признаку все технологическое обо-
рудование, применяемое в пищевых производствах, можно разделить на
группы, объединяющие принципиально одинаковые машины (аппара-
ты) и автоматы по их воздействию на продукт и конструктивному реше-
нию. В частности, технологическое оборудование для переработки зер-
на в продовольственные и кормовые продукты объединяет следующие
группы машин и аппаратов;
1) машины для выделения примесей, отличающихся от зерен основ-
ной культуры шириной и толщиной;
2) машины для выделения примесей, отличающихся от зерен ос-
новной культуры аэродинамическими свойствами;
3) машины для выделения примесей, отличающихся от зерен основ-
ной культуры шириной, толщиной и аэродинамическими свойствами;
4) машины для выделения примесей, отличающихся от зерен основ-
ной культуры длиной;
5) машины для выделения примесей, отличающихся от зерен основ-
ной культуры совокупностью различных физических свойств;
6) машины для «сухой» обработки поверхности зерна;
7) машины для обработки зерна водой;
8) аппараты для обработки зерна теплом;
9) машины и агрегаты для дозирования и смешивания зерновых и
жидких продуктов;
10) магнитные сепараторы для выделения металломагнитных при-
месей;
11) машины для измельчения зерна;
12) машины для сортирования продуктов изме ьчения зерна;
13) машины для сортирования (обогащения) промежуточных про-
дуктов измельчения зерна;
20
14) машины для отделения оставшихся частиц эндосперма от обо-
лочек;
15) машины для шелушения зерна крупяных культур, шлифования
и полирования ядра;
16) машины и аппараты для сортирования продуктов шелушения
зерна крупяных культур;
17) машины для прессования комбинированных кормов;
18) весоизмерительные установки.
В таблице Ш-1 указаны отрасли промышленности, в которых при-
меняются перечисленные группы машин.
ТАБЛИЦА Ш-1
Группы машин, применяемых на предприятиях по хранению и переработке зерна
Примечания, 1. Цифрами 1, 2, 3 ... 18 обозначены группы машин, фигурирующие под тлми
же номерами в классификации, которая приведена в тексте 2. Знаком «плюс» обозначены группы
машин, применяемых на предприятиях различных отраслей промышленности по хранению и пе-
реработке зерна.
§ 3. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МАШИНАМ
Кроме общих требований (прочность, жесткость и вибрационная
стойкость), предъявляемых к машинам для производства пищевых
продуктов при проектировании, изготовлении и эксплуатации, они
должны отвечать еще следующим требованиям.
1. Возможность выполнения процессов прогрессивной технологии.
Иначе говоря, машины и аппараты при полной их производительности
должны оказывать на обрабатываемый продукт технологически опти-
мальное воздействие. При этом неизбежные потери должны быть мини-
мальными. В силу этого при конструировании новых или модернизации
действующих машин необходимо при оптимальном режиме технологи-
ческого процесса обеспечить соответствие скоростей и траекторий дви-
жения рабочих органов физико-механическим, химическим и биологи-
ческим свойствам исходных, промежуточных и конечных продуктов.
2. Высокая технико-экономическая эффективность. Ее повышение
выражается в конечном итоге в росте производительности обществен-
ного труда, т. е. в снижении затрат на единицу продукта, выработанного
на указанных машинах и автоматах. Повышение технико-экономической
эффективности обусловливают следующие параметры, отнесенные к
производительности машин: размер занимаемой площади, расход энер-
гии, воды, пара, стоимости изготовления, монтажа, ремонта и эксплуа-
тации оборудования.
Под занимаемой площадью понимается не только площадь, заня-
тая самой машиной, но и площадь, которую необходимо держать сво-
бодной для технической эксплуатации машины.
3. Высокая износостойкость рабочих органов машин и аппаратов
пищевых производств — важное требование, характерное для оборудо-
вания, так как попадание частиц материалов, из которых изготовлена
машина, в продукты может сделать их непригодными для продовольст-
венных и кормовых целей.
4. Возможность передачи движения машине непосредственно от ин-
дивидуального или группового электродвигателя, что во многих случа-
21
ях улучшает конструкцию машин и повышает их эксплуатационные
показатели.
5. Надежная герметизация и рациональное перемещение аспириру-
емых объемов воздуха, что позволит избежать выделения пыли в про-
изводственные помещения.
Эти требования особенно важны в связи с взрывоопасностью зерно-
вой, крахмальной, сахарной, мучной пыли при определенной ее концент-
рации в воздухе и при наличии источников тепла достаточной интен-
сивности.
6. Технологичность машин и аппаратов, т. е. соответствие их конст-
рукций оптимальным способам изготовления оборудования при задан-
ных масштабах производства и всемерной экономии материалов.
Технологичность конструкции машины или аппарата относится ко
всему комплексу производственных процессов, начиная от изготовления
заготовок деталей и кончая испытанием собранной машины. Для оценки
технологичности используют показатели: общую трудоемкость и массу
машины или аппарата. Кроме этих, могут быть использованы и другие
показатели, например степень конструкционной унификации и преемст-
венности, продолжительность производственного цикла и пр.
7. Унификация и нормализация деталей и узлов машин, максималь-
но широкое применение стандартизованных деталей и изделий, что
повышает серийность и технологичность машин, следовательно, повыша-
ет производительность и удешевляет производство, упрощает и ускоря-
ет проектирование, снижает ремонтную сложность машин, сокращает
номенклатуру необходимых запасных деталей.
8. Применение экономичных профилей металлов при конструирова-
нии и изготовлении машины, что уменьшает ее материалоемкость.
Во многих случаях применение заготовок пустотелых профилей
позволяет без ущерба для прочности и жесткости деталей и узлов
уменьшить расход металла в 2—3 раза. Для уменьшения массы деталей
целесообразно выбирать материалы с повышенными механическими
свойствами, ориентируясь во многих случаях на штамповку и сварку
отдельных частей.
Необходимо широко использовать современные прогрессивные ме-
тоды упрочнения металлов. К ним относят: упрочнение (деформирова-
ние) наклепом, накатывание роликами и т. п., термомеханическую
обработку, поверхностную закалку, цементацию, азотирование, цианиро-
вание, хромирование, сульфидирование, наплавку и напыление специ-
альных материалов на рабочие органы машины.
9. Применение синтетических материалов (пластмасс) при изготов-
лении и ремонте машин. Эти материалы при малой плотности обладают
достаточной механической прочностью, упругостью, эластичностью и
высокой износостойкостью.
Применение синтетических материалов во многих случаях приводит
не только к снижению массы машины, увеличению их надежности и
долговечности, но и к снижению трудоемкости и себестоимости изготов-
ления. Экономический эффект от замены металлов пластмассами дости-
гает значительных размеров, но при расчете деталей из новых конст-
рукционных материалов надо тщательно учитывать их физико-механи-
ческие свойства.
10. Машины и аппараты должны состоять из отдельных несложно
соединяемых блоков. Выполнение этого требования облегчает разборку,
перемещение и сборку машин при монтаже и ремонте.
11. Строгое соответствие допусков материалов и деталей государ-
ственным стандартам, что является необходимым условием взаимоза-
меняемости деталей и узлов.
12. Соответствие машин и аппаратов требованиям, изложенным в
правилах техники безопасности и производственной санитарии. В част-
22
пости, машины должны иметь с наружной стороны гладкую и обтекае-
мую форму, что облегчает соблюдение требований производственной
санитарии. Это является также важнейшим требованием охраны труда.
13. Возникающий во время работы машин шум не должен превы-
шать допустимые нормы по охране труда как по общему уровню, так и
по спектральному составу. Шум большой интенсивности травмирует
центральную нервную систему и сердечно-сосудистые, системы, органы
слуха и желудочно-кишечный тракт, что приводит к различным профес-
сиональным заболеваниям.
Механический шум возникает в результате упругих деформаций де-
талей, возникающих при неуравновешенности вращающихся систем, при
работе зубчатых передач и подшипников.
Указанные деформации деталей и частей машины проявляются
в виде вибраций, которые передаются корпусу машины, фундаменту
или станине при установке ее на междуэтажное перекрытие.
Аэродинамический шум возникает при больших скоростях воздуш-
ного или газового потока, при вихрях, срывах и пульсации скорости
и давления.
По физической сущности между шумом и вибрациями нет разли-
чия. Основное отличие шума и вибраций заключается в их психологи-
ческом восприятии, т. е. шум и звук воспринимаются слухом, а вибра-
ция осязанием.
Для ослабления шума следует по возможности; заменять ударные
действия безударными; возвратно-поступательные движения, изменя-
ющиеся по гармоническому закону, равномерно вращательными; демп-
фировать вибрации соударяющихся деталей и отдельных узлов путем
сочленения их с материалами, имеющими большое внутреннее трение
(резина, пробка, битумный картон, войлок, асбест и др.); уменьшать
интенсивность вибраций деталей, имеющих большие поверхности (кор-
пусов, кожухов, крышек и т. п.), путем их облицовки, заполнения специ-
ально предусмотренных полостей в них демпфирующими вибрации ма-
териалами или установки гибких связей (упругих прокладок, пружин)
между этими деталями и узлами, возбуждающими вибрации.
Кроме того, для снижения шума необходимо выполнять следующее:
заменять металлические детали деталями из пластмасс или из других
подобных (по признаку шумовых свойств) материалов либо чередовать
металлические детали с деталями из пластмасс; предусматривать ми-
нимальные по возможности допуски при изготовлении и сборке дета-
лей агрегата для уменьшения зазора в сочленениях деталей, уменьшая
тем самым энергию соударений и интенсивность вибраций; широко
применять смазку соударяющихся деталей вязкими маслами и заклю-
чать в масляные ванны вибрирующие и издающие шум детали; если
преобладает шум подшипников, можно в некоторых случаях заменять
подшипники качения подшипниками скольжения.
При невозможности снижения шума в источнике до допустимого
предела следует включать в конструкцию машины устройства, препят-
ствующие распространению шума, изолирующие или поглощающие его.
Для этого следует шумные узлы (шестеренчатые, редукторы, цепные
передачи и т. п.) и соударяющиеся детали заключать в звукоизолирую-
щие кожухи; машины, излучающие шум всей своей поверхностью, за-
ключать целиком в звукоизолирующие кожухи с выводом наружу орга-
нов управления и контрольных приборов; необходимые отверстия в зву-
коизолирующих кожухах выполнять в виде каналов, облицованных
изнутри звукопоглощающими материалами; все машины, создающие
чрезмерный шум вследствие вихреобразования или выхлопа воздуха
(вентиляторы, воздуходувки), снабжать специальными глушителями;
машины, предназначенные к установке на обычных (не специальных)
фундаментах, снабжать амортизаторами.
23
14. Автоматизация контроля и регулирования рабочих процессов.
В поточных, жестко сблокированных линиях необходимо предусматри-
вать автоблокировочные устройства:
не позволяющие включать линию, если хотя бы одна из машин, вхо-
дящая в нее, не готова к пуску;
останавливающие любую машину при выключении одной из после-
дующих машин линии;
останавливающие всю линию при прекращении подачи продукта
или тары.
15. Статическое или динамическое уравновешивание вращающихся
частей и поступательно движущихся масс машин.
Вследствие неточности или других дефектов заготовок (например,
отливок), механической обработки деталей и сборки узлов машины
возникает неуравновешенность главным образом из-за неравномер-
ности распределения материала в объеме детали или узла.
Различают статическую и динамическую неуравновешенность. Стати-
ческая неуравновешенность возникает при смещении центра тяжести вра-
щающегося тела относительно геометрической оси его вращения. Дина-
мическая неуравновешенность возникает при несовпадении главной цен-
тральной оси инерции тела с геометрической осью его вращения.
При вращении неуравновешенных деталей возникают центробеж-
ные силы, достигающие иногда значительной величины. Неуравновешен-
ность элементов машины вызывает вибрацию ее опор, а также пола
(перекрытий) здания, чрезмерный износ подшипников и других частей
машины, увеличение расхода энергии, снижение производительности
машины, увеличение эксплуатационных расходов, связанных с частым
ремонтом и заменой изношенных деталей, возбуждение вынужденных
колебаний и вибраций, приводящих к снижению долговечности машины,
ухудшению качества ее работы, саморазвинчиванию резьбовых соеди-
нений.
Поэтому вращающиеся части машины должны быть подвергнуты
статическому или динамическому уравновешиванию.
16. Техническое совершенство и надежность машин и аппаратов.
Характеристикой технического совершенства машины является надеж-
ность и срок, в течение которого она по своим основным показателям
будет соответствовать современному уровню техники.
Ниже приведены основные элементы, термины и определения в об-
ласти надежности машин, являющиеся общими для разных отраслей
промышленности (ГОСТ 13377—67). В приложении к этому стандарту
приведены уравнения для определения численных значений показателей
надежности.
Надежность — свойство машины (прибора, аппарата, системы и их
частей) выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные
показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка
времени или требуемой наработки.
Надежность машины обусловливается ее безотказностью, долго-
вечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью, а также долговеч-
ностью частей.
Количественно надежность можно оценивать произведением вероят-
ности безотказной работы в течение заданного времени на коэффициент
оптимального технического использования машины.
Работоспособность — состояние машины, при котором она способна
выполнять заданные функции с параметрами, установленными требова-
ниями технической документации.
Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособности.
К причинам отказов относят:
конструктивные дефекты, которые одинаково сказываются на всех
изделиях;
24
технологические дефекты, приводящие к снижению надежности
части изделия;
эксплуатационные дефекты, способствующие преждевременному
выходу из строя отдельных изделий;
износ и старение, вызывающие необратимые изменения в виде на-
рушения координации и взаимодействия сопряженных элементов, сниже-
ния их прочности и возникновения усталостных разрушений.
Наработка — продолжительность или объем работы машины, из-
меряемые в часах (минутах, секундах), циклах, кубометрах или в дру-
гих единицах.
Безотказность — свойство машины сохранять работоспособность в
течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.
Долговечность — свойство машины сохранять работоспособность
до предельного состояния с необходимыми перерывами для техническо-
го обслуживания и ремонтов.
Предельное состояние машины определяется невозможностью ее
дальнейшей эксплуатации, что связано со снижением эффективности
или требованиями безопасности и оговаривается в технической доку-
ментации.
Показателями долговечности могут служить, например, ресурс или
срок службы.
Ресурс — наработка машины до предельного состояния, оговорен-
ного в технической документации.
Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации ма-
шины до момента возникновения предельного состояния, оговоренного
в технической документации, или до списания.
Ремонтопригодность — свойство машины, заключающееся в его
приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению
отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания
и ремонтов.
Неисправность — состояние машины, при котором она не соответ-
ствует хотя бы одному из требований технической документации.
Сохраняемость — свойство машины сохранять обусловленные экс-
плуатационные показатели после срока хранения и транспортирования,
установленного в технической документации.
Коэффициент технического использования — отношение наработки
машины в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сум-
ме этой наработки и времени всех простоев, вызванных техническим об-
служиванием и ремонтами за тот же период эксплуатации.
Наука о надежности, базирующаяся на использовании математико-
статистического и вероятностного методов к созданию технически со-
вершенного оборудования, устанавливает закономерности возникнове-
ния конструктивных, технологических и эксплуатационных отказов и
восстановления работоспособности оборудования; она в объективной
форме рассматривает влияние внешних и внутренних воздействий, соз-
дает и систематически уточняет основы расчета надежности оборудо-
вания при его конструировании, изготовлении и эксплуатации.
Глава IV
МАШИНЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ,
ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ОТ ЗЕРЕН ОСНОВНОЙ КУЛЬТУРЫ
ШИРИНОЙ И ТОЛЩИНОЙ
•
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Процесс механического разделения сыпучих материалов на фрак-
ции, различающиеся геометрическими признаками и физическими свой-
ствами, называют сепарированием. Машины, применяемые для этого
процесса, называют ситовыми сепараторами.
Ситовые сепараторы на предприятиях по хранению и переработке
зерна применяют для очистки зерновых смесей от примесей, отличаю-
щихся от основного зерна линейными размерами (шириной и толщи-
ной); для сортирования зерна на отдельные классы и фракции по круп-
ности при подготовке продовольственного зерна к шелушению, а также
при доведении семенного зерна до заданных кондиций; для сортирова-
ния продуктов измельчения и шелушения зерна.
На комбикормовых заводах для очистки от примесей и скомковав-
шихся частиц просеивают мел, соль, рыбную, костную и мясную муку,
а также продукты измельчения жмыха и шрота.
На семеобрабатывающих заводах на ситах калибруют семена ку-
курузы по форме и размерам. Такие машины применяют также для
оценки гранулометрического состава различных сыпучих пищевых про-
дуктов.
В результате просеивания через одно сито исходный продукт разде-
ляется на две фракции (части), содержащие разные по размерам ча-
стицы. Часть смеси, проходящая через отверстия сита, называют прохо-
дом; остальную часть, которая остается на сите и сходит с него,—
сходом (рис. IV-1).
Сита с круглыми отверстиями задерживают частицы, ширина ко-
торых больше диаметра этих отверстий. Поэтому считают, что на таких
ситах можно разделить продукт по ширине отдельных частиц или вы-
делить из зерновой смеси примеси, отличающиеся от зерен основной
культуры шириной.
Сита с прямоугольными отверстиями задерживают частицы, тол-
щина которых больше ширины этих отверстий. Такие сита пригодны
для разделения исходного продукта по толщине отдельных частиц или
для очистки зерна от примесей, отличающихся от зерен основной куль-
туры толщиной.
Для оценки работы ситовых сепараторов приняты следующие
показатели:
производительность Q (кг/с) — количество зерна, поступающего в
машину в единицу времени;
эффективность очистки зерна от примесей Е (%);
содержание полноценного зерна в отходах а (%), характеризующее
четкость сепарирования, т. е. качественную сторону процесса.
26
a> b .с
а-длина
Ь-ишрина
с -толщина
Поступление
продукта
крупная
$P0f<UUpJCXQd)
мелкая фракция
(прохоо)
Рис. IV-1. Сортирование зерновой смеси на ситах:
п — обозначение размеров зерен; б — разделение смеси на две фракции; в — сито с круглыми от-
верстиями (сортирует зерно по ширине); г — сито с прямоугольными отверстиями (сортирует по
толщине).
Производительность ситовых сепараторов Q (кг/с) определяют по
результатам баланса продуктов и выражают следующей зависимостью:
где G — масса исходного зерна (поступающего в машину), кг;
t— время снятия баланса, с.
Эффективность очистки зерна от примесей Е (%) определяют по
формуле
£ = ~^(1-«),
где А — количество подлежащих выделению примесей в исходном зер-
не, %;
Б — количество примесей, оставшихся в зерне после очистки, %;
а — количество полноценного зерна в отходах, % к массе выде-
ленных примесей.
Эффективность очистки и содержание полноценного зерна в отхо-
дах после очистки регламентированы правилами ведения технологиче-
ского процесса.
В частности, на первом сепараторном проходе эффективность очист-
ки должна быть не менее 65%, а содержание полноценного зерна в от-
ходах при всех видах очистки не более 2% от массы отходов.
В таблицах IV-I и IV-2 приведены физико-механические свойства
разных зерновых культур и сорных примесей.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
Машины для выделения примесей, отличающихся по ширине
и толщине
С цилиндрическими или призматиче-
скими ситами, вращающимися вокруг
горизонтальной оси
С плоскими ситами
С возвратно-
поступательным
движением
С круговым посту-
пательным движе-
нием
27
ю
00
Физико-механические свойства зерновых культур
Культура Размеры, мм Плотность, 10s -ZL Ms
длина ширина толщина
Пшеница 4,8—8,0 1,6—4,0 1,5—3,3 1,2—1,5
Рожь 5,0—10,0 1,4—3,6 1,2—3,5 1,2—1,5
Овес 8,0—18,6 1,4—4,0 1,0—4,0 1,2—1,4
Ячмень 7,0—14,6 2,0—5,0 1,2—4,5 1,2—1,4
Рис 5,0—7,0 2,5—2,8 2,0—2,5 1,19—1,26
Гречиха 4,2—6,2 2,8—3,7 2,4—3,4 0,85—1,25
Кукуруза 5,5—13,5 5,0—11,5 2,5—8,0 1,35
Горох 4,0—8,8 4,0—9,0 3,0—9,0 1,4
Просо 1,8—3,2 1,5—2,0 1,5—1,7 1,1—1,2
Физико-механические свойства примесей
Примеси Размеры, мм Плотность, 10’ кг/ма Масса 1000 зерен, 10~~3 кг
длина ширина толщина
Овсюг 8,0—20,0 1,8—3,0 1,3—3,0 0,9—1,1 15,0—25,0
Татарская гречиха 4,0—5,6 2,2—3,6 2,2—3,6 1,0—1,3 2,0—6,0
Куколь 2,8—4,4 2,0—3,8 1,6—3,0 1,1—1,3 7,0—10,0
Спорынья 2,0—8,5 1,0—3,0 0,8—1,8 0,9—1,1 2,0—2,2
Дикая редька 3,0—8,1 2,0—5,8 1,7—5,0 0,9—1,0 8,0—10,0
Гречиха вьюнко- вая 2,0—3,6 1,6—2,8 1,6—2,6 1,0—1,3 2,0—6,0
ТАБЛИЦА IV-1
Масса 1000 зерен, 10“3 кг Объемная масса, 10а кг/м3 Коэффи- циент внутрен- него тре- ния Скважистость, % Коэффициент внешнего трения
по дереву по стали по бетону
20—40 0,76 0,47 54,0 0,40 0,37 0,40
13—32 0,73 0,49 38,0 0,40 0,37 0,42
20—42 0,45 0,51 68,0 0,45 0,37 0,45
31—51 0,65 0,51 47,4 0,40 0,37 0,43
19 0,52 0,51 49,0—56,0 0,44 0,34 0,43
21 0,72 0,52 55,5 0,44 0,37 0,42
286 0,73 0,53 35,0—55,0 0,35 0,37 0,42
135 0,88 0,55 — 0,32 0,37 0,30
7 0,85 0,52 30,0—50,0 0,40 0,34 0,34
ТАБЛИЦА IV-2
Примеси Размеры, мм Плотность, 10’ кг/м’ Масса 1000 зерен, 10“3 кг
длина | ширина | толщина
Полевой вьюнок 2,4—4,3 1,4—3,4 1,1—2,8 0,97 10,0—11,0
Костер ржаной 7,0—10,0 1,8—2,0 1,5—1,8 0,3—0,4 6,0—8,0
Головки осота 2,5—3,5 0,8—1,5 0,4—0,9 0,74 0,37
Куриное просо 2,4-5,0 1,2—2,6 0,7—2,0 0,8—1,3 1,5—2,0
Рисовое просо 3,0—3,5 2,0—2,5 1,2—2,0 1,2—1,3 2,0—4,0
Курмак 4,0—5,0 1,7—3,5 1,2—2,8 0,8—1,2 6,0—7,0
Курай 5,5—8,5 1,7—2,5 1,6—4,5 0,9—1,1 2,0—2,5
§ 3. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СИТА
Применяемые сита по способу изготовления можно разделить на
следующие группы: штампованные из металлических листов и тканые
металлические сетки.
Согласно действующим стандартам, штампованные сита называют
решетами*, проволочные — сетками. Кроме металлических листов, для
изготовления сит применяют также полимерные материалы.
Для сепарирования зерновых продуктов широко используют штам-
пованные сита (рис. IV-2, табл. IV-3). Сита с круглыми, прямоугольны-
ми и равносторонними треугольными отверстиями изготавливают по
ГОСТ 214—70, а с отверстиями других форм — по отраслевым норма-
лям ВИСХОМ.
ТАБЛИЦА IV-3
Сортамент штампованных сит (см. рис. IV-2)
Тип 1, отверстия круглые Тип 2, отверстия прямоугольные
d, мм A d FK. % Ъ, мм л& 1, мм m-i, мм т2, мм FU’ %
0,7—2,6 0,1 17—30 0,5—0,6 0,1 8 1,4—1,5 4 17—20
2,8—5,2 0,2 35—34 0,7—1,0 0,1 10 1,4—1,6 4 23—29
5,5—12,0 0,5 38—40 1,1—1,6 0,1 12 1,6—1,8 5 28—33
13,0—26,0 1,0 47—53 1,7—2,2 0,1 16 1,8—2,1 5 36—40
28,0—42,0 2,0 61—59 2,4—3,0 0,1; 0,2 20 2,0—2,4 5 43—46
45,0 — 68 3,2—4,2 0,2 25 2,6—3,0 5 44—50
4,5—6,0 0 2; 0,3; 0,5 32 3,2—4,0 6 47—56
6,3—10,0 ’0,2; 0,5 40 3,5—4,5 6 55—62
10,5—18,0 0,5; 1,0 50 5,0—7,0 6 59—67
Обозначения: d, b,l—номинальное значение диаметра, ширины и длины от-
верстия (мм);
Ad, Ab—интервалы соответствующих рабочих размеров отвер-
стий (мм), предусмотренные ГОСТ 214—70;
Гк— отношение площади круглых отверстий к площади си-
та, на котором находятся отверстия (коэффициент жи-
вого сечения сита), %;
Fn — отношение площади прямоугольных отверстий к пло-
щади сита, на котором находятся отверстия (коэффи-
циент живого сечения сита), %;
тг~ размер перемычки, мм.
Рабочим размером является для круглых отверстий — диаметр,
прямоугольных — ширина, треугольных — сторона правильного тре-
угольника.
Номер сита — это увеличенная в десять раз величина рабочего
размера отверстия, выраженная в миллиметрах. Например, условное
обозначение сита с круглыми отверстиями типа 1, диаметром 5,2 мм,
.исполнения б, типоразмера 2 таково: полотно 16-52-2, ГОСТ 214—70.
Типоразмеры сита определяют габаритные размеры листа:
Типоразмер Размер листа, мм
1 2 3 4 990X990 990x790 790x990 990x490
Для сит с круглыми отверстиями выдерживается условие
0,9/Т<т< 1,1 — 1,2 Yd,
* В дальнейшем изложении принят обобщающий термин «сито», т. е. понятие, од-
нозначное с весьма распространенным в сельскохозяйственной литературе понятием
-«полотно решетное».
29
а для сит с прямоугольными отверстиями
(1,0 + 0,356) < тх < (1,25 + 0,46),
где т — размер перемычки, мм.
В ситах типа 1 круглые отверстия располагаются в шахматном'
порядке. Каждое отверстие является центром шестиугольника, образо-
ванного шестью смежными отверстиями.
На рисунке IV-2, а, б показаны два варианта расположения сит с
круглыми отверстиями в машине. В первом сита располагаются так, что
две стороны правильного шестиугольника, образованного отверстиями,
перпендикулярны направлению движения сортируемого продукта, во
втором — параллельны.
Коэффициент живого сечения FK (%) для сит с круглыми отвер-
стиями определяют по формуле
где
р _ Fq inn =______л'4“ 100
F 4 (d + m)2 sin 60°*
Fo— площадь отверстия, мм2;
F— площадь сита, приходящаяся на одно отверстие, мм2.
При mx]/d
с 91
к = 7------ГТ2'
11 "j" — I
I Vdj
(IV-1)
(IV-2)
Круглые отверстия обычно пробивают в металлических листах в
шахматном порядке, каждое из них находится в центре правильного
шестиугольника, вершины которого составляют центры смежных отвер-
стий. Такое расположение обусловливает наиболее высокий коэффици-
ент использования площади сита и обеспечивает одинаковую его проч-
ность во всех направлениях.
Если круглые отверстия совмещены с вершинами квадрата при.
неизменной длине перемычки, то коэффициент живого сечения сита
= Л юо = nd2 100 = 78’5
к F 4(d-!-m)2 / 1 у’
1 i Z-- I
\ Vd }
Отсюда следует, что при неизменном диаметре первый способ раз-
мещения круглых отверстий рациональнее, чем второй, так как
Д- = 1,16.
Кроме того, во втором случае между рядами отверстий остается
полоса, по которой частицы могут продвигаться, не попадая в отвер-
стия. Это уменьшает вероятность выделения проходовых частиц.
Сита с круглыми отверстиями располагают в машине так, чтобы
две стороны шестиугольника, с вершинами которого совмещены центры
отверстий, были перпендикулярны направлению движения сортируемого
продукта (рис. IV-2, а).
Сита с прямоугольными отверстиями выполняют с прямыми ряда-
ми отверстий (рис. IV-2, в) и с поперечно-смещенными рядами
(рис. IV-2, г). Для сита с прямоугольными отверстиями, у которого ве-
Рис. IV-2. Сортамент штампованных сит:
а, б «—сита с круглыми отверстиями (тип 1); в, г — сита с прямоугольными отверстиями (тип 2}„
расположенными параллельными и поперечно-смещенными рядами; д — сито с треугольными дгвер-
стиями (тип 3); е — основные размеры треугольного отверстия, описанного около круга диамет-
ром d\ ок— сито с круглыми воронкообразными отверстиями; з — сито желобчатое с прямоугольны-
ми отверстиями; и, к — сита с овальными отверстиями, имеющими отвернутые ’кромки;
л —* сито с круглыми отверстиями, имеющими отвернутые кромки; м— сиго с отверстиями, имею-
щими конусообразные отвороты (стрелками показано направление движения зерновой смеси вдоль>.
сита).
30
L ОI -L ‘z (ошямдош Ж -W
ТАБЛИЦА Г -4
Характеристика проволочных сеток с квадратными отверстиями
Показатели Сетка
общего назначе- ния для мукомольной промышлен- ности саржевого пере- плетения нормальной точ- ности из сплавов цветных металлов
ГОСТ
3826—66 4601—73 6613—73
Диапазон номи-
нальных разме- ров сторон от- верстий, мм 0,4—20 0,4—5 0,25—1 0,04—2,5
Допустимые от-
клонения от но- минального раз-
мера стороны отверстия, %: ±9 ±(9-8) ±(9-8) ±(14—8)
среднего ариф-
метического значения
увеличенных отверстий ±(20—48) ±40 ±40 ±(90—40)
Диапазон значе-
ний коэффици- ентов живого сечения, % 38—86 45—65 30—43 28—70
Диапазон значе-
ний массы 1 мг сетки, кг 0,9—5,1 0,9—2,9 1,3—2,4 0,2—1,2
личина F представляет площадь прямоугольника (на рисунке IV-2, в
заштрихована), коэффициент живого сечения Fn (%) будет:
(& + mJ (/ + m2)
Сита располагают в машине так, чтобы продольная ось отверстий
совпадала с направлением движения продукта.
Треугольные отверстия в ситах (рис. IV-2, д, е) располагаются ря-
дами по ходу движения продукта. В ряду отверстия располагаются с
шагом t4, и они сориентированы так, что одна из сторон треугольника
перпендикулярна оси ряда, а в смежных рядах треугольники направле-
ны в разные стороны.
Штампованные сита с равносторонними треугольными отверстиями
(тип 3) имеют длину стороны треугольника 02=2,54-8,0 мм, контроль-
ный диаметр отверстия, равный 1,44—4,62 мм, линейные шаги £3=
=2,8-46,4 мм, £4=3,6-49,4 мм и коэффициент живого сечения сита,
равный 27—46%.
Применяемые для калибрования кукурузы сита с воронкообразны-
ми и желобчатыми отверстиями обеспечивают направленное движение
семян: через воронкообразные отверстия проходят плоские семена длин-
ной осью перпендикулярно плоскости сита (разделение зерен по шири-
не). В желобчатых отверстиях длинная ось располагается вдоль отвер-
стия, что обусловливает разделение зерен по толщине.
Наибольшее применение в промышленности получили тканые про-
волочные сетки из стальной низкоуглеродистой термически обработан-
ной проволоки простого переплетения (сетки общего назначения, сетки
мукомольной промышленности) и саржевого переплетения. Сетки
(табл. IV-4) применяют для классификации сыпучих продуктов по
крупности, определяемой ситовым анализом.
32
При простом переплетении нити основы взаимно перекрещиваются
с нитями утка. Это обусловливает наибольшее число возможных пере-
плетений, и, как следствие, ткань приобретает высокую прочность на
разрыв.
В саржевом переплетении основные и уточные нити переплетаются
попарно по утку или основе, причем переплетения смежных нитей сме-
щены в одну сторону на одну нить.
Номер сетки с квадратными отверстиями характеризуют номиналь-
ным размером ее стороны: первое число выражает целое число милли-
метров, второе и последующие числа — доли миллиметров. Гладкую
металлотканую сетку для мукомольной промышленности с размером
ячейки 0,8 мм условно обозначают «Сетка № 08, ГОСТ 3924—47». Сетки
с прямоугольными отверстиями обозначают дробью, числитель которой
характеризует выраженное в миллиметрах расстояние между основны-
ми проволоками, знаменатель — округленное до целого числа расстоя-
ние между уточными проволоками. Например, «Сетка Семянка 16/2
ГОСТ 3339—46» условно обозначает сетку с размерами отверстий между
проволоками основы 16 мм, между проволоками утка 1,8 мм.
§ 4. ШЕЛКОВЫЕ И КАПРОНОВЫЕ СИТА
В машинах для сортирования продуктов размола зерна применяют
шелковые и капроновые сита.
Шелковые сита. Для производства сит высокого качества применя-
ют шелк исключительно белого шелкопряда. Основное свойство белого
шелка — блеск, крепость, эластичность, способность поглощать боль-
шое количество влаги, не изменяя внешнего вида. Шелковую ткань из-
готавливают ажурным или смешанным (ажурным и полотняным) пере-
плетением нитей; между смежными нитями оставляют промежутки стро-
го определенных размеров.
При ажурном переплетении (рис. IV-3, а) в качестве основы приме-
няют две нити, натягиваемые одна над другой. Обе нити перевязывают
так, чтобы одна из них находилась всегда над нитью утка, а другая под
ней. В результате нити утка зажимаются нитями основы, чем достигает-
ся устойчивость размеров ячеек и большая прочность сита.
При смешанном переплетении (рис. IV-3, б) по основе чередуются
нити ажурного и полотняного переплетения. Сита смешанного перепле-
тения дешевле, но менее прочны, чем сита с ажурным переплетением.
Рис. IV-3. Шелковое сито:
а —с ажурным переплетением; б — со смешанным переплетением; У — уток;
2 — основа.
3—100
33
ТАБЛИЦА IV-5
Физико-механические показатели облегченной шелковой ткани для сит
Номер ткани Число нитей на 100 мм ie ме- Разрывная нагрузка полоски 50X200 мм (не ме- О я я мкм
. основы утка S нее) 10 Н S
1Я спра <и О к оз к оз я П
S Я S я 3 я а>
я « Q.O «с о оз S оз а> w к о о оз S )пуска( клонеь 3 3 со О оз Я и я о о я S « о о 57 S
о И я ft о ьс 6 к о >» и — а
Ажурное переплетение
7 0000 140 + 3 70 ±5 45 26 25 150 1250
9 000 180 ±4 90 ±5 45 26 25 150 900
11 00 220 ±4 НО ±5 43 24 23 175 710
15 0 300 ±6 150 ±7 43 34 30 175 500
19 1 380 ±8 190 ±9 43 31 26 200 400
21 2 420 + 8 210 ±10 47 36 27 200 360
23 3 460 ±9 230 ±15 42 29 24 250 315
25 4 500 + 10 250 ±15 46 27 26 250 280
27 5 540 ±11 270 ±15 48 29 26 300 250
29 6 580 + 12 290 ±15 43 27 23 300 220
32 7 640 ±13 320 ±20 47 30 26 300 200
Смей ^aннoe nt ’реплетез- ше
35 8 350 175 ±7 350 + 20 48 26 26 320 180
38 9 380 190 ±8 380 ±20 39 23 22 180 160
43 10 430 215 ±9 430 ±25 32 21 24 175 140
46 11 460 ±10 460 ±25 32 21 24 175 125
230
55 14 550 275 ±12 550 ±30 33 19 17 НО НО
61 16 610 305 ±12 610 ±40 33 17 17 120 100
67 19 670 335 ±13 670 ±45 27 16 16 100 90
73 730 365 ±15 730 ±50 30 16 16 НО 80
76 760 380 ±15 760 + 50 31 18 17 100 71
Примечания. 1. В тканях для сит смешанного переплетения в графе «Число нитей на
100 мм основы» числитель относится к ажурному переплетению, а знаменатель — к полотняному
переплетению. Ширина тканей для сит равна 0,97 м с допускаемым отклонением ±15 мм. Ширина
кромки ткани для сит от 7 до 10 мм. 2. Стойкость ткани следует определять на приборе ИТ-3. Она
характеризуется частотой вращения истирающей каретки прибора до начала разрушения ткани,,
при котором происходит автоматическая остановка прибора.
34
Шелковые ткани для сит, согласно ГОСТ 4403—67, различают:
1) по массе (весу) в зависимости от толщины нитей основы и утка —
облегченные и утяжеленные;
2) по номеру в зависимости от числа отверстий на единицу длины—
облегченные № 7, 9, 11, 15, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 32, 35, 38, 43/46, 55, 61,
67, 73, 76 и утяжеленные № 71, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160,
170, 190, 200, 230, 250, 280.
Номер облегченного сита определяют числом отверстий на 1 см по
основе и утку, а номер утяжеленного сита — числом отверстий на 10 см
по основе и утку.
Из облегченной ткани изготавливают преимущественно мучные, а
из утяжеленной — крупочные сита.
Достоинством шелковых сит является то, что они не воспринимают
тепло, выделяемое продуктами помола, и имеют гладкую поверхность.
К недостаткам относят относительно быструю изнашиваемость и то, что
под воздействием крупных частиц продукта ткань постепенно становит-
ся ворсистой, что уменьшает размеры отверстий. Сита из шелка обла-
дают также высокой гигроскопичностью. При влажности 10—13% шелк
может поглотить до 30% влаги. В результате поглощения влаги нити
сита разбухают и сечение отверстий уменьшается.
Шелковые сита при нормальных условиях эксплуатации служат
около шести месяцев, что является серьезным недостатком.
В таблице IV-5 приведены физико-механические показатели облег-
ченной шелковой ткани, а в таблице IV-6 — утяжеленной шелковой тка-
ни для сит.
Капроновые сита. Капрон относится к группе термопластов, которые
под действием тепла и давления не претерпевают коренных химических
изменений.
Физико-механические показатели утяжеленной шелковой ткани
для сит с ажурным переплетением
ТАБЛИЦА IV-6
Номер ткаии Число ните Й на 100 ММ 6 S ф Разрывная нагрузка полоски 500X200 мм ф S я S
я
я основы утка (не менее), ЮН я я «Й
к к в; К* ф S к S я Ф д о S к S я Ф д я оз я *2 > истира ф СО о
г-< 2
« ло 5 о оз S я Я ф о я § оз S я я С» о Я я *Ф п о я Я я О —s я ф ® £ g S ф S я
я и « X й о — о Й я о >» U S D.
71 18 142 + 3 71 + 5 54 33 32 450 1150
80 22 160 ±4 80 + 5 50 32 31 450 1000
90 24 180 +5 90 ±5 55 34 33 450 900
100 26 200 ±5 100 + 5 50 32 31 450 800
НО 30 220 ±5 НО + 5 50 32 31 500 710
120 32 240 + 5 120 + 5 53 33 32 500 630
130 34 260 т5 130 + 5 50 32 31 500 560
140 36 280 ±6 140 + 5 52 33 32 500 530
150 40 300 ±6 150 + 7 54 34 33 500 500
160 42 320 ±6 160 + 7 48 31 30 450 450
170 46 340 -*-7 170 + 7 50 32 31 450 400
190 50 380 ±8 190 + 9 47 31 30 450 360
200 54 400 + 8 200 + 9 48 31 30 450 315
230 60 460 + 9 230 + 15 59 30 29 450 280
250 66 500 -*-10 250 ±15 51 31 30 450 250
280 72 560 ±11 280 ±15 48 31 30 400 220
3*
35
Плотность капрона 1,13—1,15 г/см3 (ИЗО—1150 кг/м3), прочность
при разрыве 65 кг/см2, температура плавления от 209 до 218° С; капрон
сравнительно плохо поглощает влагу.
Капроновые ткани для сит (ОСТ 17—46—71) в СССР вырабатыва-
ют полотняным переплетением из капроновой мононити по основе и утку.
Номер капроновой ситовой ткани определяют числом отверстий на
1 см.
В таблице IV-7 приведены физико-механические показатели капро-
новой ситовой ткани.
Достоинством капроновых сит является нечувствительность к изме-
нению температуры, влажности воздуха и просеиваемых продуктов.
Местные механические повреждения капронового сита в отличие от шел-
кового не вызывают нарушений структуры смежных участков.
ТАБЛИЦА 1V-7
Физико-механические показатели капроновой ситовой ткани
Номер ткани Число нитей на 100 мм основы и утка Масса 1 м2 ткани (не менее), г Разрывная нагрузка ,полоски ткани -50X200 мм основы и утка (не менее), ЮН Размеры отверстий, мкм
т.срвый сорт второй COOT
7 704 10 70-' 20 125,0 80,0 1093+ 110
8 80+10 80 + 20 78,0 60,0 1013 101
9 90-10 90-<-20 87,0 65,0 874 - 79
10 100+ 10 100 + 20 90,0 70,0 763 + 75
11 110+10 110 + 20 110,0 80,0 677 + 71
12 120 + 10 120+20 120,0 85,0 596-59
13 130+15 130 + 25 45,0 35,0 619 + 57
14 140+15 140 + 25 50,0 35,0 564 + 55
15 150+15 150 + 25 50,0 40,0 517 < 52
16 160 + 15 160 < 25 55,0 45,0 475 -<-46
17 170-1-15 ' 170 + 25 60,0 45,0 438 + 45
18 180+ 15 180 + 25 65,0 50,0 405 + 44
19 190+11 190+15 35,0 25,0 420 + 39
20 200+13 200- 17 35,0 25,0 394-37
21 210 + 13 210 + 17 38,0 25,0 370 - 37
23 230+14 230+18 45,0 30,0 329+-32
25 250+ 15 250 4 20 45,0 25,0 294-<-31
27 270 + 16 270 - 22 40,0 35,0 264 + 28
29 290' 23 290 + 30 35,0 35,0 258 + 26
32 320 + 23 320 + 30 40,0 35,0 226 — 23
35 350 н 23 350-’-30 35,0 30,0 219-22
38 380 + 23 380 30 28,0 25,0 195-21
43 4303 26 430-34 32,0 30,0 165 +18
46 460 + 28 460 + 36 28,0 25,0 156 + 16
49 490 + 29 490-39 30,0 25,0 143 +15
52 520 + 31 520 4 2 20,0 20,0 142+ 15
55 550+33 550 .44 20,0 20,0 132 J-14
58 580 + 35 580 + 46 25,0 20,0 122-13
61 610 + 37 610-1-49 25,0 20,0 114 +12
64 640-<-38 640 + 51 25,0 20,0 106+12
67 670 + 40 670 + 54 28,0 25,0 99-11
70 700 + 42 700 + 56 30,0 25,0 93 — 9
73 730 + 44 730 Г 58 30,0 25,0 87+10
76 760±46 760 + 61 30,0 25,0 82 + 9
Примечание. Ширина ткани всех номеров 970±20 мм.
36
Рис. IV-4. Схемы сил, действующих на частицу, находящуюся:
а — на неподвижном наклонном сите; б — на подвижном горизонтальном сите
Прочность капроновых нитей выше шелковых. Поэтому для изго-
товления капроновых сит можно применять более тонкие нити и таким
образом увеличивать живое сечение сит. По внешнему виду и проч-
ности капроновые нити можно сравнить с лучшими металлическими ни-
тями.
Длительные испытания капроновых сит в производственных услови-
ях показали их высокую технологическую эффективность и износоустой-
чивость. Ситовые ткани из капрона служат в три раза дольше, чем ткани
из натурального шелка. Кроме того, ситовая ткань из капрона почти
в 3—4 раза дешевле ткани из натурального шелка.
Технологический процесс изготовления капроновых сит значительно
проще, чем из натурального шелка.
Ввиду малой гигроскопичности капронового волокна отверстия не
закупориваются мучнистыми продуктами. Сита из капронового волокна
обладают большей севкостью. В рассевах с капроновыми ситами ремонт-
ные работы, связанные с заменой сит, резко сокращаются.
Физико-механические свойства синтетических волокон, а также ни-
тей из натурального шелка и металлической проволоки существенно раз-
личаются между собой, что обусловливает различную эффективность
сортирования измельченных зернопродуктов на ситах из этих ма-
териалов.
На мукомольных заводах применяют тканые сита трех разновидно-
стей. Иногда необходимо взаимозаменять указанные сита. Для облег-
чения выбора рационального номера сит составлена таблица IV-8 взаи-
мозаменяемых тканых сит из различных материалов.
§ 5. ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦЫ ПРОДУКТА НА ПЛОСКИХ СИТАХ
Основное условие возможности просеивания продукта через плос-
кое сито — это скольжение его по ситу.
Рассмотрим условия абсолютного перемещения материальной ча-
стицы по неподвижному плоскому ситу, а также условия относительного
перемещения ее по подвижному плоскому ситу.
Приведем условие предельного равновесия частицы на неподвиж-
ном сите, которое наклонено под углом а к горизонту. Для упрощения
допускаем, что частица изолирована от механических воздействий дру-
гих частиц, сито представляет не перфорированный, а сплошной лист,
значения статического f и динамического f' коэффициентов трения рав-
ны, т. е. f~f' (хотя экспериментально установлено, что На части-
цу действуют три силы (рис. IV-4, а): сила тяжести частицы G, нормаль-
ная реакция поверхности сита R, максимальное значение силы трения
F. Треугольнйк указанных сил, согласно условию равновесия, замкнут,
следовательно, F — R tg a — R tg ср при а=<р, где ср — угол трения.
37
43,4 230 280 42,5 028 280 44,5 Жесткий дунет
to I to to — — — СО 1 — ОЮ 00 -4 1 05 СП 1 4^ СО to 1 = 1 5 1 1 00 1 1 номер сита Капроновые
CO 1 СО СО 4^ 4^ 4^ to “4 о to о со СО 1 О 4* О СП 00 1 4^ СП . СП 05 СП ^4 — 05 — СО 1 Си -о 1 42». СО 05 1 3| §1 §1 28l 1 СО со размер отверстий, мкм
Си О О О Си Си | О to СО СО СП to ^ОЧОСЛ СП 05 05 05 СП | -4 О | to 4^ — 00 — со оо to 1 СП I СП I 05 I 05 СП . . 1 Л 1 °0 1 1 ^5° 1 1 05 tO О 05 СЛ коэффициент жи- вого сечения, %
S2I 1 1 Si 1 1 SI 1 1 1 11=111^111^ номер сита облегченные 1 Шелковые
СО СО I > 4^ I So 1 1 । 81 1 1 gl 1 1 1 1 1 ~ 1 1 1 g 1 1 1 g размер отвер- стий, мкм
4^ 4^ СП 1 |-°| СО — со 1 l-sl 1 1 1 co I I 5= I l I “ l l l “ 05 О СП коэффициент живого сече- ния, %
gg111gl О 1 О О О 1 1 1 2 80 90 100 НО 120 номер сита I утяжеленные
Sgl11gl 4^ . СП СП СП . . g 1 000 1 1 I 1150 1000 900 800 710 630 размер Отвер- стий, мкм
4^ СП СП -о'о 1 1 1 -о 1 СП 4^ СП 05 to О 00 05 СП 1 СП I *4 I 05 00 | *-4 . > | О1 | о I w 1 w I 05 СО О 00 tO СП коэффициент живого сече- ния, %
8 8 1 I о о I — СП 1 1 4^ 4^ 1 СП СП О to 2 1 о 8 81 8 СП СП СО 05 О &> S S S S 8S । to to со SJ18 °° c?i осл номер сита 1 Металлотканые 1
СО СО 4^ 4^ I — СП о to СП СП О О 4^ . СП СП СП । 05 g | g g g | g 0505-4-40000С00 1 tOtO со^ослослоо! ОСП оооооооо оо размер отверстий, мкм
4^4^ 42». СП 05 СО | | 4^ 4^ О О СП о 4^- Си Си Си Си | — — to | со ^-4 О 00 О 00 Сл Сл 45*-Сл Сл Сл Сл Сл 05 Си СЯСО00 05 00СО00СО | О ОО oootoo-^Jtoto осп коэффициент жи- вого сечения
Мелкая круп- ка Средняя круп- ка Крупная круп- ка Просеиваемые продукты
Взаимозаменяемые тканые сита
ел
>
Для движения частицы, очевидно, необходимо, чтобы соблюдалось
неравенство а>ф.
Для определения скорости перемещения материальной частицы на-
пишем дифференциальное уравнение прямолинейного движения ее
вдоль сита
— • — = Т — F = G sin a — fG cosa,
g dt
откуда — = g (sin a — f cos a), (IV-4) dt dv = g (sin a — f cos a) dt
или v=gt (sin a -— f cos a) + c. (IV-5^
Постоянная интегрирования с равна нулю при следующих началь-
ных условиях: / = 0, vo = O, где и0 — начальная скорость частицы.
Следовательно, при vo = O, имеем:
u = gtf(sina— fcosa). (IV-6)
Частицы, находящиеся в верхних слоях продукта, могут не успеть
войти в соприкосновение с поверхностью сита. Поэтому продукт при
просеивании на неподвижных наклонных ситах должен перемещаться
очень тонким слоем. Неподвижные наклонные сита малопроизводитель-
ны; их почти не применяют.
В машинах для очистки зерна используют подвижные плоские
сита, устанавливаемые под углом а, который значительно меньше
угла ф.
В связи с этим зерно перемещается под действием сил, обусловлен-
ных неравномерным движением самого сита.
При неравномерном движении сита (рис. IV-4, б) с ускорением, на-
правленным вправо, сила инерции частицы Рк = та направлена влево.
Очевидно, при Pu>fG сцепление частицы с ситом нарушено, а при
P’.i<ZfG частица не будет перемещаться по ситу. Заменив в последнем
неравенстве величину Ра на равное по абсолютному значению произве-
дение та, получим ma^fG или a^fg.
Предельное ускорение, при котором сила инерции становится рав-
ной силе трения, называют критическим ускорением, обозначаемым
через
aKp = fg. (IV-7)
Выведенная формула применима для случая скольжения плоских
частиц по ситу. При шаровидной форме вместо коэффициента трения
скольжения необходимо подставить в формулу (IV-7) отношение коэф-
фициента трения качения к радиусу частицы, т. е. приведенный коэффи-
циент трения качения. Поэтому для шаровидных частиц
«кР = у^ (IV-8)
где k— коэффициент трения качения, м;
г — радиус частицы, м.
39
§ 6. ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ ОТВЕРСТИИ СИТА НА ХАРАКТЕР
ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ
На условия перемещения продукта по горизонтальному ситу вли-
яют размеры отверстий, в которых могут застревать не прошедшие через
них частицы продукта.
На рисунке IV-5, а показана шаровидная частица диаметром D = 2R,
застрявшая в круглом отверстии диаметром d — 2r.
Обозначим угол заклинивания такой частицы через 2р. Застряв, она
будет находиться в состоянии относительного покоя, пока момент силы
инерции не преодолеет момента силы тяжести.
Рассмотрим момент опрокидывания частицы вокруг точки А. При
опрокидывании на частицу действуют: сила тяжести G, сила реакции
N, сила трения F=fN и момент сопротивления качению M = kN. Сила
инерции переносного движения
n G
Ри = — а.
g
Для опрокидывания необходимо, чтобы
Ри R cos р > GR sin р + М.
Подставляя значения Ри и М, получим
— aR cos р > GR sin р + kN. (IV-9)
g
Для нахождения силы реакции N спроектируем силы, действующие
на частицу, на нормаль к ситу (Оу)
G — Vcosp + Fsinp = 0 или G — Vcosp -f-AZ/sinp = 0.
Откуда
cos р — f sin р
Подставляя значение N в неравенство (IV-9), получим формулу
— aR cos p>GP sin р-р —а-°—-
g COS p — f Sin P
По этой формуле можно определить ускорение сита, при котором
частицы не будут застревать в отверстиях
а I sinp
COS Р \
k _________1
R cos р — f sin р
(IV-10)
Аналогично предыдущему напишем условие опрокидывания относи-
тельно точки А частицы, находящейся в отверстии наклонного подвиж-
ного сита (рис. IV-5,б), т. е.
PaR cos (р — а) > G 7?sin (р — а) + М.
Проведя по аналогии с предыдущим выводом все преобразования и под-
становки, получим, что
а>-------£-----fsin(p — а) + —------------i----------1. (IV-11)
cos(p —а) [ R cos (p — a) — /sm(p — a) J
40
Рис. IV-5. Схемы сил, действующих на частицу, находящуюся в отверстии'.
а — подвижного горизонтального сита; б—подвижного наклонного сита,
§ 7. СКОРОСТИ, УСКОРЕНИЯ И СИЛЫ ИНЕРЦИИ СИТА
ПРИ ДВИЖЕНИИ ЕГО ПО ГАРМОНИЧЕСКОМУ ЗАКОНУ
На рисунке IV-6 изображены применяемые в зерноочистительных
машинах кинематические схемы привода ситовых корпусов от кривошип-
чо-шатунных механизмов. Наиболее часто используют машины с на-
клонными ситами, совершающими колебания вдоль горизонтальной
прямой.
На рисунке IV-7 показана схема кривошипно-шатунного механизма,
используемого для привода в движение сита. Сито подвешено на четы-
рех равных по длине и параллельных между собой упругих и шарнирно
закрепленных подвесках.
Определим аналитически путь, скорость и ускорение сита, принимая
угол поворота кривошипа а=соС
При повороте кривошипа радиусом г на угол а = со/ сито перемеща-
ется из положения а—а в положение а\—щ.
Перемещение сита, которое принимаем прямолинейным, будет
s = aat = Afi = AJ) — CD = г (1 — cos a) —L(1 — cosp), (IV-12)
где p — угол отклонения от горизонтали
шатуна длиной L.
Рис. IV-6. Кинематические схемы
привода ситовых корпусов зерно-
очистительных машин:
Рис. IV-7. Схема кривошипно-шатунного меха-
низма для передачи движения ситу.
а — корпус с наклонным ситом распо-
ложен горизонтально, а колебания на-
правлены вдоль горизонтальной пря-
мой; б—корпус и сито горизонтальны,
а колебания направлены вдоль наклон-
ной прямой; в — корпус, сито и на-
правление колебаний наклонны.
4—100
41
Из соотношения BD = r sin a = L sin 0 находим
sinB = —sin a.
L
отклонения шатуна от горизонтали ртах =
a= , т. е. когда кривошип занимает вер-
Наибольший угол
= arcsin будет при
тикальные положения (точки 2, 4), перпендикулярные линии Оа.
Учитывая, что
cosp = V1 —sin2 р =
’ г \2
— sin а ,
. L /
находим
s
V/ Г \ 2
1 — I — sin a 1
Так как перемещение сита отсчитывается от крайнего левого и пра-
вого положений, можно условно записать
s = г (1
2
Разложив выражение
писать его в таком виде:
|/ 1 — ^y-sinaj в ряд Тейлора, можно за-
1 —
1 i / Г
1 — — — sin a
2 \ L
В ситовых сепараторах, в которых для создания кинематически
жесткой связи между двигателем и корпусом применяют кривошипно-
„ г , 1
шатунный механизм, значение — .
J L 50
При максимальных величинах у- = — и a = -у- значение указан-
ного биноминального ряда будет
— sin aV = 1 — 0,0002 — 0,00000002....^. 1.
L J
Следовательно, с достаточной для практических целей точностью
можно считать, что
s = г (1 — cosa) = r(l—cos со/) (IV-13)
и сито движется по гармоническому закону.
Путь, проходимый ситом при перемещении из левого крайнего
в правое крайнее положение (при переходе цапфы кривошипа из поло-
жения 1 в положение 3), будет $ = 2г.
Дифференцируя по времени выражение IV-13, получим формулу
для определения скорости сита
ца = — = cor sin со/= цв sin со/. (IV-14)
dt
При частоте вращения кривошипа в минуту п путь, пройденный си-
том в минуту, будет равен 2sn. Учитывая, что vB =-
средняя скорость
движения сита
^а =
2sn
~60
= — ив 0,64ив
Л
42
Рис. IV-8. Графики изменения перемещения,
скорости, ускорения, сил инерции сита и мощ-
ности в зависимости от угла поворота криво-
шипа.
Рис. IV-9. Направления
скоростей и ускорений
при положениях криво-
шипа в различных квад-
рантах.
Ускорение сита можно найти, дифференцируя по времени выраже-
ние (IV-14)
аа = — = со2г cos со/ = ав cos at. (IV-15)
dt
Для сообщения ситовому корпусу машины указанного колебатель-
ного движения, потребную мощность N (кВт) можно, пренебрегая мас-
сой шатуна, выразить приближенно следующей формулой:
N _ £и_£а
102 ’
откуда
Ри = ma2r cos а и va = ar sin а,
где Ри— сила инерции ситового корпуса;
va — скорость ситового корпуса;
т— масса ситового корпуса.
Следовательно,
N ___miusrs sin 2а
— 2-102 ’
где а = соЛ
4*
43
Максимальная потребная мощность будет при sin2a = 1, т. е. при уг-
л. Зл 5 л 7 л
лах а, равных —, —, —, —,
та-?2
~204
Так как мощность изменяется по синусоидальному закону, среднее
значение ее равно
N = —Nmax.
Л
(IV-16)
На рисунке IV-8 показаны графики изменения величин sa, va, а, Ра
и N в зависимости от значения угла поворота кривошипа со/. Если кри-
вошип находится правее вертикальной прямой, проведенной через ось
кривошипа, (в квадрантах II и III), то сила инерции направлена впра-
во, если кривошип находится в квадрантах I и IV, она направлена вле-
во (см. рис. IV-8).
На рисунке IV-9 показаны направления скоростей и ускорений.
Ускорения представлены прямыми 1—3' и 3—1', которые пересекают
ось абсцисс в точке 0. В этой точке, соответствующей нахождению сита
в среднем положении 2—4 (см. рис. IV-7), модуль скорости va достигает
максимального значения, а, следовательно, ускорение равно нулю. При
нахождении сита в крайних положениях скорость его равна нулю, а мо-
дуль ускорения имеет максимальное значение.
В условиях применения кривошипно-шатунного механизма для
привода корпуса сепаратора, как и при любом другом жестком приводе,
амплитуда колебания его равна эксцентриситету и не зависит от часто-
ты колебаний и жесткости пружинных подвесок.
§ 8. ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦ ПО ПОДВИЖНОМУ НАКЛОННОМУ СИТУ
На рисунке IV-10 показано два положения наклонного сита. Сито
подвешено на подвесках АВ и и колеблется вдоль горизонтальной
прямой при положении кривошипа в квадрантах I и II.
Определим условия для перемещения частиц, когда кривошип на-
ходится в квадранте I и вращается по часовой стрелке (рис. IV-10, а).
При неравномерном движении сита BBi с ускорением а, направленным
вправо, возникает сила инерции частицы, направленная против ускоре-
ния, т. е. влево. Кроме того, частица будет находиться под действием
силы тяжести G и силы трения F.
Силу G можно разложить на две составляющие, из которых Gsina
действует вниз по наклону сита, а сила G cos а прижимает частицу к ситу.
Принимаем, что направление силы Ри совпадает со средним поло-
Силу инерции Ря можно разложить на РЯп=Ра sin а, перпендику-
лярную ситу и прижимающую частицу к нему, и, Рам = Ри cos а, парал-
лельную поверхности сита и действующую вверх по нему.
Частица будет перемещаться вверх, если движущая сила PHcosa—
—G sin а больше силы трения F=f(G cos a-j-PH sin а).
Для определения скорости перемещения частицы вверх составляем
дифференциальное уравнение, характеризующее относительное движе-
ние частицы по плоскости сита, т. е.
т — = (Ри cos a — G sin a) — f (G cos a + Ря sin a)
44
или
in = P.r, (cos а — f sin а) — G (f cos а + sin а).
Разделив обе части на величину т, получаем:
— = a (cos а — f sin а) — g (f cos а + sin а), (IV-17)
dt
где
так
dv
-----ускорение частицы при относительном движении ее вверх
dt
по ситу.
Разделив каждый член формулы (IV-17) на (cos а—f sin а), получим
/ 1 \ dv f cos а + sin а , , , , ,Т,Г1О,
I-------Г— I— = a—gt-----------—— = a — gtg ф + а), IV-18)
cos а—fsina dt cos a — fsina
c , tgcpcosa + sina . . . 4
как f = tg ф и ---------;----= tg Ф + a),
cos a — tg <p sin a
где ф — угол трения частицы.
Обозначив величину ------------ через А и подставив вместо уско-
cos a — fsin a
рения а его значение co2r cos со/, имеем
A — = a2r cos at — g tg (ф + a).
dt
(IV-19)
Для движения частицы вверх по ситу необходимо, чтобы — >0
dt
или co2r cos at>g 1§(ф4-а).
Рис. IV-10. Движение частицы продукта ио наклонному ситу с горизонтальными
колебаниями при положении кривошипа:
а — в квадранте I; б — в квадранте II.
45
Величина cos со/ будет максимальной, т. е. равна единице, когда
кривошип находится в точках 1 или 3.
Частица перемещается по ситу, если
w'V > g tg (ф + а).
Заменив со значением — , получаем
г > g tg (q> + а). (IV-20)
UV
Принимая и разделив обе части неравенства на эту величи-
ну, получаем значение п
п > 30 |/ (ф^+ а) , (IV-21)
где г — радиус кривошипа, м.
Частоту вращения кривошипа, при которой частица начнет переме-
щаться вверх, можно условно принять
п'ъ = 30 1/(ф + а) . (IV-22)
Определим теперь условия для перемещения частицы, если криво-
шип находится в квадранте II (рис. IV-10,б).
Силу G можно разложить, как и в предыдущем случае, на две со-
ставляющие: G sin а и G cos а, а силу инерции Ри на /’o=/’Hsina, на-
правленную вверх и стремящуюся отделить частицу от сита, и Ри.к=
=PHcosa, параллельную поверхности сита; она действует вниз.
Для определения величины ускорения, при котором частица сможет
двигаться вниз, составим уравнение относительного движения частицы
по плоскости сита, т. е.
т — = (Ри cos a + G sin a) — f (G cos a — PK sin a),
dt
откуда
— = a (cos a + f since) — g (f cos a — sin a), (IV-23)
dt
dv
где--------ускорение частицы при движении ее по ситу вниз.
dt
Проведя некоторые упрощения уравнения (IV-23), получим
1 dv f cos a — sin a , , ,
-------------- — = a — g -----—------= a — g tg (ф — a),
cos a -\-f sin a dt cos a+ ; sin a
Обозначив ------------- через В, имеем
cos a + f sin a
В — = co2r cos at — g tg (ф — a). (IV-24)
dt
Для движения частицы вниз необходимо, чтобы
co2r cos at > g tg (ф — a). (IV-25)
46
Упростив это выражение, получим
П._ > 30 у4; (IV-26)
< = 30 , (IV-27)
где п'и — частота вращения кривошипа в минуту, при которой частица
начинает перемещаться вниз.
Определим условие подбрасывания частицы вверх, которое произой-
дет при PH.H>Gcosa. При этом частицы отделяются от сита и не про-
сеиваются через него. Во избежание такого явления необходимо, чтобы
G cos а>Ри.н или
Geos а > PHsina.
Заменив в последнем неравенстве G = mg, Р„ = та, а = а2г, а=^-,
получим
а или п ——— .
Krtga
Таким образом,
40
«п = —> (IV-28;
v г tg a
где пп — предельная частота вращения кривошипа в минуту, при кото-
рой частица не отделяется от сита;
г — радиус кривошипа, м.
Можно также определить значения всех параметров, когда кривошип
находится в точках 2 и 4 и в квадрантах III и IV.
Для просеивания необходимо, чтобы зерновая масса скользила по
ситу вверх и вниз, не отрываясь от него. Действительная частота враще-
ния кривошипного вала должна быть ограничена пределами:
п ~>п > п ,
п ' в’
так как п' всегда больше п'.
Таким образом, частота вращения кривошипа зависит от его радиу-
са, угла наклона сита в градусах и коэффициента трения продукта о ма-
териал сита. Например, при q> = 32°, a=12° и г=10 или 5 мм частота
вращения кривошипа для наклонного сита с колебаниями вдоль гори-
зонтальной прямой будет
< = 30 |/^tg = 30 или 42 рад/с;
п„ = 30 1/ —— = 65 или 92 рад/с.
I г tg a
По аналогии можно определить основные параметры и для других
плоских сит.
Для горизонтальных сит с колебаниями вдоль наклонной прямой
< = 31/----------f---— ; (IV-29)
п V г (cos Р + f sin Р)
«н=з V ’ (IV-31)
у г snip
47
где п— частота вращения, рад/с;
Р — угол наклона подвески к вертикали.
Для наклонных сит с колебаниями вдоль наклонной прямой при
|3 = а
п = 3 1 /—.(? ~а) ; (IV-32)
н У г COS ф
п = 3 1 /5-’”^ + а), (IV-33)
в у г cos ф
где г — радиус кривошипа, м.
Подбрасывания частиц на сите в данном случае не будет, так как
нормальная составляющая от силы инерции равна нулю.
Приведенные зависимости относятся к движению одной частицы по
наклонной или горизонтальной плоскости, к колебаниям вдоль горизон-
тальной или наклонной прямой. Зерновая же масса представляет собой
смесь различных частиц, перемещающихся по ситу толстым слоем.
Процесс сепарации движущегося сыпучего продукта на сите состо-
ит из двух фаз, проходящих одновременно и непрерывно.
В первой фазе, являющейся подготовительной, происходит самосор-
тирование смеси. Частицы, имеющие меньшие размеры, большую плот-
ность, меньшее значение коэффициента внутреннего трения и удобообте-
каемую форму, перемещаются из верхних слоев в нижние и достигают
поверхности сита. Интенсивность и продолжительность процесса само-
сортирования зависят от толщины слоя продукта, степени неоднородно-
сти геометрических признаков и физических свойств частиц, образующих
сепарируемую смесь.
Второй фазой является собственно просеивание проходовых частиц,
которое возможно при относительном движении их по ситу.
Обе указанные фазы обусловливают необходимость различного ки-
нематического режима сита: при увеличении ускорения улучшаются ус-
ловия протекания первой фазы. Однако успешное осуществление второй
фазы ограничивает максимально допустимые пределы ускорения.
Следует заметить, что закон движения частиц по ситу не определя-
ется только законом его движения, так как между ситом и сыпучим про-
дуктом существует не кинематическая жесткая связь, а связь динамиче-
ского характера. Связь между частицами и ситом осуществляет сила
трения, переменная по величине и направлению. Она может способство-
вать перемещению частиц в заданном направлении или препятствовать
ему.
Исследования процессов сепарирования показали, что при выборе
кинематических параметров сит для зерновых смесей, можно ориенти-
роваться на условия движения одной частицы.
§ 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИТ
ДЛЯ СЕПАРАТОРОВ
Исследованиями, проведенными доктором технических наук
В. М. Цециновским, установлено, что при сепарировании зерновой смеси
на наклонном сите (а = 44-10°) с частотой до 650 колеб/мин амплитудой,
равной 0,005—0,012 м, и при подаче 0,014—0,34 кг/с на 10 мм ширины
сита оптимальной является средняя скорость перемещения зерна по ситу
в пределах от 0,30 до 0,34 м/с. В указанных пределах значений для п и
г произведение nr = const = 3 (г — измеряется в метрах).
Величину К = -— называют кинематическим параметром или по-
g
казателем кинематического режима сита. В машинах, применяемых для
48
Рис. IV-11. Зависимость степени извлечения примесей от различных параметров:
л — от удельной нагрузки на сито и размеров его отверстий при /2 = 64 колеб/с, г=5 мм; / — проход
, пчхал •> проход 1,4X20 мм проход 1,5x20 мм
через сито 1,2x20 мм; 2—--------------------• л—п тта-rnv л— -------------£--*—!----------
_ проход 1,6x20 мм _
5 —-----------------о—
сход 1,5x20 мм
пшенице; /—1%; 2 — 2%;
сход 1,2x20 мм
проход 1,7x20 мм
сход 1,6x20 мм
3-3%; 4-4%.
; 3 — подсев в целом; 4—
сход 1,4X20 мм
; б — от абсолютною содержания мелких примесей в
очистки зерна и ингредиентов комбикормов, ускорение сит различно.
Его выбирают в зависимости от физико-механических свойств зерна и
примесей (для очистки пшеницы и ржи принимают а2г= 12,5-4-16 м/с2
при г = 0,005 м, для ингредиентов комбикормов ю2г= 13,5-4-16,5 м/с2 при
/ = 0,0125-4-0,015 м и для калибрования семян кукурузы со2г= 11-4-12 м/с2
при г = 0,007 м).
Эти величины относятся к зерну с нормальной влажностью и засо-
ренностью. Для просеивания зерна с повышенной влажностью и засо-
ренностью показатели, характеризующие оптимальные режимы сит,
весьма резко отличаются от приведенных выше; их устанавливают по-
нормам или экспериментальным путем.
Производительность машины Q (кг/с) определяют по площади под-
севного сита с отверстиями 0 2 мм или продолговатыми отверстиями
размером 2X20 мм
Q = <?5,
где q — удельная нагрузка на 1 см ширины сита, кг/с;
В — ширина сита, см.
Значение величины q принимают равным для подсевных сит 0,012—
0,017 кг/с; для сортировочных сит с отверстиями 0 6—10 мм в 3—4 раза
больше, а для приемных сит с отверстиями 0 20—40 мм в 8—10 раз
больше, чем для подсевных сит. Это относится к наклонным ситам, полу-
чающим горизонтальные колебания.
Эффективность выделения мелких примесей из зерновой массы при
просеивании на ситах зависит от удельной нагрузки на ширину сита,
длины сита, гранулометрического состава исходной зерновой смеси, ки-
нематических параметров сита (рис.IV-11).
Задаваясь степенью извлечения примесей по гранулометрическому
составу, можно определить допустимую удельную нагрузку.
Как видно из графиков (рис. IV-11,6), абсолютное содержание
мелких примесей (одного и того же гранулометрического состава)
в зерновой массе в пределах до 4% не оказывает влияния на степень
выделения их на сите.
49
Наиболее интенсивно мелкие примеси просеиваются в начале сита
(рис. IV-12,а). Кривая 1 показывает нарастание суммарного количества
мелких примесей, выделенных по длине сита (интегральная кривая),
а кривая 2 — количество примесей, выделенных каждым участком сита
по его длине (дифференциальная кривая). На рисунке IV-12, б приве-
дены интегральные кривые зависимости количества прохода через сито
с отверстиями размером 1,7X20 мм от длины сита. Эти данные получе-
ны при просеивании пшеницы, содержащей 2% мелких примесей. Как
видно, мелкие примеси наиболее интенсивно просеиваются на первом
метре сита.
Длина сита L . м
а
Длина сита L, м
Рис. IV-12. Зависимость степени извлечения примесей:
а — от длины сита; 1 — кривая нарастания суммарного количества мелких примесей, выделенных
на сите по его длине; 2— кривая количества примесей, выделенных каждым участком сита по его
длине; б — от длины сита при различных удельных нагрузках; / — 2100 кг/(м-ч); 2 — 5000;
3— 10 000; 4— 12 500; 5— 15 000 кг/(м ч).
0/6 0/3 020 022 4® 026 0/8 0.30 0.32 036 036 0,38 0,60 0р2
Средняя скорость перемещения зерна, по ситу
м/с
б
Рис. IV-13. Изменение степени извлечения приме-
сей от средней скорости перемещения зерна по
ситу и от нагрузки:
а — при (5=4°; б — при (5 = 10°; 1 — <7=5000 кг/(м-ч), г—
= 12 мм; 2— <7—7500 кг/(м-ч), г=10 мм; 3 —<7 =
-10000 кг/(м-ч); г-7,3 мм; 4 — <7 = 12 500 кг/(м ч), г-
—5,6 мм.
50
Число колебаний сита tминитц'
б
Рис. IV-14. Графики зависимости скорости перемещения зерна оср по ситу от числа
колебаний сита п:
а —при |3=4°; б — при ₽=«10°; / — <7 = 5000 кг/(м ч), г = 12 мм; 2 —<7=7500, г = 10 мм; 3 — <7 = 10 000,
г=7,3 мм; 4 — <7=12 500 кг/(м ч), г=5,6 мм.
При проектировании машин для очистки зерна принимают длину
подсевных и сортировочных сит, равную двойной их ширине.
Исследования, проведенные профессором А. Р. Демидовым и канди-
датом технических наук Г. С. Деминым, показали, что в пределах зна-
чений угла наклона сита к горизонту а от 4 до 10° (0,07 до 0,175 рад)
при амплитуде 0,005—0,012 м и частоте колебаний до 650 в минуту
(10,8 Гц) влияние кинематических параметров сит на эффективность ра-
боты при удельных нагрузках q от 1,4 до 3,47 кг/(м-с) может характе-
ризоваться величиной средней скорости цСр перемещения зерна по ситу.
Для выбора значения удельных нагрузок и коэффициента очистки
в зависимости от требуемой величины рСр авторами предложены графи-
ки, полученные экспериментально и проверенные при проектировании
машин (рис. IV-13).
Для определения толщины слоя зерна, движущегося по ситу со
средней скоростью vCp, рекомендуется опытная формула
«ср У К
.где q—количество зерна (кг), поступающего на 1 м ширины сита за
1 с, кг/(м-с);
у— объемная масса зерна, кг/м3;
Л—коэффициент разрыхления зерновой смеси, движущейся по
ситу (при данных показателях для пшеницы и ржи А—1,5).
Задавшись степенью извлечения примесей, можно определить удель-
ную нагрузку на сито по графикам (см. рис. IV-ll,a) и скорость переме-
щения зерна по ситу (см. рис. IV-13, а, б). Затем по графикам
(рис. IV-14) найти частоту колебаний сит.
Все это позволяет определить ширину, длину и кинематические па-
раметры сит, необходимые при конструировании новых и модернизации
действующих машин.
§ 10. СИТОВЫЕ СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА
Сепаратор ЗСП-10 применяют для очистки зерна от посторонних
примесей, отличающихся от него толщиной и шириной (рис. IV-15). Та-
кие сепараторы устанавливают на мукомольных заводах с внутрицехо-
вым пневматическим транспортом зерна.
Возвратно-поступательное движение ситовым кузовам сообщается
от эксцентрикового колебателя, приводимого в движение от электродви-
гателя через клиноременную передачу.
51
W_0
Рис. IV-15, Сепаратор ЗСП-10 для мукомольных заводов с внутрицеховым пневмати-
ческим транспортом:
/ — станина, 2, 4—ситовые кузова, 3 ~ инерционный механизм для очистки сит, 5—сортировочное
иито. 6—разгрузочное сито, 7—подсевное снто, 8 — подвесная пружина, 9 — поперечный лоток»
10— патрубок, 11 — поддон, 12 — электродвигатель, 13 — эксцентриковый колебатель, 14 — сборник
отходов; 15 — лоток, /о— приемное сито, 17 — грузовой клапан, /8—пппемно распределите ю-зе
устройство, 19 — аспирационный патрубок
Рис. IV-16. '1ехнологические схемы корпуса сепаратора для мукомольных заводов
с внутрицеховым пневматическим транспортом:
<2 — схема № 1; / — приемное сито; 2—сортировочное сито; 3—подсевное укороченное сию; 4—под-
севное сито; 5 — делитель; 6, 7 — поддоны; б—схема № 2; 1 — приемное сито; 2 — сортировочное
сито; 3 — подсевное сито; в — схема № 3; / — приемное сито; 2 — сортировочное сито; 3—разгрузоч-
ное сито; 4 — подсевное сито; г — схема № 4; 1 — приемное сито; 2 — сортировочные сита; 3—под-
севные сита.
Для равномерного распределения зерна по ширине сит предназна-
чено приемно-распределительное устройство с грузовым клапаном, а для
очистки сит — инерционный механизм.
Зерно, подлежащее очистке, поступает сначала в приемно-распреде-
лительное устройство, а затем, преодолевая сопротивление клапана, —
равномерным слоем на приемное сито. Сход с него выводится лотком
в сборник отходов. Проход приемного сита поступает на сортировочное
сито, которое служит для выделения крупных примесей. Они попадают
в поперечные лотки и выводятся из машины.
Зерно, прошедшее через сортировочное сито, поступает на разгру-
зочное сито. На верхней его части поток зерна разделяется: один идет
сходом с разгрузочного сита, а другой проходом поступает на подсев-
ное сито нижнего кузова.
Очищенное зерно сходом с разгрузочного и подсевного сит объеди-
няется и выводится из машины. Проход подсевного сита (песок, семена
сорных растений, битое и щуплое зерно) по поддону нижнего кузова по-
ступает в патрубок и удаляется из машины.
На рисунке IV-16 показаны четыре варианта возможной технологи-
ческой схемы ситового корпуса, а в таблице IV-9 приведена техническая
характеристика ситовых корпусов. По удельной нагрузке подсевного
сита наиболее приемлемыми являются схемы № 1 и № 4. Для разделе-
ния зерна на крупное и мелкое можно рекомендовать схему № 3, а для
очистки зерна только от грубых примесей — схему № 2.
53
ТАБЛИЦА IV-9
Техническая характеристика ситовых корпусов сепаратора ЗСП-10
Показатели
Схема
№ 1 | № 2 | № 3 | №4
Показатели
Схема
Производи-
тельность,
кг/с
Количество ря-
дов сит, шт.:
приемных
сортиро-
вочных
разгрузоч-
ных
подсевных
Уклон сит,
град:
приемных
сортиро-
вочных
разгру-
зочных
подсевных
2,8
2,8
1
1
2
6
14
14
1
1
1
8
14
17
1
1
1
1
3
8
10
10
2
6
11
11
Ширина сйт, м:
приемных
сортиро-
вочных
разгрузоч-
ных
подсевных
Удельная на-
грузка на
подсевные
сита:
на единицу
ширины,
кг/(м-с)
на единицу
площади,
кг/(м2-с)
1,3
1,3
2,6
1,06
0,6
1,3
1,3
1,3
2,12
1,4
1,3
1,3
1,3
1,3
1,06
1,4
1,3
2,6
2,6>
2,12
1,4
№ 1 | № 2
№ 3 | W 4
2
Наиболее часто применяют схему № 1. Исходный продукт двумя
параллельными потоками поступает в питающий механизм, который
направляет его на приемное сито 1. Оно предназначено для выделения
из зерна грубых примесей, удаляемых из машины через поперечные
лотки.
Зерно проходом через приемное сито поступает на сортировочное 2,
которое также служит для выделения из зерна крупных примесей. Прой-
дя через первую часть сортировочного сита, зерно поступает на делитель
5 щелевого типа, который разделяет зерно на два потока: один поступа-
ет на верхнее укороченное подсевное сито 3, а другой — на нижнее 4.
Проход через вторую часть сортировочного сита поступает непосредст-
венно на подсевное сито 4. Сход с обоих подсевных сит (очищенное
зерно) выводится из машины через общий канал. Проход подсевных
сит (песок, семена диких растений, битое зерно) по поддонам 6 и 7 вы-
водится из машины через другой общий канал.
При работе сепараторов в отверстиях сит, в особенности малых
диаметров, застревают различные примеси, битые и щуплые зерна, что
снижает эффективность очистки или сортирования.
На эффективность очистки сит влияют многие факторы, в том чис-
ле состояние поверхности сита (вогнутые участки сита очищаются пло-
хо), степень поджатия очистителей к ситу, материал очистителя, каче-
ство зерна и др.
Большинство зерноочистительных машин, изготовляемых Горьков-
ским машиностроительным заводом им. Воробьева, снабжено инерцион-
ными механизмами для очистки сит (рис. IV-17).
Рабочими органами механизма являются очистители, состоящие1
из набора резиновых пластин 2, уголков 3, пружин 1, поперечных планок
4 и плоской пружины 5, которая двумя болтами 17 прикреплена к кор-
пусу 18. При помощи болтов, а также резиновой прокладки 12 регулиру-
ют степень поджатия очистителей к ситу. Механизм четырьмя резино-
выми роликами 20 с запрессованными капроновыми втулками 21, вра-
щающимися вокруг осей 22, опирается на направляющий уголь-
ник 13.
54
Для изменения направления движения механизм снабжен тормоз-
ным устройством одностороннего действия и переключателем 10. Тор-
мозное устройство состоит из резинового башмака 9, осей 25 и 27, под-
весок 2'8, шайбы 26, двух цилиндрических пружин 24 с хомутиками И,
скобы 15 и планки 14.
Тормозной башмак при помощи накладки 19 соединен с подвеской
и связью, он постоянно прижимается цилиндрическими пружинами к на-
правляющему угольнику. Цилиндрические пружины крепятся одна
к корпусу, а другая к переключателю 10.
Шток переключателя свободно перемещается в двух ушках корпуса
механизма и взаимодействует в крайних положениях с упором 7.
Для обеспечения нормальной работы цилиндрических пружин (пре-
дохранения от попадания в них зерен и примесей) на корпусе ходовой
тележки установлен экран 16.
В рабочем положении башмак прижимается снизу к направляюще-
му угольнику, причем подвески занимают наклонное положение по от-
ношению к оси симметрии корпуса. При возвратно-поступательном дви-
Рис. IV-17. Механизм инерционный очистительный марки НУ-65М2;
/— пружина: 2— резиновая пластина; 3— уголок; 4 — планка поперечная; 5 — пру-
жина плоская; 6 — сито; 7 — упор; 8— поддон; 9 — башмак; 10— переключатель;
// — хомутик; /2 — прокладка; 13 — направляющий угольник; 14 — планка; /5—ско-
ба; 16— экран; /7 — болт; 18 — корпус; 19 — накладка; 20 — ролик; 2/— втулка;
22 — ось ролика; 23 — опора; 24 — пружина цилиндрическая; 25, 27 — оси; 26— шайба;
28 — подвеска.
55
женин ситовых кузовов инерционные силы вызывают прерывистое дви-
жение механизма только в одну сторону, так как заклинивающее дейст-
вие тормозного башмака исключает движение механизма в противопо-
ложную сторону. Движение механизма при большой частоте колебаний
кузовов практически происходит с постоянной скоростью.
В крайних положениях механизма переключатель упирается в упор
7 и остается в момент переключения неподвижным, а корпус продолжа-
ет двигаться в прежнем направлении. Когда точка соединения пружины
со штоком переместится за среднюю линию механизма, происходит пе-
реключение башмака, что вызывает изменение направления движения.
Механизм устанавливают на направляющем угольнике под ситом,
он служит для очистки одной ситовой рамы.
Для нормальной работы очистительного инерционного механизма
поджатие очистителей должно быть таким, чтобы при снятом сите их
верхняя кромка выходила на 15 мм выше его поверхности.
Во время проведения профилактических осмотров следует поджи-
мать очистители до указанной величины, которая для обоих очистителей
должна быть одинаковой. Работа механизма с неприжатыми очистите-
лями не допускается. При правильном поджатии очистителей механизм
передвигается равномерно по направляющему угольнику, а очистители
все время находятся в соприкосновении с поверхностью сита.
ТАБЛИЦА IV-I0
Техническая характеристика сепараторов типа ЗСП
Показатели Сепаратор
ЗСП-5 ] ЗСП-10
Производительность (на пшенице влажностью до 17% и объемной массой 760 кг/м3), кг/с 1,4 2,8
Частота колебаний ситовых кузовов в минуту 500 500
Амплитуда колебаний ситовых кузовов в минуту 5 5
Угол наклона сит, град 11 11
Ширина подсевных сит, м 0,65 1,3
Удельная нагрузка на 1 м ширины подсевного си- та, кг/(м-с) Электродвигатель: 2,12 2,12
мощность, кВт 1,1 1,1 -
частота вращения, рад/с * Габаритные размеры, м: 93 93
длина 259,0 259,0
ширина 127,2 198,5
высота 178,5 178,5
Масса, кг 615 890
* 1 рад/с = 10 об/мин.
На рисунке IV-18,а показано устройство щеточного механизма, со-
вершающего возвратно-поступательное движение при одновременной
очистке двух сит. Кривошипно-шатунный механизм 1 приводит в движе-
ние вдоль направляющих 2 щеточные тележки 3 со средней скоростью,
отличающейся от средней скорости колебания сит. Для обеспечения
эффективной работы щеток линейный шаг их размещения должен
быть меньше двух значений радиуса кривошипа. Необходимое прилега-
ние щеток к ситу достигается самостоятельным двухсторонним переме-
щением каждой тележки в вертикальном направлении.
Устройство щеточного очистителя, совершающего равномерное пря-
молинейное движение, показано на рисунке IV-18, б.
-56
Рис IV-18 Механизмы дтя очистки сит
Рис. IV-18. Механизмы для очистки сит (продолжение)
В ударном механизме для очистки сит (рис. IV-18, в) груз 1 соеди-
нен с валиком 4, который опирается на втулки 3 и перемещается вместе
с ситовым корпусом 2. К валику пластинами 5 прикреплены ударники
6, верхняя часть 7 которых изготовлена из дерева или резины. При дви-
жении корпуса грузы ударяют о сито 8 и, встряхивая, очищают его.
Устройство механизма для очистки сит, показанное на рисунке
IV-18, г, применяют в сепараторах для очистки и сортирования кукуруз-
ных семян. Основным рабочим органом являются валики 1 из мягкого
каучука, вращающиеся вокруг оси и перемещающиеся поперек сита 2.
Такое устройство предохраняет семена от возможного травмирования
их поверхности.
В таблице IV-10 (см. стр. 56) приведена техническая характеристи-
ка сепараторов ЗСП производительностью 5 и 10 т/ч.
§ 11. СИТОВЫЕ СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ КАЛИБРОВАНИЯ
СЕМЯН КУКУРУЗЫ
Важнейшим условием повышения урожайности кукурузы является
посев ее калиброванными гибридными и сортовыми семенами.
Высокая точность высева семян заданным числом зерен в гнездо
не только повышает их всхожесть, но и позволяет полностью механизи-
ровать процессы возделывания кукурузы, что обусловливает снижение
затрат труда по уходу за посевами примерно в два раза.
В калибровочной машине КСК-1 каждый из четырех ярусов имеет
по два сита а и б (рис. IV-19), отличающихся формой и размером отвер-
стий. Размеры отверстий однородной группы сит а и б постепенно умень-
шаются от первого к четвертому ярусу.
В результате пропуска исходной смеси массой Qi через машину по-
лучают девять фракций.
Если установлены сита а с круглыми отверстиями, а сита б с про-
долговатыми, то на первых получают четыре группы, отличающихся по
ширине семян (на схеме выход их обозначен Gb G2, G3, G4). Таким обра-
зом,
(IV-34)
z=i
58
Каждая из первых че-
тырех групп поступает на
сита б с продолговатыми
отверстиями и разделяется
на две фракции по толщине.
Таким образом получают
восемь фракций, в том числе
четыре сходовых (круглых
семян), идущих с сит с про-
долговатыми отверстиями
(Si, S2, S3, S4) и четыре про-
ходовых (Pi, Р2, Рз, Ра),
а также смесь Q5.
В результате можно на-
писать, что
Рис. IV-19. Технологическая схема машины
КСК-1.
Qi = X ($< + Л) + Q6-
1
(IV-35;
Если сита установлены в обратном порядке, т. е. сначала с продол-
говатыми отверстиями, а затем с круглыми, то также получают восемь
фракций и смесь Q$. Смежные фракции 5г- и Рг- в этом случае не будут
отличаться по толщине.
В таблице IV-11 приведена характеристика сит, установленных
в машине КСК-1.
Набор сит
ТАБЛИЦА IV-I1
Номера яруса Размер отверстия сита, мм Номера яруса Размер отверстия сита, мм
первого второго желобчатого первого второго желобчатого
Первый е9,0 □ 5,50 Третий 07,0 □5,00
Второй 08,0 □ 5,25 Четвертый 06,5 □ 4,75
Сепаратор КСК-1, предназначенный для калибрования семян куку-
рузы по ширине и толщине, состоит из верхнего и нижнего ситовых кузо-
вов, механизма для очистки сит, эксцентрикового вала и контрприводов.
В верхнем и нижнем ситовых кузовах установлено по четыре сита.
От электродвигателя 2 вращение передается эксцентриковому валу
/, а затем — нижнему контрприводу 4 (рис. IV-20). Через цепную пере-
дачу вращение получает вал 3 контрпривода, передающий продольное
возвратно-поступательное движение системе подбивальщиков. С нижне-
го контрпривода 4 вращение передается на верхний контрпривод 5, а
с него на валики подбивальщиков.
Для выбора оптимальных режимов работы машины в зависимости
от особенностей и физико-механических свойств кукурузных семян на
электродвигателе, эксцентриковом валу и верхнем контрприводе уста-
новлены шкивы, состоящие из парных раздвижных конических дисков,
это позволяет изменять скорости ременных передач. Для эксцентриково-
го вала диапазон изменения частоты вращения равен 360—425 об/мин.
Сита очищаются при помощи специальных механизмов-подбиваль-
щиков (рис. IV-21), которые ударяют по ситу снизу.
На валике 6 подбивальщика закреплены планки 7, поверхность ко-
торых покрыта резиной. Валики опираются на подшипники 1 и повора-
59
Рис. IV-20. Кинематическая схема машины КСК-1:
1—эксцентриковый вал; 2 — электродвигатель; ? - - вал контрпривода, 4—нижний контрпривод;
5 — верхний контрпривод.
чиваются в одну сторону посредством тяги, надетой на ось 4, которая
соединена с рычагом 3. Верхняя часть рычага через пружину 5 передает
колебания рычагу 2, жестко соединенному с валиком 6.
Покрытые резиной планки должны ударять по ситам так, чтобы ку-
куруза выталкивалась из отверстий, не подвергаясь трению. В против-
ном случае могут обламываться кончики семян. Чтобы семена кукурузы
с верхнего сита верхнего ситового кузова не разбрасывались, над ним по-
ставлена сетка.
Рис. IV-21. Механизм для очистки сш:
/ — подшипник; 2,3-— рычаги; 4 — ось; 5 - пр\жина; 6 — валик; 7 — планка.
60
Рис, IV-22. Механизм для передачи движения подбивальщикам и устройство для регулирования их положения;
/ — опора; 2 —станина, 3— рочик, 4 — кривошипный вал. 5—механизм для ршуппровапия потожеиия иодбпвалыцпков, 6 — эксцетнриковый вал
Все подбивальщики смонтированы на одной каретке (рис. IV-22),
которая приводится в возвратно- поступательное движение от кривошип-
но-шатунного механизма.
Каретка, представляющая собой жесткую систему, подвешена на
четырех роликах 3, закрепленных на вертикальных опорах 1, которые
соединены со станиной 2 машины. Вертикальные опоры связаны с меха-
низмом 5, которым можно поднимать или опускать валики подбиваль-
щиков при помощи рукоятки, расположенной внизу машины.
Механизм очистки сит приводят в возвратно-поступательное движе-
ние рычаги и тяги, связанные с кривошипным валом 4, который через
цепную передачу получает вращение от вала нижнего контрпривода. Ва-
лики получают движение от шатунов, приводимых в движение малым
эксцентриковым валом 6.
На процесс калибрования большое влияние оказывает работа подби-
вальщиков, очищающих сита. Так как основная масса семян кукурузы
проходит в начале каждого яруса, то подбивальщики должны ударять
в этом месте сильнее. В конце сита кукуруза движется тонким слоем и
при сильных ударах подбивальщиков семена подбрасываются над си-
том, что снижает эффективность калибрования.
Положение валиков регулируют в зависимости от толщины слоя
кукурузы на сите. При этом необходимо учитывать, что чем дальше на-
ходится подбивальщик от сита, тем сильнее его удар о сито.
В зависимости от сорта или гибрида кукурузы принимают удельную
нагрузку на 0,1 м ширины сита, равную 0,003—0,004 кг/с, и на 1 м2 сита,
равную 0,034—0,040 кг/с.
Эксплуатационные испытания калибровочных машин показали, что
оптимальный технологический режим может быть достигнут при подбо-
ре сит в соответствии с размерами исходного зерна и задаваемыми
фракциями по форме и крупности. При производительности калибро-
вочной машины 0,14—0,2 кг/с. отдельные фракции состоят из 90—95%
выровненных зерен.
При калибровании семян кукурузы на машине КСК-1 особое вни-
мание должно быть обращено на работу подбивальщиков. Только при
хорошем регулировании механизма очистки и равномерной нагрузке по
ширине приемных сит можно добиться высокой выровненности семян.
Для удобства обслуживания необходимо механизм, регулирующий
поступление зерна в машину, расположить на лицевой ее стороне. Целе-
сообразно предусмотреть сменные днища разной длины для более эф-
фективного использования рабочей поверхности сит в зависимости от
биометрической характеристики и свойств исходного материала (гибри-
да и сорта кукурузы).
§ 12. СИТОВЫЕ СЕПАРАТОРЫ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ СИТАМИ
(ЦЕНТРОФУГАЛЫ]
Рабочим органом машины с вращающимися ситами служит обычно
барабан в форме цилиндра, шестигранной призмы или пирамиды с на-
тянутыми на их поверхность ситами. В шестигранном барабане более
энергичное просеивание, что объясняется ударом частиц при падении с
одной грани на другую. Сита очищаются механизмом ударного действия,
В цилиндре круглой формы для очистки сит применяют щеточный ме-
ханизм.
На рисунке IV-23 показана схема движения частицы, расположен-
ной на сите, которое вращается с постоянной угловой скоростью вокруг
горизонтальной оси О
и = со/? = со —-— ,
COS р
62
где v — скорость частицы, м/с;
R— радиус вращения частицы, м;
г—радиус вписанной окружно-
сти, т. е. наименьший радиус
вращения грани сита, м;
Р—угол, образованный радиуса-
ми R и г, град.
На частицу а действуют сила тя-
жести G = mg и центробежная сила
то2 т,
--- . Их можно разложить по двум
направлениям: касательному и нор-
мальному к грани АВ, т. е.
Рис. IV-23. Схема к расчету скорости
сита, вращающегося вокруг горизон-
тальной оси.
Т = Gsina— ^-sinP;
R
N = G cos a 4- cos p.
R
Просеивание частицы возможно лишь при ее относительном движе-
нии по ситу.
Для определения частоты вращения сита запишем уравнение дви-
жения частицы по ситу
do то2 - о £ Гх—* । п
m — — Gsina---------sinР — т G cos a 4-----cos P
dt R r L Я
Сделав соответствующие преобразования, получим:
— ~ = (sin a — f cos a) — — (f 4-tg p).
g dt g
Для движения частицы по ситу необходимо, чтобы — > О
dt
или
sin a — f cos a > — (f 4* tg p);
g
2 , 303 (sin a — f cos a)
r f + tg ₽
откуда ________________
1 sin a — f cos a
~r /+ tg ₽ '
Предельное положение грани AB, при котором возможно просеива-
ние частицы а будет соответствовать а=90°. Поэтому в шестигранном
рабочем органе предельное значение р будет равно 30°. Тогда
(IV-36)
"”' = 3l/ ТТДЛмад • <IV‘38)
В цилиндрическом рабочем органе (3 = 0, поэтому
«тах=3 У ± . (IV-39)
Из формулы (IV-39) можно определить максимально допустимую
скорость рабочего органа
v = nYy- (IV’40>
63
Выведенную формулу можно применять к слою толщиной в одну
частицу. Для слоя продукта другой толщины требуется внесение попра-
вочных коэффициентов. На практике принимают
»=1,2'л (IV-41)
Машины с вращающимися ситами применяют на комбикормовых
заводах для очистки отдельных видов сырья от примесей и на мукомоль-
ных заводах для сортирования отходов. Скорость выбирают равной
1,2—1,6 м/с.
На основе опытных данных нагрузку на 1 м2 принимают равной
500—600 кг/ч при очистке зерна от крупных примесей, 200—300 кг/ч при
очистке от мелких примесей и 100—150 кг/ч при сортировании отходов.
В современных конструкциях барабан располагают горизонтально,
продукт перемещается вдоль сита наклонными планками-гонками. Иног-
да изготавливают барабан в форме усеченного конуса.
На рисунке IV-24 показана машина, в которой сита и бичи вращают-
ся с разной скоростью вокруг горизонтальной оси. Машины с таким
устройством обычно называют центробежными буратами или центрофу-
галами.
На станине 1 расположен быстровращающийся бичевой барабан 6
и окружающий его медленновращающийся ситовой цилиндр 9. Бичевой
барабан состоит из вала 10 и чугунных розеток 2, 8, 11 с прикрепленными
к ним десятью металлическими бичами 4.
Корпус ситового цилиндра образуют две торцовые чугунные розет-
ки, связанные между собой шестью круглыми стальными стяжками 5
и девятью обручами 7. Сито 3 закреплено на розетках разъемными хому-
тами 12.
В нижней части станины 1 помещен желоб с одним или двумя шне-
ками 13. Шнеки с поворотными перьями позволяют выводить из машины
в любой точке по длине желоба продукт, полученный проходом из части
или всего цилиндра.
В верхней части машины на горизонтальной оси расположена ци-
линдрическая щетка 14 для очистки ситового цилиндра. По мере износа
ее можно приближать к ситовому цилиндру.
Техническая характеристика центрофугала
Производительность машины при просеивании, кг/с:
муки . ............................................. 0,153
отрубей , .................................... ..... 0,19
Основные размеры ситового цилиндра, м:
диаметр . ........................................... 0,82
длина............................................ . 2,5
Площадь сит, м2........... . . ......................... 5,75
Окружная скорость, м/с:
ситового цилиндра.................................... 0,56
бичевого барабана.................................. 7,3
Диаметр бичевого барабана, м................... . . . 0,8
Расход воздуха, м3/с .................................... 0,0022
Аэродинамическое сопротивление машины, Па............... 60
Мощность, потребная для привода, кВт................ 2
Продукт поступает через приемное отверстие внутрь ситового ци-
линдра. При его вращении продукт поднимается на некоторую высоту,
а затем под действием-силы тяжести падает на быстровращающиеся би-
чи барабана. Бичи, расположенные под углом к оси барабана, отбрасы-
вают продукт к ситовой ткани, через которую он и просеивается.
Продукт в ситовом цилиндре перемещается в продольном направле-
нии. Крупные частицы продукта идут сходом с ситового цилиндра.
64
12 11 Ю 'J 8 7 6 5 4 3 2
1050
Рис. IV-24. Центробежный бурат (центрофугал)':
/ — станина; 2, 8, /7 —розетки; 3 — сито; 4 — бнч; 5 —стяжка; 6 — бичевой барабан; 7— обруч; 9 — ситовой цилиндр; 10 — вал; 12 — хомут; 13 — шнек; 14— щетка.
а>
ел
§ 13. СЕПАРАТОРЫ С КРУГОВЫМ ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ
ДВИЖЕНИЕМ СИТ
На рисунке IV-25 показано устройство нового сепаратора ЗСШ-20
для очистки зерна на мукомольных заводах.
Характерными особенностями этой машины являются:
круговое поступательное движение кузовов с ситами в горизонталь-
ной плоскости;
очистка сит от застрявших частиц в отверстиях посредством рези-
новых шариков;
разделение исходного зерна на крупную и мелкую фракции и после-
довательная очистка этих фракций.
Аналогичные машины с круговым поступательным движением сит
(рассевы) применяют для сортирования продуктов размола зерна
(см. главу XV).
Сепаратор ЗСШ-20 состоит из шкафа, подвешенного на тросах 2
к перекрытию помещения, балансирного механизма 3 с приводом и двух
скальператоров 4, которые установлены на приеме продукта на специ-
альных штангах 5, закрепленных на потолочном перекрытии.
Шкаф сепаратора (рис. IV-26) цельнометаллический, включает че-
тыре секции, собранные на сварной раме 8 крестообразной формы. Рама
имеет четыре вертикальные перегородки, приваренные к трубе 9. В ней
установлен вал и подшипниковые узлы балансирного механизма.
В каждой секции установлено 14 выдвижных рам: четыре приемных
с пробивными ситами с отверстиями 04,5 мм; четыре — приемно-подсев-
Рис. IV-25. Сепаратор
ЗСШ-20 с круговым по-
ступательным движением
сит:
1 — шкаф; 2 — тросы; 3—ба-
лансирный механизм; 4 —
скалытератор; 5 — штанги.
66
Рис. 1V-26. Шкаф сепаратора ЗСШ-20:
/ — резиновые шарики; 2— подсевные рамы; 3 — приемно-подсевные рамы; 4 — приемные
рамы; 5 —приемное устройство; 6 — вращающийся конус; 7 — коробка; 3—рама; 9 — труба-
дверка; 11— аспирационный канал; 12 — обшивка; 13 — сортировочные рамы; 14 — сбор-
ники.
5*
ных с металлотканными ситами с отверстиями размером 2,8X2,8 мм; три
подсевных рамы с пробивными ситами размером 1,7X20 мм; три сорти-
ровочных с пробивными ситами 08 мм и два сборника. Приемно-подсев-
ные, подсевные и сортировочные сита очищаются резиновыми шари-
ками 1.
Секции сверху, снизу и сбоку закрыты обшивкой 12 из металличес-
кого листа, которая связывает раму и секции в единую жесткую конст-
рукцию. Наружная обшивка шкафа и направляющие секций образуют
перепускные каналы. С торцов каркасов секций прикреплены съемные
распределительные коробки 7 и дверки 10 с перепускными каналами.
На каждой секции установлено приемное устройство 5 с вращаю-
щимся конусом 6, который распределяет продукт по приемным рамам.
Сита в двенадцати верхних рамах расположены горизонтально, а
два нижних сортировочных сита с наклоном, равным 1° по ходу продук-
та. Это облегчает вывод крупных примесей через штуцера, расположен-
ные под днищем шкафа. Шкаф аспирируют через каналы И.
Скальператор (рис. IV-27) состоит из двух корпусов 1 и привода.
На валу 4 размещены роторы 3 с лопатками 5 и ситовой обечайкой 6
с ячейками размером 12X12 мм. Ротор приводится в движение от элект-
родвигателя 7 через червячный редуктор 2.
Продукт поступает самотеком в скальператор, где очищается от
крупного сора (рис. IV-28). Крупные примеси V с сетки барабана через
канал в дверке шкафа и патрубок выводятся из сепаратора. Зерно с при-
месями, прошедшее через барабан скальператора, поступает в питатель
секции, распределяющий зерно на четыре приемные рамы. Сход с прием-
ных рам (крупное зерно I с крупными примесями) поступает па сорти-
ровочные рамы, очищается от примесей и выводится из машины для по-
следующей обработки воздухом. Крупные примеси III (сход с сортиро-
вочных рам) выводятся из машины.
Проход приемных рам (мелкое зерно с мелкими примесями) на-
правляют на приемно-подсевные рамы, где от него отделяется часть зер-
на с мелкими примесями. Сход с приемно-подсевных рам (очищенное
мелкое зерно //) поступает в сборник и выводится через патрубок для
дальнейшей очистки воздухом от легких примесей.
Проход приемно-подсевных рам (часть мелкого зерна II с мелкими
примесями) поступает на подсевные рамы, а сход с них (мелкое зерно)
объединяется с мелким зерном II — сходом с приемно-подсевных рам.
Проход подсевных рам (мелкие примеси IV) через штуцер удаляются
из машины.
Сепаратор ЗСШ-20 используют как воздушно-ситовой в комплексе
с четырьмя пневмосепарирующими каналами (рис. IV-29) или с двумя
сепараторами с замкнутым циклом воздуха, в которых зерно очищается
от легких примесей.
Техническая характеристика сепаратора ЗСШ-20
Производительность (кг/с) на зерне с объемной массой
750—825 кг/м3 и влажностью до 15%.................... 5,6
Частота круговых колебаний шкафа, колеб/мин.............. 210
Радиус траектории круговых колебаний, м................ 0,035
Число секций, шт.......................................... 4
Число ситовых рам в секции, шт........................... 14
Полезная площадь рамы, м2............................... 0,25
Расход воздуха на аспирацию, м3/с....................... 0,42
Установленная мощность, кВт..............................5,2
Габаритные размеры, м:
длина .............................................. 2,56
ширина .............................................. 1,39
высота............................................... 2,38
Масса, кг.............................................. 2100
68
Рис IV-27. Скалъператор:
/ — корпус; 2 —червячный редуктор; 3—ротор; 4 —вал;
5 —лопатка; 6 — ситовая обечайка; 7—электродвигатель.
Рис. IV-28. Технологическая схема сепаратора ЗСШ-20:
I — крупное зерно; /7 — мелкое зерно; /// — крупные примеси; IV — мелкие примеси; V — круп-
ный сор; VI— относы аспирационные.
OSIZ
Рис. 1V-29. Сепаратор ЗСШ-20 с пневмосепарирующими каналами:
1 — сепаратор; 2 — пневмосепарирующие каналы; 3 — поступление зерна из корпуса
в пневмосепарирующие каналы.
§ 14. ПРОСЕИВАЮЩИЕ МАШИНЫ ДЛЯ КОМБИКОРМОВ
Машина AI-БЦП. Предназначена для просеивания и контроля муч-
нистых ингредиентов и обогатительных смесей комбикормов (рис. IV-30).
Питающий механизм машины позволяет улавливать из потока сы-
рья крупные примеси и создавать более равномерную загрузку машины.
Внутри машины расположена коническая ситовая обечайка и вал
щеточного ротора с трехлопастной конической щеткой. Ситовая обечай-
ка изготовлена из листовой стали; в ней пробиты отверстия.
Щеточный ротор состоит из пустотелого вала с розетками, на ко-
торых сделаны продолговатые отверстия для радиального регулирова-
ния положения колодок со щетками, установленных под углом 15° к го-
ризонтальной оси. На валу щеточного ротора расположен шнек, подаю-
щий продукт из бункера внутрь ситовой обечайки.
Продукт самотеком поступает на ситовую раму питающего меха-
низма, совершающую движение с частотой 1000 колеб/мин.
Проходовые частицы направляются в приемный бункер просеиваю-
щей машины, а крупные примеси удаляются через окно в корпусе пи-
тающего механизма. Из приемного бункера продукт шнеком подается
на поверхность ситовой обечайки. Здесь щетки протирают его через от-
верстия сита.
Проходовые частицы удаляются из машины через отверстие, рас-
положенное в нижней части корпуса. Очищенный продукт перемещает-
ся вдоль обечайки и удаляется из машины через отверстие в торцовой
крышке.
Просеивающая машина для соли и мела (рис. IV-31). Ситовой кор-
пус получает сложное движение, при котором часть его (со стороны
поступления исходного продукта) описывает круговую траекторию, а
другая (со стороны выпуска продуктов из машины) овальную.
Сита очищаются шариками, получающими удары от опорных де-
ревянных брусков трапециевидного сечения. Опорные бруски под ситом
Рис. IV-30. Просеивающая машина AI-БЦП для мучнистых продуктов:
/ — станина; 2 — корпус; 3 — крышка; 4-— ситовой барабан; 5 — вал; 6 щеточный ротор; 7 — шнек;
**— иитающий механизм; 9 — приемный бункер; 10 — ограждение; 11 привод.
72
Рис. IV-31. Просеивающая машина для соли и мела:
/ — опора ситовой рамы; 2 —шарики для очистки сит; 3 — приводной механизм; 4 —ременная передача; 5 — основание; 6 электро-
двигатель; 7 —’ люки; 8 поддон; 9 — корпус.
о
Рис. IV-32. Движение продуктов
и шариков в машине:
а _ траектория движения продукта по
ситу; б — расположение резиновых ша-
риков под ситом; в — движение шари-
ка под ситом.
не доходят до нижней его поверхности, что обеспечивает упругость сита
при ударе его шариками (рис. IV-32). Это очень важно для удовлетво-
рительной работы шариков.
На рисунке IV-33 показано устройство эксцентрикового механизма
для привода просеивающей машины.
Техническая характеристика просеивающей машины
для соли и мела
Производительность (кг/с) при обработке:
мела................................................ 0,15—0,3
соли . ...................................... 0,3—0,6
Размер ситовой поверхности, м:
длина ........................................... 1,475
ширина.......................................... 0,71
Площадь ситовой поверхности, м2................... 1,05
Угол наклона ситовой поверхности ...................... 4°30'
Число колебаний ситового корпуса в минуту .... 220
Эксцентриситет механизма колебателя, м ..... . 0,030
Расход воздуха, м3/с................................... 0,12
Мощность электродвигателя, кВт...................... 1,5
Габаритные размеры, м:
длина............................................... 2,28
ширина................................ 0,9
высота ...................................... . 1,1
Масса, кг................................................ 410
74
180
S36
Рис. IV-33. Эксцентриковый механизм привода просеивающей машины для соли и мела.
6*
Глава V
МАШИНЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ,
ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ОТ ЗЕРЕН ОСНОВНОЙ КУЛЬТУРЫ
АЭРОДИНАМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Для отделения примесей, отличающихся от зерен основной культу-
ры аэродинамическими свойствами, применяют воздушные сепараторы.
Аэродинамические свойства различных частиц зерновой смеси проявля-
ются в разных скоростях движения этих частиц относительно потока
воздуха.
Воздушные сепараторы применяют главным образом на мукомоль-
ных, крупяных и комбикормовых заводах для очистки зерна от пыли и
примесей, на крупозаводах для выделения лузги из продуктов шелуше-
ния пленчатых культур (риса, гречихи, овса, ячменя), а также для кон-
троля крупы и отходов.
На современных предприятиях по переработке зерна в продоволь-
ственные и кормовые продукты применяют воздушные сепараторы при
механическом транспорте и при пневматическом транспорте с попутной
очисткой зерна от примесей. Важное место занимают эти машины на
предприятиях по калиброванию гибридных и сортовых семян кукурузы,
где их используют для обогащения отдельных фракций калиброванных
семян.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
Воздушные сепараторы без вентилятора обычно присоединяют к
групповому вентилятору, обслуживающему несколько машин.
76
§ 3. ПРИНЦИП ВОЗДУШНОЙ
СЕПАРАЦИИ ЗЕРНА
Сепарирование зерновой смеси в воздушном
потоке основано на различии сопротивлений,
оказываемых отдельными частицами воздушно-
му потоку. Это обусловлено физико-механиче-
скими особенностями частиц, которые в данном
случае характеризуют их аэродинамические
свойства.
При турбулентном движении воздушного по-
тока сила сопротивления в основном зависит от
динамического воздействия потока на частицу
и ее определяют по формуле Ньютона
я = (V-1)
воздушный
поток
V-1. Схема дей-
Рис.
ствия воздушного пото-
ка на
Gh G2,
отдельных
/?з — подъемная
душного потока.
частицы:
G3 — сила тяжести
частиц: /?2.
сила вог-
частицы, состояния ее
где — коэффициент аэродинамического сопро-
тивления;
F—площадь проекции частицы на плос-
кость, нормальную к вектору относи-
тельной ее скорости (миделево сече-
ние), мг;
р — плотность воздуха, кг/м3.
Величина коэффициента g зависит от формы
поверхности и режима потока воздуха, обтекающего ее.
В вертикальном восходящем потоке воздуха силы тяжести и силы
сопротивления, действующие на частицу, всегда направлены в противо-
положные стороны. Поэтому существуют три возможных случая:
A?<G — частица движется вниз, R>G— частица движется вверх, R—
= G — частица находится в равновесии (рис. V-1).
Таким образом, отношение R/G определяет направление движения
! - R 1
частицы, а его значения 1 ;> — > 1 свидетельствуют о возможности
разделения частиц воздушным потоком. Однако судить по величине от-
ношения RJG о возможности разделения частиц трудно, так как опре-
деление силы сопротивления представляет известную сложность.
Аэродинамические свойства зерна и примесей еще недостаточно
точно изучены, они зависят от факторов, взаимная связь которых не
поддается точному учету. Форма частиц самая разнообразная, их по-
ложение, а следовательно, и миделево сечение непрерывно изменяются
относительно оси потока. В связи с этим возможность разделения зер-
новой смеси, а равно и измельченных зернопродуктов, наиболее удоб-
но определять по другим показателям, в частности по скорости витания
частиц.
При движении частицы вниз (Gz>R) сила сопротивления
£=g-B-F(C-vB)2, (V-2)
где с — абсолютная скорость частицы, м/с;
vB — скорость воздушного потока, м/с.
т-> de
В этом случае частица движется вниз с ускорением — , а движу-
dt
щая сила
G — R=m —- или G=R-\-m — ,
dt dt
77
Рис. V-2. Полигоны разделения скоростей витания
лузги (/) и ядра (2).
где т — масса части-
цы, кг.
При с = 0 частица на-
ходится во взвешенном
состоянии, R = G, а оЕ =
= Свт
Fvlr = G = mg, (V-3)
где овт — скорость вита-
ния, м/с.
Из формулы (V-.3)
можно получить значение
скорости витания, или,
как ее еще называют,
критической скорости,
<v-«
Расчетное определение скорости витания не дает точных результа-
тов, поэтому в практике ее определяют экспериментально в лаборатор-
ных воздушных классификаторах. В зависимости от ориентации части-
цы в потоке значение скорости витания колеблется в широких пределах.
ТАБЛИЦА V-1
Средние значения скоростей витания и коэффициентов сопротивления
Зерно и семена сорных растений Скорость витания, м/с Коэффициент сопротив- ления Зерно и семена сорных растений Скорость витания, м/с
Пшеница 8,9—11,5 0,184—0,265 Пшеница битая
Рожь 8,4—9,9 0,160—0,222 ВДОЛЬ 5,8—8,3
Ячмень 8,4—10,8 0,191—0,272 поперек 8,0—9,8
Овес 8,1—9,1 0,169—0,300 Колос пшеницы 3,5—5,0
Кукуруза 12,5—14,0 0,162—0,236 (без зерна)
Просо 9,8—11,8 0,045—0,073 Соломистые ча- 5,0—6,0
Горох 15,5—17,5 0,190—0,229 сти длиной до 0 1м
Соя 17,3—20,1 0,115—0,152 Органическая До 2,5
Чечевица 8,3—9,8 0,359—0,609 пыль (части-
Гречишка 3,6—7,9 — цы диаметром до 0,5-10~3 м)
Рыжик 6,0—6,5 — Минеральная До 4,0
Пырей 4,8—7,2 — пыль (части-
Куколь 6,8—9,8 — цы диаметром до 0,5-10“3 м)
Овсюг 5,5—8,3 0,16—2,2
Просяная луз-
Пшеница щуп- 5,5—7,6 — га
лая
Если зерновки, например гороха, имеют шаровидную форму, то при
G =pg— и F = — скорость витания будет:
6 4
«вт = 1/^ , (V-5)
где g— ускорение силы тяжести, м/с2;
d — диаметр зерновки, м.
78
На рисунке V-2 приведено распределение скоростей витания лузги
и ядра, показывающее возможность их разделения воздухом при скоро-
стях 5—6 м/с.
Для предварительной оценки возможности разделения компонен-
тов зерновой смеси можно пользоваться данными об аэродинамических
свойствах зерен основных культур и примесей (табл. V-1). Необходимо
учесть, что скорость витания частицы в свободном сечении канала из-
меняется при наличии группы частиц не только в результате их соуда-
рения, но и в значительной степени в результате изменения живого се-
чения канала.
Чем больше частиц находится в канале, тем меньше его живое се-
чение и при одинаковом расходе воздуха скорость обтекания частиц
увеличивается.
§ 4. ВОЗДУШНЫЕ СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА
НА МУКОМОЛЬНЫХ ЗАВОДАХ С ВНУТРИЦЕХОВЫМ
МЕХАНИЧЕСКИМ ТРАНСПОРТОМ
Воздушный сепаратор с разомкнутым циклом воздуха. Наиболее
простой конструкцией воздушного сепаратора с разомкнутым циклом
воздуха является аспирационная колонка, в которой зерно подвергается
многократной обработке воздухом (рис. V-3).
Из питающего устройства 1 зерно поступает в пневмосепарирующие
каналы 2 и 3. Воздушный поток увлекает по этим каналам легкие ча-
стицы в осадочную камеру 4.
Для рационального использования объемов воздуха, принудитель-
но перемещаемого через каналы 2 и 3, в машине сделаны затворы: пер-
вый в системе образует грузовой клапан с винтовым ограничителем, вто-
рой в осадочной камере образует система герметизирующих клапанов
5 и 6.
Нормальная работа аспирационной колонки достигается при непре-
рывной и равномерной загрузке пневмосепарирующего канала зерном,
безотказности действий затворов, выборе такого режима аэромеханиче-
ского сепарирования зерновой массы, при котором наряду с максималь-
-»--------- 10Ь0 -------------*4
Рис. V-3. Аспирационная колонка:
/ — питающее устройство; 2, 3 — пневмосепарирующие каналы; 4—осадочная камера- 5, 6 — гер-
метизирующие клапаны.
79
ным отбором аэродинамически легких примесей предотвращается унос
нормального зерна в осадочную камеру.
Аспирационную колонку БКА применяют для отделения от зерна
и продуктов шелушения крупяных культур примесей, отличающихся
аэродинамическими свойствами, а также для контроля крупы и лузги
(рис. V-4).
Поступающий через приемное отверстие продукт попадает на пита-
ющий валик и далее на наклонные плоскости. Пересыпаясь с одной пло-
скости на другую, продукт продувается воздухом, который увлекает и
уносит аэродинамически легкие примеси (лузгу, пыль, мелкий сор и пр.).
Зерно (или ядро) ссыпается в нижнюю часть машины и, пройдя магнит-
ную защиту, выводится из нее. Легкие примеси выносятся в осадочную
камеру, откуда по мере накопления также удаляются из машины.
Техническая характеристика аспирационной колонки БКА
Производительность (кг/с) на:
зерне ................................................ 1,4
продуктах шелушения............................ 0,9
крупе ............................................1,1
Расход воздуха, м3/с ................................. 1,33
Частота вращения питающего валика, рад/с..............4,2
Диаметр питающего валика, м........................... 0,075
Электродвигатель
мощность, кВт.................................... .... 0,4
частота вращения, рад/с ...................... . . 91
Габаритные размеры, м
длина...............................................1,400
ширина..............................................0,825
высота................................. . . . 1,280
Масса, кг................................................ 300
Особенностями воздушного сепаратора, применяемого в США (рис.
V-5), являются использование питающего механизма барабанного типа
и двойная продувка двух смежных пневмосепарирующих каналов.
825
Рис. V-4. Аспирационная колонка БКА:
/ — рукоятка для поворота воздушных клапанов; 2— сменные щиты; 3 — редуктор; 4— электро-
двигатель; 5— кронштейн; 6, 7, 9 —смотровые окна; 8 — поворотный клапан для выпуска от-
носов; 10— осадочная камера; 11— корпус; 12 — питающий валик; 13 — клапан для регулирова-
ния количества н скорости удаляемого из машины воздуха; 14— грузовой клапан для регули-
рования толщины слоя выходящего продукта; 15— наклонные плоскости; 16—поворотные кла-
паны; 17—магнитное заграждение.
80
Исходная смесь
Отходы
\ Очищенное
зеонп
Рис. V-5. Схема аспирационной колонки
(США).
Рис. V-6. Схема машины
с замкнутым циклом воз-
духа:
1 —пневмосепарнрующий канал;
2 — вентилятор; 3 — осадочная
камера.
В верхней части каналов установлен поворотный клапан, позволяющий
перераспределять скорости воздушных потоков. Кроме того, предусмот-
рено дополнительное поступление воздуха из помещения в верхнюю
часть осадочной камеры через щель, снабженную поворотным клапаном.
Это особенно важно при регулировании воздушного режима сепаратора
в условиях, когда несколько машин обслуживаются одной центральной
вентиляционной установкой. В этом случае можно изменять воздушный
режим в одном сепараторе без нарушения режима в других.
Воздушный сепаратор с замкнутым циклом воздуха (рис. V-6). Ма-
шина работает следующим образом. Струя воздуха, засасываемая вен-
тилятором, пересекает поток зерна, уносит легкие примеси и мелкую
пыль. Затем, проходя через осадочную камеру, воздух оставляет в ней
примеси и очищенный возвращается в рабочую камеру.
Количество пыли в воздухе, находящемся внутри машины при уста-
новившемся режиме, можно определить, исходя из следующего.
При первом обороте воздух, пересекая слой зерна, содержащий
Д(г) пыли, отбирает М(г) пыли, где fe<l. Затем, пройдя через осадоч-
ную камеру, воздух частично оставляет унесенную им пыль и вновь по-
ступает в рабочую камеру, содержащую й.4(г) пыли (х<1).
При вторичном обороте воздуха и пересечении слоя зерна часть
пыли, находящейся в воздухе, остается на зерне, в результате чего за-
пыленность воздуха составит xykA(r) пыли (у<1). Как и при первом
обороте, в воздух попадает дополнительное количество kA (г) пыли из
зерна, характеризуемого первоначальной засоренностью Д(г).
Таким образом, количество пыли, уносимой воздухом после вто-
ричного прохождения через машину, можно обозначить через
kA + (ху) kA.
(V-6)
После третьего прохождения воздуха через толщу зерна содержание
пыли в нем (г) составит
kA + (ху) kA + (ху)2 kA.
(V-7)
81
1732
13
Рис. V-7. Сепаратор с замкнутым циклом воздуха и двукратным продуванием зерна:
/ — приемная труба; 2—труба; 3 - рабочая камера; 4— клапан; 5 - канал; 6 — щиток; 7-выходной канал; S-шнек; 9 - отверстие трапециевидной формы-
/о —стенка; // — камера; /2 — вентилятор; 13 — цилиндрическая труба; 14 — поворотный клапан; 15 — грузовой клапан.
Ряд kA4-kAxy4-kAxy24-...-srkA (xy)n при (ху)<1 сходится, и его
сумма как сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии
равна
S = kA (1—ху)~1.
Если допустить, что значения коэффициентов k, х и у постоянны, то
постоянно и содержание пыли в воздухе.
Установлено, что запыленность зерна при очистке его в машинах с
замкнутым циклом воздуха снижается на 10—20%. Это, по-видимому,
объясняется воздействием на зерно потока запыленного воздуха, ана-
логичным воздействию пескоструйного аппарата на очищаемую метал-
лическую поверхность.
В сепараторе с замкнутым циклом воздуха и с двукратным проду-
ванием зерна (рис. V-7) очищаемое зерно поступает в приемную трубу 1.
Открывая под действием своего веса клапан 4, зерно падает на отража-
тельный щиток 6, а с него — в выходной канал 7, подвергаясь в пути
двукратному продуванию. В первый раз зерно продувается между кла-
паном 4 и щитком 6, второй раз — при падении с него.
Захваченные воздушным потоком легкие примеси поступают по ка-
налу 5 в осадочную камеру II. В ней под действием гравитационных и
центробежных сил происходит выделение пыли из воздушного потока.
Некоторые частицы, прижатые к металлической стенке 10, скаты-
ваются в нижнюю часть камеры. Под шнеком 8 установлен грузовой
клапан 15, назначение которого предотвратить засасывание наружного
воздуха в камеру И.
Обеспыленный воздух по трубе 2 нагнетается в рабочую камеру 3,
затем снова засасывается вентилятором 12. Таким образом замыкается
цикл воздуха в машине. Цилиндрическая труба 13 имеет отверстие 9
трапециевидной формы, что обеспечивает равномерность поля скоростей
воздушного потока по длине осадочной камеры. Скорость воздушного
потока регулируют поворотным клапаном 14, установленным в трубе 2.
Производительность машины определяют по удельной нагрузке на
1 см длины пневмосепарирующего канала, равной 0,014—0,022 кг/с.
Нижний предел относится к машинам с производительностью до 0,7 кг/с,
а верхний — к машинам с производительностью 0,7—2,8 кг/с (для пше-
ницы и ржи с плотностью соответственно 760 и 700 кг/м3').
Различные операции по переработке зерна крупяных культур обус-
ловливают уменьшение указанной нагрузки. Опытным путем установле-
ны коэффициенты, позволяющие определить производительность этих
машин при использовании их в крупяном производстве (табл. V-2).
Ориентировочно можно принять, что расход воздуха составляет при
очистке зерна 550—650 м3 на 1 т зерна, а при выделении оболочек на
крупяных заводах 750—850 м3 на 1 т продуктов шелушения.
ТАБЛИЦА V-2
Поправочные коэффициенты для определения производительности
сепаратора с двукратным продуванием зерна
Операция Культура
ячмень рис гречиха | просо | овес | горох кукуруза
Очистка зерна от примесей (до ше- лушения) 0,6 0,6 0,5 0,6 0,5 0,8 0,7
Выделение частиц оболочек из про- дуктов шелушения 0,7 0,7 0,6 0,7 0,6 0,9 0,8
Контроль крупы 0,2 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,3
Контроль относов Л лузги 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5 0,4
83
В таблице V-3 приведены данные о параметрах и типоразмерах се-
параторов с двукратным продуванием зерна.
ТАБЛИЦА V-3
Техническая характеристика сепараторов с двукратным продуванием зерна
Показатели Сепаратор
ЗД-2,5 ЗД-5 ЗД-10
Производительность, кг/с 0,7 1,4 2,8
Ширина приемного фрон- та, м 0,5 0,6 1,2
Потребная мощность, кВт 0,7 1,0 1,3
Масса, кг 155 240 300
При очистке зерна от примесей или выделении частиц оболочек из
продуктов шелушения зерна крупяных культур сепараторы должны уда-
лять за один проход не менее 80% отделяемых воздухом примесей; в по-
лученных относах допускается содержание ядра не более 1,5% от мас-
сы последних.
Для эксплуатационной надежности машины необходимо:
обеспечить герметичность; для этого высоту приемной трубы 1 над
клапаном 4 (см. рис. V-7) принимают таких размеров, чтобы нижняя ее
часть была заполнена зерном, т. е. образовывался зерновой затвор;
установить под отверстиями для выпуска зерна и отходов шлюзовые
затворы или другие устройства, предохраняющие от возможности по-
ступления воздуха в машину;
принять угол наклона стенок к горизонту, по которым перемещается
зерно или отходы, не менее 70°; он должен быть больше угла естествен-
ного откоса перемещаемых продуктов;
предусмотреть люки с шарнирными крышками для свободного до-
ступа к питающему клапану, отражательному щитку, шлюзовым затво-
рам, поворотному клапану для регулирования скорости воздуха;
изготовлять машину из листовой стали толщиной 1,5—2,0 мм.
Рис. V-8. Сепаратор А1-БДА с замкнутым циклом воздуха:
1— откидные дверки; 2— щиток; 3 — грузовой клапан; 4— канал; 5 —приемный патрубок; 6 —свар-
ной корпус; 7 — ограждение; 8 — вентилятор; 9 — приемный конус; 10 — заслонка; // — рукоятка
для регулирования положения заслонки; 12 — контрпривод; 13 — шнек для удаления отходов;
/4 — рукоятка для регулирования положения щитка; 15 — осадочная камера; 16 «*• электродвигатель
84
На рисунке V-8 показано
устройство малогабаритного воз-
душного сепаратора А1-БДА
производительностью до 5 т/ч.
Воздушный сепаратор, при-
меняемый в США (рис. V-9), от-
личается удачной компоновкой
узлов, это достигнуто благодаря
применению вентилятора, встро-
енного в осадочную камеру на
всей ширине машины. В воздуш-
ном сепараторе применен пита-
тель барабанного типа. Достоин-
ством сепаратора является также
то, что зерно и относы выводятся
из машины шнеками. Это облег-
чает контроль ее работы, так как
в месте выхода фракций из ма-
шины легко взять пробу, не нару-
шая воздушного режима ма-
шины.
Рис. V-9. Схема воздушного сепаратора
для мукомольных заводов (США).
§ 5. ВОЗДУШНЫЕ СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА
НА МУКОМОЛЬНЫХ ЗАВОДАХ С ВНУТРИЦЕХОВЫМ
ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ТРАНСПОРТОМ
Воздушные сепараторы применяют для отделения зерна от транс-
портирующего воздуха и для очистки зерна от примесей, отличающихся
от него аэродинамическими свойствами. Это позволяет при пневматичес-
ком транспорте использовать один и тот же объем воздуха для переме-
щения и очистки зерна, что является большим достоинством таких сепа-
раторов.
В воздушном сепараторе типа ЗПА (рис. V-10) зерно поступает по
вертикальному каналу 5. Под действием центробежной силы зерно при-
жимается к поверхности I и падает на наклонную плоскость 2. Преодо-
лев сопротивление клапана 3, зерно выводится шлюзовым затвором 6.
Запыленный воздух через камеру 4 и вертикальный канал, обра-
зованный стенками 10 и 11, поступает в осадочную камеру 8, а после
очистки удаляется из сепаратора. Примеси, осажденные в камере, уда-
ляются шлюзовым затвором 7. Воздушный режим и, следовательно, эф-
фективность очистки зерна можно регулировать, изменяя положение
подвижной стенки 9.
Изменение ширины пневмосепарирующего канала позволяет под-
держивать в нем скорость воздушного потока в пределах 4—6 м/с при
неизменном расходе воздуха.
При исследовании этих машин на московском мукомольном заводе
«Новая победа» было установлено, что причинами недостаточной эф-
фективности работы являются большая скорость входа воздуха и не-
равномерность потока при поступлении через клапан 3 в камеру 4.
Целесообразно установить над плоскостью 2 специальный лоток.
Поступающий в машину поток зерна после удара о верхнюю крышку по-
падает в лоток, в котором накапливается. Избыток зерна падает с ма-
лой скоростью с лотка на наклонную плоскость 2. Преодолев сопро-
тивление клапана 3, зерно падает равномерным слоем в камеру 4. В лот-
ке оседают тяжелые примеси (камни, металлические детали), что
значительно облегчает работу последующих технологических машин.
Периодически лоток вынимают из машины через специальный люк.
85
Техническая характеристика воздушных сепараторов
Марка ЗПА-5 ЗПА-10
Производительность, кг/с ..... 0,15 0,3
Расход воздуха, м3/с 0,22—0,4 0,5—0,7
Аэродинамическое сопротивление, Па 60 60
Размеры пневмосепарирующего кана- ла, м: длина 0,6 0,9
ширина 0,08—0,19 0,080—0,196
высота . 0,9 0,9
Электродвигатель: мощность, кВт . 1,1 1,1
частота вращения, рад/с . . . 93,5 ' 93,5
Габаритные размеры, м: длина 1,144 1,375
ширина . . 0,86 1,08
высота 1,76 1,97
Масса, кг 390 538
При расчете сепараторов принимают скорость воздуха при поступ-
лении в него 20—22 м/с, в пневмосепарирующем канале 4,5—6 м/с, на-
грузку на 1 см длины пневмосепарирующего капала 0,023—0,03 кг/с.
В воздушном сепараторе БПС-10 конструкции Горьковского филиа-
1760
Рис. V-10. Воздушный сепаратор типа ЗПА:
1— металлическая поверхность; 2 — наклонная плоскость; 3 — клапан; 4— камера; 5 — канал;
6, 7 — шлюзовые затворы; 8—осадочная камера; 9 — подвижная стенка; 10, 11 — стенки.
86
ла ВНИЭКИпродмаш корпус разделен перегородками 14 на разгрузоч-
ную камеру 12, обводной канал 8 и пневмосепарирующий канал 3
(рис. V-11).
Разгрузочная камера снабжена питающим механизмом, который ав-
томатически поддерживает постоянный уровень зерна в камере в зави-
симости от количества поступающего зерна. Питающий механизм состо-
ит из верхнего 13 и нижнего 10 грузовых клапанов, сблокированных
между собой тягой 11.
Зерно по длине канала распределяется питающим валиком 9. Под-
вижную стенку 4 можно перемещать при помощи штурвала 5, что поз-
воляет регулировать скорость воздуха в канале. Для равномерного рас-
пределения воздуха по длине и высоте пневмосепарирующего канала
выходной патрубок имеет прямоугольную форму по всей длине канала.
За процессами, происходящими в пневмосепарирующем канале и раз-
грузочной камере машины, можно наблюдать через смотровые окна 15.
Шлюзовой затвор приводится во вращение электродвигателем через
червячный редуктор. Питающий валик вращается от редуктора.
В зависимости от способа подачи транспортируемого воздуха пнев-
мосепараторы могут быть выполнены по двум схемам (рис. V-12). В схе-
ме А предусмотрена спиральная насадка (улитка), которая позволяет
подводить продуктопровод к пневмосепаратору с любой стороны. В схе-
Рис. V-11. Общий вид пневмосепаратора БПС-10:
1 отражатель; 2— клапан сброса воздуха; 3—пневмосепарирующнй канал; 4—подвижная стен-
ка’„ 5 — штурвал; 6—станина; 7—входной патрубок; 8 - канал; 9—питающий валик; 10— ниж-
ний грузовой клапан; 11— тяга; 12 — разгрузочная камера; 13 — верхний грузовой клапан; 14—пере-
городка; 15— смотровое окно; 16— электродвигатель; 17—редуктор; 18 — шлюзовой затвор* 19— бун-
кер; 20 —корпус; 21 — крышка; 22 —улитка.
87
Схема Л
Рис. V-12. Технологическая схема пневмосепаратора БПС-10.
ме Б продуктопровод подсоединяется к патрубку 7 (см. рис. V-11). Для
перехода с одной схемы на другую закрывают соответствующие отвер-
стия.
В схеме А зерно с примесями, отделившись в спиральной насадке от
транспортирующего воздуха, поступает в разгрузочную камеру. Как
только уровень зерна в камере поднимется до верхнего клапана, зерно,
преодолевая сопротивление грузов, отклоняет клапан вправо. Одновре-
менно открывается нижний клапан и через образующуюся щель между
нижним клапаном и валиком зерно поступает в пневмосепарирующий
канал.
Техническая характеристика пневмосепараторов
Марка Б ПС-2,5 БПС-5 БПС-10
Производительность, кг/с 0,7 1,4 2,8
Расход воздуха, м3/с о,3 0,4 0,4—0,5
Аэродинамическое со- противление, Па . . 60 70—90 70—125
Размеры пневмосепа- рирующего канала, м: длина 0,5 0,8 0,9
ширина .... 0,18 0.23 0,10—0,21
высота .... 0,90 0,90 0,99
Электродвигатель: мощность, кВт 0,6 1,1 1,1
частота вращения, Рад/с ..... 135 140 140
Габаритные размеры, м: длина 0,9 1,0 1,2
ширина .... 0,91 0,90 0,90
высота .... 2,22 2,22 2,40
Масса, кг 430 470 560
При прекращении подачи зерна в разгрузочную камеру грузы воз-
вращают клапаны в первоначальное положение. При необходимости
положение грузов на рычагах можно изменять. Воздух по обводному
каналу под наклонным дном разгрузочной камеры входит снизу в пнев-
88
Рис. V-13. Пиевмосепаратор ОТИ-2:
/, 3—винтовые механизмы; 2, 4— маховики; 5 — лю-
ки; 6— клапан; 7 — направляющее ребро; 3 —спица;
9—осветитель; 10— смотровое окно; 11— корпус;
12 — обтекатель; 13 — экран; 14— порог; 15 — сопло:
16 — направляющий патрубок; 17 — воронка; 18—осно-
вание; 19 — перфорированный патрубок; 20 — продук-
топровод; 21 — обводной воздухопровод.
мосепарирующий канал навстречу по-
току зерна. Восходящий поток воздуха
увлекает легкие примеси и уносит их
в циклон-разгрузитель. Очищенное
зерно из бункера удаляется шлюзовым
затвором.
В схеме Б зерно с примесями, по-
ступая в канал, по инерции продол-
жает двигаться вверх и при помощи
отражателя направляется в разгрузоч-
ную камеру. Воздух проходит под на-
клонным дном разгрузочной камеры
и поступает в пневмосепарирующий
канал. Дальнейший технологический
процесс аналогичен процессу, проте-
кающему по схеме А.
Пневмосепаратор ОТИ-2*, пред-
ложенный Одесским технологическим
иститутом имени М. В. Ломоносова,
предназначен для очистки зерна при
пневматическом транспорте (рис. V-13).
Транспортируемая воздухом зерновая масса, поступающая в пат-
рубок продуктопровода 20, проходит через перфорированный патрубок
19 и сопло 15, отражается экраном (состоящим из тарелки и сердечни-
ка), а затем поступает в воронку 17 и выводится из машины.
В процессе отражения экраном зерновая масса приобретает вид
усеченно-конической решетки и одновременно продувается воздухом,
выходящим через отверстия перфорированного патрубка. Интенсивность
продувки зерновой массы можно регулировать, изменяя площадь боко-
вой поверхности конической решетки. Для этого изменяют положение
экрана 13 и обтекателя 12 при помощи винтового механизма 1.
Поглощение энергии удара частиц зерновой массы, летящей по обра-
зующей усеченного зернового конуса со скоростью 2—3 м/с, осуществля-
ется зерновым слоем, находящимся на поверхности воронки 17. Скорость
воздушного потока, проходящего между обтекателем 12 и конфузором
колпака, регулируют при помощи винтового механизма 3, перемещаю-
щего обтекатель вдоль оси.
За процессом сепарирования наблюдают через смотровое окно 10.
Для частичного удаления воздуха предназначен обводной канал 21
с клапаном 6. Четыре монтажных люка (два вверху и два внизу) позво-
ляют заменять изношенные детали (экран, сопла, перфорированный
патрубок). Сердечник экрана крепится к тарелке на резьбе и изготавли-
вается из конструкционной стали с последующей термической обработ-
кой. Долговечность такого экрана более двух лет. Пневмосепаратор
устанавливается на трех стойках, прикрепляемых к основанию 18.
При производительности пневмосепаратора 5 т/ч эффективность
очистки зерна составляет 87%, четкость сепарирования (содержание
нормальных зерен в отходах) 0,5—1,0%.
* Князев и др. Новые модели пневмотранспортных сепараторов для зерна —
«Мукомольно-элеваторная промышленность», 1970, Ns 3.
89
Рис. V-14. Воздушный сепаратор БАС:
1— приемная труба; 2 — стенка; 3 — пневмосепарирующий канал; 4—питающий валик; 5 — ось;
6— клапан; 7 — разгрузочный бункер; 8, 9, 10 — камеры; // — рычаг; /2 —паз; 13— кожух вен-
тилятора; 14, 16 — маховики; 15 — мембранный тягомер; /7— кран.
§ 6. ВОЗДУШНЫЕ СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КУКУРУЗНЫХ СЕМЯН
Воздушный сепаратор БАС применяют на заводах по обработке
гибридных и сортовых семян кукурузы для выделения из калиброванных
семян мелких, щуплых зерен и аэродинамически легких примесей
(рис. V-14).
Зерновая смесь из приемной трубы I подается на питающий валик4
и клапан 6. Очищенное зерно по каналу поступает в разгрузочный бун-
кер 7. Пневмосепарирующий канал 3 связан с камерами 8, 9, 10. С каме-
рой 10 соединено всасывающее отверстие вентилятора 13. Из камер 8и9
шнеки выводят осевшие мелкие и щуплые зерна, а из камеры 10—
аэродинамически легкие примеси.
Степень разрежения в камерах измеряют мембранным тягомером 15.
Трубопровод от него присоединен к каналу 3; включают тягомер посред-
ством крана 17.
Производительность вентилятора регулируют, изменяя положение
дроссель-клапана, установленного в нагнетающем патрубке вентилятора;
для управления клапаном выведен маховик 14. Аэродинамический режим
регулируют изменением скорости вращения рабочего колеса венти-
лятора или изменением площади поперечного сечения пневмосепарирую-
щего канала 3.
Для регулирования скорости вращения рабочего колеса вентилятора
предназначен эксцентриковый вариатор и раздвижной шкив.
Для поворота стенки 2 относительно оси 5 используют рычаг 11,
управляемый маховиком 16. Стенка 2 перемещается в пазу 12, чем до-
стигается изменение поперечного сечения пневмосепарирующего канала.
Используя вариатор, можно регулировать и загрузку машины зерном.
Испытания сепаратора БАС в производственных условиях показали,
что масса 1000 зерен после однократного пропуска увеличивается на
15—18%. Точность высева очищенных семян кукурузы на дисках с круг-
лыми отверстиями составляет 93—100%.
90
Глава VI
ВОЗДУШНО-СИТОВЫЕ СЕПАРАТОРЫ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Для очистки зерна от примесей, отличающихся от него шириной,
толщиной и аэродинамическими свойствами, применяют воздушно-сито-
вые сепараторы. В этих машинах зерно очищается на ситах, на которых
отделяются крупные и мелкие примеси, отличающиеся от зерна шириной
и толщиной, и потоком воздуха, продувающего слой зерна и уносящего с
собой примеси, отличающиеся от зерна аэродинамическими свойствами.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
91
§ 3. СТАЦИОНАРНЫЕ ВОЗДУШНО-СИТОВЫЕ СЕПАРАТОРЫ
Сепаратор ЗС-50 (рис. VI-1) предназначен для очистки зерна
(пшеницы, ржи и др.) от посторонних примесей на элеваторах и хлебо-
приемных предприятиях.
Зерно от примесей, отличающихся от него толщиной и шириной,
очищается на наклонных ситах, а от аэродинамически легких примесей
путем двукратной продувки воздушным потоком в пневмосепарирующих
каналах. Сита совершают прямолинейное возвратно-поступательное
движение.
Особенность конструкции сепаратора — цельнометаллическое испол-
нение. Деревянными сделаны лишь ситовые рамы. К разборной металли-
ческой станине при помощи восьми плоских пружин подвешено два
ситовых кузова. Каждый кузов имеет два ряда сит: один — сортировоч-
ный, другой — подсевной. Для улучшения эффективности выделения
мелкой примеси подсевные сита смещены относительно сортировочных.
Сита очищаются инерционными очистительными механизмами, совер-
шающими возвратно-поступательное движение по направляющим. Сито-
вые кузова приводятся в движение от эксцентрикового колебателя.
Рис. VI-1. Сепаратор ЗС-50;
/ — станина; 2 —привод колебателя; 3 —нижний ситовой кузов; 4—верхний ситовой кузов;
5— эксцентриковый колебатель; 6—приемное сито; 7 — пневмоканал первой продувки; 8 — виб-
ролоток; 9 —клепан; 10 — приемная камера; // — приемный патрубок; /2 — аспирационная ка-
мера первой продувки; 13 — аспирационная камера второй продувки; 14 — инерционный очисти-
тельный механизм; 15 — пневмоканал второй продувки; /6—магнитная защита.
92
Поступающее из бункера зерно при помощи скатов частично распре-
деляется по ширине приемной камеры. Для равномерного распределения
зерна по ширине сит установлен вибролоток с клапаном.
В верхней части ситового кузова установлено приемное сито,
сходом с которого отделяются крупные сорные примеси. Зерновой поток
далее разделяется на две части, которые поступают на верхний и нижний
ситовые кузова, работающие параллельно.
В канале первой продувки происходит выделение из зерна легких
примесей, которые осаждаются в осадочной камере первой продувки и
выводятся из нее шнеком за пределы машины.
Сход с сортировочных сит (примеси крупнее зерна) и проход подсев-
ных сит (битое и щуплое зерно, песок и другие мелкие примеси) удаля-
ются из машины при помощи поддонов и лотков. Сход с подсевных сит
верхнего и нижнего кузовов (очищенное зерно) объединяется и направ-
ляется в пневмосепарирующий канал второй продувки. Из камеры
второй продувки осевшие легкие примеси удаляются шнеком. На выходе
из машины зерно очищается от металломагнитных примесей.
Вторично воздух очищается в циклонах, которые устанавливают
отдельно. Конструкция сепаратора предусматривает установку вентиля-
тора за пределами машины.
Техническая характеристика сепаратора ЗС-50
Производительность (на пшенице влажностью 17%),
кг/с................................................ 14
Число колебаний ситовых кузовов в минуту . . . 500
Амплитуда колебаний ситовых кузовов, мм . . . 5
Угол наклона сортировочных и подсевных сит, град 11
Ширина подсевных сит, м .............................. 2,36
Число колебаний вибролотка в минуту................... 900
Амплитуда колебаний вибролотка, мм.................... 1,0
Удельная нагрузка (на 1 м ширины подсевного сита),
кг/(м-с) ............................................. 6
Расход воздуха на аспирацию, м3/с:
для первой продувки............................. 1,33—1,50
» второй » ......................... 1,66—1,83
Воздушно-ситовые сепараторы ЗСМ-2,5, ЗСМ-5, ЗСМ-10, ЗСМ-20
и ЗСМ-50 (рис. VI-2) предназначены для очистки зерна от примесей на
мукомольных и крупяных заводах с внутрицеховым механическим
транспортом зерна. Сепараторы отделяют примеси, отличающиеся от
зерна геометрическими размерами (шириной и толщиной) и аэродина-
мическими свойствами. Для улавливания металломагнитных примесей
в сепараторах ЗСМ-2,5, ЗСМ-5 и ЗСМ-10 установлена магнитная защита.
Примеси отделяются путем последовательного просеивания на
наклонно расположенных ситах, совершающих возвратно-поступательное
движение. По аэродинамическим свойствам примеси выделяются дву-
кратным продуванием воздухом в каналах при поступлении зерна в
машину и при выходе из нее.
По конструкции сепараторы во многом сходны "между собой. Они
имеют станину сварной конструкции, верхний и нижний ситовые кузова,
осадочные камеры, вентиляторы с приводом и пневмосепарирующие
каналы с магнитной защитой.
Зерновые сепараторы ЗСМ-10 и ЗСМ-20 снабжены индивидуальны-
ми электродвигателями к вентиляторам. Каждый ситовой кузов подве-
шен к станине на четырех пружинных подвесках, расположенных верти-
кально. Число рядов рабочих сит в сепараторе ЗСМ-2,5 — два, в сепара-
торах ЗСМ-5, ЗСМ-10 и ЗСМ-20— три (табл. VI-1).
Сита сменные. Размер отверстий в них подбирают в соответствии с
видом очищаемого зерна. Машины выпускают с набором сит для очистки
пшеницы.
93
I
Рис. VI-2. Сепаратор
ЗСМ-50:
/ — станина; 2 — верхний си-
товой кузов; 3 — нижний си-
товой кузов; 4 — пневмока-
нал второй продувки; 5—маг-
нитная защит?; б —электро-
двигатель; 7 — эксцентрико-
вый колебатель; 8 — пневмо-
канал первой продувки; 9 —
приемная камера; 10 — аспи-
рационные камеры; 11 — вен-
тилятор; 12 — лепестковые
клапаны; /3*—лоток; 14 —
инерционный очистительный
механизм.
Назначение сит сепараторов типа ЗСМ
ТАБЛИЦА VI-1
Номер ряда сита ЗСМ-2,5 ЗСМ-5, ЗСМ-10, ЗСМ-20
Первый Второй Третий Сортировочное Подсевное Сортировочное Разгрузочное Подсевное
Ситовые кузова приводятся в движение эксцентриковым колебате-
лен, прикрепленным к передним стенкам верхнего и нижнего кузова.
Вращение валу колебателя сообщается клиновидным ремнем от элек-
тродвигателя, закрепленного на станине.
Для очистки сит предназначены инерционные очистительные ме-
ханизмы. Степень прижатия резинового очистителя к ситовому полот-
ну регулируют плоской пружиной.
Над ситовыми кузовами расположены осадочные камеры с двумя
вентиляторами, входные отверстия которых присоединены к всасыва-
ющим трубам аспирационных камер, а выходные отверстия — к филь-
тру или циклону. Относы из осадочных камер поступают в лотки и вы-
водятся за пределы машины.
Зерно из бункера направляется в питающее устройство. Преодо-
левая сопротивление грузового клапана, зерно равномерным слоем по-
дается в пневмосепарирующий канал первой продувки. Воздушный по-
ток пронизывает зерно и уносит из него легкие примеси, которые
оседают в осадочной камере первой продувки и через лепестковые кла-
паны по системе лотков выводятся за пределы машины.
Из канала первой продувки зерно поступает на приемное сито,
сходом с которого выделяются крупные примеси по лотку из машины.
Проход через приемное сито подается на сортировочное, сходом с кото-
рого идут примеси, крупнее зерна.
Проход сортировочного сита поступает на разгрузочное, которое
делит его на два потока. Часть зерна (примерно 40%) остается на раз-
грузочном сите, а остальная поступает на нижнее подсевное сито.
В сепараторе ЗСМ-2,5 разгрузочного сига нет, поэтому зерно посту-
пает сразу на подсевное сито. Это сито отделяет мелкое, битое зерно,
сорняки и минеральные примеси, которые собираются на поддоне и вы-
водятся из машины по лотку.
Освобожденное от мелких и крупных примесей зерно, преодолевая
сопротивление выпускного клапана, поступает в пневмосепарирующий
канал второй продувки. Легкие примеси, уносимые из зерна воздуш-
ным потоком, осаждаются в осадочной камере и через лепестковые
клапаны по системе лотков выводятся за пределы машины.
Поток зерна из канала второй продувки поступает на плоскость
постоянных магнитов и освобождается от металломагнитных приме-
сей. Очищенное зерно выводится из машины через пневмосепарирую-
щий канал.
Сепараторы ЗСМ-2,5 и ЗСМ-5 подключаются к общей аспираци-
онной сети предприятия, а сепараторы ЗСМ-10 и ЗСМ-20 укомплекто-
вываются двумя циклонами ЦОЛ-6.
§ 4. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СЕПАРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Питатели предназначены для разрушения динамических сводов,
образующихся в приемном бункере при движении зерна, изменения
объема подаваемого зерна в заданных пределах в зависимости от его
физико-технологических свойств, непрерывной и равномерной подачи
95
зерна по длине приемного фронта сепаратора и образования «зерново-
го затвора» в приемном бункере, рационального перемещения воздуха
через зерновой поток, который движется в пневмосепарирующем кана-
ле. Правильный выбор конструкции питателя имеет весьма важное
значение для нормальной работы сепаратора.
Наибольшее распространение получили в сепараторах гравитаци-
онные питатели с шарнирной заслонкой (рис. VI-3, а).
Под давлением зерна заслонка 3 преодолевает момент силы тяже-
сти груза 2, поворачивается и образует со скатом 4 зазор. Перемещая
груз на рычаге 1, можно регулировать величину зазора. В некоторых
конструкциях предусматривают еще ограничитель (на рисунке не по-
казан), пользуясь которым устанавливают максимально допустимое
отклонение заслонки. Для наблюдения за подачей продукта сделано
смотровое окно 5.
Рис. VI-3. Питатели:
а — с шарнирной заслонкой; б — вибрационный; в —с поворотной заслонкой.
96
Рис. VI-4. Узлы сепарирующих
устройств:
а — крепление ситовых рам в кузовах;
/—направляющая; 2 —рама; б—креп-
ление подвесок кузовов; 1 — подвеска;
2 — галтель.
Эти питатели пригодны
только для машин малой
производительности и не мо-
гут быть рекомендованы для
машин с шириной сита бо-
лее 1 м.
На рисунке VI-3, б по-
казано устройство питателя
вибрационного действия. Он
подвешен на шарнирных
подвесах 1 и получает коле-
бания от вибратора 2.
Испытание показало,
что такое устройство дает
лучший эффект распределе-
ния зерна по ширине маши-
ны. Питатель пригоден для
сухих и влажных зерновых
продуктов, а также для сме-
си зерна с ворохом.
На рисунке VI-3, в по-
казан питатель с поворотной
заслонкой. Момент силы тя-
жести зерна, действующий
на заслонку 1, относительно
оси шарнира больше момен-
та силы тяжести груза 2 относительно того же шарнира. В связи с этим
между нижней гранью заслонки 1 и наклонной плоскостью 4 образуется
зазор, через который зерно поступает в машину. Элементы 3 ромбиче-
ской формы могут поворачиваться вокруг оси и служат для равномерно-
гвоо
Рис, VI-5. Осадочные камеры сепаратора.
>280
т—ЮО
37
Рис, VI-6, Пневмосепариру-
ющий канал сепаратора:
/ — приемный лоток; 2, 4, 5 —
клапаны; 3—канал; 6—стенка;
7 — люк; 8 —магнитная защита.
го распределения зерна по длине приемного
фронта машины. Такие питатели отличаются
большей чувствительностью и пригодны для
машин большой производительности.
На рисунке VI-4, а показано три способа
крепления ситовых рам к кузову. Направляю-
щие 1 для рам 2 должны быть изготовлены из
твердых сортов дерева, обладающего высокой
износоустойчивостью. Лучшими способами
крепления ситовых рам, по более сложными
являются второй и третий. В этих устройствах
зерно не высыпается через стенки корпуса;
рамы легко вынимаются из ситового кузова.
На рисунке VI-4,6 показана конструкция
подвесок 1 для крепления ситового кузова к
станине. При сборке машины нужно обращать
особое внимание на наличие галтелей 2 в ме-
стах защемления подвесок. При отсутствии
этих галтелей подвески ломаются из-за кон-
центрации напряжения в местах перегиба под-
весок.
Осадочные камеры (рис. VI-5) изготавли-
вают из листовой стали или,из фанерованных
щитов; наружные части щитов, обращенные к
лицевой стороне машины, — из березовой фа-
неры, а внутренние — из сосновой планки.
Чтобы на стенках камеры не задерживались
относы, угол наклона их к горизонту должен
быть не менее 60°.
Осадочные камеры должны обладать сле-
дующими особенностями:
объем их должен уменьшать скорость про-
ходящего воздуха до таких пределов, чтобы в
шнеке, выводящем относы, осело наибольшее
их количество:
при непрерывном удалении относов из
машины в камеру не должен проникать воз-
дух, что можно достигнуть установкой шнеков
в нижней части камеры;
во избежание подсосов воздуха камера
должна быть герметичной, так как при под-
сосах возможно уменьшение скоростей возду-
ха в пневмосепарирующих каналах и увеличе-
ние расхода энергии на воздушное сепарирование.
На выпускном конце желоба шнека предусмотрен клапан, предо-
храняющий от попадания воздуха в машину; клапан открывается под
давлением сжимаемых шнеком относов.
На рисунке VI-6 показано устройство пневмосепарирующего кана-
ла, состоящего из корпуса, регулирующего клапана 2, приемного лот-
ка 1, постоянных магнитов 8, канала 3 для аспирации с регулирующим
клапаном 4 и клапана 5 для регулирования скорости воздушного пото-
ка в пневмоканале. В стенке 6 сделан герметично закрывающийся люк 7.
§ 5. ПРИВОДНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
При возвратно-поступательном движении ситовых кузовов, осуще-
ствляемом посредством кривошипно-шатунного или эксцентрикового
механизма, возникают переменные по величине и знаку силы инерции,
действующие по линии движения кузовов.
98
Рис, VI-8, Схема уравновешивания
ситовых кузовов, расположенных
в параллельных плоскостях.
Рис, VI-7. Схема уравновешивания
ситовых кузовов, расположенных под
углом 180°;
А—А, Б—-Б—оси, проходящие через цент-
ры масс кузова; силы инерции ку-
зовов; (71, <?2 — массы кузовов.
Уравновешивание сепараторов представляет большие трудности.
Поэтому приходится ограничиваться лишь частичным уравновешива-
нием.
Уравновешивание двух ситовых кузовов, расположенных друг к
другу под углом 180° (рис. VI-7). В машинах, применяемых для очист-
ки зерна, отношение длин подвесок к эксцентриситету велико, поэтому
можно с достаточной для практических целей точностью рассматривать
движение кузова как гармоническое в плоскости, перпендикулярной
оси подвесок при нахождении их в среднем положении.
Если Gi = G2 и Xi = x2, то хс = 0, т. е. общий центр масс системы
будет находиться в покое.
Таким образом, полное уравновешивание двух одинаковых по мас-
се колеблющихся кузовов, устанавливаемых под углом 180°, может
быть достигнуто, если центры масс или центры инерции перемещаются
в одной плоскости, а общий центр масс совпадает с осью кривошипно-
го вала, расположенного в той же плоскости посредине центров масс
кузовов.
Однако такие машины не получили широкого распространения из-
за их громоздкости. Они неудобны, так как число приемов и выпусков
продуктов в два раза больше, что усложняет подвод самотечных труб,
требует большей площади и высоты здания. Кроме того, трудно до-
биться фактически одинаковых масс кузовов, так как количество про-
дуктов, поступающих в кузова, колеблется в широких пределах. При-
водной механизм находится в машинах между двумя колеблющимися
кузовами, а поэтому доступ к нему затруднен.
Уравновешивание ситовых кузовов, расположенных в параллель-
ных плоскостях (рис. VI-8). В этом случае нельзя получить полной
уравновешенности сил инерции в горизонтальной плоскости, так как
центры масс кузовов перемещаются в разных плоскостях. При этом по-
является пара сил с плечом, соответствующим расстоянию между
центрами масс кузовов.
Уравновешивание ситовых кузовов с кривошипно-шатунным меха-
низмом посредством вращающихся балансиров. В машинах для очист-
ки зерна часто применяют эксцентриково-шатунный приводной меха-
низм (рис. VI-9).
Если длина шатуна I значительно больше радиуса кривошипа, то
равнодействующая сил инерции поступательно движущегося кузова, ко-
торую принимаем сосредоточенной в точке С, выражается формулой
Ри.к = у- = ®2г sin а. (VI-1)
Перенесем силу Ри,к параллельно самой себе в цапфу кривошипа.
7* 99
Рис. VI-9. Схема уравновешивания ситового кузова
с кривошипно-шатунным механизмом при помощи вра-
щающегося балансира:
R — радиус вращения центра масс балансира; г — радиус вра-
щения кривошипа; ^и,к—сила инерции кузова; Ри,г—центро-
бежная сила инерции вращающегося балансира; —масса
балансирного груза; GK — масса кузова
Разложив силу инерции Рп.г вращающегося груза по направлению
движения кузова и по нормали к нему, получим силу
Ря = Ри г sin ос = — со2 7? sin a, (VI-2)
g
действующую в горизонтальном направлении, и силу
Ps — Ря г cos а = — со2 7? cos a, (VI-3)
g
действующую в вертикальном направлении.
Пренебрегая массами шатуна и кривошипа, можно подобрать груз
Gr и радиус вращения 7? такой величины, чтобы горизонтальная состав-
ляющая Ра по модулю была равна силе инерции, возникающей при воз-
вратно-поступательном движении кузова, т, е.
р — р
1 а 1 и. к
ИЛИ
— со2/? since = —со2г sinсс. (VI-4)
g §
Из формулы (VI-4) получаем
Gr7? = GKr. (VI-5)
Формула (VI-5) в общем виде представляет собой равенство стати-
ческих моментов сил тяжести груза и кузова.
При таком уравновешивании, однако, неизбежно возникновение вер-
тикальной составляющей Pg, которая достигает наибольшей величины
при вертикальном положении груза (а=0°, а= 180°):
Рс.т„-^«27?. (VI-6)
g
Для того чтобы избежать значительных неуравновешенных сил, дей-
ствующих в вертикальном направлении и вызывающих вредные послед-
100
Рис, VI-11, Динамическая схема кузова
с инерционным колебателем:
К. — центр масс кузова; Г—центр двух балан-
сирных грузов; — среднее положение центра
масс кузова, соответствующее положению грузов
на вертикальном диаметре; Oi — ось враще-
ния грузов; О — общий центр масс системы
Рис. VI-10, Схема бескривошипного ме-
ханизма для прямолинейного возвратно-
поступательного колебания масс:
А—А — ось, проходящая через центр кузова
при его крайнем левом положении; Б—Б— ось,
проходящая через центр масс системы.
ствия, нужно уравновешивать поступательно движущиеся массы не
полностью, а частично. Силы инерции колеблющихся масс в таких ме-
ханизмах обычно уравновешивают вращающимися грузами на 60—70%.
Уравновешивание при бескривошипном приводе. На рисунке VI-10
показана схема бескривошипного привода для прямолинейного воз-
вратно-поступательного движения кузова. В этой схеме величина т
расстояние от оси А—А, на которой лежит центр массы кузова в край-
нем левом положении, до оси Б—Б, на которой находится центр масс
материальной системы. При системе кузов — бескривошипный привод
ось О] колеблется вместе с кузовом.
Рассмотрим систему кузов — бескривошипный привод как матери-
альную систему, подвешенную на достаточно длинных подвесках, при
которых реакции подвесок во всех положениях кузова направлены по
вертикали.
Применяя к этой системе теорему о движении центра масс системы,
можно ее рассматривать как систему, для которой сумма проекций,
внешних сил на горизонталь равна нулю. Тогда при крайнем правом по-
ложении груза кузов займет крайнее левое положение, а при крайнем
левом положении груза кузов займет крайнее правое положение.
Амплитуда колебания системы кузов — бескривошипный привод
т — п
равна —-— . Такая система не лишена основного недостатка криво-
шипного привода.
Горизонтальная составляющая силы инерции груза всегда уравно-
вешивается силой инерции кузова. Вертикальная составляющая силы
инерции груза, как и при кривошипном приводе, достигающая своего
максимума при а=0 и а=180°, остается неуравновешенной и служит
причиной возникновения переменных динамических реакций в подвесках.
Схема действия инерционных колебателей. На рисунке VI-11 пока-
зана схема инерционного колебателя, так называемого балансирующего
механизма для дебалансного вибратора направленного действия. При
помощи этого колебателя можно полностью уравновесить силы инерции
кузова при всех положениях балансиров.
Эта задача решается при условии вращения двух одинаковых по
статическому моменту грузов вокруг одной оси в противоположных
направлениях (синхронно и синфазно).
Вертикальные составляющие центробежных сил инерции этих двух
грузов Ри.г cos at при любом их положении взаимно уравновешиваются.
101
Сумма горизонтальных составляющих 2PH.rsinco/ уравновешивает силу
инерции 7"и,к поступательно движущегося ситового кузова.
Движение ситового кузова с инерционным колебателем. Для выяс-
нения характера колебаний ситового кузова рассмотрим систему кузов
плюс инерционный колебатель в одном из промежуточных положений
грузов.
Условимся считать в дальнейшем перемещение центра тяжести ку-
зова и грузов колебателя от своего крайнего правого положения к сред-
нему положительным, а от крайнего левого к среднему отрицательным.
Если пренебречь перемещением центра тяжести кузова по вертика-
ли, упругостью его подвесок, сопротивлением среды, натяжением ремня
и трением в шарнирах, т. е. считать систему свободной в горизонтальной
плоскости, то перемещение кузова может быть определено по теореме о
движении центра масс системы
2 aR cos at = EL ( (VI-7)
g S at
где Gr— сила тяжести одного груза;
R — радиус вращения центра тяжести грузов;
dx
— — скорость движения кузова.
dt
Тогда
dx = —aR cos at dt. (VI-8)
GK + 2Gr v
Отклонение кузова от своего крайнего положения можно найти, ин-
тегрируя выражение (VI-8):
х = — TTVTF R sin + C1- (VI’9)
При x=0 at—Q, тогда ci = 0. Поэтому формула (VI-9) примет сле-
дующий вид:
х =------R sin at. (VI-10)
GK + 2Gr
Выражение (VI-10) представляет собой гармонические колебания
кузова, который совершает возвратно-поступательное движение. Знак
минус указывает, что при движении грузов вправо от вертикального диа-
метра /—/ кузов перемещается влево от своего среднего положения и
наоборот. Абсолютное значение максимального отклонения кузова от
среднего положения, т. е. амплитуда его колебаний в этом случае со-
ставит:
Из формулы (VI-11) следует, что:
амплитуда колебаний кузова равна отношению статического момен-
та массы вращающихся грузов к массе колеблющейся системы;
при увеличении массы кузова или уменьшении массы грузов ам-
плитуда колебаний кузова уменьшается, и наоборот;
величина амплитуды не зависит от угловой скорости кузова.
Для учета длины и жесткости подвесок рассмотрим движение сито-
вого кузова как колебания маятника, возмущаемые вращающимися
грузами.
На рисунке VI-12 показана система в положении, которое принято
за начало отсчета (7—0; х—0, подвески вертикальны).
Для составления уравнения движения кузова применим принцип
Д’Аламбера и рассмотрим условия динамического равновесия системы
.102
Рис. VI-12. Среднее положение ситового ку-
зова и инерционного колебателя.
'///w
Рис. VI-13. Схема уравновешивания
системы кузов — колебатель при про-
межуточном положении грузов.
в мгновение t, когда грузы повернуты на углы at, а кузов отклонится
вправо на величину х (рис. VI-13,а).
На систему в горизонтальной плоскости будут действовать:
равнодействующая сила инерции грузов в относительном (враща-
тельном) движении
Рг=2— a2 sin at-,
g
сила инерции кузова с учетом силы инерции грузов в переносном
движении
р __Ч~ 2Gr д.,
2g
сила упругости подвесок, противодействующая отклонению кузова
от равновесного (начального) положения
Рп = — zcx,
3EJ
(здесь z — число подвесок и с =-----жесткость каждой подвес-
I3
ки, Е — модуль упругости, J— момент инерции сечения, I — длина под-
вески);
горизонтальная составляющая силы тяжести системы, обусловлен-
ная отклонением подвески от вертикали на угол р (рис. VI-13, б),
PG=-<GK+2GrHgP-
Если отклонение х незначительно по сравнению с I, то
tgp^sinp =у .
Уравнение динамического равновесия в проекциях на ось имеет
следующий вид:
РК + Рп + PG + Рг = О
103
или
/fit + 2Gr \ х гсх 4-2бг) — = 2 — со2 R sin at.
\ g J I g
После элементарных преобразований получаем:
" . / zc . 1 \ 2Gr и2 R . ,
х + g I------------х = —- sin at.
\GK + 2Gr I / GK + 2Gr
Обозначим
t zc . 1 \ ,2 2Gr и2 R
g--------------] /г2 и —------= p.
S \GK + 2Gr I ) GK + 2Gr
Тогда дифференциальное уравнение движения системы примет сле-
дующий вид:
х + k2x = р since/. (VI-12)
Как известно, общий интеграл этого уравнения можно найти как сум-
му какого-либо частного решения этого уравнения и общего решения то-
го же уравнения, но без правой части: x=Xi+%2.
Частное решение уравнения (VI-12) имеем в виде Xi=b sin at, где
b — некоторая постоянная. Подстановка этого решения в уравнение
(VI-12) дает:
— ba2 sin at + k2 b sin at = p sin at
или
b (k2 — co2) sin at = p sin at,
откуда
Общее решение уравнения (VI-12) без правой части представляется
в следующем виде:
х2 = a sin (kt + а), (VI-13)
где а и а — произвольные постоянные.
Так, при /=0, х=0, то а=0 и х2 = а sin kt.
Общее решение уравнения (VI-12) имеет вид:
х = —-— sin at + a sin kt.
Первое слагаемое характеризует вынужденные колебания, происхо-
дящие с частотой возмущающей силы, второе — характеризует свобод-
ные колебания, происходящие с частотой k.
Силы сопротивления, не учтенные в настоящем выводе, оказывают
незначительное влияние на вынужденные колебания, но приводят к бы-
строму затуханию собственных колебаний, что позволяет пренебречь
вторым слагаемым.
Тогда с точностью, достаточной для практических целей, движение
системы можно описать уравнением
Очевидно, что—-— —А является амплитудой колебаний. Если
fe2 — (В2
a<k, то Д>0 и фаза колебаний совпадает с фазой возмущающей силы,
104
т. е. кузов отклоняется в ту же сторону,
в которую направлена горизонтальная
проекция центробежных сил грузов. В
этом случае сумма сил инерции грузов и
корпуса уравновешивается суммой вос-
станавливающих сил Ра и Рв (рис. VI-
13,а).
Если «Е>&, тоД<0. Следовательно,
мржно написать '
х =—-—sin (со; + л). (VI-14)
Л2 — (В2
Формула (VI-14) свидетельствует о
сдвиге фаз колебания относительно воз-
мущающей силы на угол л. В этом слу-
чае отклонение кузова происходит в сто-
рону, противоположную направлению
возмущающей силы, как это наблюда-
лось при бесконечно длинных неупругих
подвесках (см. рис. VI-11). Сумма вос-
станавливающих сил уравновешивает
Рис. VI-14. Частотно-амплитудная
характеристика системы кузов —
инерционный колебатель:
/ — с учетом сил сопротивления; без
учета сил сопротивления.
разность сил инерции грузов и кузова.
Если со = со1;р—й, то возникает резонанс, при котором теоретически
амплитуда стремится к оо, т. е.
В действительности неучтенные силы сопротивления ограничивают
увеличение амплитуды, но все же она может достигать значений, опасных
с точки зрения прочности машины.
На рисунке VI-14 показаны примерные зависимости амплитуды вы-
нужденных колебаний А от угловой скорости со вращающихся грузов с
учетом и без учета сил сопротивления.
В существующих машинах номинальное значение угловой скорости
со в 7—10 раз превышает частоту собственных колебаний. Для того что-
бы при разгоне и выбеге машины избежать чрезмерного увеличения ам-
плитуды в мгновение перехода угловой скорости через критическое зна-
чение (сокр=&), устанавливают специальные амортизаторы, которые
создают дополнительные силы сопротивления.
При расчете машин важно иметь зависимость амплитуды от массы
и угловой скорости грузов, массы и геометрических параметров корпуса.
Так как со>£, то выражение для абсолютного значения амплитуды
удобно представить в виде А = —-— .
со2 — А2
Подставляя значения k2 и р, получим после преобразований
А = -------2Gr . (VI-15)
(GK+2Gr)
Решая это уравнение относительно величины Gr, получаем
Легко убедиться, что при 1-+оо и с=0 уравнение (VI-15) приво-
дится к виду уравнения (VI-11).
8—100
105
220
Рис. VI-15. Амортизатор колебаний ситовых кузовов:
1 — скоба; 2 — станина; 3 — валик; 4 — пружина; 5, 6,7 — диски; 8 — кронштейн.
При расчете машин необходимо убедиться, что номинальный режим
работы достаточно удален от резонанса, т. е. что и= (7-4-10) сокр.
При резонансе соКр=&, поэтому
, , Г 7 zc . 1 \
= к = 1 / g-----------------
F S \GK + 2Gr I )
(VI-17)
или
_ _ 30 V g j zc . i
кр л V GK+2Gr+ I ’
где «кр —критическая частота вращения, рад/с.
Приближенно
"«“3l/rik+T' <уи8>
где Икр — критическая частота вращения, рад/с.
Пример. Требуется определить массу одного из двух вращающихся грузов т-,-
и критическую частоту вращения инерционного колебателя пкр, если дано GK — сила
тяжести корпуса с продуктом, I — длина подвесок, г — число подвесок, R — радиус
вращения центров масс балансиров, А — амплитуда колебания корпуса, п — частота
вращения балансиров, J — момент инерции подвески, Е — модуль упругости материа-
ла подвески. Значения этих величин следующие: GK=2940 Н, /=0,5 м, z = 4, R =
=0,2 м, А=0,005 м, <в=52 рад/с, 7=0,333-10~10 м4, £=2-101! Н/м2.
Найдем значение с:
С=^
/3
з-г-ю^-о.ззз-ю-10
0,53
= 160 Н/м.
Подставляя полученные значения в формулу (VI-16), получаем
г / 9 81 ~1
0,005 2940 ( 522 — —1 — 9,81-4-160
\ 0,5 ' J
G =--------!------1------’---------------i = 37 8 н.
Г I 9,81\1
2 522-0,2 — 0,005 522 — -Л—
L \ 0,5 7J
Отсюда масса
106
Критическую частоту вращения инерционного колебателя определяем по форму-
ле (VI-18)
/4-160 ,1
--------------= 4,5 рад/с.
2940+2-37,8 0,5
Амортизатор (рис. VI-15) состоит из неподвижного валика 3, зажа-
того в кронштейнах 8, которые закреплены на неподвижной станине 2.
Два диска 5 и 7 скользят по валику на шпонках и прижимаются пружи-
ной 4 к диску 6, свободно посаженному между ними на валик. Скоба 1
на корпусе при нормальных колебаниях его не касается выступа на
диске 6. При увеличении амплитуды колебаний скоба ударяется о выступ
диска и поворачивает его попеременно в противоположные стороны, пре-
одолевая трение на торцовых поверхностях диска.
Инерционные колебатели. Инерционные колебатели можно разде-
лить на две группы: с горизонтальной и вертикальной осями вращения
балансиров (рис. VI-16). Часто применяют колебатели первой группы.
На рисунке VI-16,а показана схема колебателя, в котором центры
тяжести грузов Р расположены в двух параллельных плоскостях, перпен-
дикулярных осям вращения.
Достоинства механизма — легкая сборка всех узлов и удобство
обслуживания. Центры масс грузов смещены, вследствие чего возника-
ет пара сил Р с плечом В. Такие колебатёли могут быть рекомендованы
для машин малой производительности.
На рисунке VI-16,6 приведена схема колебателя, в котором центры
масс балансиров, вращающихся вокруг двух горизонтальных осей, рас-
положены в трех плоскостях, перпендикулярных осям вращения.
Достоинство этого колебателя заключается в том, что общий центр
масс всех балансиров находится на одной вертикали. Такие колебатели
оказались наиболее технологичными в изготовлении и наиболее удобны-
ми в эксплуатации.
На рисунке VI-16,в показана схема колебателя, в котором центры
масс балансиров Р, вращающихся в закрытом пустотелом барабане 1 во-
круг одной горизонтальной оси, расположены в трех плоскостях, перпен-
дикулярных осям вращения.
Достоинство данного колебателя состоит в том, что в нем можно из-
менять положение общего центра масс грузов и таким образом регули-
ровать направление колебаний ситового кузова, не снимая колебатель
с машины. Для этого поворачивают среднее коническое зубчатое коле-
со 5 вокруг горизонтальной оси. Определенное положение оси, вокруг
которой вращается это колесо, фиксируется упорным винтом 3. Во вре-
мя работы зубчатые колеса 2, 4 обильно смазываются маслом, запол-
няющим нижнюю часть пустотелого барабана 1.
Недостатком колебателя является трудность точной установки в за-
крытом барабане конических зубчатых колес, вследствие чего они быстро
изнашиваются.
На рисунке VI-16, г показана схема колебателя, в котором баланси-
ры вращаются вокруг вертикальных осей. Цилиндрические зубчатые
колеса 3, 6, к которым прикреплены балансиры, насажены в одной
плоскости на две параллельные оси 4, 5. Изготовление такого механиз-
ма требует особой точности, так как подшипники обоих валов располо-
жены в двух разъемных частях корпуса 1, 2.
На рисунке VI-17 показана унифицированная конструкция инерци-
онного колебателя, оказавшаяся наиболее оптимальной по своим техно-
логическим и эксплуатационным особенностям для машин, перерабаты-
вающих зерно.
Эксцентриковые колебатели. Широкое распространение получили
эксцентриковые колебатели, предложенные инженером А. Я. МоргунЬм.
8*
107
Рис, VI-16, Классификация инерционных колебателей.
Рис. VI-17. Общий вид инерционного колебателя, применяемого в сепараторах:
1, 3—шкивы; 2, 5—грузы; 4— косозубчатая передача; 6 — винты для крепления колебате*
ля к ситовому кузову.
Рис. VI-18, Эксцентриковый коле-
батель:
а —разрезы; б — общий вид; 1,
7 — большие кронштейны; 2— шкив; 3,
5, Л — шарикоподшипники; _ 4 — экс-
центриковый вал; б — обойма; 8,
9 — малые кронштейны; 10 — ось.
Эксцентриковый колебатель (рис. VI-18) состоит в основном из двух
узлов, которые прикрепляются к ситовым кузовам и колеблются вме-
сте с ними. Первый узел выполнен из двух больших кронштейнов 1 и 7,
в которых установлены радиально-сферические шарикоподшипники 3.
В подшипниках вращается эксцентриковый вал 4. На концы вала наде-
то два шкива 2. В центральной части вала (на эксцентрике) установлен
радиально-сферический шарикоподшипник 5.
Второй узел эксцентрикового колебателя состоит из двух малых
кронштейнов 8 и 9, в которых закреплена ось 10. На ней установлен
радиально-сферический шарикоподшипник 11. Наружное кольцо шари-
коподшипника закреплено в обойме 6. Кронштейны 1 и 7 прикрепляются
болтами к нижнему ситовому кузову, а кронштейны 8 и 9—к верхнему.
Эксцентриковый колебатель приводится в движение от электродви-
гателя через шкив 2 и сообщает кузовам возвратно-поступательное дви-
жение.
Достоинством эксцентрикового колебателя являются простота уст-
ройства и малая масса. Так как кузова расположены друг над другом,
то при параллельной работе обоих кузовов удваивается производитель-
ность на единицу используемой производственной площади.
§ 6. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕПАРАТОРОВ
Согласно ГОСТ 5036—59, основные параметры сепараторов для
очистки пшеницы на мукомольных заводах с внутрицеховым механи-
ческим транспортом должны удовлетворять требованиям, указанным
в таблице VI-2. При очистке других культур производительность сепара-
110
ТАБЛИЦА VI-2
Техническая характеристика сепараторов типа ЗСМ
Показатели Сепаратор
ЗСМ-5 ЗСМ-10 ЗСМ-20
Производительность (на пшенице влажностью до 17%), кг/с 1,4 2,8 5,6
Частота колебаний сито- вых Кузовов в минуту 500 500 500
Амплитуда колебаний си- товых кузовов, мм , 6 5 5
Ширина подсевных сит, м 0,65 1,3 2,6
Угол наклона сит, град 11 11 11
Удельная нагрузка на 1 м ширины подсевного сита, кг/(м-с) Производительность вен- тиляторов под нагрузкой, м3/с: 2,1 2,1 2,1
первой продувки 0,4 1,27 1,27
второй продувки Электродвигатель приво- да эксцентрикового коле- бателя: 0,4 1,33 1,33
мощность, кВт 1,1 1,1 1,1
частота вращения, рад/с Электродвигатель венти- ляторов: 93 93 93
МОЩНОСТЬ, кВт 3 4 4
частота вращения, рад/с Габаритные размеры, мм: 143 145 145
длина 2,7 2,77 2,77
ширина 1,20 2,79 2,79
высота 2,50 2,67 2,67
Масса, кг 900 1450 1550
Примечание. Обозначение сепараторов ЗСМл 3 — зерновой; С — сепаратор; М — для му-
комольных заводов с внутренним механическим транспортом.
тора должна быть не менее указанной в таблице VI-2, умноженной на
соответствующие коэффициенты, приведенные в таблице VI-3.
Сепараторы для очистки зерна на мукомольных или крупяных за-
водах должны удалять из зерна не менее 60% примесей при исходном
содержании их в зерне, поступающем на очистку, не более 2%. Очи-
щенное зерно не должно содержать крупного сора, а крупный сор —-
зерна. Содержание нормального зерна в мелком и легком соре должно
быть не более 2% от массы отходов.
Для повышения эксплуатационной надежности сепараторов нужно
их станины изготавливать из металла; ситовые кузова и рамы — из ста-
ли, алюминия, пластмасс или пиломатериалов хвойных или листвен-
ных пород первого сорта; плоские подвесные пружины — из стали
с временным сопротивлением разрыву не менее 800 Па, пределом те-
кучести не менее 440 Па и относительным удлинением не менее 10%;
сита должны быть плотно натянуты на рамы, без впадин и выпучин,
превышающих 2 мм; перекрытие стыков сит на рамах — плотное и на-
дежное, чтобы исключить подсор. Отклонение уклонов сит и днищ не
должно превышать 3 мм на всю длину сит.
111
ТАБЛИЦА VI-3
Расчетные коэффициенты для определения производительности сепараторов
при очистке различных культур
Параметры Культура
1 рожь ячмень 1 овес кукуруза просо гречиха О S л 1 горох семена подсолнечника
Объемная масса, 720 650 500 700 700 650 700 800 450
кг/м3 Коэффициент 0,9 0,8 0,7 1,0 0,75 0,7 0,8 1,05 0,6
Особое внимание надо обращать на герметичность осадочных ка-
мер, на плотность примыкания выпускных клапанов к стенкам осадоч-
ных камер, а также на сохранение нормального аспирационного режи-
ма в машине и ликвидацию присоса воздуха извне путем устранения
неплотностей в аспирационной сети, нарушающих воздушный режим.
§ 7. СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ СВЕЖЕУБРАННЫХ
ЗЕРНОВЫХ МАСС
Ворохоочиститель ОВП-20. Предназначен для очистки зерновых
и других сельскохозяйственных культур (после комбайна или молотил-
ки) от аэродинамически легких примесей и примесей, отличающихся
от зерна геометрическими размерами (шириной и толщиной). Машину
устанавливают на открытых площадках, а в колхозах и совхозах — на
открытых токах. Ее применяют также на хлебоприемных предприятиях
в нестационарных поточных линиях небольшой производительности.
Ворохоочиститель (рис. VI-19) состоит из загрузочного транспорте-
ра 1, приемной камеры 4 с воздушными каналами, воздушной части 2,
двух ситовых кузовов 5, отгрузочного транспортера 3, станины с ходо-
вой частью и механизма передвижения 6.
Загрузочный транспортер выполнен в виде наклонного скребкового
транспортера и двух Т-образно расположенных скребковых питателей 7,
которые шарнирно соединены с нижней головкой транспортера. Для
подъема питателей служат лебедки, установленные на корпусе загру-
зочного транспортера. При транспортировании машины на дальние рас-
стояния питатели и транспортер снимают и перевозят отдельно.
Воздушная часть машины состоит из вертикальных воздушных ка-
налов, корпуса, вентилятора, воздухопровода, инерционного пылеотде-
лителя и пневмотранспортера.
Машина имеет два ситовых кузова — верхний и нижний, работаю-
щие параллельно. Кузова подвешены к раме на деревянных подвесках.
Каждый кузов приводится в колебательное движение шатунами, полу-
чающими движение от эксцентриков главного вала. Под ситами уста-
новлены щетки, которые плотно прилегают к ситам и во время работы
выдавливают зерна, застрявшие в отверстиях сит.
Все рабочие органы машины смонтировны на трехколесной тележ-
ке, перемещаемой при транспортировании трактором. Механизм пере-
движения служит для перемещения машины на току при работе и для
переездов от бунта к бунту без вспомогательных транспортных средств.
При движении машины вдоль бунта скребковые питатели захваты-
вают зерно и подводят его к подъемной трубе загрузочного транспорте-
ра, который передает зерно в ковш шнека. Он распределяет зерно по
ширине приемной камеры. Из нее (рис. VI-21,6) через два питающих
валика зерно поступает в каналы, где подвергается воздействию верти-
кального воздушного потока, который через вентилятор и пылеотдели-
112
5
Оснобнои
поток
ГриУые крупные
“ . примеси
Подсей
Поток Воздуха с легкими примесями
Рис. VI-19. Ворохоочиститель ОВП-20:
а — общий вид; / — загрузочный траспортер; 2— воздушная часть; 3—отгрузочный
транспортер; 4—приемная камера с воздушными каналами; 5 — ситовые кузова;
6 — механизм передвижения; 7 — питатель; б — технологическая схема; Б>, Бг, В,
Г — сита.
тель уносит легкие примеси в пневмотранспортер. Зерно, прошедшее
очистку воздухом и разделенное на две части, поступает на верхний
и нижний кузовы.
Сито Bi делит зерновой поток на фракции. Отверстия подобраны
так, что одна часть зерна с мелкими примесями проходит через сито Б1г
а другая с крупными примесями идет сходом на сито В2. Такое разде-
ление повышает производительность машины, так как сита В2 и В ра-
ботают параллельно.
Сита В и Г выделяют подсев и щуплое зерно. Они имеют одинако-
вые отверстия и работают последовательно. Сито В2 выделяет из посту-
пившего зерна сходом крупные примеси. Все примеси, выделенные на
ситах, поступают в инжектор пневмотранспортера.
113
Чистое зерно с сита Б2 попадает на скатную доску, а с нее в при-
емник. Сюда же поступает чистое зерно с сита Г. Из приемника чистое
зерно направляется в шнек, который подает его в нижнюю головку от-
грузочного транспортера. Далее зерно через поворотный носок подается
в кузов автомобиля или в бунт чистого зерна. Выделенные отходы на-
правляют пневмотранспортером в бунт отходов.
Техническая характеристика ворохоочистителя ОВП-20
Производительность (на пшенице при влажности до 17% и
засоренности не более 10%), кг/с....................... 5,5
Число колебаний ситового кузова в минуту................. 490
Амплитуда колебаний ситового кузова, мм................. 7,5
Размеры сита, м:
длина............................................. 0,79
ширина.............................................. 0,98
Число сит, шт. ....................................... 8
Угол наклона сит, град................................ 8
Размеры пневмосепарирующего канала, м:
длина.............................................. 0,96
ширина .......................................... 0,13
Установленная мощность электродвигателей, кВт .... 11,6
Габаритные размеры м:
в рабочем положении:
длина ............................................ 4,36
ширина ........................................... 5,00
высота............................................ 3,29
в транспортном положении:
длина ............................................ 4,57
ширина ........................................... 2,06
высота.......................................... 3,28
Масса, кг............................................... 1860
Ворохоочиститель ЗВ-50. Предназначен для первичной очистки
свежеубранного зерна от крупных и легких примесей. Его применяют
на элеваторах и хлебоприемных предприятиях на первой операции в по-
точных линиях приема, очистки и сушки зерна. Ворохоочиститель ис-
пользуют также в составе основного технологического оборудования
механизированных полевых токов в крупных колхозах и совхозах.
Ворохоочиститель (рис. VI-20) имеет два кузова, подвешенных на
станине 1 один над другим посредством плоских пружин 7. В верхнем
кузове 8 размещено сито 5, а нижний кузов 3 является распределитель-
ным. Возвратно-поступательное движение кузовам сообщается эксцент-
риковым колебателем 4, приводимым во вращение от электродвигателя
2 через клиноременную передачу.
Для равномерного распределения зерна по ширине сита предназна-
чено питающее устройство с вибрационным лотком 14, который приво-
дится в движение от вала 12. Вал прикреплен на двух опорах 18 и 31
к станине, а через две другие опоры 13, смонтированные на эксцентри-
ковых втулках, соединен непосредственно с лотком 14. Другой конец
лотка через подвеску 15 прикреплен шарнирно к корпусу приемной ка-
меры. Таким образом, эксцентриковая втулка, лоток и подвеска обра-
зуют шарнирный четырехзвенник, ведущим звеном которого является
эксцентриковая втулка.
Движение лотку сообщается через вал 29 клиноременной переда-
чей 25. Для натяжения ремня служит ролик 26. При вращении вала 12
верхний конец лотка совершает движение, траектория которого близка
к окружности в вертикальной плоскости, а нижний конец прямолиней-
ное движение, перпендикулярное оси подвески.
114
018Z
Рис. VI-20. Ворохоочиститель ЗВ-50:
1— станина; 2, 19 — электродвигатели; 3—нижний кузов; 4 — эксцентриковый колебатель; 5—сито; 6, /7 —клапаны; 7—плоские пружины; 8 — верхний кузов; 9— фар-
тук; /р —канал; 11 — клапан; 12, 29—валы; 13, 18, 31 — опоры; 14 — лоток; 15 — подвеска; 16 — вентилятор; 20, 26 — ролики; 21 — шнек; 22 —резиновый очиститель;
23 — штурвал; 24 — переходник; 25 — клиноременная передача; 27—бункер; 28 — пневмосепарирующий канал; 30 — отверстие для воздуха; 32 — маховик; 33 — рычаг;
34 — осадочная камера.
Подачу зерна в машину регулируют клапаном 11. Для этого осво-
бождают маховик 32, устанавливают рычагом 33 необходимую подачу
зерна и фиксируют положение клапана маховиком.
Приемная зона верхнего ситового кузова аспирируется через воздуш-
ный канал 10, соединенный с пневмосепарирующим устройством. Для
создания более благоприятных условий обеспыливания установлены
клапан 6 и фартук 9.
Легкие примеси выделяются в пневмосепарирующем канале 28,
расположенном вдоль сита. Воздух в этот канал засасывается вентиля-
тором 16 через отверстие 30. Скорость воздуха в пневмосепарирующем
канале регулируют дроссельным клапаном, вращая штурвал 23. На ма-
шине установлен осевой вентилятор СВМ-5М производительностью
4,4 м3/с.
Для осаждения легких примесей предусмотрена осадочная камера
34. Легкие примеси из нее выводятся шнеком 21 с противоподсосным
клапаном. Шнек приводится во вращение от электродвигателя 19 через
червячный редуктор и клиноременную передачу. Для натяжения ремня
служит ролик 20.
Для того чтобы предупредить выделение пыли, в месте подачи от-
ходов из шнека в бункер предусмотрен переходник 24, имеющий окно
с шибером для очистки клапана шнека от посторонних предметов. Бун-
кер 27 служит для сбора крупных и легких примесей и вывода их в об-
щую самотечную трубу. Сита очищаются резиновыми очистителями 22
с инерционным механизмом перемещения.
Зерно регулируемым потоком из бункера поступает в приемную
камеру, где на скатах частично распределяется по ширине и попадает
в вибролоток, совершающий сложное колебательное движение. Затем
проходит на приемный непробивной участок ситового кузова, где про-
исходит самосортирование зерновой смеси.
Далее зерно поступает на сито, которое разделено на рабочую
и контрольно-сходовую зоны. Проходом рабочей зоны является про-
дукт, состоящий главным образом из зерна, а сходом — крупные соло-
мистые примеси. В контрольно-сходовой зоне проход — это невыделен-
ное в рабочей зоне зерно и мелкие соломистые примеси.
Сход с контрольно-сходовой зоны попадает в бункер и выводится
за пределы машины. Проход с рабочего кузова направляют на ступен-
чатый поддон нижнего кузова. Двигаясь вдоль него, проход поступает
равномерно на лоток, имеющий уклон в сторону пневмосепарирующего
канала. По лотку зерно попадает в пневмосепарирующий канал, где
продувается восходящим воздушным потоком. При этом легкие приме-
си уносятся в осадочную камеру и шнеком выводятся в бункер для
крупных соломистых примесей.
Вторичную очистку воздуха проводят в циклоне, установленном на
расстоянии не более Юме диаметром воздухопровода, равным диа-
метру трубы вентилятора. Рекомендуется применять циклоны ЦОЛ-12
производительностью 3,3 м3/с.
Техническая характеристика ворохоочистителя ЗВ-50 ,
Производительность (на пшенице влажностью до 17%
и объемной массой 760 кг/м3), кг/с................... 14
Число колебаний ситового корпуса в минуту............. 460
Амплитуда колебаний ситового корпуса, мм................ 10
Ширина сит, м.......................................... 1,0
Угол наклона сит, град ......................... 8
Габаритные размеры, м:
длина.............................................. 3,48
ширина ............................................. 1,50
высота............................................ 3,02
Масса, кг............................................. 1775
116
Глава VII
МАШИНЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ,
ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ОТ ЗЕРЕН ОСНОВНОЙ КУЛЬТУРЫ
ДЛИНОЙ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Для выделения примесей, отличающихся от зерен основной куль-
туры длиной, на элеваторах и зерноперерабатывающих предприятиях
применяют машины, называемые триерами. К примесям, выделяемым
на триерах, относят семена куколя, которые короче зерен пшеницы, или
семена овсюга, которые длиннее зерен пшеницы.
На рисунке VII-1, а показаны вариационные кривые для пшеницы
с короткими примесями. Как видно, кривые пшеницы и куколя незначи-
тельно перекрываются, т. е. возможно поцти полное выделение куколя
как короткой фракции.
На рисунке VII-1, б показаны вариационные кривые для пшеницы
•с длинными примесями. Эти кривые указывают на возможность выде-
ления пшеницы как более короткой фракции. Пшеница может быть
полностью очищена от овсюга и в значительной мере от ячменя и овса.
Триеры находят применение на семеобрабатывающих заводах и на
заводах по калиброванию семян кукурузы, где их устанавливают для
выделения из смеси наиболее крупных зерен.
На крупяных заводах триеры применяют для отделения овса от
ячменя по длине, а также для разделения промежуточных продуктов
шелушения на две фракции. Одну из них составляют главным образом
шелушеные, а другую нешелушеные зерна.
Цилиндрический триер (рис. VII-2, а) состоит из стального цилин-
дра I со штампованными ячеями 2 на внутренней поверхности
и шнека 5, расположенного в желобе 4. При вращении цилиндра
в ячеи попадают короткие зерна. Они укладываются в ячеи глубже,
чем длинные. Поэтому первые при вращении цилиндра выпадают поз-
же, попадают в желоб и выводятся из машины шнеком.
Длинные зерна, скользя по внутренней поверхности цилиндра, пе-
ремещаются в продольном направлении под давлением зерна, посту-
пающего в машину, или составляющей силы тяжести в наклонном ци-
линдре. Степень разделения зерновой смеси на фракции по длине зави-
сит от уровня, на котором установлена верхняя грань 3 желоба.
В дисковом триере (рис. VII-2, б) ячеи выполнены на поверхности
чугунных дисков. При вращении дисков в ячеи попадают короткие зер-
на, которые затем выпадают в желобки 2 и выводятся из машины.
На рисунке VII-2,в показана триерная поверхность с ячеями опре-
деленной формы и размеров, отбирающая куколь и битые зерна из сме-
си, в которой преобладает пшеница или рожь. Семена куколя и битые
зерна короче зерновок основной культуры. Такие триеры называют ку-
колеотборочными машинами.
Триерная поверхность с ячеями больших размеров (рис. VII-2, г)
служит для очистки пшеницы или ржи, зерен ячменя, овса и овсюга. Та-
кие триеры называют овсюгоотборочными машинами. В них отбирают
зерна пшеницы или ржи, как более короткие по сравнению с зернами
ячменя, овса, овсюга.
117
Длина . мм
6
Рис VII-1 Вариационные кривые*
а — пшеницы и ее коротких примесей, 1 — куколь,
2 — вьюнок, 3 — битая пшеница. 4 — пшеница,
б — пшеницы и ее длинных примесей. 1 — пшеница.
2 — ячмень. 3— овес. 4 — овсюг.
Рис VII-2. Принцип действия
триеров
а — цилиндрического. 1 — цилиндр;
2 — ячеи. 3—верхняя грань желоба,
4 — желоб, 5 — шнек, б — дискового*.
1 — диск, 2 — желобок, в — триерная
поверхность куколеотборочной маши-
ны. г —триерная поверхность овсюго
отборочной машины
г
Рис. VII-3. Форма и расположение ячеек цилиндрического триера.
Поправление движения
РазЗертка
Рабочим размером ячейки являются диаметр d, подбираемый в за-
висимости от компонентов сепарируемой смеси (рис. VII-3). Остальные
размеры ячейки, определяющие ее форму (диаметр дна d\, глубина h
и h0, радиусы 7? и г), подбирают в зависимости от величины d.
Рабочий процесс цилиндрического триера в значительной мере за-
висит от положения стенки ДД\ ячейки, из которой зерновка выпадает.
Ее положение определяется углом б.
Наиболее рациональное расположение ячеек — шахматное, когда
каждая ячейка расположена в центре правильного шестиугольника, а в
вершинах находятся центры смежных ячеек. В этом случае число ячеек
на 1 м2 поверхности определяют по следующей зависимости (М. Н. Ле-
тошнев):
2-ю3
г = —— ,
Уз^2
где t—шаг расположения ячеек; 1 = (0,64-1,2)d.
Цилиндры быстроходных триеров изготавливают из стали марки
0,8 КП с отделкой поверхности по группе II и вытяжкой по группе ВГ.
ТАБЛИЦА VII-1
Сочетание диаметра и длины триерных цилиндров
Диаметр цилиндра, мм Длина цилиндра, мм Диаметр 1 цилиндра, мм Длина цилиндра, мм
750 1500 2250 1500 | 2250 | 3000
400 X X X 600 X X X
500 X X X 800 X X
Форма и размер штампованных ячеек, их расположение и толщина
листов регламентируется ГОСТ 9331—71 на триерные цилиндры.
В таблице VI1-1 приведены диаметры и длины триерных цилинд-
ров, предусмотренные в государственном стандарте.
119
§2. КЛАССИФИКАЦИЯ
При очистке в триерах за один проход должно быть выделено не ме-
нее 75% примесей (куколя, овсюга, ячменя и др.), содержащихся в зер-
не пшеницы, и не менее 85% шелушеных зерен овса из продуктов его
шелушения.
Количество неповрежденных полноценных зерен в отходах, получен-
ных с куколеотборочных машин, не должно превышать 2%, с овсюгоот-
борочных машин 5% от массы отходов; в отходах, полученных после
контрольных триеров, количество годных зерен допускается не боль-
ше 2%i от массы отходов.
§ 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТРИЕРОВ
Предельный угол подъема зерен, находящихся на гладкой поверх-
ности цилиндра. Определим значение предельного угла ао=®^ поворо-
та цилиндра, при котором частица А, находясь на гладкой части вну-
тренней поверхности его (рис. VII-4,а), останется в состоянии относи-
тельного покоя (не будет скользить вниз). По-видимому, это будет при
условии, если все силы, действующие на частицу при вращении цилинд-
ра, будут взаимно уравновешены.
120
Рис. VII-4. Расчетные схемы для определения угла
подъема зерна:
а — положение частицы А, находящейся на гладкой поверх-
ности вращающегося триерного цилиндра; б — максималь-
ный угол подъема частицы А, находящейся на гладкой по-
верхности цилиндра.
На частицу действуют сила тяжсети G,
направленная по вертикали; реакция по-
верхности N, направленная по радиусу АО;
сила трения F=fN, направленная по каса-
тельной к поверхности цилиндра в сторону
его вращения.
Пользуясь методом кинетостатики из
уравнения движения материальной точки,
можно получить уравнения равновесия,
присоединив к действующим на точку си-
лам силу инерции. В данном случае надо
учесть центробежную силу инерции пере-
носного движения Рц=та2г, направлен-
ную в сторону, обратную центростремитель-
ному ускорению.
Обозначим начало подвижных координат в точке А и направим ось
А — х по радиусу О — Ли ось А — у перпендикулярно ему. Условие
равновесия частицы можно написать в виде равенств суммы проекций
сил на оси А — х и А — у
Ри — N + G COS СС0 = 0;
(VII-1)
fN — Gsinao = O. (VII-2)
Из уравнения (VII-2) определим
дг = q sin а0 __ q sina0 = q sin а0 cos ср (VII-3)
f tg ср sin ср v
и, подставив его в уравнение (VII-1), получим
л, /~> /~> sin oCq cos ф _ t?sin (OCq — ср) ..
Pa = N — G cos a0=G-------------2------ — G cos a0 =--------—2. (VII-4)
sin ф sin ф
Учитывая, что Рц=та2г и G = mg, можно записать
sin (an—ср) (й2г sin(an — ср)
ты2 г = mg--------------—2—— , — = ————
sin ср g sin ф
или
СО2/*
sinfa0—ср) = — sin ср. (VII-5)
g
Из формулы (VII-5) находим
«о = ср 4- arcsm — sin ср
\ g
(VII-6)
Таким образом, все частицы, не попавшие в ячеи и располагающие-
ся на цилиндрической поверхности в один слой, будут при вращении
подниматься на угол ссо-
Необходимую угловую скорость цилиндра (рад/с) можно опреде-
лять, пользуясь формулой (VH-5),
или (рад/с)
<в2г _ sin (a0 — ср)
g sin ф
I [g sin («0 — ф)
Г ГЯПф
/sin(a0 —cp)
r sin cp
(VII-7)
121
Очевидно, максимальное значение со будет при sin (ао—ф) = 1. При
этом угол ао будет иметь наибольшее значение, равное
(рис. VII-4, б). Значения углов трения зерна о триерную поверхность
приведены в таблице VI1-2.
ТАБЛИЦА VH-2
Значение углов трения (град) зерна о триерную поверхность (по С. В. Полетаеву)
Положение зерна Овес (ячеи 0 8,5 мм) Пшеница 10 8,5 мм) Куколь (0 4,25 мм)
Ф min Фгпрх <₽min 1 Тщах Фтш 1 'Ртах
На гладкой поверхности II 32 34 37 39 23 45
цилиндра между ячея- ми I 44 65 37 50 —, —
В ячеях II I 84 68 87 75 62 63 107 120 87 111
Примечание, Знак I относится к зернам, располагающимся при движении перпендику-
лярно образующей цилиндра, а знак II — к зернам, располагающимся при перемещении парал-
лельно образующей цилиндра.
Пользуясь данными, приведенными в таблице VII-2, определим
максимальные углы подъема зерен овса, находящихся на гладкой по-
верхности цилиндрической овсюгоотборочной машины 0 600 мм при
окружной скорости цилиндра 1,35 м/с. В ячеях будут залегать зерна
пшеницы, а между ними окажутся зерна овса как более длинной фрак-
ции.
Из таблицы видно, что cp=65°, если зерновка расположена перпен-
дикулярно оси цилиндра, и ср=34°, если она параллельна. По формуле
(VII-6) и учитывая, что а = — = =4,5 с~', получим
г 0,3,
аотах = 65 + arcsinf—5—0,90б] = 99°10' 1,73 рад,
L 9,81 J
aomin = 34 arcsin Г-’5—9’— 0,5591 = 54° 10' л; 0,945 рад.
L 9,81 J
Угол подъема зерен, находящихся в ячее. На рисунке VII-5, а пока-
зано состояние равновесия частицы, находящейся в ячее при неподвиж-
ном цилиндре. Движение частицы из ячеи может начаться, когда угол
наклона стенки ячеи к горизонту будет больше угла трения, т. е. когда
угол где <ро — угол трения частицы, находящейся в состоянии
покоя.
Угол у связан с углом а поворота цилиндра, так как внешний угол
треугольника АВО а=у+Р, тогда у—а—р или <р0<а—13-
Угол р, представляющий собой угол наклона радиуса ОА к элемен-
ту поверхности ячеи в точке А, может быть положительным или отри-
цательным, в зависимости от того, расположена ли точка А выше или
ниже оси вращения цилиндра. Абсолютная величина р будет постоян-
ной и зависит от формы и глубины погружения пуансона при образова-
нии ячеи.
Когда цилиндр вращается, сказывается влияние центробежной си-
лы инерции переносного движения. Поэтому при всех прочих равных
условиях частицы будут выпадать из ячей, занимающих более высокое
положение.
На рисунке VII-5,б показано состояние равновесия зерновки, на-
ходящейся в ячее вращающегося триера в состоянии относительного
покоя при наивысшем положении. Очевидно, это возможно при условии,
если сумма проекций всех сил, приложенных к частице, а также сила
инерции переносного движения будут взаимно уравновешены.
122
Рис. V1I-5. К определению условий динамического равновесия зерна:
а—в ячее неподвижного триерного цилиндра; б—в ячее вращающегося триерного цилинд-
ра; в—в ячее, находящейся на вертикальном радиусе триерного цилиндра.
Поместим начало подвижных координат в точке Ai и направим
ось А;Х перпендикулярно к стенке ячеи, а ось А^у по касательной к ней.
Равновесное положение частицы характеризуется суммой проекций
сил на подвижные оси координат, равной нулю, т.е.
Sx = 0; PHcos — — Gcos(a1— Р)+Л\ = О; (VII-8)
S«/ = 0; Pv cosp+A^f— Gsin(a1 — 0) = 0, (VII-9)
где Л4— реакция поверхности, направленная по нормали к ней.
Из уравнения (VII-8) определим Ni, получим:
N1 = G cos («! — 0) — Ри sin 0
и подставим в уравнение (VII-9)
Ри cos 0 4- Gf cos (cq — р) — Д f sin 0 — G sin(a1 — P) = 0
или
Ри (cos p •— f sin P) — G [sin (cq — p) cos (o^ — P) tg cp] = 0.
Так как
(cos p — f sin P) — cos P — tg cp sin p = —0S(P ,
cos cp
TO
r> Г cos (0 + <p) ~1 r Г sin (ax — P) cos cp — cos (at — 0) sin cp 1 „
г и-----------I CT--------------------------------j =» u
L cos cp J I cos cp J
или
—• cos (P 4- <jp) = sin(a1 — p — ср). (VII-10)
С незначительной погрешностью можно подставить ср=а—Р
(рис. VII-5, а). Тогда
<й2г sin (а, — а) . , , и2 г
------ — • sin (а ,— — cos а-
g cos а---------------------g
«j = сс 4- arcsin l — cosa'j . (VII-П)
\ g 1
Определив угол а экспериментально, можно установить по получен-
ной формуле значение щ.
123
Предельная частота вращения цилиндрического триера. Для того
чтобы установить предельную частоту вращения цилиндрического три-
ера, рассмотрим наивысшее положение частицы во вращающемся ци-
линдре (рис. VII-5,в).
В наивысшем положении частица может, очевидно, оторваться от
вращающейся поверхности триера, если сила, прижимающая ее к по-
верхности, равна нулю, т. е.
/
mg-—m®2r = 0, ®2 = — , ® = \/ — рад/с.
„ ЯП
Заменив со = —
30
и проведя соответствующие сокращения, получим:
__ 30
^пред —
V Г
где г — радиус цилиндра, м.
В тихоходных цилиндрических триерах
fi Q
пт = (0,2 0,3) ппреД = н- -А_,
V г У' г
что соответствует цт=0,3-Р-0,5 м/с для триеров с 0 600 мм.
В быстроходных цилиндрических триерах
21 27
пб = (0,7 0,9) ппред = ,
/г V г
что соответствует v§= 1,2-?-1,5 м/с для триеров с 0 600 мм.
Зоны скольжения и выпадения зерновок. При проектировании ци-
линдрических триеров необходимо установить зоны скольжения длин-
ных зерен по гладкой поверхности и зоны выпадения коротких зерновок
из ячей. Предварительно определяют экспериментальным путем углы
скольжения различных зерновок, когда цилиндр не вращается. После
этого можно рассчитать углы начального скольжения при любой окруж-
ной скорости.
Допустим, требуется определить зону скольжения пшеницы на
гладкой поверхности цилиндра (между ячеями) и зону выпадения куко-
ля из ячей в быстроходном цилиндрическом триере 0 600 мм, вращаю-
щемся с окружной скоростью 1,35 м/с.
В ячеи будут попадать семена куколя, как более короткие, а меж-
ду ячеями окажутся зерна пшеницы, как более длинные. Угол подъема
пшеницы (верхняя граница зоны скольжения) определяют по формуле
(VII-6) при <р=фтах=50° (см. табл. VII-2)
а0 = 50 + arcsinf 4-’-52' -’3' 0,643 1 = 74°30\
I 9,81 J
Угол выпадения куколя (нижняя граница его выпадения) находят
по формуле (VII-H)
а, = а + arcsin Г -’5 -’3- 0,9991» 42°1 Г (0,736 рад),
L 9,81 J
так как а, по опытным данным, для куколя составляет 3°.
Зона скольжения и выпадения отдельных фракций зерна из ячей
определяется положением грани внутреннего желоба. На рисунке
VII-6, а показаны зоны скольжения овса и выпадения пшеницы в овсю-
гоотборочной машине. Обе зоны пересекают одна другую в пределах
105—78 = 27°. Это указывает на то, что машина при данной форме ячей
не обеспечивает четкого разделения зерен пшеницы и овса. Если уста--
124
новить верхнюю грань желоба
под углом 105° (ж 1,83 рад),
часть пшеницы попадет в
овес. Если же установить
грань под углом 78°
(ж 1,36 рад), часть овса попа-
дет в пшеницу, находящуюся
внутри желоба.
На рисунке VII-6, б пока-
заны зоны скольжения пше-
ницы и выпадения куколя. В
данном случае между обеими
зонами имеется свободный
угол 15° (» 0,262 рад), т. е.
возможно полное разделение
пшеницы и куколя.
1она выпадения
пшеницы
Зона выпадения
куном
Зана скольжения
овса
Зона скольжения
пшеницы
Рис. VII-6. Зоны скольжения и выпадения от-
дельных фракций зерна из ячей триеров:
а—скольжения овса и выпадения пшеницы в овею*
гоотборочной машине; б — скольжения пшеницы и
выпадения куколя в куколеотборочной машине.
§ 4. КОНСТРУКЦИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ БЫСТРОХОДНЫХ ТРИЕРОВ
Рабочим органом цилиндрического триера (рис. VII-7) является
стальной цилиндр 7, к концам которого прикреплены винтами розетки 3
и И. Розетка 11 соединена шпонкой 10 с валом 1. К нему приварены
витки шнека 2. Таким образом, вместе с валом вращаются цилиндр и
шнек.
Желоб 8 с одной стороны опирается через шарикоподшипник 9 на
вал, а с другой соединен с червячным колесом 5. Поворачивая колесо
посредством червяка 4, можно изменять положение грани 12 желоба по
отношению к цилиндру. Короткие зерновки при вращении цилиндра за-
падают в ячеи, достигая зоны выпадения, разгружаются в желоб и вы-
водятся шнеком из машины. Зерновки длинной фракции перемещаются
вдоль цилиндра в лоток 6.
В триере для очистки зерна от куколя конструкции А. Ф. Григоро-
вича установлен ячеистый цилиндр, концы которого охвачены двумя
бандажами (рис. VII-8). Посредством бандажей цилиндр опирается на
четыре обрезиненных ролика, которые закреплены на двух осях, смон-
тированных на станине из угловой стали. Два ролика приводные, два —
поддерживающие. При фрикционном взаимодействии бандажей с обре-
зиненными приводными роликами цилиндр совершает равномерное
вращательное движение вокруг горизонтальной оси. При таком приво-
де внутри цилиндра можно установить загрузочно-распределительные
и сборно-выводящие элементы триера.
Исходная зерновая смесь подается через приемный патрубок 3 в
загрузочно-распределительный шнек 1. Клапаны 4, расположенные под
отверстиями в желобе шнека, предназначены для равномерного распре-
деления зерна по длине скатной плоскости 5. Вторая продольная скат-
ная плоскость 6 в интервале 35—50° (по отношению к горизонтальной
плоскости) поддерживает такую скорость скольжения слоя зерна,
при которой достигается безударная загрузка ячеек короткими зер-
новками.
Ячейки 05 мм захватывают зерновки куколя и других коротких
засорителей, выпадающие затем в зону действия выводящего шнека 7,
расположенного в лотке 11. Зерновки пшеницы (длинная фракция), за-
нимая в ячейках неустойчивое положение, выпадают из них раньше
куколя. Поэтому лоток 9 расположен ниже лотка И. Попадание в шнек
8 только длинных зерновок обеспечивается тем, что при помощи регу-
лятора 10 между кромкой лотка 9 и внутренней поверхностью цилиндра
устанавливают расстояние около 45 мм. Очищенное зерно и выделен-
125
Рис. VII-7. Цилиндрический триер:
I — вал; 2 —шнек; 3, 11 — розетки; 4 — червяк; 5—червячное колесо; 6 — лоток; 7 — стальной цилиндр, 8 —желоб, 9 — шарикоподшипник, 10 — шпонка; /2 —грань желоба.
Рис. VII-8. Цилиндрический триер для отбора коротких примесей конструкции
А. Ф. Григоровича:
1, 7, 8— шнеки: 2— канал; 3 — приемный патрубок; 4 — клапан; 5, 6 — плоскости; 9, 11 — лотки;
10 — регулятор; 12 — ролик.
ные засорители выходят из машины через соответствующие выпускные
латрубки.
Канал 2, расположенный в зоне наиболее интенсивного выделения
пыли (около приемного патрубка 3), присоединяют к аспирационной
сети.
Особенностью рассматриваемого триера является стабильность ус-
ловий сепарирования, которая достигается в результате равномерного
распределения по длине цилиндра исходной зерновой смеси с одновре-
менным удалением из нее коротких и длинных фракций. При этом по
длине цилиндра сохраняется постоянной концентрация коротких зерен,
подлежащих выделению. Такой режим необходим для куколеотбороч-
ной машины, так как его ячейки должны выделить из обрабатываемой
зерновой смеси короткую фракцию, относительное содержание которой
в реальных условиях не превышает 2—3%.
На рисунке VII-9 показано устройство быстроходного цилиндриче-
ского триера МБТС (конструкции А. Ф. Григоровича и Е. Г. Лукьяно-
ва). Цилиндр 1 0 800 мм и длиной 1700 мм изготовлен из стальных ли-
стов, на поверхности которых выштампованы ячейки 0 8,5 мм. Цилиндр
свободно опирается на четыре ролика, которые закреплены на станине 5
и сообщают ему равномерное вращательное движение относительно
горизонтальной оси.
Вдоль участка, равного 2/з длины цилиндра, питающее устройство 2
равномерно распределяет исходную зерновую смесь; регулятором
производительности питателя служит устройство 6 с противовесом 7.
Зерна короткой фракции (пшеницы) устойчиво западают в ячейки
цилиндра, из которых затем поступают в желоб выводящего шнека 3.
127
Длинные же засорители постепенно перемещаются вдоль цилиндра
к сборнику. Скорость продольного перемещения засорителей регулиру-
ют посредством системы из одиннадцати поворотных пластин-плужков 8,
изменяя их продольную ориентацию и расположение по вертикали.
Торцовые части цилиндра снабжены кольцевыми диафрагмами-
фланцами высотой 50 мм для поддержания в цилиндре определенного
уровня зерна. При этом в правой части цилиндра накапливаются овсюг
и другие длинные засорители, направляемые в отход.
Для того чтобы предотвратить попадание в отходы зерен пшеницы,
необходимо тщательно контролировать длинную фракцию. Для этого
диафрагма снабжена четырьмя ворошителями 9, которые, дополнитель-
но разрыхляя зерновую смесь, облегчают проникание в ячейки цилиндра
еще не выделенных зерен пшеницы.
Обе рассмотренные конструкции триеров относительно несложны и
достаточно эффективны. Их общим недостатком является недолговре-
менная работоспособность приводных и поддерживающих роликов, на-
бранных в виде пакетов из плоских прорезиненных дисков. В результа-
те износа контактных поверхностей роликов нарушается плавность хода
триеров, что вызывает вибрацию и снижает эффективность сепариро-
вания.
Цилиндрический триер ТК-580 (рис. VII-10) предназначен для об-
работки семян кукурузы. В зависимости от технологического назначе-
ния триер оснащают сменными цилиндрами с ячейками 08,0; 8,5; 9,0;
9,5; 10,0; 11,2; 11,8; 12,5 мм. Диаметр ячеистой поверхности цилиндров
585 мм, длина 2025 мм.
Опорно-несущий каркас триера состоит из двух литых щитов 2 и 7,
обшитых съемным кожухом 6. При необходимости можно осуществить
спаренную установку триеров, используя для этого съемные опорные
кронштейны 13.
Цилиндр 12 жестко связан с валом сборно-выводящего шнека И,
посредством которого он опирается на подшипник 3. Второй конец ци-
линдра внутренней поверхностью опирается на два обрезиненных опор-
ных ролика 20, консольно установленных в отверстиях щита 7. Цилиндр
приводится в движение от электродвигателя 15 через клиноременную
16 и цепную 18 передачи. Наличие раздвижного вариаторного шкива 14
и регулятора 17 позволяет бесступенчато изменять скорость вращения
цилиндра в интервале от 2,5 до 6,5 рад/с.
Рис. VII-9. Цилиндрический триер для отбора длинных примесей:
1 — цилиндр; 2— питающее устройство; 3— шнек для удаления очищенного зерна; 4 — ременная
передача на шнек; 5 — станина; 6 — устройство для регулирования размера выпускного отверстия
питающего механизма; 7 — противовес; 8 — плужки; 9—ворошитель (4 шт. по окружности).
128
Вид Б
Рис. VII-10. Цилиндрический триер' ТК-580 для калибрования семян кукурузы:
/ — отражатель; 2, 7 — щиты; 3, 5 — подшипники; 4—загрузочный патрубок; 6—кожух; 8—зубчатый механизм; 9 •—
патрубок; 10 — желоб; 11— шнек; 12 — цилиндр; 13 — кронштейн; 14 — вариаторный шкив; 15 — электродвигатель; 16 —
клиноременная передача; 17— регулятор; /8 —цепная передача; 19— указатель; 20 — выпускное отверстие.
Рис. VII-11. Триерный блок ТБО-6:
1 — бункер; 2 — распределительное устройство; 3—цилиндры; 4 — электродвигатель; 5 — сборник;
6 — продуктопровод.
Положение передней кромки желоба шнека регулируют при помо-
щи зубчатого механизма 8, сопряженного с указателем 19.
Зерно поступает внутрь цилиндра через загрузочный патрубок 4.
Короткие зерна, выделяемые ячейками, поступают в желоб сборно-вы-
водящего шнека. Длинная фракция транспортируется вдоль цилиндра
под воздействием пяти специальных отражателей 1, расположенных
снаружи желоба шнека наклонно к его продольной оси.
Продолжительность обработки зерна в цилиндре, которая влияет
на эффективность выделения коротких зерен, зависит от толщины зер-
нового слоя на ячеистой поверхности.
Для регулирования толщины слоя обрабатываемой зерновой смеси
в сходовой части цилиндра расположена серповидная диафрагма. Пово-
рачивая ее, изменяют площадь выпускного отверстия 20, выбирая тем
самым наиболее рациональный режим сепарирования.
Опыт эксплуатации триеров ТК-580 показал возможность исполь-
зования их также при очистке семян пшеницы и ячменя.
По данным Кубанского филиала ВНИИЗ наибольшую эффектив-
ность очистки зерна пшеницы от овсюга получают при следующих гео-
метрических, загрузочных и кинематических параметрах триера: диа-
метр ячеек 8,5 мм; положение верхней кромки сборно-выводящего же-
лоба соответствует 5—5,25 деления градуированной шкалы; массовая
подача исходной зерновой смеси 0,6 кг/с; угловая скорость вращения
цилиндра 4,5 рад/с.
Конструкция триера ТК-580 позволяет достаточно широко регулиро-
вать перечисленные параметры, что является большим преимуществом
этой машины.
Широко используют блокирование (агрегатирование) триеров, что
значительно повышает производительность. Триерный блок ТБО-6 со-
стоит из шести отдельных цилиндров, скомпонованных для параллель-
ной работы (рис. VII-11).
Неочищенное зерно загружается в бункер 1, из которого оно по рас-
пределительному устройству 2 шестью потоками направляется в ци-
130
линдры 3. Привод цилиндров от электродвигателя 4 через клиноремен-
ную и цепную передачи. Короткая фракция выходит из триера в сбор-
ник 5, а длинная — поступает в продуктопровод 6.
Техническая характеристика триерных блоков
Марка ТБО-6 ТБО-4 БТ-1О
/ Производительность при очистке пше- нипы, кг/с:
от длинных или коротких приме- сей 4,1 2,7 2,7
от длинных и коротких примесей — — 1,38
Количество ячеистых цилиндров в блоке 6 4 4
Удельная нагрузка (напряженность) ячеистой поверхности, кг/(м2-с) 0,16 0,16 0,16
Частота вращения цилиндра, рад/с 4,5 4,5 4,5
Мощность привода блока, кВт Габаритные размеры цилиндра, м: 4,5 2,8 2,8
длина 2,25 2,25 2,25
диаметр 0,6 0,6 0,6
Габаритные размеры блока, м: длина 3,0 3,0 3,0
ширина 1,6 1,6 1,6
высота 3,3 2,44 2,0
Масса, кг 1030 920 1175
§ 5. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДИСКОВЫХ ТРИЕРОВ
Рассмотрим относительное равновесие зерновки как частный случай
относительного движения (рис. VII-12). Для составления уравнения
равновесия зерновки относительно движущейся системы координат нуж-
но к действующей силе G прибавить силу инерции в переносном движе-
нии Рц. При этом относительная скорость v0 и относительное ускорение
а0 равны нулю.
Разложим силу тяжести G в плоскости диска на две составляющие:
N'=G cos а, направленную по радиусу диска, проходящему через
центр тяжести зерновки;
Q = G since, направленную пер-
пендикулярно радиусу диска.
Вторая составляющая Q стре-
мится вывести зерновку из ячеи. Си-
ла, равная А^'+Ри. будет прижимать
зерновку (в зависимости от соотно-
шения этих сил) к одной из боковых
граней. Нетрудно заметить, что при
®2P>grcoscc зерновка будет прижа-
та к верхней, а при (£>2R<Zg cos а—
к нижней боковой стенке (R — ради-
ус-вектор; а — полярный угол). Для
выяснения ее действия рассмотрим
сечение ячеи плоскостью АА,
перпендикулярной ее радиусу и пло-
скости диска. В этом сечении на Рис. VII-12. Расчетная схема для опре-
зерно будет действовать сила Q. деления скорости вращения дисков.
9*
131
Разложим ее на две составляющие: P=Qcosp, параллельную направ-
ляющей грани ячеи, и N", перпендикулярную ей и равную Q sin р.
Таким образом, на зерновку, находящуюся в ячее, действуют:
движущая сила
Р = Q cos |3;
сила трения зерновки о боковую грань ячеи
F'= (PW—N')f-,
сила трения зерновки о направляющую грань ячеи
F" = ЛТД,
где f— коэффициент трения зерновки о ячею.
Составим уравнение равновесия при условии w27?>g'cosa. На-
правление сил трения F' и F" будет обратным направлению силы Р. Тог-
да, не учитывая влияния наклона направляющей и боковых граней ячеи,
получим с некоторым приближением:
Р = F' +F' = (Ри — N')f + N"f. (VII-12)
Подставляя приведенные выше значения для F' и F", получим
G sin a cos |3 = f (Рп — G cos ос) + Gf sin a sin р.
Делая соответствующие преобразования, имеем
/о । х , • • со2-^
sin ОС COS (В + ф) + Sin ф COS ОС = Sin ф-,
g
откуда
w = \/ — [sin-a cos (р + ф) + cos ос I . (VII-13)
F R [sin р I
С уменьшением значения ср, т. е. с повышением степени чистоты
поверхности при выбранном значении а, увеличивается значение ®, что
влияет на увеличение производительности триера.
Значение угла р принимают для всех ячей равным 45—50° (0,78—
0,87 рад). Угол а выбирают в пределах 32—45° (0,56—0,78 рад). Для
определения максимально допустимой угловой скорости следует подста-
вить в уравнение значение радиуса диска.
§ 6. КОНСТРУКЦИИ ДИСКОВЫХ ТРИЕРОВ
Рабочим органом триера (рис. VII-13) являются чугунные диски 1
с ячеями на поверхности. При вращении дисков против часовой стрелки
ячеи заполняются короткими примесями.
Форма и размеры ячей должны соответствовать формам и разме-
рам выделяемых примесей. Выпав из ячей, короткие примеси попадают
не в массу зерна, а в желобки 3 и удаляются из машин.
На рисунке VII-14 показано устройство дискового триера для отбо-
ра коротких примесей. Он состоит из дискового ротора 9, сварного ко-
жуха 7 со съемной крышкой 4 и редуктора 6. Дисковый ротор — это
комплект из 27 дисков, разделенных перегородкой 2 на рабочее 3 и конт-
рольные 1 отделения. В первом отделении 20 дисков с ячейками раз-
личной формы и размера: шесть дисков с ячейками формы 1-4,5; две-
надцать дисков с ячейками 1-5 и два диска с ячейками формы П-5.
Неочищенное зерно поступает в триер через приемный патрубок 5,
Интенсивность загрузки регулируют задвижкой 15.
132
Рис VII-13 Дисковый триер
а — общий вид, j
диск; 2 — ячеи,
б — сечение диска
в — захват ячеями
ких примесей
1 — чугунный
3 — желобок*
i по ячеям;
[ диска мел-
Рис VII 14 Дисковый триер ЗТК-5 для отбора коротких примесей
/ контрольное отделение, 2 — перегородка, 3—рабочее отделение, 4—крышка, 5—приемный патру
бок, <5-редуктор 7-кожух, 8 - выпускной патрубок 9 - ротор '10 - гонок 11- лоток /2 -пере-
кидной клапан, 13—шпек 14— biшускное отверстие, 15 — задвижка ’
Рис. VII-15. Форма и профиль ячей
в дисковых триерах.
Форм I
Д-4
Б-Б
Поступая в зону действия
дисков, зерновая смесь разделя-
ется: короткие примеси укладыва-
ются в ячейки вращающихся дис-
ков и затем выпадают в меж-
дисковые лотки 11.
На рисунке VII-15 показана
геометрия ячеек дисков триеров
(ГОСТ 6103—52), в таблице
VII-3 приведены линейные разме-
ры ячеек, а на рисунке VII-16 по-
казаны схемы расположения дис-
ков в триерах разных марок и на-
значений.
В контрольном отделении
триера ЗТК-5 находится семь ди-
сков: четыре с ячейками фор-
мы П-4,5 и три с ячейками
формы 1-4.
Каждый диск крепят посред-
ством двух болтов, радиально
ввернутых в отверстия ступицы.
К спицам дисков крепят изогну-
тые стальные лопасти-гонки. При
взаимном смещении спиц смеж-
ных дисков гонки образуют пре-
рывистую винтовую поверхность,
по которой зерновая смесь перемещается в продольном направлении
триера.
Длинные зерна занимают неустойчивое положение в ячейках
и, выпадая, минуют указанные лотки, возвращаясь внутрь кожуха. Под
Куколь Пшеница
Шелушение зерна
I Зерно
2шгп. 2шпк ‘нит 6шт.
7-5”"
Куколь
Шелушение зеина
Рис. VII-16. Схемы расположения дисков в триерах для отделения шелушеных
зерен крупяных культур от нешелушеных:
а ~ ЗТК-5; б — ЗТК-2,5; в — ЗТО-5; г — ЗТО-2,5; д — ЗТН-З; е — ЗТН-1,5.
134
действием гонков 10 (см. рис. VII-14) зерновая смесь продвигается
вдоль триера, причем содержание коротких примесей постепенно умень-
шается. К моменту достижения выпускного отверстия 14 смеси практи-
чески освобождаются от первоначально содержащихся в ней засорите-
лей. Поэтому через отверстие 14 из триера выводится очищенное зерно.
ТАБЛИЦА VII-3
Размеры ячеек дисков, мм
Обозначение (см. рис. VII-15) Форма I | Форма II Форма III
Условные обозначения ячеек
1-4 | 1-4.5 1-5 П-4,5 П-5 П-6 Ш-7 Ш-8 Ш-9
l — k 4,00 4,50 5,00 4,50 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00
^кр = ^ра б 5,50 6,00 6,50 6,00 6,50 7,50 8,50 9,50 10,50
Примечание. /i=0,5Z.
Короткие частицы, попадая на поверхность лотков И, скользят вниз
и по' патрубку 8 выходят из машины. Наряду с примесями некоторые
диски могут выделять также мелкие зерна основной культуры, которые,
попадая в отходы, приводят к безвозвратным потерям зерна. Во избе-
жание этого необходимо проводить дополнительные контрольные опе-
рации. Конструкцией триера предусмотрена возможность выполнения
таких операций внутри машины. Для этого параллельно валу дисково-
го ротора расположен шнек 13 с комплектом надшнековых перекидных
клапанов 12. Переключив один или несколько перекидных клапанов на
шнек, можно частицы, отобранные соответствующими дисками, напра-
вить не в выпускной патрубок 8, а в шнек 13. Шнек перемещает эти
частицы в контрольное отделение, в котором выделяются короткие при-
меси.
Накапливаясь в контрольном отделении, отходы подвергаются до-
полнительной обработке, в результате которой короткие примеси уда-
ляются ячейками дисков, а мелкое зерно поступает к перегородке 2.
Пересыпаясь через перегородку, это зерно вновь проникает в рабочее
отделение, смешивается с еще не очищенной смесью и повторно прохо-
дит весь цикл обработки.
Привод триера включает цилиндрический редуктор с круговинто-
вым зацеплением Новикова, что повышает долговечность триера.
Обеспыливают триер через отверстие, расположенное в зоне наи-
большего выделения пыли. Необходимость бесперебойной и эффектив-
ной аспирации триера определяется не только санитарно-гигиенически-
ми требованиями. Она является также одной из мер, снижающих интен-
сивность абразивного изнашивания ячеистой поверхности дисков.
Другой такой мерой является периодическая разгрузка кожуха от ско-
пившихся на его дне минеральных частиц, образующихся в результате
самосортирования обрабатываемых зерновых смесей.
Дисковой триер ЗТО-5 (рис. VII-17) имеет конструктивные отличия
от рассмотренного выше триера. Они обусловлены технологическим на-
значением машины, предназначенной для отделения длинных примесей.
Поэтому дисковый ротор 1 триера содержит 10 дисков с ячейками фор-
мы Ш-8 и 17 с ячейками формы Ш-9. Все диски являются рабочими;
контрольного отделения в триере нет.
Исходная зерновая смесь поступает внутрь триера через приемный
патрубок 2, расположенный над девятью приемными дисками. Регули-
руемые задвижки предназначены для равномерной загрузки этих дис-
ков. Зерно пшеницы извлекается ячейками и поступает в выпускной пат-
135
Рис. VII-17. Дисковый триер ЗТО-5 для отбора длинных примесей:
J — ротор; '2 — приемный патрубок; 3 — кожух; 4—выпускной патрубок; 5 — клапан; 5—шнек;
7 — отверстие для вывода длинной примеси.
72Я
рубок 4, а оставшиеся длинные примеси гонками спиц дисков переме-
щаются к отверстию 7, через которое они выводятся из машины.
При нечеткой работе каких-либо дисков ячейки извлекают наряду
с короткими зернами и длинные примеси, которые, поступая в канал
для очищенного зерна, снижают эффективность работы триера. Для
предотвращения этого служит возвратное приспособление. Переключая
клапаны 5 отдельных дисков на шнек, можно все отобранные этими дис-
ками зерна возвратить в триер для повторной обработки.
В остальном конструкции триеров остаются одинаковы.
Для повышения эксплуатационной надежности триеров диски из-
готавливают из чугуна марки СЧ 15—32 (ГОСТ 1412—70) с твердо-
стью не менее 2200 МПа. Рабочая поверхность дисков должна быть со-
вершенно гладкой, зазор между дисками и гранью контрольной линейки
при любом ее положении не более 1,5 мм, торцовая поверхность диска
по наружному диаметру гладкая, без заусенцев или заметных выпукло-
стей, кромки ее закруглены; допускаемое отклонение толщины диска
±1,25 мм к номинальному размеру; биение торцовой и рабочих поверх-
ностей при вращении диска вокруг горизонтальной оси не более 1,5 мм.
Рабочие поверхности дисков два раза покрывают черной эмалью;
после первого и второго покрытий их сушат при температуре 100° С.
Обшивка машины и все детали, изготовленные из листовой стали, долж-
ны иметь гладкую поверхность, без впадин, выпучин или следов инстру-
мента.
Для нормальной работы машин на предприятиях необходимо, что-
бы уровень зерна в дисковых триерах во время работы был не ниже
100—120 мм от задвижки питающей коробки. В противном случае диски
захватывают вместе с отходами и целые зерна. Через каждые 3—4 дня
триер следует очищать от осевших в нижней части машины минераль-
ных примесей. Кроме того, в рабочие органы триеров всех систем следу-
ет направлять зерно после предварительной очистки от посторонних
примесей в сепараторах и камнеотделительных машинах.
136
§ 7. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА
И КОНСТРУИРОВАНИЯ ТРИЕРОВ
Производительность цилиндрического триера Q (кг/с) в первом при-
ближении определяют по формуле
Q^qF, (VII-14)
где F— площадь триерной поверхности, см2;
q—удельная нагрузка на триерную поверхность, кг/(см2-с) (за-
висит от очищаемой культуры и вида очистки).
Для проверочных расчетов производительность цилиндрических
триеров можно определить по формуле
102nD/.rexAfe (VII 15)
60а
где D — диаметр цилиндра, м;
L — длина цилиндра, м;
п — частота вращения, об/мин;
х — число ячеек на 1 м2 триерной поверхности, шт.;
Д — средняя масса зерна, выбираемая одной ячейкой, кг;
k — коэффициент использования ячеистой поверхности;
а — содержание зерен мелкой фракции в исходном зерне, %.
Число ячей х на 1 м2 триерной поверхности можно определить по
формуле Г. Т. Павловского
х=^, (VII-16)
где А— опытный коэффициент (табл. VII-4);
у — показатель степени (табл. VII-4);
d— диаметр ячеи, мм.
ТАБЛИЦА VII-4
Значения величин Ану для штампованных фрезерованных ячей
Диаметр ячей d, мм А У
2,5—12,0 4,3-105 1,80
1,5—5,5 4,62.105 1,65
6,0—12,0 5,39-106 1,80
Производительность дискового триера Q (кг/с) в первом прибли-
жении определяют по формуле
Q = 2Fzq = 2л (7?2 — Rty zq, (VII-17)
где F—площадь ячеистой поверхности на одной стороне диска, см2;
Rt — радиус диска по внешним ячейкам, м;
R2 — радиус диска по внутренним ячейкам, м;
z — число рабочих дисков в машине.
Для проверочных расчетов производительность дискового триера
можно определить по формуле
Q = l^2Fznx^k , (VII-18)
60а
где п — частота вращения дисков, об/мин;
х — число ячеек на одной стороне диска.
При очистке пшеницы от коротких примесей 6 = 0,03-4-0,035, а при
очистке от длинных примесей 6 = 0,16-4-0,18.
10—100
137
Количество ячей на одной стороне диска можно определить прибли-
зительно по формуле
л(Р2 —rf2)
4(Z-b&)2 ’
(VII-19)
где D — наружный диаметр диска, мм;
d — внутренний диаметр диска, мм;
I — размер стороны ячеи, мм;
Ъ — ширина перемычки между ячеями, мм.
ГОСТ 9331—71 регламентирует следующие диаметры цилиндриче-
ских триеров: 400, 500, 600 и 800 мм.
Ниже приведены оптимальные значения ускорения ®2г при очистке
зерна некоторых культур в цилиндрических и дисковых триерах:
Культура
Пшеница
Овес
Пшеница от коротких
примесей
Овес от коротких приме-
сей
Триер
Цилиндрический 3,5—6,0
» 4,0—6,0
Дисковый 8,5—9,0
» 6,0—7,0
В таблице VII-5 приведена удельная производительность на 1 м2
триерной поверхности при различных операциях очистки зерна.
ТАБЛИЦА VII-5
Нагрузка (кг/с) на 1 м2 поверхности
Культура цилиндрического триера дисков дискового триера
Пшеница от коротких примесей (куколь и др.) 0,20—0,23 0,22—0,27
Пшеница от длинных примесей (овсюг и др.) 0,16—0,18 0,14—0,19
Рожь от коротких примесей (куколь и др.) 0,20—0,22 —
Овес от коротких примесей (куколь, вика ' и др.) 0,18—0,19 —
Ячмень от коротких примесей 0,15—0,17 —
Гречиха от коротких или длинных примесей (овес, рожь, вика) 0,16—0,19 —
Разделение продуктов шелушения овса 0,14—0,16 0,1—0,15
Отбор ломаных зерен из обработанного риса 0,19—0,20 —
Контроль отходов машин: куколеотборочных овсюгоотборочных 0,08 0,06 —
Размеры ячеек в цилиндрических триерах ТАБЛИЦА VII-6
Культура Диаметр ячеек для выделе- ния примесей, мм Культура Диаметр ячеек для выделе- ния примесей, мм
коротких длинных коротких ДЛИННЫХ
Пшеница 4,5; 5,0 8,0; 8,5; 9,0 Гречиха 5,0 8,5
Рожь 5,0; 5,6; 6,3 8,5; 9,0; 9,5 Просо 2,2; 2,5 3,2; 3,5
Ячмень 5,6; 6,3; 7,1 11,2; 11,8; 12,5 Рис 4,5; 5,0 —
Овес 8,5; 9,0; 9,5; 10,5 — Кукуруза 8,5; 9,0 —
138
ш
Рис. VII-18 Малогабаритный дисковый триер ЗТО-5М.
5
Рис. VII-19. Устройство ротора малогабаритного дискового триера:
1 — рабочее отделение; 2 — накопительное отделение; 3—патрубок; 4 — контрольное отделение;
5.7 — стенки; 6 — ковшовое колесо; S — окно.
10*
В таблице VII-6 приведены рекомендуемые размеры ячеек цилинд-
рических триеров.
Для контроля отходов, полученных с куколеотборочных машин, при-
меняют триеры с ячейками 0 2,5; 3,5; 4,5 мм.
§ 8. МАЛОГАБАРИТНЫЕ ДИСКОВЫЕ ТРИЕРЫ
В 1973 г. Министерством заготовок СССР предложено внедрить ма-
логабаритные дисковые триеры ЗТО-5М и ЭТО-1 ОМ для очистки зерна
от овсюга, разработанные Одесским технологическим институтом
им. М. В. Ломоносова в содружестве с Одесским заводом «Продмаш».
Триер предназначен для использования в поточно-технологических ли-
ниях зерноочистительных отделений мукомольных заводов с производи-
тельностью 1,4 и 2,8 кг/с.
На рисунке VII-18 показан общий вид триера ЗТО-5М. Внутри ко-
жуха из листовой стали расположен горизонтальный вал с набором дис-
ков. Конструктивные и технологические параметры дисков соответству-
ют ГОСТ 6103—52, форма ячеек Ш-8.
Ротор триера разделен на три взаимосвязанных отделения
(рис. VII-19): рабочее 1, накопительное 2 и контрольное 4. Исходная
зерновая смесь поступает на первые приемные диски рабочего отделе-
ния. Они наиболее загружены, а последующие диски этого отделения за-
гружены в меньшей степени, так как уровень зерна постепенно снижает-
ся в направлении к окну 8. Тем не менее удельные нагрузки на ячеистую
поверхность рабочих дисков значительно больше нагрузки, принятой для
дисковых триеров ЗТО-5. Следствием этого является недостаточно пол-
ное выделение из обрабатываемой смеси зерен пшеницы, которые вме-
сте с зерном овсюга поступают через окно 8 в накопительное отделение.
Сплошная стенка 5 препятствует свободному пересыпанию продук-
та из накопительного отделения в контрольное. Поэтому в накопитель-
ном отделении расположено ковшовое колесо 6, жестко закрепленное
Рис. VII-20. Малогабаритный дисковый триер ЗТО-ЮМ.
140
на валу. Ковши при вращении вала захватывают зерновую смесь и на-
правляют ее в патрубок 3, сообщающийся с контрольным отделением.
В нем происходит интенсивное выделение ячейками дисков еще не из-
влеченных коротких зерен, которые затем поступают в канал для очи-
щенного зерна. Длинные примеси через окно в задней стенке триера вы-
водятся обычным путем.
В этом триере рационально используется ячеистая поверхность
большинства дисков, расположенных в триере. Высокозагрузочный ре-
жим работы, характерный для триера ЗТО-5М, не снижает качества ос-
новного продукта, так как ячеистая поверхность дисков формы Ш-8 ра-
бочего и контрольного отделений практически исключает возможность
попадания овсюга в короткую фракцию. Проникновение же зерен пше-
ницы в отходы незначительно, так как диски контрольного отделения
работают в благоприятных условиях, не зависящих от уровня зерна
в рабочем отделении.
На рисунке VII-20 показан общий вид триера ЭТО-ЮМ производи-
тельностью 2,8 кг/с.
Техническая характеристика малогабаритных
дисковых триеров
Марка ЗТО-5М зто-юм
Производительность, кг/с 1,4 2,8
Количество дисков, шт.:
рабочих 11 19
контрольных 3 5
Площадь ячеистой поверхности, м2 5,6 9,6
Форма ячей (ГОСТ 6103—52) Ш-8 Ш-8
Установленная мощность электродвигателя, кВт . 2,2 4,0
Частота вращения вала с дисками, рад/с .... 5,5 5,6
Расход воздуха на аспирацию, м3/с 0,003
Сопротивление триера, Па 1 5 100
Габаритные размеры, м: 1,о
длина 1,0 2,19
ширина 570 1,03
высота . 0,0016 1, 5
Масса, кг 100 775
Глава VIII
МАШИНЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕИ,
ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ОТ ЗЕРЕН ОСНОВНОЙ КУЛЬТУРЫ
СОВОКУПНОСТЬЮ РАЗЛИЧНЫХ
ФИЗИЧЕСКИХ свойств
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Зерно, как и другие сыпучие материалы, отличается от жидкостей
характером и величиной взаимодействия отдельных частиц.
Если сыпучую массу привести в движение, то различные физиче-
ские свойства (плотность, размеры, форма, коэффициенты внешнего
и внутреннего трения) отдельных частиц обусловят их взаимное пере-
мещение. Это явление, называемое самосортированием, наблюдается
при любом движении, в том числе и при возвратно-поступательном
и круговом поступательном движении рабочих органов машины, в ко-
торых находится зерно. Понятно, что в подобных случаях нужно рас-
сматривать плотность как признак, характеризующий особенности от-
дельных зерен.
Зерно иногда содержит такие примеси, как галька, крупный песок,
осколки стекла, кусочки металла, шлака и т. п., которые объединяются
под общим названием «минеральные». Эти примеси, когда они по своим
геометрическим размерам не отличаются от зерен основной культуры,
относят к разряду трудноотделимых. Правилами организации и ведения
технологического процесса на мукомольных, крупяных и комбикормо-
вых заводах содержание минеральных примесей в зерне строго регла-
ментируется. Так, например, в зерне, направляемом из элеватора и скла-
дов в зерноочистительное отделение мукомольного завода, содержание
сорной примеси не должно превышать 2%, в том числе вредной не бо-
лее 0,2%. В числе вредной примеси содержатся головни и спорыньи, от-
дельно или вместе не должно превышать 0,05%.
В зерне, направляемом из зерноочистительного в размольное отде-
ление, содержание сорной примеси не должно быть более 0,4%, в том
числе куколя не более 0,1%, вредной примеси не более 0,05%. Мине-
ральная примесь в этом зерне не допускается.
На комбикормовых заводах в каждом виде очищенного зерна, на-
правляемого в измельчающие машины, содержание минеральной при-
меси не должно превышать 0,25%.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
Машины для выделения примесей, отличающихся от зерен основной культуры
Плотностью Формой и коэф* фициентом трения Плотностью и коэффициентом трения Плотностью и аэродинамиче- скими свойствами Состоянием поверхности
Гидравличе- ские машины Фрикционные и спиральные сепараторы Камнеотдели- тельные маши- ны конструк- ции А. Ф. Гри- горовича Вибропневма- тические камне- отделительные машины, пнев- мосортироваль- ные столы Электромаг- нитные сепара- торы
Гидравлические машины рассмотрены в главе X. Электромагнитные
сепараторы для выделения примесей, отличающихся состоянием поверх-
142
ности и широко распространен-
ные для очистки семян в сель-
ском хозяйстве, мало использу-
ют в промышленности по хра-
нению и переработке зерна.
Спиральные сепараторы также
применяют редко, лишь для
контроля отходов. По этим при-
чинам спиральные и электро-
магнитные сепараторы в книге
не рассматриваются.
§ 3. МАШИНЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ
ПРИМЕСЕЙ, ОТЛИЧАЮЩИХСЯ
ФОРМОЙ И КОЭФФИЦИЕНТОМ
ТРЕНИЯ
На рисунке VIII-1, а пока-
зана неподвижная наклонная
плоскость, которую используют
в качестве фрикционного уст-
ройства для выделения приме-
сей, отличающихся формой и
коэффициентом трения.
В этом устройстве движе-
ние каждой частицы состоит из
двух периодов, совпадающих
во времени с соответствующи-
ми стадиями сепарационного
Рис. VHI-1. Неподвижная наклонная плос-
кость, применяемая как фрикционное устрой-
ство для разделения сыпучей массы по ко-
эффициентам трения:
а —действие сил на частицу; б —схема разделе-
ния зерновой массы.
процесса: с наложенными свя-
зями до точки выброса А и свободного полета по параболам АС и АВ.
Теория подобных устройств базируется на известной взаимосвязи
между силами m\g, m^g и коэффициентами и внешнего трения час-
тиц, скользящих под действием сил тяжести m\g и m2g вдоль неподвиж-
ной поверхности, наклоненной под углом к горизонту
Л _ /imfgcosa _ /хтх = fxDvx (VIII-1)
f2m2gcosa f2m, fiD2v2
где Z)x и Z)2 — плотность частиц;
ox и v2 — объем частиц.
При т1 = т2 = т и /2>Л частица 2 окажется в точке С, а частица 1
в точке В.
Для определения скорости перемещения частицы в первом периоде
ее движения напишем дифференциальное уравнение движения, которое
без учета сопротивления воздуха имеет следующий вид:
т ~ = Т— F
dt-i
или
— • — = T—F, (VIII-2)
g dC
где 4 — время движения частицы по наклонной плоскости в интервале
от точки приема до точки выброса;
Т и F—силы; T=G sin a; F=Gf cos а;
G— масса частицы;
f— коэффициент трения.
Следовательно
dv = g (sin а — У cos а ) dt±
143
или
v = gt (sin a — f cos a) + c.
При t\=0 и — Uo—c (uq — начальная скорость частицы в несвобод-
ном периоде ее движения или в первой подготовительной стадии сепара-
ционного процесса). При уо=О с=0. Таким образом,
о = gt-L (sin a — f cos a) = gt± (sin a — tg <p cos a) = gt± sin <a . (VIII-3),,
COS Ф J
Как известно,
откуда
_ gt\ sin (a — <p) ,
o — “—p ^2*
2 cos <p
При /1 = 0 S = 0 И C2 = 0, поэтому
s = £1 sinK±-T) . (VIII-4)
2 cos <p
Из уравнения (VIII-4) ___________
4 = 1/ 2scos(p . (VIII-5)
r gsin(a— <p)
Если задача первого периода движения частиц (первой стадии про-
цесса) состоит в создании условий для их выброса в точке А с разными
скоростями, то задача второго периода (второй стадии процесса) — в их
разделении, что и выполняется в течение свободного движения частиц по
параболам различной кривизны.
В общей форме для второй стадии процесса можно записать:
L = vt2 cos a; (VIII-6)
tf = y/2sina + ^, (VIII-7)
где h — время свободного падения.
Из уравнения (VIII-7)
2gH 4~ sin2 ос v sin <х (VIII 8)
Тогда
, V2gH 4- v2 sin2 a — v sin a azttt cn
L = v cos a -—-—!------------------ . (VIII-9)
g
При наличии в сепарируемом материале частиц с коэффициентами
трения fi и f2 для одной частицы можно записать:
V 2g Н. 4- sin2 а—и, sin а Ц = v. cos a ——— ' 1 , (VIII-10)
а для другой 2gН2 4- vl sin2a - v2 sin a L« = v2 cos a —— . (Vlll-11) g
144
Таким образом, используя неподвиж-
ную наклонную плоскость как фрикционное
устройство, можно разделить смесь на от-
дельные фракции, отличающиеся между со-
бой коэффициентами трения и формой час-
тиц.
На этом принципе основана работа
фрикционных сепараторов с неподвижными
наклонными поверхностями (рис. VIII-1,5)
и спиральных сепараторов.
На рисунке VIII-2, а показана схема
движения ленты, натянутой на два горизон-
тально расположенных барабана. Если на
такую ленту, движущуюся с определен-
ной скоростью снизу вверх, направить
смесь, то полноценные, с гладкой поверх-
ностью зерна покатятся вниз, а плоские,
щуплые, битые, шероховатые и другие
подобные им зерна переместятся
вверх.
Для регулирования процесса разде-
ления смеси в машине предусмотрены меха-
низмы, при помощи которых изменяют угол
наклона и линейную скорость ленты.
Производительность машины Q (кг/с)
муле
Рис. VIII-2. Схемы ленточных
фрикционных сепараторов:
а — движение ленты, натянутой на
два горизонтально расположенных
барабана; б — движение ленты, на-
тянутой на два наклонных бара-
бана.
можно определить по фор-
Q =-- BvzqK,
(VIII-12)
где В— ширина ленты, м;
v — скорость ленты, м/с;
z—-количество зерен, укладывающихся в один слой на 1 м2 по-
лотна;
q — масса 1000 зерен, кг;
К.—-коэффициент загрузки полотна; /(=0,1-4-0,15.
Производительность машины колеблется в широких пределах в за-
висимости от свойств исходного продукта.
На рисунке VIII-2, б показана схема движения ленты, натянутой на
два наклонно расположенных барабана 1 и 2. Гладкие или шаровидные
зерна будут падать с ленты ближе, чем шероховатые или плоские.
Машины (рис. VIII-2, а) лучше очищают смесь, но менее произво-
дительны; они могут разделять зерно только на две части — очищенное
Рис. VIII-3. Фрикционный ленточ-
ный сепаратор для очистки горо-
ха от примесей:
1 — барабан; 2, 8 —винты; 3, 4, 5,
6— ковши; 7— металлическая рама;
9 — станина; 10 — поворотный клапан;
11— радиальная пластинка; 12 — ро-
лик; 13—приемный патрубок; 14 —
скребок.
145
и отходы. Поэтому их применяют главным образом для окончательной
контрольной очистки.
Машины (рис. VIII-2, б) разделяют зерно по качеству на несколькс
сортов. Их применяют для очистки гороха и других культур. На них
удается также очищать горох от половинок и больных зерен. Вполне
удовлетворительных результатов достигают при двукратном пропуске
зерна через эти машины.
Для очистки гороха применяют так называемую горку (рис. VIII-3).
В деревянной или металлической станине 9 на четырех болтах 2 и 8
подвешена металлическая рама 7, на которой установлены два бараба-
на 1 и по две пары роликов 12. Четыре радиальные пластинки 11 на
верхних роликах расположены одна против другой. Они доходят только
до середины длины роликов. На барабаны и ролики натянута прорези-
ненная лента.
При помощи четырех винтовых механизмов можно установить лен-
ту в продольном и поперечном направлениях под углом к горизонталь-
ной плоскости. В том и другом направлениях угол наклона можно изме-
нять от 3 до 5°. Для того чтобы лента не сползала с наклонных бараба-
нов, их обшивают резиной или кожей.
Зерновая смесь из приемного патрубка 13, в котором установлен
питатель, поступает на ленту. Так как она наклонена под некоторым
углом к горизонтальной плоскости и непрерывно движется, горох скаты-
вается в ковш 3. Здесь собирают лучшие по качеству зерна. Сморщен-
ные, недозрелые, изъеденные зерна с шероховатой или поврежденной
поверхностью скатываются с меньшей скоростью и попадают в ковши
4 и 5, где собирают продукты второго и третьего сортов. Прилипшие
к ленте частицы снимаются скребком 14. Камни, остатки стеблей и дру-
гие примеси попадают в ковш 6. Процесс разделения регулируют пово-
ротными клапанами 10.
До направления зерна на горки его необходимо очистить в воздуш-
но-ситовых сепараторах, на которых выделяют примеси, отличающиеся
от основной культуры геометрическими и аэродинамическими свойст-
вами.
Фрикционные сепараторы изготавливают с одной, двумя и тремя
лентами в одной станине. Для обработки гороха применяют ленты из
специального прорезиненного полотна.
§ 4. МАШИНЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ,
ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ПЛОТНОСТЬЮ И КОЭФФИЦИЕНТОМ ТРЕНИЯ
Камнеотделительная машина (рис. VIII-4). Предназначена для от-
деления от зерна мелких камней, крупного песка, осколков стекла, кус-
ков руды и других трудноотделимых примесей, имеющих размеры, близ-
кие к размерам зерновок.
Машина состоит из двух корпусов 6 и аппарата для обработки от-
ходов 17, закрепленных на главной раме и подвешенных к потолочной
раме на четырех гибких тросах. Круговое поступательное движение ма-
шине сообщается приводом балансирного механизма.
Над корпусами к потолочной раме прикреплено приемное устрой-
ство с патрубками 21 и 22 для подачи продукта на рабочие органы и ас-
пирации машины. Приемная доска 5 крепится к потолочному перекры-
тию на двух штангах 4.
Приводной механизм камнеотделительной машины, смонтированный
на подвеске 2, состоит из электродвигателя 25 мощностью 4 кВт, клино-
ременной передачи 24, подшипникового узла 3 и веретена 23.
Устройство приводного механизма и основных его узлов подробно
рассмотрено в главе XV (см. рис. XV-7 и XV-8).
146
зш
Рис. VIII-4. Камнеотделительная машина AI-БКМ производительностью 15 т/ч:
1— кронштейн; 2 — подвеска; 3—подшипниковый узел; 4 — штанга; 5 — приемная доска; 6— корпус; 7— пульт управления; 8 — угольник; 9— швеллер;
10— замок; 11, 13—рукава; 12, 14, 15, 16, 21, 22 — патрубки; /7—аппарат для обработки отходов; 18— тяга; 19 —стяжка; 20—трос; 23 — веретено;
24 — клиноремепная передача; 25— электродвигатель.
Рис. VIII-5. Корпус машины:
/ — распределительная коробка; 2—перегородка; 3— рабочая рама; 4 — днище; 5 — во-
ронка; 6 — ограничитель; 7 —стяжка; 8, 14—вертикальные каналы; 9~ контрольные ра-
мы; 10—гонок; 11, 13 — лотки; 12 — ускоритель.
К швеллерам 9 главной рамы прикреплены четыре откидных уголь-
ника 8, восемь тяг 18 и четыре горизонтальные стяжки 19. Рама под-
вешена к потолочному перекрытию на четырех гибких тросах 20, пере-
кинутых через кронштейны 1, а внизу закрепленных специальными зам-
ками 10 к раме.
На полу установлены патрубки 12 для выпуска смеси зерна с ми-
неральными примесями и патрубок 15 для выпуска отходов.
Корпус (левый и правый) состоит из распределительной коробки 1
(рис. VIII-5), шестнадцати рабочих рам 3, трех контрольных рам 9, ше-
сти вертикальных стяжек 7 и лотка 11 для подачи отходов в аппарат
для их обработки.
Внутри распределительной коробки установлена перегородка 2, об-
разующая с ее дном щель высотой 40 мм. Она служит для равномерно-
го распределения зерна по 16 каналам, расположенным над 16 верти-
кальными каналами в рабочих рамах, по которым зерно поступает на
рабочие днища.
Рабочая рама состоит из деревянного каркаса, в который вмонти-
рованы днище 4, вертикальный канал 14 для подачи зерна, лоток 13 для
приема зерна и вертикальный канал 8 для выпуска камней в смеси с зер-
ном на контрольные днища.
Рабочее днище состоит из конусного диска с обечайкой (высота ко-
нуса 40 мм) и гофрами размерами 38X5X2,5 мм, гофры выштамповапы
под углом 20° к радиусу диска и концентрично расположены в семь рядов.
На диске имеется горизонтальная площадка для сбора камней. К обе-
чайке приварено шесть ускорителей 12, служащих для ускорения дви-
жения минеральных примесей к горизонтальной площадке. В централь-
ной части диска установлена воронка 5 с гонком, предназначенная для
вывода зерна с рабочего днища. В зоне горизонтальной площадки уста-
новлен ограничитель 6. Его назначение — задерживать минеральные
примеси. Направляющий гонок 10 способствует быстрому удалению при-
148
месей с рабочего днища. Контрольные рамы по конструкции аналогич-
ны рабочим.
Пульт управления 7 (см. рис. VIII-4) представляет собой металли-
ческий ящик с дверкой, в котором смонтированы два промежуточных
реле, реле времени, автоматический выключатель, два пакетных выклю-
чателя, кнопочный пост, две сигнальные лампы.
При включении электродвигателя начинает вращаться балансир,
в результате чего главная рама и оба корпуса получают круговое по-
ступательное движение.
Зерно из самотечной трубы через приемное устройство подается
в распределительную коробку кузова, откуда через 16 отверстий по-
ступает на 16 рабочих рам. На днищах рабочих рам зерно совершает
круговое поступательное движение. Кроме того, под действием удара
о стенки обечайки и ускорители и под влиянием наклонной поверхности
диска каждая частица получает собственное движение, обусловленное
ее плотностью и размерами.
В смеси компонентов с одинаковой плотностью опускаются вниз
мелкие частицы, а в смеси компонентов с одинаковыми размерами — тя-
желые.
Таким образом, тяжелые и мелкие частицы (минеральные при-
меси) тонут, опускаясь на дно у самой стенки обечайки, а зерно всплы-
вает (происходит процесс самосортирования). Зерно, непрерывно по-
ступающее на рабочие днища, движется по спирали от периферии
к центру и через конические воронки с гонками, ускоряющими выход
зерна, непрерывно аспирируется и выводится из машины.
Гофры, выштампованные на поверхности конусного диска, при ра-
боте взрыхляют нижний слой зерна, увеличивают его подвижность
и способствуют осаждению минеральных примесей на дно диска.
Минеральные примеси, опускаясь на дно, по наклонной поверхности
скатываются к обечайке, двигаются вдоль нее и скапливаются на гори-
зонтальной площадке, где задерживаются ограничителем. Через отвер-
стие размером 15X16 мм при помощи направляющего гонка минераль-
ные примеси выводятся в вертикальные каналы, по которым направля-
ются на контрольные рамы (с рабочих рам с I по VIII— на первую
контрольную раму, а с рам IX—XVI — на вторую контрольную раму),
что видно из рисунка VIII-6.
С первой и второй контрольных рам зерно выходит через конусные
воронки, а минеральные примеси направляются на третью контрольную
раму. На ней происходит тот же процесс самосортирования смеси, что
и на рабочих и первых контрольных рамах. Минеральные примеси вы-
ходят через отверстие в дне контрольной рамы и по лотку поступают
в аппарат для обработки отходов. Очищенное зерно с третьей контроль-
ной рамы выводится через конусную воронку из машины.
Поступившая из кузовов смесь минеральных примесей и зерна в ап-
парате для обработки отходов на верхней раме продолжает очищаться
от минеральных примесей. Выделенное зерно (0,024-0,03 кг/с) с верхне-
го диска выводится через конусный патрубок, а минеральные примеси
в смеси с зерном направляются на нижнюю раму аппарата. Зерно, от-
делившись от минеральных примесей на нижнем диске, через цилиндри-
ческий патрубок и коробку поступает в шнек.
Под действием сил инерции зерно поднимается вверх по винтовой
линии шнека и вновь поступает на верхнюю раму аппарата для повтор-
ной очистки, а минеральные примеси накапливаются на горизонтальном
участке днища.
Для нормальной работы машины необходимо обеспечить равномер-
ную и непрерывную подачу зерна, так как при недостаточном питании
минеральные примеси попадают в значительном количестве на конт-
рольные диски и засоряют очищенное зерно.
149
Но поЬюрш
очистку
Рис. VIII-6. Функциональная схема камнеотделительной машины.
Оптимальное значение ®2г при очистке от минеральных примесей:
для пшеницы 16—18 м/с2, ржи 15—16, ячменя 15—17, риса 16—17, проса
12—13 и для гречихи 21—22 м/с2.
В машине при однократном пропуске почти полностью отделяется
галька и другие минеральные примеси.
В таблице VIII-1 приведены основные кинематические параметры
машины.
Основные кинематические параметры машины
ТАБЛИЦА VIII-
Культура Пропускная способность, кг/с Радиус горизон- тальных колеба- ний, мм Число круговых । колебаний в ми 1 нуту Культура Пропускная способность, кг/с Радиус горизон- тальных колеба- ний, мм Число круговых колебаний в ми- UVTV
Пшеница 4,11 38 210 Просо 2,8 45 160
Рожь 4.Н 38 190 Гречиха 2,2 38 235
Ячмень 3,2 45 180
Испытание этой машины в производственных условиях на Горько!
ской машиноиспытательной станции показало, что коэффициент техн<
логической эффективности машины составил при искусственной засс
ренности зерна минеральными примесями до 0,05% от 73 до 91%; д
0,1 % — от 79 до 87%; до 0,3% — от 79 до 85%; до 0,5% — 92>%'.
150
Техническая характеристика
Производительность, кг/с.............................. 4,4
Степень выделения минеральных примесей, % , . . 98,5—99,8
Содержание нормального зерна в отходах (не более),
.% ................................... 2
Диаметр рабочих дисков, мм............................ 900
Установленная мощность электродвигателя, кВт . . 4
Габаритные размеры, м:
длина .......................................... 1,84
ширина............................................. 1,33
высота до приемной доски ...................... 2,35
Масса, кг ...... .............................. 1950
Вибропневматическая машина (рис. VIII-7). Предназначена для вы-
деления камней. В распределительной решетке сделаны отверстия раз-
мером 30X18 мм и наклонные козырьки, что повышает эффективность
работы.
Вибропневматическая камнеотделительная машина производитель-
ностью 4,4 кг/с (рис. VIII-8). Наиболее высокий эффект сепарирования
Рис. VIH-7. Устройство вибропневматиче-
ской камнеотделительной машины:
а— схема технологического процесса: 1 — неочи*
щенное зерно; 2 — воздух и относы; 3 —очищен,
ное зерно; 4 — минеральные прнмеси (камни);
5 — воздух; б — кинематическая схема; / — венти-
лятор для создания разрежения в верхних слоях
продукта; 2 — вентилятор для аспирации маши-
ны; в — распределительная решетка; /, 2 — от-
верстия.
151
1940
1680
Рис. VIII-8. Вибрационная камнеотделительная машина:
1 — станина; 2—вентилятор; 3— колебатель; 4 — воздухопроницаемая дека; 5 — пневмостол;
6— вытяжной зонт; 7, 9— клапаны для регулирования воздушного режима машины; 8 — прием-
ный бункер; 10 —фильтр.
в этой машине достигается при разделении двухкомпонентной смеси
с большой разностью в плотности частиц.
Основными рабочими органами машины являются воздухопрони-
цаемая дека, угол наклона которой регулируется от 0 до 10°, нагнетаю-
щий вентилятор, который создает разрежение в верхних слоях продукта.
Дека покрыта проволочной сеткой (семь отверстий на 1 см, толщи-
на проволоки 0,9 мм). Вибростол закреплен на четырех плоских пла-
стинчатых пружинах с углом наклона к вертикали 20°. Корпус деки
приводит в движение инерционный колебатель. Число колебаний деки
925 с амплитудой 1,5—2,0 мм.
Воздух поступает в вентилятор через фильтр и, пройдя гибкий ру-
кав, распределительную решетку и проволочную сетку, подается в прост-
ранство, где находится сортируемый продукт.
Для равномерного распределения воздуха под декой ставится рас-
пределительная решетка, которая сделана из листовой стали с отвер-
стиями 30X18 мм, расположенными в шахматном порядке по длине ре-
шетки.
Под каждым отверстием имеется отогнутый козырек, угол наклона
которого можно изменять от 20 до 90° в направлении от схода зерна
к сходу минеральной примеси. Этим достигается соответствующее из-
менение живого сечения отверстия и равномерное распределение воз-
душного потока по всей длине решетки.
Технологический процесс протекает следующим образом. Посту-
пающая на деку исходная смесь под действием вибрации и воздушного
потока разделяется на две фракции. Тяжелые частицы, опустившись на
дно деки и войдя с ней в контакт, движутся но ней в верхнюю ее часть.
Камни выходят через суженное выпускное отверстие. Основная масса
зерна, приобретая свойство текучести под действием вибрации и возду-
ха, движется в нижнюю часть деки.
Проведенные на этой машине исследования показали, что большое
значение имеет состояние поверхности деки.
152
Были испытаны различные типы плетеных сеток, пробивных сит,
установленных в один или два яруса. Эффективность очистки зерна от
минеральных примесей (камней) составляла лишь 60—65%'. При уста-
новке сетки с большей шероховатостью, т. е. с большим коэффициентом
трения зерна и сетки, эффективность очистки зерна увеличивалась
до 94 %
Техническая характеристика машины БМК-15
Производительность на пшенице, кг/с................. 4,4
Коэффициент очистки, %........................... 94—96
Площадь ситовой поверхности, м2 .................... 1,8
Амплитуда колебаний пневмостола, мм.................. 2,0
Угол наклона стоек к вертикали, град............. . 20
Угол наклона пневмостола к горизонту, град .... До 10
Частота вращения вала колебателя, рад/с.............НО—125
Расход воздуха, м3/с.................................. 1,6
Электродвигатель вентилятора:
мощность, кВт........................................ 7
частота вращения, рад/с...................•. . . 144
Электродвигатель колебателя:
мощность, кВт ................................ 0,6
частота вращения, рад/с.......................... 141
Габаритные размеры, м:
длина............................................. 1,94
ширина............................................ 1,88
высота ........................................... 2,18
Масса, кг........................................... 615
Явления*, происходящие в аэрируемом потоке зерновой смеси на
вибрирующей шероховатой поверхности деки, которая совершает воз-
вратно-поступательные колебания, очень сложны. Это объясняется мно-
гочисленными связями движущихся частиц, которые взаимодействуют
друг с другом, с воздушным потоком и с поверхностями, ограничиваю'
щими поток.
Целесообразно представить этот процесс в упрощенном виде, ус-
ловно разделив его на несколько стадий и в каждой из них выделив
для рассмотрения те явления, которые оказывают решающее влияние на
конечные результаты процесса или на условия протекания последую-
щих стадий.
Наблюдения за работой машин БМК-15, а также анализ опытных
данных позволили представить процесс извлечения тяжелой (минераль-
ной) частицы из аэрируемой зерновой массы в машинах с гармониче-
скими колебаниями в плоскости наибольшего ската деки (рис. VIII-9).
На первой стадии тяжелая частица, поступившая с очередной пор-
цией зерновой смеси на слой движущейся сыпучей среды, перемещается
вместе с ним вниз вдоль деки. Одновременно эта частица вследствие по-
гружения приближается к ее поверхности.
Проекция средней скорости тяжелой частицы на плоскость деки
практически не отличается от средней скорости соответствующих точек
окружающей ее среды до момента соприкосновения тяжелой частицы
с декой. На результаты всего процесса сепарирования существенно вли-
яет расстояние, которое проходит тяжелая частица (камень) вдоль деки
до соприкосновения с ней. Это расстояние зависит как от скорости слоев
зернового потока, так и от скорости погружения в него тяжелой частицы.
На второй стадии тяжелая частица движется по поверхности деки
вверх навстречу основному зерновому потоку до тех пор, пока не вый-
дет через верхнее выпускное отверстие. При этом тяжелая частица про-
* Подробно см. Л. И. Мачихина. Машины вибропневматического принципа дей-
ствия, применяемые для очистки зерна от равновеликих минеральных примесей М
ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1972.
153
Рис. VIII-9. Общая схема вибропневматического сепарирова-
ния.
ходит две зоны, общей границей которых является место поступления
на деку исходной зерновой смеси. Первоначально тяжелая частица дви-
жется в нижней зоне, где сыпучее тело сохраняет примерно одинаковую
толщину, которая существенно превышает размеры частицы.
Движение в этой зоне рассматривается с учетом взаимодействия
тяжелой частицы с окружающими зернами основного потока.
Последующее движение частицы в верхней зоне (выше места пода-
чи) происходит в несколько иных условиях из-за существенного умень-
шения толщины сыпучего тела. При правильной наладке процесса час-
тицы легкой фракции не должны достигать верхнего выходного отвер-
стия, что позволяет исключить из теоретического рассмотрения их дей-
ствие на тяжелую частицу.
Важным условием нормального протекания процесса является пе-
ремещение тяжелой частицы, сопровождаемое возЁращением ее в верх-
Рис. VIII-10. Вибропневматическая камнеотделительная машина А1-БКВ:
1 — эксцентриковый колебатель; 2 — рама; 3—вытяжной зонт; 4—приемный бункер; 5 — гибкий
вал; 6 — вибростол; 7 — вентилятор с диффузором; 8— электродвигатель; 9 — станина; 10— регули*
рующий механизм.
154
Рис. VIII-11. Функциональная схема вибропйевматической камнеотдели-
тельной машины.
ние слои Зернового потока, что создает опасность выхода ее с деки вме-
сте с очищенным зерном.
Вибропневматическая камнеотделительная машина А1-БКВ
(рис. VIII-10). Предназначена для выделения полноценного зерна из
отходов: на мукомольных заводах после основных камнеотделительных
машин, а на рисозаводах после пневмосортировальных столов.
Машина состоит из бункера, питающего вибролотка, вибростола,
виброгруппы и пневмогруппы.
Бункер является промежуточной емкостью, необходимой для под-
держания постоянной нагрузки на рабочий орган. К нижнему фланцу
бункера крепится питающий лоток для регулирования количества по-
ступающего продукта.
• Основным рабочим органом машины является вибростол. В нем
установлена съемная деревянная рама, покрытая сверху металлотканой
сеткой с отверстиями размером 0,7XU0 мм, толщина проволоки 0,8 мм.
В нижнем конце вибростола установлена подвижная заслонка, обра-
зующая порог при сходе зерна с сита, высота порога регулируется вин-
товым механизмом.
Виброгруппа служит для сообщения рабочему органу возвратно-по-
ступательных гармонических колебаний. Вибростол шарнирно соединен
с рамой, установленной на плоских пружинных стойках на станине под
155
углом 30° к горизонтали. Рама с вибростолом и приемным лотком при-
водится в движение от электродвигателя через клиноременную переда-
чу. Частоту колебаний вибростола регулируют вариатором через винто-
вой механизм (от 500 до 650 колеб/мин при амплитуде 5,5 мм). Угол
наклона вибростола (от 5 до 15°) относительно рамы регулируют при
помощи винтового механизма через гибкий вал.
Пневмогруппа состоит из диффузора, вентилятора, воздухораспре-
делительной решетки и гибкого рукава. Диффузор служит для равно-
мерного распределения воздушного потока по всей ситовой поверхности
вибростола. На распределительную раму снизу натянуто ситовое по-
лотно с отверстиями 0 3 мм и капроновое сито № 10. Воздух в диффузор
нагнетается центробежным вентилятором, установленным на станине.
С всасывающей стороны вентилятор соединен с масляным фильтром.
Для регулирования количества воздуха в фильтре установлен клапан,
а на всасывающем патрубке вентилятора дополнительно заслонка.
Исходную смесь после камнеотборочной машины ЗК-15М. направ-
ляют в бункер, и далее через питающий механизм она поступает на ра-
бочий орган машины — наклонную ситовую поверхность вибростола, со-
вершающую возвратно-поступательное движение (рис. VIII-11). Исход-
ная смесь под действием направленных вибраций и восходящего
воздушного потока разделяется на две фракции. Тяжелые частицы (ми-
неральные примеси), опускаясь к ситовой поверхности, транспортируют-
ся вверх и через суженное отверстие удаляются из машины. Основная
масса зерна, как более легкая, приобретая свойство текучести, движется
вниз и через регулируемый порог выводится из машины.
Испытания машины AI-БКВ проводили на обработке отходов пос-
ле камнеотделительной машины и на очистке зерновой смеси от мине-
ральных примесей. Было установлено, что технологическая эффектив-
ность очистки зерна от гальки независимо от концентрации ее в исход-
ной смеси от 0,12 до 5,67% и от 3,06 до 31,51% составляет 99,6—100%.
Содержание нормального зерна в отходах, полученных после маши-
ны AI-БДВ, во всех случаях незначительное и колеблется от 0 до 0,6%.
Техническая характеристика машины А1-БКВ
Производительность, кг/с......................... 0,08
Эффективность очистки зерна от минеральных при-
месей, %......................................... 94—99
Частота колебаний вибростола в минуту ........... 500—650
Амплитуда колебаний вибростола, мм............... 5,5
Угол наклона плоскости колебаний к горизонту, град 30
Угол наклона вибростола к горизонту, град .... 5—14
Площадь рабочей ситовой поверхности вибростола, м2 0,18
Скорость воздуха над рабочей поверхностью вибро-
стола, м/с.....................................1,2—1,8
Расход воздуха на аспирацию, м"7с............. . 0,15—0,30
Расход воздуха на поддув зерна, м3/с.............0,25—0,33
Электродвигатель вентилятора:
мощность, кВт................................ 0,6
частота вращения, рад/с...................... 280
Электродвигатель для привода машины:
мощность . ............................ 0,4
частота вращения, рад/с.......................... 91
Габаритные размеры, м:
длина....................................... 1,62
ширина....................................... 0,775
высота.......................................... 1,80
Масса, кг ......................................... 310
Пневматический сортировальный стол. Основными рабочими орга-
нами машины (рис. VIII-12, а) являются вентилятор 9 и деревянная
156
Рис VIII-12. Пневматический сортиро-
вальный стол:
а—продольный разрез; б — рама; 1 — желоб;
2 — металлический лист с прорезями; 3— воз*
душная камера: 4— деревянная рама с си-
। том; 5—лопатки; 6—трубы с узкими щеля-
ми, 7 — ковш; 8—рукоятка; 9, 14—вентиля-
торы; 10— воздухопровод; И — рычаг; 12 —
приводной механизм; 13 — циклон; 15—возду*
хопровод; 16 — штурвал; 17 — лотки.
и щуплых зерен
рама (дека) 4, на которую натянуто сито из листовой стали с отвер-
стиями й = 0,5ч-0,6 мм. Вместо металлического сита иногда применяют
плотную ткань.
Раму устанавливают с наклоном в поперечном и продольном направ-
лениях. Специальный механизм служит для регулирования наклона де-
ки в продольном направлении на угол от 0 до 13°, а в поперечном от О
до 10°, в зависимости от особенностей сортируемого продукта.
Над рамой (рис. VIII-12, б) установлены планки, образующие по-
роги в виде рифов. Планки расположены параллельно одна другой на
расстоянии 30 мм. Слева, в месте поступления зерна, планки имеют наи-
большую высоту, которая постепенно уменьшается. Высоту планок под-
бирают в зависимости от размеров и других физико-механических осо-
бенностей сортируемого зерна. Так, для пшеницы или ржи высота пла-
нок 15 мм, гороха и других бобовых культур — 18 мм.
Под рамой находится воздушная камера 3, куда вентилятором 9
подается воздух через воздухопровод 15. Над камерой расположен ме-
таллический лист 2 с прорезями. Нагнетающая труба вентилятора пе-
рекрыта стальными лопатками 5, при пбмощи которых регулируют на-
правление и равномерность распределения поступающего в камеру воз-
духа. Кроме того, во всасывающем отверстии вентилятора установлена
диафрагма, позволяющая регулировать количество перемещаемого вен-
157
тилятором воздуха. Над рамой 4 расположены две трубы 6 с узкими
щелями по всей длине. Трубы соединены с воздушной камерой, откуда
в них поступает воздух под некоторым наклоном к раме 4 и уносит
всплывающие легкие частицы.
Воздушная камера с рамой 4 установлена на кронштейнах, прикреп
ленных к корпусу, получающему возвратно-поступательное движение о-
эксцентрикового приводного механизма.
Для подачи продукта в машину служит ковш 7 с задвижкой для
регулирования производительности. Вентилятор 14 и циклон 13 обес
пыливают машину в месте поступления зерна. Воздух, поступающий
в вентилятор 9, очищается фильтром.
Из ковша 7 продукт поступает в левый задний угол рамы 4. Благо-
даря колебаниям и наклону сита продукт перемещается вдоль и поперек
машины. Воздушный поток из вентилятора 9 поднимает легкие части-
цы, а тяжелые, очутившись в нижних слоях продукта, перемещаются
вдоль машины между планками слева направо. Поднятые воздухом лег-
кие частицы, находящиеся над планками, перемещаются поперек ма-
шины с задней в переднюю ее часть, и оттуда выводятся наружу.
Поток воздуха, подаваемый трубами 6, не позволяет легким части-
цам перемещаться из левой части машины в правую и таким образом
служит дополнительным средством разделения смеси. Тяжелые частицы
попадают в желоб 1 и удаляются из него по лоткам 17.
Для регулирования количества подаваемого воздуха в нагнетающей
трубе вентилятора установлены клапаны с рукояткой 8.
Наклон корпуса можно изменять при помощи штурвала 16. Размер
отверстия, через которое воздух попадает в вентилятор, регулируют ры
чагом 11. Эксцентриковый приводной механизм 12 получает движение
от электродвигателя посредством ременной передачи с натяжным ро-
ликом.
Деки в машине периодически заменяют в зависимости от вида
и особенностей сортируемого зерна. Это предопределяет также число
полных колебаний деки при амплитуде 12 мм в пределах 300—500 в ми-
нуту.
Достоинство пневматических сортировальных столов заключается
в высокой эффективности очистки; недостатки их — сравнительно ма-
лая производительность и попадание воздуха, подаваемого вентилято-
ром под раму, непосредственно в рабочее помещение.
Эти машины применяют также для выделения трудноотделимых
примесей. На них можно, например, очищать пшеницу от мешочков го-
ловни, а также горох от поврежденных зерен.
Основными факторами, влияющими на производительность маши-
ны и технологическую эффективность сортирования, являются скорость
воздушного потока, полезная площадь и ускорение деки.
Скорость воздушного потока в слое сепарируемой смеси должна
быть близкой к критической для соответствующих компонентов смеси.
Полезная площадь F (м2) пневматического сортировального стс
ла может быть определена по выражению
F = — ,
q
где Q — заданная производительность, кг/с;
q—удельная нагрузка на поверхность деки, кг/(с-м2).
Установлено, что при очистке гороха </ = 0,33; при очистке пшеииць
ржи, ячменя, гречихи q = 0,154-0,33; при очистке люцерны и тимофеевк
q — 0,054-0,08 кг/(с-м2). Оптимальное ускорение деки в плоскости к
лебаний w2r= 13,04-14,3 м/с2.
158
Глава IX
МАШИНЫ ДЛЯ СУХОЙ ОБРАБОТКИ
ПОВЕРХНОСТИ ЗЕРНА
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Для обработки покрова зерновок служат обоечные и щеточные ма-
шины. Обоечные машины применяют в мукомольном, крупяном и комби-
кормовом производствах для сухой очистки поверхности зерновок пше-
ницы и ржи от пыли, частичного отделения плодовых оболочек и заро-
дыша, а также для шелушения овса и ячменя. Обоечные машины иногда
используют и на элеваторах для обламывания остей овса и риса, что об-
легчает последующую разгрузку силосов.
Для очистки поверхности и бороздки зерна от пыли и снятия надор-
ванных оболочек, образующихся после пропуска через обоечные маши-
ны, применяют щеточные машины.
В обоечную машину
(рис. IX-1, а) зерно поступа-
ет через патрубок 1. Враща-
ющиеся бичи 2 подхватыва-
ют его и отбрасывают на
внутреннюю поверхность ци-
линдра 3. Внутренняя часть
машины аспирируется через
сетку 4.
Скорость зерна и бичей
не совпадает, поэтому зер-
новки подвергаются удару
бичей и затем ударяются об
абразивную поверхность.
Зерно, как упруго-вязкое те-
ло, отражаясь от абразивной
поверхности, вновь вступает
в соприкосновение с бича-
ми, и после многократных
ударов поверхность его очи-
щается.
При выходе из машины
обработанное зерно подвер-
гается пневматическому се-
парированию восходящим
воздушным потоком, движу-
щимся в канале.
Рис. IX-1. Принцип действия обо-
ечных машин для мукомольных
заводов:
а — с внутрицеховым механическим
транспортом; б — с внутрицеховым
пневматическим транспортом; 1—кла-
пан; -2 — цилиндр; 3 — электродвига-
тель.
159
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
На рисунке IX-1,6 показана схема работы обоечной машины, при-
меняемой на мукомольных заводах с внутрицеховым пневматическим
транспортом зерна. Воздух уносит с собой зерно вместе с частицами, от-
деленными в машине. Очищенное зерно выделяется в пневматическом
сепараторе-разгрузителе. Скорость движения воздуха в каналах регули-
руют клапаном 1.
Обоечные и щеточные машины устанавливают на мукомольных за-
водах последовательно и через них пропускают зерно, предварительно
очищенное от посторонних примесей.
О технологической эффективности работы обоечных машин можно
судить по величине снижения зольности зерна, одновременно проверяя,
насколько увеличивается количество разрушенных зерен.
§ 3. ОБОЕЧНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ МУКОМОЛЬНЫХ ЗАВОДОВ
С ВНУТРИЦЕХОВЫМ МЕХАНИЧЕСКИМ ТРАНСПОРТОМ
Машина типа ЗНМ с продольными бичами состоит из разъемного
абразивного цилиндра 2, вращающегося в нем бичевого ротора 3 с про-
дольными бичами, аспирационно-осадочного устройства 4, Основания и
привода (рис. IX-2).
160
О)
11 — 100
A -A
Рис. IX-2. Обоечная ма-
шина типа ЗНМ:
1 — приемный патрубок;
2 — разъемный абразивный
цилиндр; 3 — бичевой ротор;
4 — аспирационно-осадочное
устройство; 5 — стальной
бич; 6 — розетка; 7 — отвер-
стие для поступления возду-
ха; 8 — выходной патрубок;
9 — выпускной патрубок;
10 — люк; // — клапан; 12 —
верхний желоб; 13—люк-
жалюзи; 14— нижний желоб.
Цилиндр состоит из нижнего желоба 14, верхнего желоба 12 и лю-
ка-жалюзи 13. Нижний желоб установлен в основании, верхний — в ас-
пирационном устройстве на болтовых соединениях, что позволяет быст-
ро и удобно заменять цилиндр при износе или повреждении абразивной
поверхности. Каждый желоб состоит из обечайки, двух боковин и абра-
зивной массы.
Рабочую поверхность образуют абразивные вкладыши, которые
устанавливают в обечайку и раскрепляют клиньями. Зазоры между
вкладышами и торцовыми стенками желоба, а также пространство меж-
ду вкладышами и клиньями заполнцщт абразивной массой одинаковой
рецептуры.
В торцовых стенках нижнего желоба сделаны отверстия 7 для по-
ступления воздуха внутрь цилиндра. С внутренней стороны задней стен-
ки установлен выпускной патрубок 9, в котором окно предназначено для
забора воздуха, продувающего слой зерна на выходе из машины. С ли-
цевой стороны стенки расположен люк 10, через который разгружает-
ся машина в случае завала. В верхнем желобе приемный патрубок 1 слу-
жит для подачи зерна, патрубок смещен от вертикальной оси цилиндра
по ходу бичей. В нем установлена решетка, задерживающая крупные
примеси и посторонние предметы.
Бичевой барабан состоит из чугунных розеток 6, насаженных на
вал. На розетках закреплены стальные бичи 5 с уклоном к продольной
оси барабана. Бичевой барабан приводится во вращение от электродви-
гателя через клиноременную передачу.
Аспирационно-осадочное устройство включает аспирационную каме-
ру и осадочный конус, в котором расположены клапан 11 для регули-
рования количества воздуха и патрубок 8 для выпуска относов. Обоечные
машины не имеют вентилятора, их присоединяют к центральной аспира-
ционной сети.
Пыль, выделяющаяся в процессе обработки зерна, отсасывается
через жалюзи и поступает в аспирационную камеру, где из-за резкого
падения скорости воздушного потока более тяжелые относы осаждаются
и по мере накопления в осадочном конусе под действием собственного
веса открывают клапаны и выводятся из машины. Легкие относы уносят-
Техническая характеристика обоечных машин
Марка ЗНМ-2,5 ЗНМ-5
Производительность, кг/с 0,7 I,4
Снижение зольности зерна, % . . Увеличение битых зерен (не более), 0,03—0,05 0,03—0,05
% * Частота вращения бичевого барабана, 0,5—1,0 0,5—1,0
рад/с Окружная скорость бичевого бараба- 45,6—49,0 33,6—40,0
на, м/с Расстояние бичей от рабочей поверх- 13—14 13—15,6
ности, мм Диаметр абразивного цилиндра, м . 17—25 20—35
0,6 0,7
Уклон бичей 1:10 1:8,5
Рабочая поверхность, м2 1,8 4,3
Расход воздуха, м3/с Электродвигатель: 0,41—0,5 0,83
мощность, кВт 5,5 10
частота вращения, рад/с .... Габаритные размеры, м: 145 97
длина 1,42 2,15
ширина 0,85 1,09
высота 1,80 2,18
Масса, кг 920 1820
162
Рис. IX-3. Зависимость запыленности зерна от
окружной скорости бичей, удельной нагрузки
и зазора между бичами и абразивной поверх-
ностью.
ся воздушным потоком по воздухопроводу центральной аспирацион-
ной сети.
В машине предусмотрена электроблокировка электродвигателя с
люком-жалюзи, что исключает возможность работы машины при откры-
том люке.
В результате исследования зерна после обработки его в обоечных
машинах (рис. IX-3) установлено, что:
запыленность зерна зависит от удельной нагрузки поверхности абра-
зивного цилиндра, окружной скорости бичей и от величины зазора меж-
ду бичами и абразивной поверхностью;
Рис. IX-4. Обоечная машина ЗОМ-5 с металлическим цилиндром:
1 — приемный патрубок с клапаном; 2 — осадочная камера для легких относов; 3—бич; 4 — вал;
5 — стальной цилиндр; 6—сетчатая поверхность; 7 — осадочная камера для тяжелых относов;
8 — воздухопровод; 9 — вентилятор; 10, 11, 12, 13 — клапаны; 14 — шнек для перемещения относов
к выпускному отверстию; 15 — шлюзовой затвор; 16 — сетка.
11*
163
запыленность зерна увеличивается с уменьшением нагрузки, увели-
чением окружной скорости бичей и уменьшением зазора между бичами
и абразивной поверхностью.
Обоечная машина ЗОМ-5 (рис. IX-4) состоит из неподвижного
стального цилиндра 5, бичевого ротора с радиальными бичами 3 и аспи-
рационной камеры, смонтированных на чугунной станине.
Цилиндр изготовлен из двух частей и имеет гладкую внутреннюю
поверхность. На его торцовой стенке со стороны приводного шкива рас-
положен приемный патрубок 1 с сеткой 16 и регулирующим клапаном.
Бичевой ротор представляет собой вал 4, на котором закреплены
стальные радиальные бичи 3 и лопастное колесо вентилятора 9. Ротор
приводится в движение через клиноременную передачу от трансмиссии
или от индивидуального электродвигателя.
Аспирационная камера состоит из осадочной камеры 7, кожуха вен-
тилятора, соединительного воздухопровода 8, шнека 14, шлюзового за-
твора 15 и регулирующих клапанов 12, 13. Привод шлюзового затвора
осуществляется от вала шнека цепной передачей.
Техническая характеристика машины ЗОМ-5
Производительность, кг/с ...................... 1,4
Снижение зольности за один проход, %...........0,02—0,03
Частота вращения бичевого ротора, рад/с .... 90—100
Окружная скорость бичевого ротора, м/с .... 23,2
Диаметр шнека, м............................... 0,25
Частота вращения, рад/с:
шнекового вала................................ 11,1
шлюзового затвора......................... 3,1
Размеры рабочего цилиндра, м:
диаметр........................................ 0,472
длина....................................... 1,10
Количество воздуха, подаваемого вентилятором, м3/с 0,41—0,58
Потребная мощность, кВт........................2,8—3,1
Габаритные размеры, м:
длина ........................................ 2,57
ширина........................................ 1,04
высота ........................................ 1,60
Масса, кг......................................... 930
В таблице IX-1 приведены результаты испытания машины с метал-
лическим цилиндром производительностью 10 т/ч. Обрабатывалась пше-
ница IV типа южных районов стекловидностью 50% и влажностью
12,7%. Незначительное увеличение количества битых зерен при окруж-
ной скорости бичей 19,35 м/с является важнейшим достоинством ма-
шины.
ТАБЛИЦА IX-t
Результаты испытания обоечной машины со стальным цилиндром
Производитель- ность, кг/с Удельная на- грузка на 1 м2 цилиндра, кг/с Окружная ско рость бичей, м/с Снижение золь- ности зерна, % Увеличение ко- личества битых зерен, % ! Средневзвешен- ная зольность отходов, % Снижение энер- гии прораста- ния, % Снижение всхо- жести зерна, %
1,8 0,8 19,35 0,03 0,27 7,36 20,0 10,2
2,4 1,04 19,35 0,03 0,08 5,90 14,6 8,1
3,2 1,3 19,35 0,03 0,01 7,55 6,7 3,0
1,8 0,8 27,20 0,05 3,44 5,45 23,7 28,5
2,4 1,04 27,20 0,04 2,60 7,03 18,6 22,0
3,2 1,3 27,20 0,03 0,38 11,10 6,5 6,4
164
§ 4. ОБОЕЧНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ МУКОМОЛЬНЫХ ЗАВОДОВ
С ВНУТРИЦЕХОВЫМ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ТРАНСПОРТОМ
Обоечные машины ЗНП-5, ЗНП-10 с абразивным цилиндром и
ЗМП-5, ЗМ.П-10 с металлическим цилиндром отличаются между собой
только материалом цилиндра. Поэтому рассмотрено только устройство
машины ЗМП-5.
Машина (рис. IX-5) выполнена в виде неподвижного цилиндра 2
и вращающегося в нем вала с радиальными бичами 3. Цилиндр пред-
ставляет собой разъемный барабан, состоящий из нижнего желоба 10,
который выполнен как одно целое с основанием обоечной машины и
верхнего желоба 4. В нем сделаны отверстия для приема и выхода
зерна.
Приемный патрубок снабжен решеткой, задерживающей крупные
примеси и посторонние предметы. В месте присоединения к выводному
патрубку продуктопровода установлена конусная насадка 6, свободно
перемещающаяся вдоль продуктопровода, что позволяет устанавливать
оптимальные значения скорости и количества воздуха при транспорти-
ровании зерна.
В нижнем желобе люк //на передней торцовой стенке служит для
подвода и регулирования количества воздуха, поступающего в цилиндр,
а клапан на задней стенке предназначен для разгрузки машины от зерна
в случае завала.
На валу 12 установлены бичи 5, перемещающие зерно от приема к
выходу, и крыльчатка 5, предназначенная для создания необходимой
первоначальной скорости транспортирования зерна на выходе. Привод
бичевого барабана осуществляется от электродвигателя 9 через клино-
ременную передачу.
Технологический процесс работы машины состоит в следующем.
Зерно через приемный патрубок поступает в цилиндр, подхватывается
вращающимися бичами и отбрасывается на рабочую поверхность. В ре-
зультате многократных ударов и интенсивного трения зерна о рабочую
поверхность и бичи разбиваются комочки земли, отделяется грязь, бо-
родка, частично отбивается зародыш. Смесь отделенных примесей и обо-
лочек направляется лопастным колесом в выводной патрубок и транс-
портируется по продуктопроводу. Интенсивность воздействия рабочих
органов на зерно регулируют, изменяя окружную скорость бичей.
На рисунке IX-6 показано устройство машины ЗНЛ-5 с абразивным
цилиндром и продольными бичами для мукомольных заводов с внутри-
цеховым пневматическим транспортом зерна.
Техническая характеристика обоечных машин
Марка ЗНП-5 ЗМП-5 ЗНП-10 ЗМП-10 ЗНЛ-5
Производитель- ность, кг/с . . . 1,4 1,4 2,8 2,8 1,4
Снижение золь- ности за один проход, % • 0,03—0,05 0,02—0,03 0,03—0,05 0,02—0,03 0,04—0,06
Частота вращения бичевого вала, рад/с .... 49,0 60,0 41,5 41,5 41,5
Окружная ско- рость бичевого барабана, м/с 14,5 18 16 16 16-
Расстояние бичей от рабочей по- верхности, мм . 17 17 20 20 25
Диаметр рабочего цилиндра, м . . 0,60 0,60 0,79 0,79 0,79
Площадь рабочей поверхности, м2 2,0 2,0 4,3 4,3 4,3
165
40-50
Рис, IX-5, Обоечная
машина ЗМП-5:
1 — приемный патрубок;
2 — неподвижный ци-
линдр; бич; 4 —верх-
ний желоб; 5—крыль-
чатка; 6 — конусная на-
садка; 7— отверстие для
выхода зерна; 8 — кла-
пан; Р — электродвига-
тель; 10 — нижний же-
лоб; 11—люк; 12— вал.
Рис. IX-6. Обоечная машина ЗНЛ-5:
/ — неподвижный абразивный цилиндр; 2—«бич; 3—вал; 4 — нижияя половина цилиндра;
5 — верхняя половина цилиндра; 6 — розетка; 7 — патрубок для выхода зерна; S — клапан;
9 — электродвигатель; 10 — приемный патрубок.
100-150
-890
Электр одвигатель:
МОЩНОСТЬ, кВт частота враще- 7 4,5 10 10 10
ния, рад/с 144 95 97 97 97
Габаритные разме- ры, м:
длина . . _ 1,31 1,31 2,0 2,04 2,04
ширина . , . 0,69 0,69 0,89 0,89 0,89
высота . . . 1,29 1,29 1,56 1,55 1,41
Масса, кг . . . 820 710 1350 1282 1588
Для нормальной работы обоечных машин необходимо соблюдать
следующие условия.
Камеры, примыкающие к ним аспирационные трубы, клапаны и
крышки люков должны иметь плотные соединения, не допускающие при-
соса воздуха или выделения пыли наружу.
Подача зерна в машину должна быть равномерная. При неполной
загрузке получается много битых зерен, а при перегрузке снижается тех-
нологическая эффективность. В зерне, поступающем в обоечную маши-
ну, не должно быть камней и металлических примесей, иначе возможно
образование искры при ударе их об абразивную поверхность.
Необходимо систематически проверять состояние сетки или жалю-
зи, установленной в абразивном цилиндре. При нарушении целости сет-
ки или жалюзи ухудшается технологическая эффективность обработки
зерна и могут возникать значительные потери.
Все клапаны должны легко поддаваться регулированию вручную,
а подвесные клапаны, открывающиеся под действием массы относов, не
должны пропускать воздух в машину.
При обслуживании машины следует обратить внимание на:
предварительную очистку зерна от камней и металлических при-
месей;
сохранение соответствующей шероховатости абразивной поверх-
ности;
свободный выход зерна из машины и непрерывное удаление относов
по мере их накопления в осадочных камерах;
Рис. IX-7. Схема обоечной машины с сетчатым цилиндром:
/.— верхняя часть цилиндра; 2—нижняя часть цилиндра; 3, 5, 6 вентиляторы; 4 каналы.
168
количество битых и полноценных зерен в отходах;
наличие смазки в подшипниках и достаточную степень натяжения
ремней;
требования техники безопасности и производственной санитарии.
На рисунке IX-7 показана схема обоечной машины с сетчатым ци-
линдром, применяемой на мукомольных заводах США. Достоинство ма-
шины заключается в том, что верхняя часть 1 цилиндра открыта, вслед-
ствие чего уменьшается сопротивление машины. Воздух проходит через
отверстия нижней части 2 цилиндра и по каналам 4 засасываетя венти-
лятором 5. Предварительно зерно продувается вентилятором 6, а окон-
чательно — вентилятором 3.
Тяжелые относы оседают в аспирационной камере, а легкие венти-
ляторы уносят в циклон.
Абразивы изготавливают из смеси следующего состава (по мас-
се. %):
шлифзерна корунда........................................ 69—76
каустического магнезита ................................. 14—17
хлористого магния технического.......................... 10—14
Твердость наждака по минералогической шкале твердости не менее
8; он должен быть сухим и очищенным от песка, пыли и металлических
примесей. Содержание металла в 1 кг наждака должно быть не более
10 мг.
Номера зернистости и процентное соотношение между отдельными
номерами наждака для абразивной массы выбирают в зависимости от
требуемой шероховатости деки.
Размеры зерен наждака следующие:
Номер наждака Размеры зерен, мм
8 2,0—2,38
10 1,66—2,00
12 1,19—1,68
16 0,84—1,19
20 0,71—0,81
24 0,50—0,71
Каустический магнезит должен удовлетворять требованиям, уста-
новленным для второго класса: содержание окиси магния не менее
83%, кремнезема не более 2,5%, влаги не более 1,5%, начало схватыва-
ния не ранее 50 мин, конец схватывания не позднее 2 ч 30 мин с на-
чала затворения, временное сопротивление растяжению через одни сут-
ки не менее 150-104 Н/м2.
Вяжущие свойства каустического магнезита зависят от температу-
ры, продолжительности обжига, степени измельчения и химического со-
става. Поэтому магнезит предварительно просеивают па ситах с коли-
чеством отверстий 900 и 4900 на 10~3 м2 сита. Магнезит считается пригод-
ным, если остаток на первом сите не превышает 5%, а через второе сито
просеивается не менее 75%.
Хлористый магний должен растворяться в воде; содержание хлори-
стых и сернокислых солей кальция, магния, калия, натрия и нераствори-
мого остатка не более 4%. Плотность раствора 32° по Бомэ при темпе-
ратуре 15° С. Прочное схватывание—затвердение абразивной массы
должно продолжаться 12—18 ч после окончания формовки (табл. IX-2).
Прочность абразивной массы проверяют при растяжении на разрыв
образцов, взятых в равном количестве от каждого замеса в течение
суток.
Обработка абразивных поверхностей допускается после выдержки
их в течение 14 суток при температуре 18—20° С. С готовыми изделиями
из абразивной массы необходимо обращаться весьма осторожно. Пере-
возить их надо без резких сотрясений и ударов.
12—100
169
ТАБЛИЦА IX-2
Временное сопротивление образцов абразивной массы
Срок выдержки образцов, сутки Временное сопротивле- ние (не менее), 105 Па Срок выдержки образцов, сутки Временное сопротивле- ние (не менее), (О5 Па
для непод- вижных деталей для вра- щающихся деталей для непод- вижных деталей 1 для вра- щающихся 1 деталей
3 25 30 14 40 65
7 30 40 28 50 65
При сборке машин детали с абразивной заливкой насаживают на
вал плавно с запрессовкой, но без резких ударов.
Хранить изделия из абразивной массы следует в сухом и теплом по-
мещении. Изделия необходимо укладывать на деревянные подкладки.
Расстояние абразивной массы от пола должно быть не менее 300 мм.
При хранении необходимо избегать резких изменений температуры, ко-
торые могут повлечь за собой появление трещин и разрывов.
Особое внимание следует уделять уравновешенности бичевого бара-
бана. Различают статическую и динамическую неуравновешенность.
Статическая неуравновешнность возникает при смещении центра
тяжести вращающегося тела с геометрической оси вращения.
Динамическая неуравновешенность возникает при несовпадении
главной центральной оси инерции тела с его геометрической осью вра-
щения.
В результате неуравновешенности бичевого барабана (ротора обо-
ечной машины) быстрее изнашиваются подшипниковые узлы, повышает-
ся расход энергии, появляются вынужденные колебания и вибрации,
приводящие к снижению долговечности машины при одновременном
ухудшении ее качества работы.
При статической неуравновешенности бичевого барабана (рис. IX-
8, а) центры тяжести отдельных частей барабана I и II располагаются
в одной осевой плоскости и по одну сторону от оси вращения О—О.
Вследствие этого центр тяжести всего барабана S будет смещен в ту же
сторону от оси вращения на некоторое расстояние pt. При вращении ба-
рабана массой Q будет развиваться переменная по направлению центро-
бежная сила Pa = Q^l ? которая при (о = const будет функцией дис-
g
баланса Q.
Статическую неуравновешенность можно обнаружить при перекаты-
вании бичевого барабана по граням двух параллельно и горизонтально
расположенных стальных брусков.
Барабан под воздействием неуравновешенного момента Qpt будет
перекатываться, стремясь к устойчивому равновесию, т. е. к такому
положению, при котором центр тяжести его займет наинизшее положе-
ние и, следовательно, плоскость NN станет вертикальной.
Понятно, что перекатывание барабана возможно лишь при условии,
если противодействующий момент трения качения будет меньше движу-
щегося момента Qpt. Поэтому грани стальных брусков должны быть
шлифованными.
Для уравновешивания барабана подбирают грузы q\ и q%, которые
располагают на плече г в той же плоскости NN, но по другую сторону
от оси О—О. При определенной массе грузов и значениях г центр тяже-
сти перейдет на ось О—О. В этом случае барабан будет находиться в
безразличном равновесии при любом его положении.
Динамическая неуравновешенность барабана (рис. IX-8, б) возника-
ет при наличии момента пары центробежных сил т (F), действующих
170
Рис. IX-8. Расчетные схемы:
а — статически неуравновешенного ротора;
б — динамически неуравновешенного ротора;
в — общей неуравновешенности бичевого ро-
тора.
в плоскости, проходящей через
ось вращения барабана. При
этом динамическая неуравнове-
шенность может быть и при на-
хождении центра тяжести на оси
вращения барабана, т. е. в усло-
виях его статической уравнове-
шенности.
При динамической неуравно-
вешенности главная ось инерции
St—S2 не совпадает с осью О—О,
и при вращении барабана она
описывает в пространстве конус,
вершина которого совпадает с
центром тяжести S.
На рисунке IX-8, в показана
схема общей неуравновешенности
бичевого барабана. Пусть на ро-
тор действуют две непараллель-
ные и непересекающиеся силы Fj
(в осевой плоскости N) и F2 (в
осевой плоскости Nt). Всякую си-
стему непараллельных и непере-
секающихся сил можно привести
к эквивалентной системе, состоящей из одной силы и одной пары сил.
К точке п, являющейся проекцией общего центра тяжести S на ли-
нию пересечения плоскостей N и Nt, можно приложить по две равные,
но противоположно направленные силы F'2 и F't . Линии действия при-
ложенных сил параллельны линии действия сил F2 и Ft.
Система действующих сил F2 и Ft эквивалентна системе сил, состоя-
щей из равнодействующей силы F=F2-\-Ft и равнодействующей пары
сил, момент которой равен сумме моментов
m(F2) = F2nn2 и tn (F-J = F^nn^
Неуравновешенность в данном случае является следствием одно-
временного воздействия на систему неуравновешенной центробежной
силы и неуравновешенной пары центробежных сил. Ее можно устранить
введением положительных или отрицательных корректирующих грузов
в две произвольно выбранные плоскости исправления, перпендикуляр-
ные оси вращения бичевого барабана.
Динамическую балансировку проводят на специальных машинах,
позволяющих определять величины и угловое положение уравновешива-
ющих грузов в двух выбранных плоскостях исправления, а на некото-
рых машинах дисбаланс изделия устраняют путем высверливания лиш-
него металла в барабане.
Во всех балансирующих машинах используют колебания, переда-
ваемые на опоры быстровращающегося несбалансированного изделия.
По амплитуде и фазе возникающих колебаний определяют соответствен-
но величину и угловое перемещение уравновешивающих грузов. Необхо-
димые измерения выполняют механическими, оптическими или особен-
но часто электрическими способами.
12
171
§ 5. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА
И КОНСТРУИРОВАНИЯ ОБОЕЧНЫХ МАШИН
Окружная скорость бичей при обработке разных культур должна
быть ниже той величины, при которой разрушается зерно. Максимальное
значение этой скорости можно приближенно определить на основании
закона динамики о количестве движения. В соответствии в этим законом
приращение количества движения материальной точки за некоторый
промежуток времени равно сумме импульсов приложенных сил за тот
же промежуток времени. В данном случае
т (у % — = Рх,
где т — масса одного зерна, кг;
у2 — скорость зериа после удара его бичами, м/с;
vx — скорость зерна до удара, м/с;
Р — сила, приложения к зерну при соприкосновении с бичами; она
должна быть достаточной для обработки поверхности зерна,
но значительно меньше силы сопротивления его разруше-
нию, Н;
т — продолжительность удара, с.
При е>1 = 0 имеем
о> = —. (IX-1)
т
Пример. Определить максимальную скорость бичей, необходимую для обработки
зерна, если Р = 45 Н, t=10“s с, m = 3-10~s кг.
Скорость бичей находим по формуле (IX-1)
45-10-5
у2 =-------= 15м/с.
3-10~'
Выбор окружной скорости вращения ротора обоечной машины зави-
сит от технологического назначения машины, физических свойств обра-
батываемого зерна, удельной нагрузки абразивной поверхности, про-
дольного уклона бичей, радиального зазора между обечайкой и наруж-
ной кромкой бича, микрогеометрии рабочей поверхности абразивного
цилиндра (табл.IX-3).
Данные, относящиеся к выбору кинематических параметров, сведе-
ны в таблице IX-3.
Т А В Л И Ц A IX-3
Кинематические параметры обоечных машин с абразивным цилиндром
Показатели Очистка Шелушение
пшеницы ржи ячменя овса
крупной фракции мелкой фракции крупной фракции мелкой фракции
Окружная скорость, м/с Радиальный зазор, мм Продольный уклон бичей, % 13—15 25—30 10—12 15—18 20—25 8—10 17—18 20—22 7—8 19—20 16—18 6—7 18—19 22—25 10—11 21—22 17—20 8—9
Производительность машины Q (кг/с) определяют по формуле
Q = nDLq, (IX-2)
где D — диаметр цилиндра, м;
L — длина рабочей части цилиндра, м;
q — удельная расчетная загрузка, зависящая от особенностей пе-
рерабатываемого зерна и от технологического назначения ма-
шины, кг/(м2-с).
172
Установлены следующие нормы расчетной загрузки внутренней по-
верхности цилиндра при переработке зерна на мукомольных заводах:
для пшеницы <? = 0,3 кг/(м2-с) на машинах с абразивным цилиндром,
£7= 1,25 кг/(м2-с) на машинах со стальным цилиндром; для ржи соот-
ветственно 0,24 и 1,15 кг/(м2-с).
Потребную мощность электродвигателя для обоечных машин опре-
деляют по удельной мощности в зависимости от перерабатываемой куль-
туры (табл.IX-4).
ТАБЛИЦ A IX-4
Удельная мощность обоечных машин при обработке пшеницы и ржи
Обоечная машина Удельная мощность кЗт на 1 7 зерна
пшеницы ржи
С абразивным цилиндром и встроенным вен- тилятором, работающая при разомкнутом цикле воздуха 1 ,2 1,5
То же, при замкнутом цикле воздуха 1 ,0 1,2
Со стальным цилиндром и встроенным вен- тилятором, работающая при замкнутом цикле воздуха 0,5 0,4
§ 6. ЩЕТОЧНЫЕ МАШИНЫ
Зерноочистительные щеточные машины предназначены для очистки
поверхности и бороздки зерна от пыли и снятия надорванных оболочек,
образующихся после пропуска зерна через обоечные машины. Машины
выпускаются в двух вариантах:
для мукомольных заводов с внутрицеховым пневматическим транс-
портированием зерна — БЩП-5 и БЩП-10;
для мукомольных заводов с внутрицеховым механическим транспор-
тированием зерна — БЩМ-5 и БЩМ-10.
Горизонтальная щеточная машина (рис. IX-9) выполнена в виде
разборного металлического корпуса 1, внутри которого смонтированы
вращающийся щеточный ротор 4, щеточная дека 8, питающий валик 9
и механизм 10 для регулирования равномерности поступающего зерна по
длине щеточного барабана.
Для вывода зерна из машины при пневмотранспорте применяют
шнек 2 с механическим побудителем 14 броскового типа и вертикальный
продуктопровод 15. При механическом транспортировании зерно выхо-
дит через нижнее окно 13 корпуса побудителя.
Зазор между щеточными поверхностями деки и ротором регулируют
двумя механизмами 5, приводимыми в действие винтовыми парами. Ре-
гулировка рабочего зазора осуществляется по шкалам 7 с условной та-
рировкой, которые закреплены на подвижных щеках 3 внутри корпуса
машины.
Максимальный рабочий зазор между щеточными поверхностями деки
8 и ротора 4 при совпадении указателя с нижним винтом шкалы 7 со-
ставляет 6±2 мм.
Для свободного входа воздуха в машину при пневматическом транс-
портировании зерна в верхней части расположены жалюзи (в обшивке
и фортках). В машине для мукомольных заводов с внутрицеховыми ме-
ханическим транспортированием для этой цели предусмотрены в ниж-
ней части окна, а на боковой стенке шибер, позволяющий регулировать
количество поступающего в машину воздуха.
Аспирация щеточной машины осуществляется через крышку 11 в
верхней части корпуса.
Технологический процесс очистки зерна следующий. Зерно через
приемный патрубок самотеком поступает в питающее устройство 12, с
173
Рис. IX-9. Щеточная машина БЩП-5, БЩМ-5, БЩП-10, БЩМ-10:
1 — корпус; 2 — шнек; 3—подвижная щека; 4—щеточный ротор; 5 — механизм для поворота деки;
б — электродвигатель; 7— шкала с условной тарировкой; 8 — дека щеточная; 9 — питающий валик;
10 — механизм для регулирования равномерности поступающего 'зерна; 11 — крышка корпуса;
12—питающее устройство; 13—нижнее окно корпуса побудителя; 14—побудитель броскового типа;
15 — продуктопровод.
него на питающий валик 9, который равномерным слоем подает его по
всей длине щеточного ротора 4.
Попадая в зазор между вращающимися щеточным ротором 4 и не-
подвижной щеточной декой 8, зерно подвергается интенсивному воздей-
ствию щеток, очищается и попадает в шнек 2, затем в продуктопровод
15 и выводится из машины.
Технологические схемы щеточных машин типа БЩП и БЩМ пока-
заны на рисунках IX-10 и IX-11.
Техническая характеристика триерных блоков
Марка БЩП-5, БЩМ-5 БЩП-10, БЩМ-10
Производительность, кг/с Снижение зольности за один про- 1,4 2,8
ход, % . . . Частота вращения щеточного ротора, 0,02—0,04 0,02—0,04
рад/с Размеры, м: 32,5 32,5
диаметр щеточного ротора. . . 0,36 0,36
длина 1,07 1,57
Расход воздуха на аспирацию при ме- ханическом транспорте, м3/с . . . Электродвигатель: 0,416 0,83
мощность, кВт 4,0 7,5
частота вращения, рад/с . . . Габаритные размеры, м: 95,0 98
длина 1,65 2,30
ширина 1,37 1,55
высота 1,55 1,55
Масса, кг 710 988
Производительность Q (кг/с) щеточных машин с горизонтальной
осью вращения определяют в зависимости от нагрузки на единицу внут-
ренней поверхности щеточной деки, соприкасающейся с наружным диа-
метром щеточного барабана,
Q = knRLq, (IX-3)
174
Рис. IX-10. Технологическая схема щеточной машины БЩП-5 (а) и БЩГБ10 (б) для
мукомольных заводов с внутрицеховым пневматическим транспортом.
Рис. IX-11. Технологическая схема щеточной машины БЩМ-5 (а) и БЩМ-10 (б) для
мукомольных заводов с внутрицеховым механическим транспортом.
где k — коэффициент длины дуги;
R — внутренний радиус щеточной деки, м;
L — длина деки, м;
q —удельная зерновая нагрузка на деку, кг/(м2-с).
В щеточных машинах БЩП и БЩМ дуга деки имеет центральный
угол 201°, поэтому к= 1,1. В этом случае формула (IX-3) приобретает
вид;
Q = 3,5RLq. (IX-4)
Технологическая эффективность работы щеточных машин характе-
ризуется снижением зольности зерна на 0,02—0,04%, степенью отде-
ления надорванных оболочек зерна, количеством отходов, ориенти-
ровочно равным 0,2—0,3% массы пропущенного через машину зерна с
зольностью отходов в пределах 5,0—6,5%.
175
Рис. IX-12. Устройство машины для обмолота кукурузных початков:
/—сварная рама; 2 — молотильный барабан; 3-—прутковая дека; 4нагнетающий вентилятор;
5, 9 верхние крышки; 6, 8 — верхний и нижний ситовые кузова; 7—боковая крышка; 10 — всасы-
вающий вентилятор; 11— эксцентриковый колебатель; 12, 20 — ограждения; 13— электродвигатель
всасывающего вентилятора; 14 — электродвигатель колебателя: 15, 16, /7—сборные лотки; 18— элек-
тродвигатель молотильного барабана; 19 — электродвигатель нагнетающего вентилятора.
§ 7, МАШИНЫ ДЛЯ ОБМОЛОТА ПОЧАТКОВ КУКУРУЗЫ
Промышленность выпускает машину МКП-ЗОС, предназначенную
для обмолота только сырой кукурузы, и МКП-У, которую можно при-
менять при обмолоте сухой, средней и повышенной влажности куку-
рузы.
На рисунке IX-12 показано устройство машины для обмолота по-
чатков кукурузы. Она состоит из сварной рамы /, молотильного бара-
бана 2 с винтовыми лопастями, расположенного внутри цилиндри-
ческой прутковой деки 3. Дека сверху закрыта сплошной металличес-
кой крышкой 5. Под прутковой декой один под другим расположено
два ситовых кузова 6 и 8, которые приводятся в возвратно-поступатель-
ное движение эксцентриковым колебателем 11.
Обмолоченное зерно, которое проваливается между прутками де-
ки, совершая свое движение по ситам, продувается воздушным пото-
ком. Его создают нагнетающий вентилятор 4 и всасывающий венти-
лятор 10.
Отличительной особенностью этой машины является то, что сито-
вые кузова подвешены свободно на пружинных подвесках, а для при-
вода молотильного барабана установлен трехскоростной электродвига-
тель 18.
При работе машины початки кукурузы поступают в загрузочное
отверстие прутковой деки, подхватываются винтовыми лопастями моло-
тильного барабана и транспортируются ими вдоль деки. Траектория
движения початков представляет собой винтовую линию с уменьшаю-
щимся шагом к концу деки, где в ее торце вокруг вала барабана сде-
лано кольцевое отверстие, расширенное сверху. Оно служит для вы-
пуска обмолоченных стержней.
Обмолот початков происходит в результате удара лопастями, сдав-
ливания их между собой лопастями и декой. Зерно, отделенное от стерж-
ней, просыпается между прутками по длине деки и направляется сразу
на подсевное сито нижнего кузова.
На рисунке IX-13 показаны графики распределения обмолоченного
зерна по длине молотильного барабана.
176
о5молаченнаго зерна,
Рис. IX-13, Распределение обмолоченно-
го зерна по длине молотильного бараба-
на при обмолоте початков различного
диаметра.
Общая псврежденность,
(6,6) (8,0) (9,3) (10,6) (12,0)(!3,3)М(16,0) (17,3)
Частота вращения, об/мин
(окружная скорость, м/с)
количество зерна битого меньше половины, %
Рис. IX-14. Количество поврежденных зе-
рен кукурузы в зависимости от частоты
вращения молотильного барабана.
Техническая характеристика машины МКП-У
Производительность (кг/с) при влажности кукурузы;
до 23% ....................................3,9—4,1
23—26%.........................................5,3—6,4
св. 26%........................................6,4—8,3
Частота вращения барабана, рад/с ,.................43, 5S, 86
Число колебаний ситовых кузовов в минуту .... 310
Амплитуда колебаний ситовых кузовов, мм............ 25
Установленная мощность электродвигателей, кВт ... 34,2
Диаметр молотильного барабана, м ...................... 0,25
Внутренний диаметр прутковой деки, м................... 0,34
Шаг винтовых лопастей барабана, м...................... 1,72
Габаритные размеры, м:
длина ............................................ 3,52
ширина............................................. 1,23
высота............................................. 1,82
Масса машины, кг................................... 1900
Примечание. Производительность дана на кукурузе в по-
чатках.
Основными показателями, определяющими качество работы маши-
ны, являются повреждение зерна и количество неотделенных от стерж-
ней зерен (недообмолот). В обмолоченном зерне должно содержаться
не более 2,5% битых зерен величиной менее половины зерновки и 1%
недообмолоченных зерен от массы стержней.
На рисунке IX-14 показана зависимость поврежденных зерен от
скорости вращения молотильного барабана.
Опыт эксплуатации молотилок МКП-У и МКП-30С показал, что
для обеспечения их нормальной работы необходима равномерная пода-
ча початков, так как неравномерность загрузки не только уменьшает
коэффициент использования машины, но и в значительной степени уве-
личивает поврежденность зерна. Обычно на предприятиях для обеспе-
чения равномерности загрузки молотилок устанавливают механизиро-
ванный бункер, а непосредственно над каждой машиной оперативную
•емкость на 1,5 т початков. К недостаткам указанных машин следует от-
нести отсутствие механизма для очистки сит.
Глава X
МАШИНЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА ВОДОЙ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
При обработке водой зерно не только очищается снаружи, но вну-
три него происходит дифференцированное распределение влаги между
оболочками и эндоспермом. Причем сам эндосперм должен увлажнить-
ся минимально.
В результате обработки ослабляются связи между эндоспермом и
оболочками; структура оболочек становится пластично-вязкой. При
этом расклинивающее действие воды создает напряженное состояние
капилляров набухших оболочек, которому сопутствует концентрация
местных напряжений на отдельных их участках. Все это в совокупности
облегчает отделение оболочек с минимальными потерями эндосперма.
В мукомольном производстве применяют два вида обработки зерна:
увлажнение, при котором стремятся к тому, чтобы вода либо пар
проникали в определенном количестве в оболочки для изменения струк-
туры зерна;
мойку для очистки наружных покровов зерна и особенно бороздок
от приставшей пыли и микроорганизмов, а также для выделения из
массы зерна легких и тяжелых примесей.
Опытным путем установлено, что при пребывании зерна в воде в
пределах до 12 с вода удерживается только на поверхности зерна и им
не поглощается. После центрифугирования количество воды на поверх-
ности зерна не превышает 1—2%.
Теплая вода более прочно удерживается на поверхности зерна, и
поэтому зерно увлажняется быстрее. Опыт показал, что с повышением
температуры количество пленочной воды на зерне уменьшается, однако
остаток ее на поверхности зерна после центрифугирования несколько
увеличивается благодаря лучшей связи.
Например, если после погружения зерна на 5 с в воду с темпера-
турой 20° на нем остается 20% воды, то при повышении температуры
до 40° С на зерне остается только 11 °/о воды. Соответственно после 5 с
отволаживания и обезвоживания поверхности зерна фильтровальной
бумагой на нем остается 1,7 и 2% воды.
При мойке зерна водой с повышенным содержанием активного
хлора (перехлорированной водой) успешно удаляют также микроорга-
низмы, чего нельзя достигнуть при обработке его сухим способом.
Современные конструкции машин для обработки зерна водой мож-
но подразделить на три группы:
машины, в которых зерно увлажняют холодной либо теплой водой
для изменения при последующей гидротермической обработке его
структурно-механических свойств;
машины для увлажнения зерна паром перед шелушением или
плющением, что необходимо при переработке различных культур в
крупу;
179
машины, в которых при мойке одновременно отделяются примеси,
отличающиеся от основного зерна гидродинамическими свойствами.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
Ниже приведена классификация машин для обработки зерна водой.
Моечные машины для очистки поверхности зерна, известные под
названием «горизонтальные моечные машины», еще применяют на не-
которых предприятиях, но промышленность их не изготавливает ввиду
малой эффективности. По этой причине эти машины в учебнике не рас-
сматриваются.
§ 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ
Разделение зерен на фракции в зависимости от конечных скоро-
стей падения в воде называют гидродинамической классификацией. Ос-
новные факторы, определяющие эти скорости, — сила тяжести, миделево
сечение и гидродинамическое сопротивление, зависящее от инерци-
онно-вязкостного критерия — числа Рейнольдса. Под конечной скоро-
стью понимают скорость падения частицы в воде, когда сила тяжести
ее равна гидродинамическому сопротивлению воды.
Абсолютная масса частицы обусловливается ее размерами и плот-
ностью. Поэтому, используя конечные скорости падения в качестве
определяющего признака, можно подразделить частицы на фракции
по плотности, если размеры их одинаковы, а плотность различна. При
равной плотности, но разной абсолютной массе частицы можно под-
разделить по крупности.
Чем больше различие в плотности частиц, тем легче их подразде-
лять. Этим и пользуются для выделения из основного зерна неполно-
ценных зерен, а также тяжелых и легких примесей, поскольку при по-
гружении в воду абсолютная масса отдельных зерен и частиц уменьша-
ется, а отношение плотностей отдельных зерен и частиц увеличивается.
Например, отношение плотностей полноценных зерен пшеницы и зерен,
пораженных головней, составляет в воздухе 1,35:1,02=4,33, а в воле
1,35—1,0 ,, R
----------- 17,о,
1,02—1,0
г. е. увеличивается более чем в 12 раз.
180
Сила тяжести GB(r), действующая в воде на частицу объемом V
(см3) и плотностью ув (г/см3) при погружении в воду с плотностью ув =
= 1 г/см3,
GB = V(V-1) = VV(^—L, (Х-l)
где G — сила тяжести частицы в воздухе, г.
При свободном падении частицы в воду на нее действуют сила тя-
жести GB и гидродинамическое сопротивление воды Р. Векторы этих
сил равны, но противоположно направлены.
При большой скорости падения частицы в воду обтекание ее водой
происходит с завихрением струи воды на поверхности и особенно поза-
ди частицы. Такой характер движения воды называется турбулентным.
Энергия падающей частицы расходуется при этом на преодоление гид-
родинамического сопротивления воды.
Если скорость падения мала, то обтекание частицы водой происхо-
дит параллельными слоями без завихрений. Подобный характер движе-
ния воды называется ламинарным. Энергия падающей частицы расхо-
дуется при этом на преодоление сопротивления, вызываемого трением
слоев воды у поверхности частицы.
Закон гидродинамического сопротивления водной среды Р(г) вы-
ражается уравнением
P = gF^, (Х-2)
где £— коэффициент гидродинамического сопротивления, величина
которого зависит от формы частицы и состояния ее поверхно-
сти;
F — площадь миделева сечения частицы, см2;
v — скорость ладения частицы, см/с;
g — ускорение свободного падения, см/с2.
Напишем уравнение движения частицы под действием указанных
сил при турбулентном режиме обтекания ее водой
т = G& — Р = G^—- — sF —- . (Х-3)
dt у 2g
.г G
1 ак как т=- — , то уравнение можно записать так:
g
± =У^1 (Х-4)
dt у 2Vy '
Для частиц шарообразной формы F = — , а V = — . Сопротив-
ление частиц шарообразной формы при падении в воду составляет 2/3
сопротивления частиц пластинчатой формы. Поэтому уравнение (Х-4)
примет следующий вид:
dv __ у— 1^'2Тв
dt У 2dy
(Х-5)
При о = 0, т. е. в начале движения, ускорение частицы будет наи-
меньшим, не зависящим от размера d.
С увеличением скорости v гидродинамическое сопротивление воды
будет возрастать и может достичь значения, при котором ускорение
частицы станет практически равным нулю. После этого частица начнет
двигаться с постоянной скоростью
v = 4,5
, /(Y-l)d
। ' -;
(Х-6)
181
определяемой из равенства при ув=1 г/см3
(т— 0 g = —
v 2d
Формула (Х-6) действительна лишь для крупных частиц, при паде-
нии которых вязкостное сопротивление намного меньше динамического.
Для случаев падения мелких частиц в воду при ламинарном ре-
жиме необходимо учитывать главным образом сопротивление внутрен-
него трения воды, зависящее от абсолютной вязкости. Динамическое
сопротивление здесь утрачивает свое значение.
Поэтому конечную скорость падения частиц шаровидной формы в
воде определяют по величине вязкостного сопротивления среды /?(Н)
в соответствии с законом Стокса
R = 3np.cto0,
где ц—коэффициент динамической вязкости, 10~3 Па-с, для воды при
температуре 20°ц «0,01Па-с;
d— диаметр шара, см;
у0—скорость падения, см/с.
Сила тяжести при достижении частицей конечной скорости падения
равна сопротивлению воды. Поэтому, выражая обе силы в Ньютонах,
получим
981 — (у — 1) = 3npdy0,
6
откуда
98Id2 (у — 1) , <2/ n /Y
у0 =----------- = kod* (у — 1), (Х-7)
18ц
где
Если зерно ввести в восходящую струю воды, то при определенной
скорости оно окажется во взвешенном состоянии.
Сопротивление воды /?(г), обтекающей частицу пластинчатой фор-
мы со скоростью с, определяют из уравнения
_2_ Щв =
3 2g 3g
В случае равновесия частицы
7-2G = _ (Х_9)
у 3g
тсс/™
Подставив значения F = , G=-^—и у0=1, найдем,
что скорость (см/с) восходящей струи воды
с = 45|/^=_1И. (Х-10)
Сравнивая с (Х-10) и ио(Х-б), можно сделать следующие заклю-
чения: чтобы зерно могло находиться во взвешенном состоянии в вос-
ходящей струе воды, скорость последней должна быть равной конечной
скорости падения зерна в неподвижной воде;
для удержания во взвешенном состоянии двух зерен, по размерам
поперечного сечения эквивалентных di и d2 и обладающих удельными
182
весами yj и у2 отношение скоростей восходящих струй воды должно
быть
С1 . / (Т1 — 0 d-i.
с2 f (Y2 — 1) ^2
если размеры зерен одинаковые, плотность различна, то отношение
этих скоростей выразится формулой
— =1/^- <Х-И>
с2 F Уг 1
Следовательно, струя воды, удерживающая тяжелые зерна в со-
стоянии равновесия, заставит легкие зерна подниматься, и таким об-
разом произойдет разделение по плотности.
Если плотность зерен одинакова, а площадь поперечного сечения
различна, то
-£1. = у/А . (Х-12)
В этих случаях зерна с большим диаметром потребуют и большей
скорости восходящей струи воды. Струя, удерживающая во взвешенном
состоянии зерна большего диаметра, поднимает мелкие зерна. Таким
образом, в восходящей струе воды зерна подразделяются на фракции
по плотности или по размерам. Обобщающим же признаком подразде-
ления смеси служит разница между конечными скоростями падения
зерен в неподвижной воде.
Тяжелые и крупные зерна погружаются в воду быстрее, чем лег-
кие и мелкие. Крупные легкие и мелкие тяжелые зерна могут падать
вместе в тех случаях, когда больший размер одного зерна компенсирует-
ся большей плотностью другого.
Зерна называют равнопадающими, если их конечные скорости
С] и С2 равны, т. е.
Vdi(Ti— 1) = V4(y2-1), (X-13)
откуда
£ = A = (X-14Y
^2 Ya — 1
где Е — коэффициент равнопадаемости.
Чем больше разница между размерами и плотностями у отдельных
зерен, тем больше коэффициент равнопадаемости и тем легче они под-
разделяются.
Закон падения зерен в воде можно изобразить так, как показано на
рисунке Х-1,а. Если по оси абсцисс отложить I' d , а по оси ординат с,
угол наклона прямой к оси абсцисс определится величиной \'у—1 , т. е.
зависит от плотности зерен. Чем больше их плотность, тем меньше угол.
Если плотность всех падающих зерен различна, то графически закон
скоростей для легких зерен выразится прямой ОВ, а для тяжелых — пря-
мой ОА.
Смесь зерна в гидродинамический классификатор (рис. Х-1,б) по-
дается в воду с уменьшающимися скоростями с2, с%. Легко убедиться,
что в первое отделение попадут зерна более тяжелой фракции с размера-
ми dm, если только скорость их падения больше, чем скорость восходя-
щей струи. В следующее отделение, где скорость восходящей струи воды
С2<С], будут падать зерна той же фракции, но меньшего размера (от d2
до d3), и зерна более легкой фракции размером dj и d2. Так же можно оп-
183
всплывающие на поверхность, можно
очистки зерна от легких примесей.
Рис. Х-1. Принципиальные схемы
гидродинамической классификации:
а — скорости падения частиц в воде,
б — схема гидродинамического классифи-
катора.
ределить размеры зерен легкой
и тяжелой фракций, падаю-
щих в остальные отделения и
уносимых водой.
Применять воду в качестве
сепарационной среды можно
только при разделении тел, у
которых yi>l или у2> 1- Что-
бы отделить примеси от зерна,
у которого у2<1 или у]<1,
нужно применить жидкость с
меньшей плотностью, чем вода.
Можно подобрать жидкость с
такой плотностью, что зерна
основной культуры будут то-
нуть, а легкие примеси и по-
врежденные зерна — всплы-
вать. Удаляя легкие частицы,
добиться достаточно эффективной
§ 4. МАШИНЫ ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ ЗЕРНА
Водоструйная машина. Поступая в машину (рис. Х-2), зерно при-
водит в движение лопастное колесо 9. Посредством зубчатой передачи 2
движение передается водоналивному колесу 8, погруженному в резерву-
ар 4 с водой. Колесо подает воду в сосуд 5, откуда по трубе 3 она попада-
ет в шнек под машиной, в котором зерно при движении смешивается с
ГОДОЙ.
Положение лотка по отношению к водоналивному колесу регулируют
винтовым механизмом 6. Уровень воды в резервуаре устанавливают по-
средством клапана 1 с поплавком 10. В наиболее приподнятом положе-
нии поплавка клапан закрывает входное отверстие для воды.
Машина распространена на мукомольных заводах. Главное ее дос-
тоинство— лопастное колесо вращается под действием кинетической
энергии потока зерна, в связи с чем не нужен специальный источник энер-
гии для привода колеса. Поскольку вода в таких машинах подается в ка-
пельном состоянии, зерно равномерно увлажняется только после длитель-
ного отволаживания в бункерах. Производительность машины 9—10 т/ч
зерна при увлажнении его на 0,5—4%.
Водораспыливающая машина БУВ-10. Состоит из двух основных уз-
лов: (рис. Х-3) питателя 6 и корпуса 10. К питателю относятся прием-
ный патрубок 4 для подачи зерна, бачок 3 для воды и центробежный на-
сос 7 с электродвигателем мощностью 0,125 кВт для подачи воды в бачок.
Цилиндр 5 внутри питателя служит резервуаром для воды, поступающей
из водопровода, и излишков воды из бачка. В цилиндре размещен доза-
тор 2 для воды и подвижный бункер 8 с трубой, на которой укреплен кла-
пан 9 для регулирования количества поступающего зерна. Дозатор для
воды п бункер соединены рычагами 1 с пружинами растяжения, закреп-
ленными на корпусе питателя.
Внутри литого корпуса машины расположен разбрасывающий меха-
184
б-*
Б-Б
Рис. Х-2. Водоструйная машина:
/ — клапан; 2—зубчатая передача; 3 — труба;
4 — резервуар; 5— сосуд; 6 — винтовой меха-
низм; 7 — винт; 8— водоналивное колесо;
9 — лопастное колесо; 10 — поплавок клапана.
низм в виде вертикального вала 12 разъемной конструкции. На валу за-
креплены два диска 11, смеситель 13 и шкив. В верхней части вал полый
и имеет отверстия для выхода воды на нижний диск. Нижний диск слу-
жит для разбрызгивания поступающей воды. Он снабжен лопастями для
удаления пыли со стенок корпуса. В корпусе предусмотрены окна со
съемными стеклами для наблюдения за работой машины и доступа к ее
узлам. Приводится машина от индивидуального электродвигателя через
клиноременную передачу.
Вода из водопроводной системы через ротаметр 1 (рис. Х-4) пода-
ется в резервуар, заполняет его и оттуда насосом нагнетается в бачок 10
до определенного уровня. Избыток воды стекает из бачка через сливную
трубку в резервуар. Нижняя кромка прорези в верхней части полого вала
9 при отсутствии зерна находится выше уровня воды в бачке на 5 мм. Зер-
но самотеком поступает в приемный патрубок и заполняет подвижный
бункер 2. Бункер по мере заполнения, преодолевая сопротивление спи-
ральной пружины, перемещается вниз и образует с внутренним конусом 7
кольцевую щель 3. Через эту щель зерно попадает на центральную часть
вращающегося верхнего диска 4 и разбрасывается в радиальном на-
правлении.
В зависимости от количества поступающего зерна бункер перемеща-
ется вниз до определенного уровня и через систему рычагов 8 увлекает
за собой полый вал. Через прорезь 11 в полом валу вода из бачка подает-
ся на нижний вращающийся диск 6, разбрызгивается и образует водяную
завесу, через которую проходит поток зерна. Увлажненное зерно попа-
дает на вращающуюся тарелку 5 смесителя, где дополнительно переме-
шивается и удаляется из машины.
185
1460
Рис. Х-3. Водораспыливающая машина БУВ-10:
1— рычаг; 2 — дозатор для воды; 3—бачок для воды; 4 — патрубок приема зерна; 5 — ци-
линдр; 6 — питатель; 7 — центробежный насос; 8 — подвижный бункер; 9 — клапан; 10— кор-
пус; // — диск; 12 — вал разбрасывающего механизма; 13 — смеситель.
Рис. Х-4. Технологическая схема водорас-
пыливающей машины БУВ-10:
1 — ротаметр; 2 — подвижный бункер; 3— кольце-
вая щель; 4— диск для зерна; 5 — тарелка сме-
сителя; 6 — диск для воды; 7 — внутренний кла-
пан; 8 — рычаг; Р—-полый вал; /0—бачок;
1/ — прорезь,
Рис. Х-5. Ротаметр РС-5:
/«—электромагнитный вентиль; 2—фланец ротаметра;
3 — вентиль запорный.
На рисунке Х-5 показан ротаметр РС-5, представляющий собой рас-
ходометр постоянного перепада давления. Основной элемент ротамет-
ра — поплавок, вертикально перемещающийся в расширяющейся кверху
трубке (обычно стеклянной) в зависимости от величины расхода жидко-
сти (0,007—0,11 л/с). Вода, проходя ротаметр, подается через игольча-
тый клапан в машину.
Принцип действия расходомеров постоянного перепада давления
следующий: поток воды, действующий на обтекаемое тело (поплавок)
снизу, приподнимает его и открывает при этом отверстие для прохода
таким образом, что образующийся с обеих сторон тела перепад давле-
ния оказывается почти постоянным.
Ротаметры по своей конструкции могут быть с вращающимся или
невращающимся поплавком.
Вращающиеся поплавки снабжены по окружности наклонными ка-
навками, вызывающими при движении жидкости его вращение. Невра-
щающийся поплавок снабжен направляющими для вертикального пере-
мещения в трубке.
§ 5. МАШИНЫ ДЛЯ МОЙКИ ЗЕРНА
Для мойки зерна на мукомольных заводах СССР и за рубежом при-
меняют комбинированные моечные машины с вертикальной отжимной
колонкой. Эти машины очищают поверхность зерна и выделяют примеси,
отличающиеся от него плотностью.
В машиных зерно промывается и ополаскивается водой, осаждают-
ся тяжелые примеси, выделяются путем пенной флотации легкие примеси,
обезвоживается зерно под действием центрифугирования, частично ше-
лушатся плодовые оболочки (так называемое мокрое шелушение) и под-
сушивается поверхность зерна воздушным потоком.
Машины ЗКМ-60. К основным рабочим органам относят моечную
ванну 3 с камнеотделителем и отжимную колонку (рис. Х-6). Зерно, по-
ступившее через приемное устройство 4, обильно промывается в ванне во-
дой. В это время от него отделяются гидродинамически легкие и тяже-
лые примеси. В отжимной колонке вода частично удаляется с поверхно-
сти зерна.
Моечная ванна (рис. Х-7 и рис. Х-8) располагает двумя п-арами гори-
зонтальных шнеков. Два верхних шнека 2 предназначены для горизон-
тального перемещения зерна вправо, а два нижних 3—для перемещения
влево осевших частиц, камней и песка. Все четыре шнека находятся в пе-
редней части ванны 4.
Шнеки вращаются приводным шкивом через зубчатый редуктор 10.
Вода в ванну поступает через трубопровод, снабженный регулирующи-
ми вентилями 7.
Между моечной ванной и отжимной колонкой находится сплавная
камера 5, куда зерно подается шнеком. Из нее зерно попадает в отжим-
ную колонку под давлением воды, поступающей через вентили в два соп-
ла на две камеры. Гидравлический транспорт зерна — важнейшая осо-
бенность этой машины. Для подачи воды устанавливают отдельный
насос. В камере всплывают легкие примеси, которые периодически уда-
ляют через отверстие 6. Зерно входит в машину через приемник 1 (пози-
цией 1 на рисунках Х-7 и Х-8 обозначены разные узлы). Тяжелые при-
меси оседают в ковше 9. Воду периодически удаляют из машины
через отверстия 8 (на рисунках Х-7 и Х-8 позицией 8 обозначены
разные отверстия). Для добавления свежей воды служит вентиль 1
(рис. Х-8).
Верхняя часть 1 телескопической трубы (рис. Х-9, а) для подачи зер-
на в машину поворачивается вокруг оси 2, чем можно изменять ее наклон.
В нижней части 3 трубы прикреплены две наклонные плоскости 4, с кото-
188
Рис. Х-6. Моечная машина ЗКМ-60:
а — принцип действия; б — расположение труб для подачи воды от насоса к отдельным рабочим
органам; / — отжимная колонка; 2—сплавная камера; 3— моечная ванна; 4 — приемное устройство;
5 — водомер; 6—насос; 7 — подача воды в моечную ванну; 8—подача воды в сопла для удаления
минеральных примесей из машины; 9 — приемник минеральных примесей; 10 — приемник зерна из
моечной ванны; 11— пеногаситель; 12—узел подачи зерна в отжимную колонку; 13 — устройство
подачи воды для опрыскивания сит отжимной колонки.
рых зерно поступает в моечную ванну. Угол наклона плоскостей меньше
угла трения зерна, вследствие чего оно поступает в моечную ванну с не-
большой скоростью. Изменяя наклон клапанов 5, можно регулировать
подачу зерна в ванну.
Из моечной ванны зерно соплами (рис. Х-9,б) подается в отжимную
колонку. Насосы прокачивают воду через насадку 8 и она, увлекая с со-
бой зерно из ванны 6, перемещает его по трубе 7 в отжимную колонку.
В пеногаситель (рис. Х-9, в) вода поступает через штуцер 12. Пройдя
по трубе 11, она сквозь отверстия трубы 9 тонкими струйками падает
на пену в моечной ванне. Положение трубы в моечной ванне можно
регулировать зажимным механизмом 10.
Отжимная колонка (рис. Х-10) состоит из нижней фундаментной
чаши 5 и верхней коробки 2, опирающейся на четыре стойки. Между ча-
шей и коробкой по всей поверхности цилиндрической части колонки уста-
новлены металлические штампованные сита, образующие сетчатую
обечайку. Размер отверстий 1,2X20 мм. Снаружи колонка закрыта ме-
таллическим кожухом 12.
Внутри отжимной колонки находится ротор. Три его розетки 3 укреп-
лены на вертикальном валу 4 и связаны между собой вертикальными
угольниками 14. С наружной стороны к угольникам прикреплены лопат-
189
Паление осебших
рт&М и Мы
Рис. Х-7. Моечная машина ЗКМ-60 (продольный и поперечный разрезы):
/ — приемное устройство; 2 —верхние шнеки; 3 — нижние шнеки; 4 — моечная ванна; 5— сплавная камера; 6 — отверстие для удаления легких примесей; / — регулирую-
щие вентили; S — отверстия для слива воды; 9 — ковш для минеральных примесей; 10 — редуктор.
Рис. Х-8. Моечная машина ЗКМ-60 (план);
/ — вентиль на трубопроводе свежей воды; 2, 3, 4, 5, 6, 7 — см. рисунок Х-7; 8 — отверстие для сли-
ва воды.
ки 16, установленные под некоторым углом к вертикали. При вращении
бичевого барабана лопатки перемещают зерно из нижней части машины
в верхнюю.
С внутренней стороны к угольникам прикреплены вертикальные би-
чи 15, форма которых в сечении может быть криволинейной (разрез
А—Л) или прямолинейной (разрез В—В). Бичи при вращении ротора за-
сасывают воздух внутрь машины, подобно вентиляторному колесу. Воздух
поступает через отверстия 1 и 6 в верхней и нижней частях отжимной
колонки. Вал ротора вращается в двух шарикоподшипниках, из которых
один укреплен неподвижно на верхней коробке, а другой опирается на
нижнюю траверсу фундаментной части. Вращение ротору передается от
приводного шкива через горизонтальный приводной вал И и коническую
зубчатую пару 10, закрытую кожухом. Приводной вал опирается на
шариковый подшипник 9. Воздух из машины удаляется через отвер-
стие 7. Вода для очистки сетчатой поверхности подается по кольцевой
трубе 8.
Зерно подается в моечную ванну машины (см. рис. Х-7) по трубе
приемного устройства 1, которую можно передвигать вдоль ванны, бла-
годаря чему представляется возможность регулировать продолжитель-
ность мойки. Из верхних слоев воды зерно транспортируется шнеками в
отжимную колонку. Камни, песок и другие минеральные примеси опуска-
ются па дно ванны, и нижние шнеки направляют их в обратную сто-
рону— в ковш 9. Осевшие примеси вода периодически перемещает в
коробку, из которой их удаляют вручную. Легкие частицы, находящиеся
на поверхности воды, удаляют из сплавной камеры через отверстие 6.
Зерно, попавшее вместе с водой в нижнюю часть отжимной колонки,
поднимается лопатками бичевого барабана к выходному отверстию. Воду
же можно выпускать в канализацию либо возвращать в смежное отделе-
ние моечной ванны в направлении, указанном стрелкой (см. рис. Х-8).
Несколько отстоявшись, вода попадает в переднюю часть ванны, где
установлены шнеки. В зависимости от степени загрязнения воду возвра-
щают полностью либо частично. Таким образом, достигается возмож-
191
Рис. Х-9. Узлы машины ЗКМ-60:
а — приемное устройство с телескопической трубой для подачи зерна в машину; б — узел подачи
зерна из ванны в отжимную колонку; в — струйный пеногаситель; 1 — верхняя часть телескопиче-
ской трубы; 2 — ось; 3— нижняя часть трубы; 4—-наклонная плоскость для разделения потока
зерна; 5 —клапан; 6 — приемник зерна; 7 — труба; <3— насадка; 9 — труба с отверстиями; 10 — за-
жимной механизм; // — труба; /2 —штуцер.
ность повторного использования воды для обработки зерна. Из моечной
ванны вода удаляется через отверстия 8 (см. рис. Х-7).
Во время перемещения зерна в отжимной колонке снизу вверх меха-
нически отделяется поверхностная влага. Защитный кожух обеспечивает
стекание разбрызгиваемой воды в нижнюю часть машины.
При вращении ротора в рабочую зону колонки засасывается воздух,
который затем проходит через зерно и обечайку и удаляется из машины
через отверстия 7 (см. рис. Х-10). В результате зерно частично просуши-
вается; кроме того, токи воздуха способствуют очистке сетчатой поверх-
ности. В верхней части сетчатой обечайки расположена кольцевая труба
8 с отверстиями (так называемый опрыскиватель), через которую подает-
ся вода.
Зерно при гидравлической подаче его в отжимную колонку подвер-
гается дополнительному ополаскиванию чистой водой, вследствие чего
намного уменьшается его зольность.
Скорость перемещения зерна шнеками в моечной ванне примерно
0,25—0,3 м/с; оптимальную скорость перемещения следует выбирать
экспериментально, учитывая физико-механические особенности
зерна.
192
Рис. Х-10. Отжимная колонка:
/, 6 — отверстия для поступления воздуха; 2 — верхняя коробка; 3 — розетки; 4—вал; 5— чаша
фундаментная; 7—отверстие для вывода воздуха, 8 — кольцевая труба; 9— верхний подшипниковый
учел; 10— коническая пара; 11— приводной вал, /2 —кожух, 13—ситовой цилиндр; 14—угольники;
15 — бичи; 16 — лопатки.
13—100
CD
СЛ
Рис. X-J1. Моечная машина БМЗ:
у— реле контроля скорости вращения ротора; 2 — сита верхнего яруса карманообразные; 3—кольцевая труба; 4 — сита нижнего яруса пробивные, с прямоугольными от-
верстиями; 5 — электродвигатель для привода ротора отжимной колонки; 6 — вентиль для подачи воды в кольцевую трубу <?; 7—чугунное основание; 8 — кожух отжим-
ной колонки; 9*—вентиль для подачи воды в кольцевую трубу 10‘, 10 — кольцевая труба для промывки наружной поверхности сит; И — моечная ванна; 12 — шнеки для пере-
мещения зерна; 13— гидродинамический преобразователь на 2500—3500 Гц; 14 — труба для подачи зерна; 15—обводной клапан; 16 — вентиль с электромагнитным управле-
нием; 17 — электродвигатель для привода шнеков; 18 — центробежный насос; 19— шнеки для удаления камней; 20 — вентиляторные колеса для засасывания воздуха в ко-
лонку; 21 — пеногаситель; 22 — смывная ванна; 23 — патрубок для удаления грязной воды и легких отходов; 24—заслонка для регулирования уровня воды в смывной ван-
не; 25— приемник камней; 26— патрубок для удаления грязной воды и легких отходов; 27— спускной кран; 28—патрубок для удаления грязной воды; 29— отстойник;
30 — заслонки для задержания плавающих примесей.
На интенсивность обезвоживания зерна большое влияние оказыва-
ет расположение отверстий в сетчатой обечайке относительно оси враще-
ния ротор,а; эта обечайка должна быть расположена так, чтобы большая
ось прямоугольных отверстий была параллельна оси вращения ротора.
Механизмы для передачи движения ротору отжимной колонки и
шнекам моечных машин должны быть сблокированы так, чтобы случай-
ная остановка ротора вызывала автоматическое прекращение вращения
шнеков.
Достоинство комбинированной моечной машины ЗКМ-60 в возмож-
ности гидродинамической отсадки камней и других минеральных приме-
сей. Машины выпускают с двумя электродвигателями: для привода шне-
ков моечной ванны и ротора отжимной колонки.
Машина БМЗ. Производительность этой новой комбинированной
моечной машины 2,77 кг/с. Она снабжена системой блокировки, обеспе-
чивающей автоматическую остановку при выключении электродвигате-
ля отжимной колонки и прекращении подачи воды при отсутствии зерна.
Во время работы ротора отжимной колонки контрольный клапан пот
действием поступающего зерна находится в открытом положении. При
196
этом обводной клапан открыт и перекрывает обводную ветвь питающего
самотека. При прекращении подачи зерна клапан под действием пружи-
ны закрывается и подает импульс приборам, прекращающим подачу
воды.
При остановке ротора отжимной колонки исполнительный механизм
поворачивает обводной клапан, который перекрывает самотек, пита-
ющий моечную ванну. Зерно направляется в обводной самотек. Это пре-
дохраняет машину от завалов зерна.
Зерно моется при перемещении в моечной ванне.
В отжимной колонке (рис. Х-11) установлена кольцевая труба 3 для
дополнительной промывки, что очень важно при поступлении в машину
загрязненного зерна. Два вентиляторных колеса 20 создают условия для
лучшего обезвоживания зерна.
Привод машины от электродвигателя через клиноременную передачу
является большим преимуществом перед коническими зубчатыми переда-
чами, установленными на других аналогичных машинах.
Машина Ж-9-БМА. Изготовлена Днепропетровским заводом «Прод-
маш». Моечная машина состоит (рис. Х-12) из моечной ванны I, сплав-
ной камеры II и отжимной колонки III. Основные изменения в конструк-
ции моечной машины марки ЗКМ-60 были проведены в следующих узлах:
на гидротранспорте зерна из сплавной камеры в отжимную колонку
два инжектора заменены одним с трубой 0 100 мм;
гидротранспорт минеральных примесей осуществляется одной трубой
0 25,4 мм в один приемник 4‘,
для выброса зерна на бичах в отжимной колонке установлено шесть
дополнительных лопаток 2;
отжимная колонка приводится от электродвигателя 1, установленно-
го на верхней части корпуса колонки, через клиноременную передачу;
шнеки моечной ванны приводятся через редуктор 5 от индивидуаль-
ного электродвигателя 6, установленного на корпусе ванны;
на гашении пены в сливной камере и моечной ванне применены пено-
гасители типа форсунок.
Наружные щиты отжимной колонки с новыми уплотнениями и новы-
ми прижимными устройствами обеспечивают хорошую герметизацию.
Для удаления влаги с зерна улучшена циркуляция воздуха в отжим-
ной колонке.
По проведенным испытаниям Горьковской МИС Министерства заго-
товок СССР установлено, что зольность зерна уменьшается на 0,02 —
0,04%. Улучшено выделение из зерна минеральных примесей при боль-
шей частоте вращения зерновых шнеков, например при <в==22 рад/с —
59,9%, а при о» = 33 рад/с — 72,8%. Количество битого зерна зависит от
угла наклона гонков на бичах отжимной колонки, например при а=45°
количество битых зерен составляет 1,14%, а при а=60° увеличивается
до 1,62%.
Техническая характеристика моечных машин
с вертикальной отжимной колонкой
Марка ЗКМ-60 БМЗ Ж-9-БМА
Производительность, кг/с . . 1,66 2,77 2,77
Окружная скорость ротора, м/с Производительность на 1 м2 за- 18,9 19,4 18,7
нимаемой площади, кг/с . . Расход воды на 1 т производи- 0,208 0,20 0,203
тельности, л/с Площадь сетчатой обечайки 0,41 0,41 0,31
на 1 т производительности, м2/кг/с 3,24 2,88 2,88
Установленная мощность элек-
тродвигателей на 1 кг произ- водительности, кВт/кг/с . . 7,2 5,4 5,76
Масса на 1 кг производитель- ности, кг/кг/с 1980 1080 1152
197
§ 6. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНОЙ воды
Сточная вода из моечных машин уносит с собой до 0,5% частиц от-
ходов. Кроме прочих, в них содержатся мелкие и битые зерна, частицы
оболочек, полова, семена дикорастущих растений и т. д. Для очистки во-
ды и улавливания примесей, которые можно использовать в качестве
кормов, применяют различные машины. При работе одной комбиниро-
ванной моечной машины производительностью 1,4 кг/с получают в тече-
ние суток 500 кг отходов (в пересчете на сухое вещество), причем в отхо-
дах имеется до 40%, т. е. до 200 кг зерна. Чтобы избежать больших по-
терь зерна, экономически целесообразно сушить эти отходы. На исполь-
зуемых комбинатом № 4 в Москве паровых сушилках влажность отходов
снижают с 50 до 15%. При производительности 0,33 кг/с высушенных от-
ходов расход пара равен 0,33 кг/с и расход воздуха 0,83 м3/с.
Машины для очистки сточной воды. На рисунке Х-13 показана ще-
точная машина для очистки сточной воды, а на рисунке Х-14 — схема
установки моечных машин с отстойниками для очистки воды.
Фильтр для очистки сточной воды (рис. Х-15). Представляет собой
бак 0 2—2,5 м и высотой 3—4,5 м из железобетона либо листовой стали.
Днище 3 опирается на основание 5. Цилиндр 7 сверху закрыт съемной
крышкой 2. На сетчатое днище 9 уложен слой гравия и песка толщи-
ной 500—600 мм.
Вода из моечных машин поступает из отверстия 4, заполняя через
четыре отверстия 6 цилиндра всю нижнюю часть фильтра. Осадок из
наиболее крупных частиц удаляется через трубу 8, снабженную вен-
тилем.
Под давлением очищаемая вода просачивается сквозь слой гра-
вия и песка, на котором остаются легкие частицы. Очищенная вода
по трубе, подходящей к отверстию 1, направляется в баки, где хлориру-
ется. После очистки и обеззараживания она поступает повторно в маши-
ну для мойки зерна. Следует периодически очищать гравий и песок,
а также нижнюю часть фильтра от остающихся на стенках твердых
частиц.
Для хлорирования обычно используют попеременно два бака: в
одном хлорируют воду, а из другого в это время очищенную воду направ-
ляют в моечную машину. Емкость каждого из них равна часовому рас-
ходу воды моечных машин. При хлорировании к 1000 л фильтруемой
воды добавляют 0,06 кг хлорной извести, после чего воде дают отстоять-
ся в течение 30 мин.
Экспериментальная установка для очистки сточной воды (рис.
Х-16). После моечной машины 1 воду направляют на щеточную машину 2
для улавливания из нее зерна и других грубых примесей размерами
2,5 мм и больше. Дальнейшую очистку вода проходит на батарее гидро-
циклонов 3, где выделяются минеральные и органические примеси
размером от 20 мкм до 2,5 мм.
Более тщательно очищают и осветляют воду на жидкостном сепара-
торе 5 марки БСР. Для повышения эффекта очистки перед жидкостным
сепаратором БСР в воду добавляют коагулянт — бентонит. Дозируют
и подают коагулянт через дозатор 4.
После жидкостного сепаратора прозрачность воды должна быть по
Снелену не менее 300 мм. Если прозрачность менее указанной, воду под-
вергают вторичной очистке на другом последовательно работающем
жидкостном сепараторе БСР.
Для обеззараживания вода поступает в батарею с бактерицидными
лампами 7 марки БУВ-60П. Обеззараживание воды происходит под воз-
действием ультрафиолетовых лучей от ртутно-аргоновых ламп. Центро-
бежным насосом 6 воду подают в накопительный бак 8, куда добавляют
198
ой до 0,5% частиц от-
битые зерна, частицы
т т. д. Для очистки во-
юльзовать в качестве
эте одной комбиниро-
кг/с получают в тече-
ество), причем в отхо-
збежать больших йо-
га отходы. На исполь-
ах влажность отходов
3 кг/с высушенных от-
а 0,83 м3/с.
.е Х-13 показана ще-
рисунке Х-14— схема
шстки воды.
. Представляет собой
i либо листовой стали,
sepxy закрыт съемной
1авия и песка толщи-
тия 4, заполняя через
> фильтра. Осадок из
8, снабженную вен-
тся сквозь слой гра-
ды. Очищенная вода
i в баки, где хлориру-
ает повторно в маши-
тать гравий и песок,
на стенках твердых
ременно два бака: в
цценную воду направ-
равна часовому рас-
1000 л фильтруемой
о воде дают отстоять-
сточной воды (рис.
а щеточную машину 2
примесей размерами
тит на батарее гидро-
эганические примеси
жидкостном сепара-
и перед жидкостным
бентонит. Дозируют
оды должна быть по
указанной, воду под-
тельно работающем
с бактерицидными
происходит под воз-
овых ламп. Центро-
к 8, куда добавляют
Рис. Х-14. Схема установки моечных машин
и фильтров очистки сточной воды:
1 — подача очищенной воды; 2 — подача воды из водо-
провода; 3 — клапан, открывающий доступ чистой воде*.
4— бак для чистой воды; 5— слив воды; б — моечная
машина; 7 — зерноулавливагель; 8 — сливной трубопро-
вод; 9— насос; Ю— бак для хлорирования воды,
11 — фильтр
Рис. Х-16. Схема экспер!
ментальной установки дг
изучения процессов очисп
сточных вод:
1 — моечная машина; 2 — щетс
ная машина; 3 — гидроциклон
4 дозатор коагулянта; 5 — (
паратор БСР; 6 — насос; 7—ба
терицидиые лампы; 8 — наког
тельный бак для очшцеин
воды.
воду из городского водопровода в количестве 10—15% общего расхода.
Такая добавка необходима в связи с потерями воды на увлажнение
зерна, на удаление примесей, потери вгидроциклонах и сепарато-
рах БСР.
Гидроциклоны. Находят большое применение для выделения из
жидкостей различных взвешенных примесей, отличающихся по форме,
плотности и крупности частиц. Высокоэффективное разделительное
действие гидроциклонов основано на использовании центробежной силы,
что может быть применено для интенсификации процесса очистки сточ-
ной воды от примесей.
Основные достоинства гидроциклонов следующие: большая произво-
дительность при малых размерах, высокая степень очистки воды от
ярймесей, простота конструкции, достаточно высокая эксплуатацион-
ная надежность в работе, а также небольшая их стоимость.
Гидроциклоны (рис. Х-17, а) в различных отраслях промышленности
изготавливают диаметром от 15 до 500 мм и более с углом конусности
от 5 до 90°.
На рисунке Х-1
крупности выделяе
гидроциклона. Из э
ром от 25 до 75 мм
при извлечении их о
до 50% частиц -вел!
90%. Из этого еле;
малых диаметров, с
большого диаметре
воды от примесей
диаметром от 40 до
Для выбора ги
пользовать данные,
Более точно пр
определить по фор!
где Fa — площ
ДЙ — поте
р — плот
do, dc и dn— coot
вод
лент
200
14—100
Рис. Х-16. Схема экспери-
ментальной установки для
изучения процессов очистки
сточных вод:
1 — моечная машина; 2 — щеточ-
ная машина; 3—гидроциклоиы;
4—дозатор коагулянта; 5 — се-
паратор БСР; 6 — насос; 7—бак-
терицидные лампы; 8 — накопи-
тельный бак для очищенной
воды.
На рисунке X-17, б приведен график зависимости очистки воды и
крупности выделяемых частиц плотностью 1,3-103 кг/м3 от диаметра
гидроциклона. Из этого графика следует, что в гидроциклонах диамет-
ром от 25 до 75 мм можно выделять частицы размерами от 10 до 20 мкм
при извлечении их от 75 до 95%. Гидроциклон 0 200 мм будет извлекать
до 50% частиц-величиной в 20 мкм, а гидроциклон 0 100 мм — около
90%. Из этого следует, что предпочтительнее применять гидроциклоны
малых диаметров, объединяя их в батареи, вместо одного гидроциклона
большого диаметра той же производительности. Для очистки сточной
воды от примесей наиболее целесообразно применять гидроциклоны
диаметром от 40 до 150 мм с углом конусности 20°.
Для выбора гидроциклонов с углом конусности а=20° можно ис-
пользовать данные, приведенные в таблице Х-1.
Более точно производительность гидроциклона данного типа можно
определить по формуле ___________
Q = 0,354 рл/— t - ', (Х-15)
' Р 4П
где Гп — площадь питающего отверстия, м2;
АН— потери давления в гидроциклоне, Па;
р — плотность поступающей на очистку воды, кг/м3;
do, dc и dn—соответственно диаметры трубы для вывода очищенной
воды, патрубка для вывода сгущенного продукта и эквива-
лентный диаметр подводящего патрубка, м.
14—100
201
Для предварительного приближенного определения диаметра гидро-
циклона D по заданной производительности можно преобразовать фор-
мулу (Х-15), приняв dc~0,35afo и dn»0,2D, тогда
Q = 0,0588£»do|/4^,
откуда
D =------2---
/\н
—
Приближенно эквивалентный диаметр (в метрах) питающего пат-
рубка гидроциклона можно определить по формуле
(Х-16)
dn = 8
У УТн
(Х-17)
где Q — требуемая производительность гидроциклона, м3/с;
АЙ—заданный перепад давления в гидроциклоне, Па.
ТАБЛИЦА Х-1
Ориентировочные данные для выбора гидроциклонов
Диаметр цилиндри- ческой части гидро- циклона D, мм Диаметр централь- ной трубы для вы- вода очищенной во- ды dQ в долях еди- ницы от D Эквивалентный диа- метр подводящего патрубка dn в до- лях единицы от Диаметр патрубка для вывода сгущен- ного продукта йс в долях единицы от До Объемная произ- водительность по питанию Q (м'/и) при давлении й = 0,098 МПа Крупность гранич- ных частиц Обо в ос- ветленной воде, мкм
25 50 75 100 125 150 0,2—0,5 0,2—0,5 1,2—0,5 0,2—0,4 0,2—0,4 0,2—0,4 0,5—0,7 0,5—0,7 0,5—0,7 0,5—0,7 0,5—0,7 0,5—0,7 0,2—0,5 0,2—0,5 0,2—0,5 0,2—0,5 0,2—0,5 0,2—0,5 0,4—0,9 1,8—3,6 3,6—7,0 5,4—10,5 8,1—15,0 12,0—21,0 13—38 18—50 22—60 24—70 26—80 28—95
При больших зн
гидроциклона приме
эквивалентный диа1
формуле
где т — отношение
z — число меньших г
При определенш
ной воды и диаметре
использовать формул
где d0 — должен бьп
6 — наибольши
рт — плотность 1
рж — плотность (
г — радиус дви
небольшом
k — коэффицие
раскрытия а конуснс
Значение коэфф
Для технологии
телем является гра
называют узкий кла
с осветленной воде
крупность частиц в ]
где kD = 0,8+ -
Исследованиям;
туте пищевой npoi
удовлетворительная
граничной крупност
ностью частиц рт
do = dn=0,2D, </с=
ничная крупность
(Х-19) —5—9 мкм.
Жидкостной с
направляется для б
сепаратор марки Б
выгрузкой осадков.
Машина (рис.
на 4 с тарелками и
винтовой парой, п
устройства 3 с кла
14*
202
При больших значениях da возникает необходимость вместо однот®
гидроциклона применять батарею из нескольких гидроциклонов, тогда
эквивалентный диаметр питающего патрубка можно определить по
формуле
где т — отношение диаметров большего и меньшего гидроциклонов;
т = У z ,
z — число меньших гидроциклонов в батарее.
При определении диаметра центральной трубы для вывода очищен-
ной воды и диаметра патрубка для вывода сгущенного продукта можно
использовать формулу:
dp _ £ I (Рт Рж)
+ г Ржг
где dc—должен быть больше (3—4) 6, м;
6 — наибольший диаметр частиц, поступающих в гидроциклон, м;
рт — плотность взвешенных частиц в осветляемой воде, кг/м3;
рж — плотность осветляемой воды, кг/м3;
г — радиус движения взвешенной частицы в нисходящем потоке на
небольшом расстоянии от стенки гидроциклона, м;
k —коэффициент, зависящий от давления на входе Н (Па) и угла
раскрытия а конусной части гидроциклона.
Значение коэффициента k определяют по формуле
k = 0,032 j/(Х-18)
Для технологической оценки работы гидроциклона важным показа-
телем является граничная крупность частиц. Граничной крупностью
называют узкий класс частиц, 50% которых из гидроциклона выводятся
с осветленной водой и 50%—со сгущенным продуктом. Граничную
крупность частиц в микрометрах можно определить по формуле
65в = 261/------(Х-19)
V /^п(дяЛ5(рт-рж)
12
где kD = 0,8+ —коэффициент, учитывающий влияние диамет-
ра гидроциклона.
Исследованиями, проведенными в Одесском технологическом инсти-
туте пищевой промышленности им. М. В. Ломоносова, установлена
удовлетворительная сходимость расчетных и действительных величин
граничной крупности. Например, при обработке водной суспензии с плот-
ностью частиц рт = 2500 кг/м3 в гидроциклоне 0 40 мм при
do=da=0,2D, dc = 0,12Z) и ДЯ от 0,1 до 0,5 МПА действительная гра-
ничная крупность составила 20—25 мкм, а рассчитанная по формуле
(Х-19) —5—9 мкм.
Жидкостной сепаратор БСР. Вода после батареи гидроциклонов
направляется для более тщательной очистки и осветления на жидкостной
сепаратор марки БСР тарельчатого типа с пульсирующей центробежной
выгрузкой осадков.
Машина (рис. Х-18) состоит из чугунной литой станины 1, бараба-
на 4 с тарелками и поршнем, приводного механизма 2 с быстроходной
винтовой парой, приемно-отводящего устройства 5 и гидравлического
устройства 3 с клапанным механизмом.
14*
203
Рис. Х-18. Жидкостной сепаратор БСР:
устройство с клапанным механизмом;
Рнс. Х-19. Схема устано
зараживания воды:
1 — корпус камеры: 2 — кв
3 — спираль; 4— лампа БУВ
Процесс очистк
ния моечных вод в
происходит под дейс
тробежной силы, воз
при вращении ротор
на с тарелками. Пр
частицы малой вели
ствует центробежна
много большая силь
а при малых зазор
тарелками обеспечи
минарный режим т
ды, что и обеспечив
сификацию процес
ления.
Выделенный тв
док накапливается
рийной части бараб
поршень опускается
крывается разгрузо
и происходит цен
выгрузка осадков,
перемещается вниз
действием гидрос
давления.
Процесс цен
разгрузки и измен
статического давле
устройством с клап
Продолжитель
ства осадков в исх
барабана сепарато
управлением.
Техн
Характер реж
Способ выгруз
Частота вращ
Число тарело
Диаметр обра
максималь
минимальн
Угол наклона
Величина меж
Электродвигат
мощность,
частота в
Габаритные р
длина
ширина .
высота .
Масса сепара
клапанным механизмом;
Рис. Х-19. Схема установки для обез-
зараживания воды:
/—корпус камеры: 2—кварцевый чехол;
3 — спираль; 4 — лампа БУВ-60П; 5—* окно.
Процесс очистки, осветле-
ния моечных вод в сепараторе
происходит под действием цен-
тробежной силы, возникающей
при вращении ротора бараба-
на с тарелками. При этом на
частицы малой величины дей-
ствует центробежная сила, на-
много большая силы тяжести,
а при малых зазорах между
тарелками обеспечивается ла-
минарный режим течения во-
ды, что и обеспечивает интен-
сификацию процесса разде-
ления.
Выделенный твердый оса-
док накапливается у перифе-
рийной части барабана. Когда
поршень опускается вниз, от-
крывается разгрузочная щель
и происходит центробежная
выгрузка осадков. Поршень
перемещается вниз и вверх под
действием гидростатического
давления.
Процесс центробежной
370
разгрузки и изменение гидро-
статического давления под поршнем обеспечивается гидравлическим
устройством с клапанным механизмом.
Продолжительность работы и время разгрузки зависит от количе-
ства осадков в исходной сточной воде, производительности и емкости
барабана сепаратора. Сепаратор может работать с автоматическим
управлением.
Техническая характеристика сепаратора БСР
Ч'
Характер режима работы........................
Способ выгрузки осадка........................
Частота вращения барабана, рад/с ......
Число тарелок, шт. . .........................
Диаметр образующей тарелки, м:
максимальный.................................
минимальный ........................... .
Угол наклона образующей тарелки, град ....
Величина межтарелочного зазора, мм............
Электродвигатель:
мощность, кВт................................
частота вращения ротора, рад/с...........
Габаритные размеры, м;
длина ....... ...............................
ширина ................................ •
высота....................................
Масса сепаратора с электродвигателем, ы . . .
Пульсирующий
Центробежный
500
128—141
0,33
0,12
50
0,4—0,5
17
146
1,45
1,05
1,6
1500
205
Установка для обеззараживания воды ОВ-1П. После очистки и ос-
ветления вода поступает для обеззараживания на установку с бактери-
цидными лампами БУВ-60П. Обеззараживание воды происходит вслед-
ствие действия ультрафиолетового излучения.
Установка (рис. Х-19) состоит из камеры, корпус 1 которой выполнен
из стальной трубки 0 168 мм и длиной 950 мм с крышками, приваренны-
ми к торцам. По оси корпуса в кварцевом цилиндрическом чехле 2 раз-
мещена бактерицидная лампа 4 марки БУВ-60П. Внутри корпуса каме-
ры вокруг кварцевого чехла установлена спираль 3 с пятью витками.
Спираль вводит поток воды в турбулентный режим, что повышает
эффект бактерицидного облучения.
Техническая характеристика установки ОВ-1П
Производительность, м3/с..........................' 8-10—4
Рабочее давление, Па................................ 50-104
Потери напора в установке, Па............................... 2000
Напряжение электрической сети для лампы
БУВ-60П, В.................................................... 220
Расчетный срок службы бактерицидной лампы при
снижении бактерицидного излучения до 70% номи-
нального, ч...................................... 4500—5000
Для наблюдения за гидравлическим режимом работы установки, за
состоянием кварцевого чехла и работой бактерицидной лампы в корпусе
камеры установлено смотровое окно 5. К нижней и верхней клемме бак-
терицидной лампы подведен электрический кабель, пусковое устройство
закреплено на корпусе камеры.
Глава XI
АППАРАТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА ТЕПЛОМ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
В мукомольном производстве применяют обработку зерна водой и
теплом, так называемую гидротермическую обработку (ГТО) или
кондиционирование.
Гидротермическая обработка зерна является обогатительным прие-
мом, способствующим улучшению технологических свойств зерна и повы-
шению использования его пищевых ресурсов для продовольственных
целей. В результате гидротермической обработки улучшаются:
мукомольные качества зерна, так как оболочки становятся более
вязкими и эластичными, чем эндосперм, что способствует лучшему их
отделению;
хлебопекарные свойства муки вследствие воздействия тепла на бел-
ковый комплекс увлажненного зерна.
На современных мукомольных заводах для гидротермической обра- ,
ботки применяют аппараты различных конструкций.
§ 2. АППАРАТ ДЛЯ ПОДОГРЕВА ЗЕРНА БПЗ
Подогреватель БПЗ представляет собой вертикальную шахту, внутри
которой размещены трубы. В нижней части шахты находится механизм
для выпуска нагретого зерна (рис. XI-1).
Зерно через два отверстия в крышке поступает последовательно в
верхнюю и нижнюю секции 2 и 3, пересеченные овальными нагреватель-
ными трубами. Внутрь овальных труб концентрично вмонтированы
цилиндрические трубы.
Пар под давлением поступает в паровую камеру 19 коллектора верх-
ней секции, откуда через переходный патрубок в паровую камеру 15
коллектора нижней секции. Из паровых камер пар по внутренним цилин-
дрическим трубам проходит до торцовой их части и возвращается по
овальным трубам, которые с наружной стороны соприкасаются с холод-
ным зерном. Благодаря температурному перепаду, пар в этих трубах
интенсивно конденсируется, отдавая им тепло, а они, в свою очередь,—
зерну. Образующийся конденсат на выходе из овальных труб собирает-
ся в конденсационных камерах 14 и 16, откуда через конденсатоотводчик
8 при открытом положении вентиля 9 выводится наружу.
Зерно выходит из нижней секции и собирается в бункере 4, затем
через воронки 5 удаляется посредством каретки 7. Каретка приводится в
возвратно-поступательное движение электродвигателем 6 через редуктор
и кривошипно-шатунный механизм.
В паровой камере 15 нижнего коллектора постепенно накапливается
конденсат, который может создавать в нижних нагревательных трубках
водяные пробки, вследствие чего сокращается общая поверхность нагре-
ва их. Удалять конденсат из паровой камеры можно или непрерывно или
периодически.
207
Рис. XI-1. Технологическая схема аппарата для подогрева зерна БПЗ:
отверстия для подачи зерна; 2, 3 — верхняя и нижняя секции; 4 — бункер; 5—воронки для вы-
пуска зерна; 6— электродвигатель; 7 — каретка; 8, 12 — конденсатоотводчики; 9, И, 13 — вентили;
10 — термометр; 14 — камера для отвода конденсата из нижней секции; 15 — паровая камера нижней
секции, 16— камера для отвода конденсата из верхней секции; 17 — редукционный клапан; 18 —< ма-
нометр; 19 — паровая камера верхней секции.
Для непрерывного удаления открывают вентиль 13, через который
конденсат попадает в конденсатоотдатчик 12 и выводится из подогрева-
теля. Необходимо только обеспечить надежную работу конденсато-
отводчика.
При периодическом выводе конденсата вентиль 13 закрыт. По ме-
ре накапливания конденсата открывают вентиль 11 и вся коммуника-
ция продувается паром.
Для наблюдения за уровнем конденсата установлено водомерное
стекло.
Контролируют температуру конденсата и пара по термометрам, а
давление пара на подводящей магистрали — по манометру 18. Рабочее
давление пара устанавливают редукционным клапаном 17.
Автоматическая система блокировки подачи и выпуска зерна пред-
отвращает возможность завала подогревателя (рис. XI-2) зерном и ра-
боту его без подпора зерна. Блокирующая система обеспечивает нор-
мальную работу при подаче зерна в пределах 4—6 т/ч. Она состоит из
электронного двухпредельного сигнализатора уровня 10 с двумя датчи-
ками— верхним 12, нижним 11 и двухскоростного электродвигателя 8,
приводящего в движение каретку.
Выпускную систему настраивают так, чтобы при работе электро-
двигателя с 143 рад/с подогреватель мог пропустить 6 т зерна в час,
а при работе электродвигателя с ® = 94 рад/с — 4 т/ч.
В начале работы, если зерно в подогревателе находится ниже верх-
него датчика, электродвигатель включают на 94 рад/с, следовательно,
подогреватель пропускает 4 т зерна в час. Когда в подогреватель подает-
ся больше 5 т зерна в час, уровень его в шахте постепенно достигает
верхнего датчика. Заполнение подогревателя зерном выше верхнего
датчика вызывает автоматическое переключение электродвигателя на
143 рад/с, и, следовательно, подогреватель будет пропускать 6 т зерна
208
г
зерна БПЗ:
-бункер; 5 —воронки для вы-
гводчики; Р, 11, /<3 — вентили;
; /5 —паровая камера нижней
едукционный клапан; 18 — ма-
иль 13, через который
водится из подогрева-
) работу конденсато-
ь 13 закрыт. По ме-
11 и вся коммуника-
ановлено водомерное
а по термометрам, а
нометру 18. Рабочее
аном 17.
выпуска зерна пред-
. XI-2) зерном и ра-
а обеспечивает нор-
т/ч. Она состоит из
я 10 с двумя датчи-
электродвигателя 8,
ри работе электро-
тить 6 т зерна в час,
аходится ниже верх-
ад/с, следовательно,
догреватель подает-
степенно достигает
ом выше верхнего
лектродвигателя на
опускать 6 т зерна
в час. Когда уровень зерна, постепенно снижаясь, опускается ниже дат-
чика 11, происходит автоматическое переключение электродвигателя
на 94 рад/с, и процесс повторяется.
Давление пара, а следовательно, и температуру нагретого зерна
можно регулировать посредством редукционного клапана 1.
Для нормальной работы подогревателя в производственных услови-
ях необходимо, чтобы бункера над и под аппаратом были всегда полно-
стью загружены зерном.
Наружные поверхности коллектора изолированы шлаковой ватой
или другими теплоизоляционными материалами, а затем обтянуты
тканью и окрашены.
Техническая характеристика аппарата БПЗ
Производительность, кг/с............................ 1,1—1,7
Температура зерна, °C:
до подогрева.......................................... —5
после подогрева..................................... +12
Давление пара, кПа........................................ 69
Масса, кг................................................ 1100
Производительность на 1 м2 занимаемой площади, кг/с 0,6—0,9
Расход пара на 1 т подогреваемого зерна, кг ... . 17
Установленная мощность электродвигателя на 1 т произ-
водительности подогревателя, кВт.................... 0,15—0,1
Масса на 1 т производительности, т.................. 0,3—0,2
Капитальные затраты на 1 т производительности, руб. 350—525
§ 3. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНДИЦИОНЕРОВ
Водяные и воздушные кондиционеры ввиду малой их производи-
тельности сняты с производства. Описание их не приводится.
§ 4. ВОЗДУШНО-ВОДЯНЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ
Воздушно-водяной кондиционер производительностью 1,35 кг/с (рис.
XI-3). Нагревают зерно главным образом водяными радиаторами, а
удаляют влагу нагретым воздухом. Горячая вода подается в радиаторы
из подогревателей. Из радиаторов вода возвращается в тот же подогре-
ватель. На восходящих линиях установлены расширительные сосуды,
обеспечивающие заполнение радиаторов и предохраняющие систему от
возможных нарушений при случайном повышении температуры и давле-
ния воды.
210
сь, опускается ниже дат-
ение электродвигателя
ратуру нагретого зерна
го клапана 1.
роизводственных услови-
атом были всегда полно-
ованы шлаковой ватой
ми, а затем обтянуты
а БПЗ
• - 1,1—1,7
• . . —5
• • . +12
• •• 69
• 1100
и, кг/с 0,6—0,9
• 17
произ-
• • 0,15-0,1
• 0,3—0,2
и, руб. 350—525
о-
Паровые
Рис. XI-3. Схема воздушно-водяного
кондиционера:
I — приемная часть; II — верхнее подогре-
вательное отделение; III— сушильное отде-
ление; /V—-нижнее нагревательное отде-
ление; V — охладительное отделение; 1 —
циклон; 2*—вентилятор; 3— расширитель*
иые сосуды; 4—-калорифер; Л*—подогре-
ватели воды.
Зерно
ева-
ри-
со
ря-
ра-
бор
ст-
чим
ох-
ер.
ер.
м
Зерно нагрева-
ется паром, а
охлаждается —
холодной водой
или воздухом
малой их производи-
риводится.
ьностью 1,35 кг/с (рис.
ИМИ радиаторами, а
подается в радиаторы
тся в тот же подогре-
ширительные сосуды,
раняющие систему от
температуры и давле-
Кондиционер (рис. XI-4) состоит из следующих основных узлов:
приемного устройства 1, равномерно распределяющего поступаю-
щее зерно по всему поперечному сечению кондиционера;
верхнего подогревательного отделения из двух секций 2 и 3, зерно.
в котором нагревается до 40—60° С в зависимости от качества клейко-
вины;
сушильного отделения 4. Поступающий горячий воздух (70—80° С)
дополнительно нагревает зерно и уносит поверхностную влагу; темпе-
ратура воздуха при выходе из сушильного отделения 40° С;
нижнего нагревательного отделения из трех секций 5, 6, 7 с радиа-
торами для подогрева зерна и воздушными каналами. Воздух поступа-
ет из окружающей среды в небольшом количестве, обеспечивающем
поддержание температуры зерна в пределах 40—60° С. Процесс собст-
венно кондиционирования зерна происходит в основном в этом отде-
лении;
охладительного отделения 8, где зерно интенсивно охлаждается
(примерно до 20° С) воздухом, который поступает по воздухопроводу 9.
Радиаторы горячей воды (рис. XI-5) по краям имеют фланцы 1 пря-
моугольной формы; примыкая один к другому, фланцы образуют сплош-
ную стенку, предохраняющую зерно от просыпи.
В боковых круглых отверстиях 2 радиаторов нарезаны различные
по направлению резьбы: правая 3 и левая 4. Втулками, которые ввин-
чивают в эти отверстия стягивают радиаторы. Верхний ряд 5 радиато-
ров при установке смещают относительно нижнего 6. Вследствие это-
го поток зерна разделяется при переходе с верхнего на нижний ряд, а
различные слои зерна, соприкасаясь с верхними и нижними радиатора-
ми, более равномерно нагреваются.
211
Рис. XI-5. Радиаторы и во
душные каналы воздушн
водяного кондиционера:
устройство
а — устройство радиатор
6 — схема движения ьозяуха
____> отверст
резьба; 4—-лев
5 — расположе
о — схема домлми-
зерна в кондиционере; I — Ф
нец; 2 -боковые отверст
3 —правая 1
резьба; 5, t i-------
верхнего и нижнего рядов
диаторов.
Рис. XI-4. Воздушно-водяной кондиционер производительностью 4,5 т/ч зерна:
; —приемное устройство; 2, 3—секции подогревательного отделения; 4 — сушильное отделение;
5, в, 7 — секции нагревательного отделения; 8 — охладительное отделение; 9 — воздухопровод.
'liv
Рис, XI-5. Радиаторы и воз-
душные каналы воздушно-
водяного кондиционера:
а — устройство радиаторов;
б —схема движения воздуха и
зерна в кондиционере; 1 — фла-
нец; 2 — боковые отверстия;
3 —правая резьба; 4 — левая
резьба; 5, 6 — расположение
верхнего и нижнего рядов ра-
диаторов.
L ‘
ю 4,5 т/ч зерна:
4--сушильное отделение;
е; 9 — воздухопровод.
Рис, XI-6. Приемное устройст-
во воздушно-водяного конди-
ционера:
Л 2 — впускные отверстия; 3, 5 —
наклонные плоскости; 4 — клапан;
6 — трос; 7 — рычаг.
Зерно в воздушно-водяной кондиционер поступает через отверстия
1 и 2 приемного устройства (рис. XI-6) и, скатываясь по наклонным пло-
скостям 3 и 5, падает на ветвеобразный клапан 4. Конец рычага 7 сое-
динен тросом 6 с механизмом блокировки. При увеличении количества
поступающего зерна соответственно увеличивается размер отверстий
для выпуска зерна из машины. Таким образом, обеспечивается полное
заполнение зерном всего внутреннего объема кондиционера. В период
работы оно должно практически оставаться постоянным, обеспечивая
в то же время поточность обработки по заданным режимам. Поэтому до
пуска в работу аппарат полностью загружают зерном. В охладительном
отделении кондиционера зерно проходит по вертикальным каналам /
(рис. XI-7), образованным сетчатыми стенками 2 и жалюзи 3. Воздух
проходит по каналу 4. Выпускные клапаны состоят из пластин 5, подве-
шенных на плоских пружинах (подвесках) 10. Пластины соединены
угольниками 8. При вращении вала 14 они получают колебательные
движения от эксцентрика и шатуна 15.
Регулируют размеры выпускных отверстий при помощи механизма,
который состоит из клапанов 12, поворачивающихся вокруг оси 11 и ры-
Рис. XI-7. Охладительное отделение воздушно-водяного кондиционера:
1 — каналы для зерна; 2—сетчатые стенки; 3 — жалюзи; 4’—каналы Для воздуха; 5*—пластина;
6, 14—вал; 7 — рычаг; 8 — угольники; 9 — рукоятка; 10 — плоская пружина; И — ось; 12—клапан;
13 — отверстие в рычаге; 15— шатун.
214
тупает через отверстия
аясь по наклонным пло-
4. Конец рычага 7 сое-
увеличении количества
тся размер отверстий
обеспечивается полное
ондиционера. В период
стоянным, обеспечивая
режимам. Поэтому до
рном. В охладительном
ртикальным каналам I
2 и жалюзи 3. Воздух
ят из пластин 5, подве-
Пластины соединены
учают колебательные
ри помощи механизма,
ся вокруг оси 11 и ры-
Рис. XI-8. Воздушно-водяной кондиционер производительностью 2,75 кг/с.
1- приемное устройство; 2, 3-верхнее "^^'“«льное^ °J«eJI3eH“He|коллектор для
распределения*^ в^здухаТ °0 —воднаяМком^мунн^кацня;ЛП — механизм для блокнровки; 12-коллектор
холодного воздуха»
ионера:
для воздуха; 5*- пластина;
жива; 11 — ось; 12 — клапан;
чага 7, надетого на конец вала 6 (в отверстие 13 в рычаге входит тяга
механизма для блокирования приема и выпуска зерна). Размер выпуск-
ных отверстий регулируют рукояткой 9.
Воздушно-водяной кондиционер производительностью 2,75 кг/с (рис.
XI-8). Устройство и работа кондиционера аналогичны уже описанному
воздушно-водяному кондиционеру.
Техническая характеристика воздушно-водяного
кондиционера производительностью 2,75 кг/с
Производительность, кг/с................................ 2,75
Снижение влажности зерна, %................................ 3
Общее количество потребного тепла, кВт................. 558
Расход горячего воздуха, м3/с............................. .7
Расход холодного воздуха, мэ/с ............................ 8
Расход пара для нагрева воды, кг/с ..................... 0,55
Поверхность, м2:
водяных радиаторов................................... 270
воздушных каналов..................................... 28
водоподогревателей.................................... 10
калориферов для нагрева воздуха...................... 730
Мощность электродвигателей, кВт........................... 61
Поверхность нагрева водяных радиаторов на 1 т/ч зерна, м2 27
Расход тепла на 1 т/ч зерна, кВт........................ 55,8
Расход тепла на 1 кг испаренной воды, кВт............... 1,86
Расход воздуха на 1 т/ч зерна, м3:
горячего ................................................. 2 500
холодного............................................... 2 900
Габаритные размеры, м:
длина.................................................. 3,63
ширина................................................ 3,55
высота................................................. 18,85
Масса, кг...............................................
35 000
а
ш
ттп-г
«а !
•4- с
Изменение i
зерне
Определение расхода тепла и воздуха для воздушно-водяного кон-
диционера. Условно для упрощения расчета подразделим воздушно-во-
дяной кондиционер на четыре зоны (рис. XI-9):
первая, верхняя, состоит из отделения для предварительного подо-
грева зерна водяными радиаторами (подогревательное отделение);
вторая, обогревается горячим воздухом, поступающим из калорифе-
ра для сушки зерна (сушильное отделение);
третья, средняя, обогревается водяными радиаторами (нагреватель-
ное отделение);
четвертая, для охлаждения зерна атмосферным воздухом (охлади-
тельное отделение).
Составив тепловые и материальные балансы для каждой из зон,
можно с некоторой степенью точности определить расход тепла и воз-
духа при кондиционировании. На рисунке XI-9 изображен график при-
мерного изменения температуры и влажности зерна пшеницы, а также
изменения температуры воздуха во всех зонах кондиционера.
В дальнейшем примем следующие обозначения отдельных пара-
метров:
G—производительность кондиционера, кг/с;
W—количество влаги, содержащейся в зерне, масса которого равна
секундной производительности кондиционера, кг/с;
№п — количество поверхностной влаги в зерне, испаренной во второй
зоне, кг/с;
IFBH— количество связанной (внутренней) влаги, выделяемой из зер-
на в третьей зоне, кг/с;
VB,3 — объем воздуха в межзерновом пространстве пшеницы, поступа-
ющей в кондиционер, м3/с;
216
I
Изменение темп
Рис.'
13 в рычаге входит тяга
зерна). Размер выпуск-
ельностью 2,75 кг/с (рис.
огичны уже описанному
единого
,75 кг/с
.... 2,75
.... 3
.... 558
.........7
.... 8
. . . 0,55
... 270
.... 28
. . . . Ю
.... 730
. . . . 61
зерна, м2 27
. . . . 55,8
. . . . 1,86
2 500
2 900
3,63
3,55
18,85
35000
оздушно-водяного кон-
разделим воздушно-во-
редварительного подо-
ельное отделение);
упающим из калорифе-
аторами (нагреватель-
ым воздухом (охлади-
I для каждой из зон,
ь расход тепла и воз-
зображен график при-
на пшеницы, а также
ндиционера.
ния отдельных пара-
масса которого равна
ра, кг/с;
испаренной во второй
, выделяемой из зер-
ве пшеницы, поступа-
]Темпв/)О7Лра
^удаляемого,
Воздуха
Рис XI-9. Расчетная схема кондиционера.
V — общее количество воздуха, проходящего через кондиционер,
м3/с;
— количество воздуха, поступающего из калорифера во вторую зо-
ну, мэ/с;
V 2—количество воздуха, проходящего через третью зону для конди-
ционирования зерна и испарения части внутренней влаги, м3/с;
У3—количество воздуха, проходящего через четвертую зону и охлаж-
дающего зерно, м3/с;
Q — общее количество тепла, необходимое для кондиционирования,
кВт;
QB — тепловая производительность калорифера — количество тепла,
вносимого в кондиционер горячим воздухом, кВт;
Qp—тепловая производительность водяных радиаторов — количество
тепла, вносимого в радиаторы горячей водой, кВт;
Qi—количество тепла, расходуемого в подогревательном отделении
(первая зона) на нагрев зерна, кВт;
Q2 — количество тепла, расходуемого в сушильном отделении конди-
ционера (вторая зона) на испарение поверхностной влаги, кВт;
Q3— количество тепла, расходуемого в нагревательном отделении
(третья зона) на процесс кондиционирования, кВт;
04—количество тепла, расходуемого в нагревательном отделении
(третья зона) на испарение влаги, выделяющейся из зер-
на, кВт;
Q5—количество тепла, расходуемого на нагрев воздуха, проходящего
через нагревательное отделение (третью зону), кВт;
Qe— радиационные и конвективные потери тепла в окружающую сре-
ду, кВт:
где Qe — потери тепла в первой зоне, кВт;
Qe1 — потери тепла во второй зоне, кВт;
Qe11 — потери тепла в третьей зоне, кВт;
QeV — потери тепла в четвертой зоне, кВт;
Q7— количество тепла, выделяемого зерном в охладительном от-
делении (четвертая зона), кВт;
Qs— количество тепла, расходуемого в четвертой зоне на испаре-
ние влаги, кВт;
wH—относительная начальная влажность зерна — отношение
массы влаги к массе зерна, поступающего в первую и вто-
рую зоны;
w' — относительная влажность зерна, поступающего в третью
зону;
w"—относительная влажность зерна, поступающего в четвертую
зону;
wK— относительная конечная влажность выходящего зерна;
4—температура атмосферного воздуха, °C;
4—температура зерна, поступающего в первую зону, °C;
4'—температура выпускаемого зерна, °C;
4"— температура зерна, поступающего во вторую, третью и чет-
вертую зоны, °C;
tr в—температура горячего воздуха, поступающего во вторую зо-
ну, °C;
ty.B — температура воздуха, уходящего из второй зоны, °C;
/у.в — температура воздуха, уходящего из третьей зоны, °C;
iyl—температура воздуха, уходящего из верхней части четвертой
зоны, °C;
218
го через кондиционер,
лорифера во вторую зо-
третью зону для кон ди-
внутренней влаги, м3/с;
етвертую зону и охлаж-
ля кондиционирования,
а — количество тепла,
ом, кВт;
адиаторов — количество
ДОЙ, кВт;
резательном отделении
ьном отделении конди-
ерхностной влаги, кВт;
евательном отделении
ния, кВт;
евательном отделении
ыделяющейся из зер-
воздуха. проходящего
зону), кВт;
ла в окружающую сре-
/IV «
—температура воздуха, уходящего из нижнеи части четвертой
зоны,°C;
tt—температура пара, используемого в подогревателях воды и
калориферах для нагрева воздуха, °C;
температура воды, поступающей из радиаторов первой и
третьей зон в подогреватель, °C;
?в — температура воды, поступающей из подогревателей в радиа-
торы первой и третьей зон, °C.
При определении расхода тепла н воздуха следует учитывать мест-
ные условия (температуру и влажность наружного воздуха) и заданный
режим обработки зерна в соответствии с его технологическими свойст-
вами.
Для ориентировочных расчетов можно принять следующие значения
отдельных параметров:
В
Влажность зерна, поступающего в первую и вторую зо-
«о;
поступающего в третью зону (и>'=
ны (гЮн=0,20), % • •
Влажность зерна,
=0,1875), % .
Влажность зерна, поступающего в четвертую
(ш" = 0,1725), % :...................
Влажность выходящего зерна (и>к=0,17), % . . .
Удельная теплоемкость сухого вещества пшеницы
четная для всех зон) сс, кДж/(кг-град) . . .
Температура наружного воздуха 7а, град ....
Температура зерна, поступающего в первую зону
Температура выходящего зерна град • • •
Температура зерна, поступающего во вторую, третью и
четвертую зоны град...............................
Время пребывания зерна в кондиционере, мин . . . .
зону
(рас-
*, град
20
18,75
17,25
17
1,55
15
20
20
40
120
м в охладительном от-
ертой зоне на испаре-
ь зерна — отношение
щего в первую и вто-
тупающего в третью
пающего в четвертую
ходящего зерна;
ервую зону, °C;
вторую, третью и чет-
ющего во вторую зо-
рой зоны, °C;
етьей зоны, °C;
хней части четвертой
в том числе:
в первой зоне .....................................
во второй зоне............................. ...
в третьей зоне ....... ... ...
в четвертой зоне ...............................
Температура горячего воздуха, поступающего во вто-
рую зону Ц.в, град........................... ...
Температура воздуха, уходящего из второй зоны
4-в ’ гРаД.........................................
Температура воздуха, уходящего из третьей зоны
4! в ’ гРаД........................................
Температура воздуха, уходящего из верхней части чет-
вертой зоны 4"в , град.............................
Температура воздуха, уходящего из нижней части чет-
- , [V
вертои зоны /у/в> град ...........................
Давление пара, используемого в подогревателях воды
и калориферах р, кПа................................
Температура воды при поступлении в радиаторы, град .
Температура воды, выходящей из радиаторов первой и
третьей зон в подогреватели , град.................
Температура воды при поступлении в радиаторы первой
и третьей зон град...............................
50
15
40
15
80
40
38
38
18
196
80
50
65
219
Первая зона. Полный расход тепла в первой зоне обозначим
через Ql, тогда
Qs = Qi + Св.з + (ХМ)
Масса зерна, подогреваемого в этой зоне, G (кг/с) состоит из Р
(кг/с) сухого вещества и Wi (кг/с) общей влаги, причем
^1 = wa G,
Р = G — W1 = (\~w^G.
Следовательно, для подогрева зерна массой G (кг/с) потребуется
часовой расход тепла
Q1 = /3oc (4"-4) + ^1Свод(4"-4). (XI-2)
Подставляя в формулу (XI-2) Р и Wi и проведя упрощения, по-
лучим:
Qi = к + (Свод - Сс) wn] (4П - 4) G. (XI-3)
Воздух в первую зону не подводится, поэтому нагревается только
воздух объемом VB.3, находящийся в межзерновом пространстве,
VB.S ^В.з G,
где ив.з — объем воздуха в 1 кг зерновой массы, м3/кг.
Количество тепла QB.3 (кВт), потребное для нагрева этого воздуха,
Qb.3=Vb.3cb(4ii-4) (Xi-4)
или
QB.3 = fB.3cBG (4П — 4). (XI-5)
В уравнениях (XI-3), (XI-4) и (XI-5) буквой с обозначена удельная
теплоемкость сухого вещества зерна, воздуха и воды. Соответственно мо-
жно принять, кДж/(кг-град):
Сс = 1,55; Св = 1,29; Свод = 4,19.
Количество тепла, теряемого в окружающую среду подогреватель-
ным отделением, можно определить по формуле
Ql = а/А?'25,
где а—коэффициент теплоотдачи (2,8—3,3-10~3), кал/(см2-с-град);
f—внешняя поверхность подогревательного отделения, м2;
А/—средняя разность температур между внешней поверхностью
подогревательного отделения и окружающей средой; при-
ближенно она равна
Вторая зона,
пять равным
Потери тепла в ок
ными 5% от Q2
После подогрева в
отделение (вторая зона
При этом проходящий
тепла уходит на испар
образования будет рав
скрытую теплоту испар
кондиционере, т. е. при
пять равной 2428 кДж/
в сушильном отделени
где G,-масса зернам
Так как Р —6 (1
то
Таким образом,
Так как воздух не
ры ia Д° Д-в> а удаляет
тепла Q2, подводимого
Св
лоты испарения в t
В результате полу
Поэтому полный р
Q" = 1
Зная количество
воздуха Vi, поступаю
Величину Qe можно определить также с достаточной степенью точно-
сти по формуле
Qj = 0,05(Q1 + QB.3). (XI-6)
Таким образом, тепло, передаваемое в первой зоне кондиционера
водяными радиаторами, будет:
Q\ = 1,05 [сс + (свод — сс) wH + цв.3 св] (4П — 4) G. (XI-7J
Этот воздух, про.
даря испарениюповер
ность его не должна б
Третья зона.
После того, как
отделение, в третьей
ния, который приводи
220
а В первой зоне обозначим
*е- G <кг/с) состоит
ги, причем
(XI-1)
из Р
wK)G.
'ой G (кг/с) потребуется
п /П
з!- (XI-2)
проведя упрощения, по-
~ G‘ (XI-3)
тому нагревается только
юм пространстве,
>1, м3/кг.
я нагрева этого воздуха,
(XI-4)
Вторая зона. Полный расход тепла во второй зоне можно при-
нять равным
<2" = <2г + <3" = I,05Q2. (XI-8)
Потери тепла в окружающую среду в этой зоне Q" приняты рав-
ными 5% от Q2.
После подогрева в первой зоне до /^'зерно поступает в сушильное
отделение (вторая зона). Здесь поверхностная влага зерна испаряется.
При этом проходящий воздух охлаждается от tr.B до /у.в, так как часть
тепла уходит на испарение поверхностной влаги, причем теплота паро-
образования будет равна IFnr (кВт). Величина г представляет собой
скрытую теплоту испарения I кг влаги. При условиях, имеющих место в
кондиционере, т. е. приблизительно при /=40° С величину г можно при-
нять равной 2428 кДж/кг. Количество поверхностной влаги, испаренной
в сушильном отделении, можно определить следующим образом:
Wn = w„G— w'G^
где G2— масса зерна носле сушильного отделения.
Так как P—G(l—w.t)=G1(l—w'),
то
(XI-5)
с обозначена удельная
эды. Соответственно мо-
4,19.
° среду подогреватель-
3 3), кал/(см2.с-град)-
эго отделения, м2;
нешнеи поверхностью
<ающеи средой; при-
чной степенью точно-
(XI-6)
зоне кондиционера
~~^G- (XI-7)
q = G (1—а>н)
1 1 — w'
Таким образом,
Wn = (wa~ G =G. (XI-9)
\ 1 — w’ / 1 — w'
Так как воздух необходимо подогревать в калорифере от температу-
ры /адо tr.B, а удаляется он из сушильного отделения при t^B, количество
тепла Q2, подводимого к воздуху калорифером, должно быть больше теп-
G.b ta
лоты испарения в _д раза.
ГГ.В 1у.в
В результате получим, что
Q2 = Gr. (XI-10)
1 — w' t ____Л
Г.В ‘у.В
Поэтому полный расход тепла во второй зоне составит:
QV = l,05Q2^2500 .h^h-G. (Xi-11)
1 — W' f ____Д
‘r.B ‘y.B
Зная количество тепла Q2, можно определить потребное количество
воздуха Vi, поступающего из калорифера во вторую зону:
у = = 2500 1 .-------------.
MG.b-G) 1-^'
Этот воздух, проходя через вторую зону, насыщается парами благо-
даря испарению поверхностной влаги зерна, причем относительная влаж-
ность его не должна быть больше 40—50%.
Третья зона. Полный расход тепла в третьей зоне Q3 будет
=Q3+Q4 + Q5 + Q'n (XI-12)
После того, как подогретое и просушенное зерно прошло сушильное
отделение, в третьей зоне начинается основной процесс кондиционирова-
ния, который приводит к желательным химико-биологическим изменени-
221
ям зерна. Количество тепла Q3, необходимое для этого процесса, не под-
дается точному определению. При кондиционировании влага из внутрен-
ней части зерна перемещается к поверхности. Поэтому определение Q3
основано на практически найденной величине удельного расхода тепла
</з, потребного для выделения 1 кг влаги. Приблизительно величина с/3
равна 1260Дж/кг.
Количество связанной (внутренней) влаги 1КВН (кг/с), выделяемой
из зерна в процессе его кондиционирования, можно определить следую-
щим образом:
IKBI! = w'G — w" G2,
где G2— масса зерна после нагревательных отделений.
Так как
Р = G3 — w' Gr = G3 (1 — w') = G2 (1 — w”),
TO
Принимая потери т
ходим
<21п=<2з +
Четвертая зон
четвертой зоны, обознач
Чтобы охладить зер
/ш до температуры i3,
тепла:
Так как G=T+®h
или
Р =
Таким образом, испаряемая внутренная влага
FBH=Gi да' — w ------ = -----—Gr. (XI-13)
\ 1 — w ] 1 — w
Отсюда
TO7 w' —w" n w' — w" 1 — P ,VT f
<2з=№ви<7з =-------~G173------------------7G<?3- (XI-14)
Чтобы при испарении избежать охлаждения зерна, необходимо под-
вести через радиаторы дополнительное количество тепла, равное тепло-
те парообразования,
(XI-15)
1 — ш 1 — ш
Кроме теплоты, потребной на кондиционирование и на испарение
(Q3+Q4), радиаторы третьей зоны должны отдать еще тепло Q5, необ-
ходимое для подогрева проходящего воздуха,
С5 = сву2(#в-/а). (XI-16)
Количество воздуха V2, проходящего через третью зону, рассчиты-
вают так, чтобы он мог удалить влагу, выделяемую в процессе кондици-
онирования,
у = = .---2---, (XI-17)
•pH _-р 1—w' 1—01 -pH —-р
• у.в • а ’ у.в * а
где у”в — абсолютная влажность воздуха, уходящего из третьей зоны
при температуре ^”ви <p//=40%, кг/м3;
уа — абсолютная влажность входящего воздуха при /а и <pCp =
= 60%, кг/м3.
Практически с достаточной степенью точности величина
----!--= 80 м3/кг.
Ту'в - Va
Тогда
V2 = Ь0 IFb:i = 80 . -5-^2- G. (XI-18)
1 — w" 1 — w'
Таким образом,
Q- —
Количество тепла,
влаги (Ги),
где G3 — масса зерна.
Так как G2—г~г
p=G3(l—®к), т0
Таким образом,
/ 1 — 01’
П7 = W" — ,
"и I 1 — W
Количество тепла,
уносимого охлаждаю
qIv = 0,98 |[сс + (сво
Количество возду
ставляет:
ЯП „ р'
Ч.в *-у^ Сп
где /с =--р
той зоны, °C-
Общие пока
кондиционера,
рами в кондиционер,
222
Цля этого процесса, не под-
ливании влага из внутрен-
• Поэтому определение <Э3
удельного расхода тепла
’иблизительно величина q.
(кг/с), выделяемой
ложно определить следую-
Принимая потери тепла в окружающую среду равными 5%, на-
ходим
Q"1 = Q3 + Qi + Q6 + Q”1 = 1,05 (<2S + Q4 + Q5).
Четвертая зона. Количество тепла, отводимого воздухом из
четвертой зоны, обозначим через Q(v :
Qsv = Q, - Qs - < = 0,98 (Q, - Q8).
(XI-19)
Делений.
'2 (1 — w"),
Чтобы охладить зерно после кондиционирования от температуры
до температуры необходимо удалить следующее количество
тепла:
М (свод —сс)да"]
Так как G = P-)-^hG, или P=G(1—дан) и G2 = P+o>//G2,
или
Р = G2(1— да"), то G2
G(1 —®н)
1 — w"
лага
(XI-13)
Таким образом,
Q, = к + (Свод-Сс) W"] (d11 - d1) G.
1 — w
(XI-20)
_ 1 — ®Н л
(XI-14)
я зерна, необходимо под-
тво тепла, равное тепло-
Количество тепла, затрачиваемого в четвертой зоне на испарение
влаги (1^и),
Q8 = U7Hr,
Ги = да"О2-дакО3,
(7Л (XI-15)
ование и на испарение
ать еще тепло Qs, необ-
где G3— масса зерна, выходящего из четвертой зоны.
Так как G2=P-l-w//G2, или P=G2(1—w"), и G3=P-Jrws,G3, или
P=G3(1—дан), то
G3 = G2
1—w"
1 — toK
(XI-16)
третью зону, рассчиты-
ую в процессе кондици-
Таким образом,
ту/ / ff 1 \ zr Ш 4 z- / Ш 1 1 \ zt ZVT \
да — дак--- G2=-——-G3= ---------- • -^]G. (XI-21)
\ 1 — WK) 1 ~h Wk \ 1 — WK 1 — W }
G
II > (XI-I7)
•в Та
ящего из третьей зоны
здуха при ta и фер==
и величина
Количество тепла, удаляемого из четвертой зоны кондиционера, т. е.
уносимого охлаждающим воздухом,
Qlv = 0,98 [[сс + (свод - сс) да"] (4П - /Р) G. (XI-22)
( 1 — WK ) 1 — w"
Количество воздуха К3, необходимого для удаления тепла Q’v, со-
ставляет:
св (К ^а)
(XI-23)
ЯП _ MV
где 4 = -^2------
2
средняя температура воздуха, уходящего из четвер-
G.
(XI-18)
той зоны,°C.
Общие показатели работы воздушно-водяного
кондиционера. Количество тепла, вносимого водяными радиато-
рами в кондиционер,
223
Qp = Qi + Q3 + Q* + Qs + Ql + Qe11 = (& + Q"1, (Xi-24)
где + Qg11 — тепло, теряемое в окружающую среду, можно приблизи-
тельно принять 5% от (Qi + <Эз+Q4+Qs) •
Суммарное количество тепла, вносимого в кондиционер,
Q = QP + QB, (XI-25)
где QB = Q” — количество тепла, вносимого в кондиционер горячим воз- ]
Духом, кВт. i
Количество атмосферного воздуха, подаваемого Для кондициониро [
вания и охлаждения зерна, г
V' = V2+V3. (XI-26) ;
Общее количество воздуха, проходящего через кондиционер, |
V = У, + V1 = V, + У2 + Уз- (XI-27) ‘
По количеству тепла, вносимого водяными радиаторами, можно оп-
ределить необходимую поверхность теплоотдачи и число их в первой и
третьей зонах, а также выбрать подогреватель для воды.
Зная количество тепла, вносимого горячим воздухом, можно вы-
брать соответствующие калорифер и вентилятор для подачи горячего
воздуха в разные зоны кондиционера.
По количеству воздуха, подаваемому в отдельные зоны, можно
подобрать соответствующие вентиляторы и циклоны.
В зависимости от производительности устанавливают один венти-
лятор для подачи горячего воздуха, а другой—для подачи наружного
воздуха или один общий вентилятор для просасывания через соответст-
вующие зоны холодного и горячего воздуха.
Для нормальной работы кондиционера важно обеспечить необхо-
димое время пребывания зерна в соответствующих зонах. Время, не-
обходимое для гидротермической обработки зерна различной влажности,
определяют опытным путем.
Оптимальное время пребывания зерна в отдельных зонах можно
установить в результате соответствующих исследований зерна различ-
ных типов, выращенных в разных районах страны. При этом учитывают
физико-механические и структурные особенности зерна, а также темпе-
ратуру и влажность окружающей среды.
При расчетах, зная время пребывания зерна в соответствующей зо-
не, можно определить свободный ее объем УСв, в котором находится
зерно,
Ксв = —т, (XI-28)
Р
где G— производительность кондиционера, кг/с;
р — объемная масса зерна, кг/м3;
т—время пребывания зерна в зоне кондиционера, с.
Если к свободному объему добавить объем, занимаемый радиатора-
ми и воздушными каналами, можно получить общий объем первой и
третьей зон и определить приближенно их высоту
Н = ---^В+Ер+Евк...... (XI-29)
А/(6+ 0,035) (г + 1)
где Н— высота зоны, м;
Vp — объем, занимаемый радиаторами, м3;
V7B.K — объем, занимаемый воздушными каналами, м3;
I — Длина радиатора, м;
224
b — ширина радиа
0,035 — расстояние ме
z — число радиато
k — коэффициент,
(0,8—0,85).
Обычно в воздушно-в
каналов равно половине
Аналогично можно о
Из формулы (XI-29)
от числа радиаторов.
При определении чи
горячей воды к зерну при
Калорифер выбира
верхности его нагрева и
воздуха оу=7—10 кг/(с-
Необходимую повер
ния теплопередачи по фо
где Кв— коэффициен
калорифера,
' 7201—70 в
калориферо
= 28 Вт/(м2
Дгв— средняя раз
мого в кало
QB — тепловая пр
( — коэффициен
По величине Ръ.а в
вого сечения Еж, требу
способ соединения секц
При подборе кало
15—20°/о, а на сопротив
§ 5. ПАРОВОЙ КОНДИ
Скоростное конди
АСК. Это перспективн
В результате скорости
высоких сортов и улуч
Процесс скорости
на паром (при этом он
перирования пшеницы
бункере, охлаждения з
поверхностной влаги с
этапы процесса скоро
по в указанной послед
После обработки
количество пара, по
моечную машину са
портом.
Для скоростного
АСК-10, а для удален
ли В-5 и В-Ю.
15-100
11 = <2з + «Зз11, (XI-24)
ю среду, можно приблизи-
кондиционер,
(XI-25)
кондиционер горячим воз-
емого для кондициониро
(XI-26)
через кондиционер,
з- (XI-27)
радиаторами, можно оп-
и и число их в первой и
ля воды.
воздухом, можно вы-
ор для подачи горячего
дельные зоны, можно
оны.
навливают один венти-
для подачи наружного
ывания через соответст-
но обеспечить необхо-
щих зонах. Время, не-
а различной влажности,
тдельных зонах можно
дований зерна различ-
I. При этом учитывают
зерна, а также темпе-
в соответствующей зо-
в котором находится
(XI-28)
онера, с.
нимаемый радиатора-
щий объем первой и
(XI-29)
ми, м3;
b — ширина радиатора, м;
0,035 — расстояние между радиаторами, м;
z — число радиаторов в данном ряду;
k — коэффициент, учитывающий полезное использование объема
(0,8—0,85).
Обычно в воздушно-водяных кондиционерах число рядов воздушных
каналов равно половине рядов радиаторов.
Аналогично можно определить высоту четвертой секции.
Из формулы (XI-29) видно, что высота зон кондиционера зависит
от числа радиаторов.
При определении числа радиаторов коэффициент теплопередачи от
горячей воды к зерну принимают 29—41 Вт/(м2-град).
Калорифер выбирают, сообразуясь с величиной необходимой по-
верхности его нагрева и экономически оптимальной массовой скоростью
воздуха цу=7—10 кг/(с-м2).
Необходимую поверхность нагрева Кв.п (м2) определяют из уравне-
ния теплопередачи по формуле
Кв п = , (XI-30)
где Кв— коэффициент теплопередачи для стального пластинчатого
калорифера, который подбирают в соответствии с ГОСТ
7201—70 в зависимости от массовой скорости воздуха; для
калориферов КФС и КФБ при цу=8 кг/(с-м2) &в=
=28 Вт/(м2-град);
Д/в—средняя разность температур насыщенного пара и нагревае-
мого в калорифере воздуха (°C):
AZB = Zn —; (XI-31)
QB — тепловая производительность калорифера, Вт;
коэффициент запаса, принимаемый 1,1 —1,3.
По величине Кв.п выбирают паровой калорифер, а по величине жи-
вого сечения Кж, требуемого для прохождения воздуха, устанавливают
способ соединения секций калорифера.
При подборе калориферов следует принимать запас на теплоотдачу
15—20°/о, а на сопротивление—10%.
§ 5. ПАРОВОЙ КОНДИЦИОНЕР
Скоростное кондиционирование проводят паром в аппаратах типа
АСК- Это перспективный вид ГТО, все больше применяемый на заводах.
В результате скоростного кондиционирования увеличивается выход муки
высоких сортов и улучшается качество сортовой муки.
Процесс скоростного кондиционирования состоит из обработки зер-
на паром (при этом оно одновременно нагревается и увлажняется), тем-
перирования пшеницы со слабой клейковиной в термоизолированном
бункере, охлаждения зерна водой в моечной машине, удаления излишней
поверхностной влаги с зерновок и отволаживания зерна в бункерах. Эти
этапы процесса скоростного кондиционирования осуществляются поточ-
но в указанной последовательности.
После обработки в межзерновом пространстве остается некоторое
количество пара, поэтому после пропаривания зерно направляют в
моечную машину самотеком, без подъема норией или пневмотранс-
портом.
Для скоростного кондиционирования используют аппараты АСК-5 и
АСК-Ю, а для удаления поверхностной влаги — аппараты-влагоснимате-
ли В-5 и В-10.
15—100
225
Зерно |
Подача пара
15 №
Рис. XI-11. Технологическая (
1 — приемный патрубок; 2, 4, 13,
чики манометрических электронов
7 — коллектор конденсата; 8 — кс
рольный патрубок; 12 — контрол*
18 — манометр; 19 — вентиль с эл
тельным механизмом; 21 — выпус
Аппарат АСК. Henpi
ческой системой регули
тической системой заш.1
нагревательного 2 и ко
контрольного патрубка
рубка 10, конденсатооп
Нагревательный шн
и разгрузки в случае заг
тановлены форсунки 3.
защиты аппарата от пе
приемный патрубок 1, i
кого выключения пара г
Нагревательный и i
торых установлены дат
шнеком находится вып\
водятся в действие от э
цепную передачу.
В системе naponpoi
ралью, кроме ручных i
смотрен вентиль 9 с эл
пан 15, управляемый ав
те управления и сигнал!
ки и вторичные прибор!
Пар к аппарату по
вода пар поступает че
зерна, находящегося в
Поэтому в корпусах ш
Обработка зерна
ходит в такой послед
15
л с£
Подача пара
Конденсат
Рис. XI-11. Технологическая схема аппарата АСК;
/—приемный патрубок; 2, 4, 13, 14 — конечные выключатели; 3— нагревательный шнек; 5, 16—дат-
чики манометрических электроконтактных термометров; 6, 15—датчики термометров сопротивления;
7— коллектор конденсата; 8 — конденсатоотводчик; 9 — коллектор пара; 10 — форсунка; И — конт-
рольный патрубок; 12 — контрольный шнек; 17—датчик автоматического регулятора температуры;
18 — манометр; 19— вентиль с электромагнитным приводом; 20 — регулирующий клапан с исполни-
тельным механизмом; 21 — выпускной патрубок.
Аппарат АСК. Непрерывного действия шнекового типа, с автомати-
ческой системой регулирования температуры нагрева зерна и автома-
тической системой защиты от перегрузки. Он состоит (рис. XI-10) из
нагревательного 2 и контрольного 4 шнеков, станины 5 с кожухом,
контрольного патрубка 14, системы трубопроводов 11, выпускного пат-
рубка 10, конденсатоотводчика 8, пульта управления и сигнализации.
Нагревательный шнек имеет съемные крышки 13 для доступа к валу
и разгрузки в случае завалов. На боковой поверхности желоба шнека ус-
тановлены форсунки 3. У задней стенки смонтировано устройство для
защиты аппарата от перегрузки (завала). Над питателем расположен
приемный патрубок 1, в котором смонтированы элементы автоматичес-
кого выключения пара при прекращении подачи зерна.
Нагревательный и контрольный шнеки соединены патрубками, в ко-
торых установлены датчики контрольных приборов. Под контрольным
шнеком находится выпускной патрубок, также с датчиками. Шнеки при-
водятся в действие от электродвигателя 7 через червячный редуктор 6 и
цепную передачу.
В системе паропроводов, соединяющих форсунки с паровой магист-
ралью, кроме ручных вентилей и контрольного манометра 12, преду-
смотрен вентиль 9 с электромагнитным приводом и регулирующий кла-
пан 15, управляемый автоматическим регулятором температуры. В пуль-
те управления и сигнализации смонтированы аппараты пуска, регулиров-
ки и вторичные приборы контроля и сигнализации.
Пар к аппарату подается давлением до 390—490 кПа. Из паропро-
вода пар поступает через форсунки (диаметр отверстий 1,3 мм) в слой
зерна, находящегося в шнеках, редуцируется и конденсируется на зерне.
Поэтому в корпусах шнеков давление близко к атмосферному.
Обработка зерна в аппарате скоростного кондиционирования проис-
ходит в такой последовательности (рис. XI-П). Зерно с влажностью
15*
227
около 14% поступает в нагревательный 3, а затем в контрольный 12 шне-
ки и, перемещаясь, подвергается нагреванию и увлажнению на 2% па-
ром, подаваемым форсунками 10. Температура зерна в нагревательном
шнеке около 30—40° С, в контрольном шнеке в зависимости от заданно-
го теплового режима — 40—60° С.
Поступая в приемный патрубок нагревательного шнека, зерно давит
на заслонку, отклоняет ее и через рычажно-кулачковый механизм пере-
ключает контакты конечного выключателя 2, установленного на прием-
ном патрубке, подготавливая цепь питания главного электромагнита со-
леноидного вентиля 19. В нагревательном шнеке зерно по мере переме-
щения перемешивается лопатками. Из нагревательного шнека зерно по
контрольному патрубку 11, мимо датчиков 5 и 6 дистанционных термо-
метров поступает в контрольный шнек 12. Затем оно проходит в выпуск-
ном патрубке мимо датчиков 15 и 16 дистанционных термометров и
датчика регулятора температуры 17 и отклоняет заслонку, которая через
рычажно-кулачковый механизм переключает контакты конечного вы-
ключателя 14, выключая главный электромагнит соленоидного вентиля,
в результате чего пар через распылительные форсунки подается в шнеки.
С этого момента начинается обработка зерна паром, проходящего по
шнекам.
Температура выходящего из контрольного шнека зерна поддержи-
вается в заданных технологическим процессом пределах автоматическим
регулятором температур
телем путем изменения
пара.
В случае прекращен
патрубка возвращается
конечного выключателя,
ного вентиля и автомати
к основным парам
нирования относят: степ
выходе из аппарата. И
свойствами зерна и необ
Общий расход тепл
можно определить из сл
где QH—расход тепла
Qn — потери тепла
Расход тепла на на
где G — произвол
с — удельная
и /н — соответст
тура зерн
Потери тепла в окр
Техническая характеристика скоростных кондиционеров
Марка . . АСК-5 АСК-Ю
Производительность, кг/с . . 1,4 2,8
Диаметр шнека, м . . . . . Частота вращения винта шне- 0,34 0,42
ков, рад/с (регулируют сме- ной звездочек на приводе) 1,27; 1,78; 2,74 1,8; 2,5
Время пребывания зерна в ап- парате, с . 35—45 35—45
Число форсунок, шт. .... Расход пара, кг/ч .... Давление подводимого пара, 8 185—274 До 390—490 16 250—355 До 390—490
кПа ....
При сухом зерне допустимое
давление подводимого пара, кПа 145—195 145—195
В корпусе шнеков давление пара ........ Влажность исходного продук- та, % . . ...... Исходная температура зерна, °C Температура зерна при выходе из аппарата, °C Повышение влажности зерна в аппарате, % Электродвигатель: Атмосферное 13—14 15—25 4 5—00 Атмосферное
13—14 15—25
45—60 До 2
До 2
мощность, кВт частота вращения ротора, 1,5 1,5
рад/с 95 95
Габаритные размеры, м:
длина 2,000 2,80
ширина . 0,950 1,08
высота 2,225 2,39
Масса, кг 850 1100
-де а—коэффициент
Fc— поверхность
щей сред
/с— температура
/окр —температура
По опытным данны
ся как среднее значен
пей температурой зерн
где /п—температура I
Подставляя значев
лучим:
QT = Gc
Влагосниматель п
блокировкой приема и
приемного и выпускно
доз, воздушного колл<
В сушильных сек:
открытые в нижней ч
Нижние ряды коробов,
подвода воздуха, вер.
Внутри приемногс
занный рычажно-кула
Выпускное устройстве
228
в контрольный 12 шне-
увлажнению на 2% па-
зерна в нагревательном
ависимости от заданно-
ного шнека, зерно давит
ачковый механизм пере-
тановленного на прием-
ного электромагнита со-
зерно по мере переме-
ельного шнека зерно по
5 дистанционных термо-
оно проходит в выпуск-
ионных термометров и
заслонку, которая через
онтакты конечного вы-
т соленоидного вентиля,
сунки подается в шнеки,
паром, проходящего по
шнека зерна поддержи-
эеделах автоматическим
ндиционеров
АСК-Ю
2,8
0,42
?4 1,8; 2,5
35-45
16
250-355
До 390—490
145—195
Атмосферное
13—14
15-25
45-60
До 2
1,5
95
2,80
1,08
2,39
1100
регулятором температуры через регулирующий клапан с электродвига-
телем путем изменения количества подаваемого в контрольный шнек
пара.
В случае прекращения подачи зерна в аппарат заслонка приемного
патрубка возвращается в исходное положение, переключая контакты
конечного выключателя, в результате чего закрывается клапан соленоид-
ного вентиля и автоматически прекращается подача пара в шнеки.
К основным параметрам работы аппарата скоростного кондицио-
нирования относят: степень увлажнения зерна и температуру зерна на
выходе из аппарата. Их задают в соответствии с технологическими
свойствами зерна и необходимым тепловым воздействием на клейковину.
Общий расход тепла QT (кВт) на обработку зерна в аппарате АСК
можно определить из следующей формулы:
Q, = Qn + Qn.
где QH—расход тепла на нагрев зерна, кВт;
Qn — потери тепла в окружающую среду, кВт.
Расход тепла на нагрев зерна:
QH = Gc(/K-/H), (IV-32)
где G — производительность аппарата, кг/с;
с — удельная теплоемкость зерна, кДж/(кг-град);
tK и Gi—соответственно заданная конечная и начальная темпера-
тура зерна, °C.
Потери тепла в окружающую среду, кВт:
Qn = aFc(/c-/0Kp), (XI-33)
где а—коэффициент теплоотдачи корпуса аппарата, Вт/(м2-град);
Fc— поверхность соприкосновения корпуса аппарата с окружаю-
щей средой, м2;
tc— температура корпуса, °C;
/0Кр— температура окружающей среды, °C.
По опытным данным температура корпуса аппарата устанавливает-
ся как среднее значение между температурой конденсата пара и сред-
ней температурой зерна в аппарате, т. е.
где /п—температура конденсата пара, °C.
Подставляя значения Qu и tc в первоначальное выражение, по-
лучим:
QT = G c(tK - + aFc I ---------/окр I. (XI-34)
Влагосниматель типа В. Непрерывного действия с автоматической
блокировкой приема и выпуска зерна. Он состоит из сушильных секций,
приемного и выпускного устройства, станины, калориферов, паропрово-
дов, воздушного коллектора и вентилятора (рис. XI-12).
В сушильных секциях установлены в шахматном порядке короба,
открытые в нижней части и выполняющие роль воздушных каналов.
Нижние ряды коробов, считая через один, сообщаются с коллектором для
подвода воздуха, верхние ряды — с коллектором для отвода воздуха.
Внутри приемного устройства расположен подвесной клапан 2, свя-
занный рычажно-кулачковым механизмом с конечным выключателем 3.
Выпускное устройство выполнено в виде рамы 8, которая внутри разде-
229
Рис. XI-12. Влагосниматель:
1 — корпус приемного устройства; 2 — подвесной клапан; 3—конечный выключатель; 4— тер-
мометр сопротивления; 5 — электродвигатель; 6 — червячный редуктор; 7 — конденсатоотвод-
чик; 5 —рама; насадка; 10 — каретка.
лена скатами на пять сужающихся книзу полостей. Ниже установлена
насадка 9, подъемом и опусканием которой регулируют количество вы-
пускаемого из шахты зерна, и каретка 10, получающая возвратно-посту-
пательное движение от электродвигателя 5 через червячный редуктор 6
и эксцентриково-рычажный механизм.
Шахта влагоснимателя должна быть постоянно заполнена зерном,
а подавать зерно желательно непрерывно и равномерно. Эти условия
выполняют при помощи системы автоматической блокировки приема и
выпуска зерна. Принцип блокировки заключается в том, что при пони-
жении уровня зерна в приемной части щиток подвесного клапана, осво-
бождаясь от давления зерна, занимает вертикальное положение и ры-
чажно-кулачковым механизмом переключает контакты выключателя, в
результате чего останавливается электродвигатель выпускного устрой-
ства и прекращается выпуск зерна. При повышении уровня зерна давле-
ние на щиток увеличивается, он отклоняется от вертикального положения
и включает электродвигатель выпускного устройства. Контролируют
технологический процесс по показаниям термометров 4.
В технологической схеме мукомольных заводов рекомендуется уста-
навливать аппараты в такой последовательности:
АСК — бункер для темперирования — моечная машина — влагосни-
матель— бункер для отволаживания.
Расчет влагоснимателя аналогичен расчету сушильной и охлади-
тельной зон воздушно-водяного кондиционера.
230
Техническая характеристика влагоснимателей типа В
Марка................................... В-5 В-10
Производительность, кг/с............... 1,4 2,8
Поперечное сечение рабочей части шахты,
м2 .................................... 2,25 2,25
Расход пара, кг/с....................... 1,1—1,6 1,9—2,1
Давление пара, кПа...................... 290—490 290—490
Влажность исходного зерна, %........... 16—17 16—17
Снижение влажности зерна, %........... 2 2
Электродвигатель вентилятора:
мощность, кВт................................ 22 22
частота вращения ротора, рад/с . . . 147 147
Электродвигатель каретки:
мощность, кВт ........................... 0,8 0,8
частота вращения ротора, рад/с ... 141 141
Габаритные размеры, м:
длина....................................... 2,26 2,5
ширина................................... 2,00 2,0
высота................................... 5,45 6,6
Масса, кг .................. 3500 5000
Система автоматического контроля и управления аппаратами АСК
и влагоснимателями обеспечивает выполнение следующих операций, свя-
занных со стабилизацией технологического процесса скоростного кон-
диционирования:
включение пара при наполнении обоих шнеков зерном;
выключение пара при прекращении поступления зерна в приемное
устройство;
повторное включение пара при возобновлении поступления зерна в
приемное устройство после заполнения шнеков;
отключение электродвигателя и выключение пара при завале в од-
ном из шнеков, а также выключение пара при остановке электродвигате-
ля от перегрузок или короткого замыкания;
включение световой и звуковой сигнализации при прекращении по-
дачи зерна, изменении температуры зерна — выше или ниже установлен-
ного предела, завалах и при остановке электродвигателя;
включение электродвигателя каретки выпускного устройства влаго-
снимателя при заполнении его шахты зерном, выключение этого электро-
двигателя при понижении уровня зерна в шахте ниже заданного уровня.
Температура зерна в шнеках аппарата АСК и во влагоснимателе
автоматически контролируется при помощи электроконтактных термо-
метров.
Давление пара, подводимого к аппаратам, в паропроводе контроли-
руется при помощи манометра, установленного на паропроводе.
При подготовке пшеницы к сортовым помолам с применением скоро-
стных кондиционеров следует руководствоваться ориентировочными по-
казателями режимов кондиционирования, рекомендованными в Прави-
лах организации и ведения технологического процесса на мельницах
(табл. XI-1).
ТАБЛИЦА XI I
Ориентировочные показатели режимов обработки зерна
при скоростном кондиционировании
Элементы процесса Температура зерна, °C Время обработ- ки, мин Влажность, %
начальная коиечиая начальная конечная
Пропаривание — 45—60 0,5—0,6 13,0—14,0 14,0—15,5
Тенлообработка 45—60 45—60 До Ю 14,0—15,5 14,0—15,5
Охлаждение водой 45—60 25-30 0,5 14,0—15,5 16,0—17,0
Обезвоживание 25—30 25—30 0,5 16,0—17,0 15,0—16,0
Отволаживание 25—30 20—25 До 180 15,0—16,0 15,0—16,0
231
Процесс скоростного кондиционирования зерна с различными техно-
логическими свойствами следует вести раздельно.
При скоростном кондиционировании зерна необходимо уточнять
приведенные параметры в зависимости от качества клейковины.
§ 6. АППАРАТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕПЛОМ ЗЕРНА
КРУПЯНЫХ КУЛЬТУР
На рисунке XI-13 показано устройство аппарата для пропаривания
зерна крупяных культур, предложенного Г. С. Нерушем. Корпус аппа-
рата представляет собой вертикальный сварной сосуд с цилиндрической
обечайкой 15, сферической крышкой 13 и коническим днищем 16. Аппа-
рат опирается посредством лап 1 на стойки 2.
На сферической крышке и коническом днище смонтированы соот-
ветственно загрузочный 12 и разгрузочный 17 затворы, выполненные в
виде пробковых кранов.
Для поворота затворы снабжены специальными устройствами, кото-
рые соединены с механизмами дистанционного управления 18 и 20.
Рис. XI-13. Аппарат конструкции Г. С. Неруша для тепловой обработки зерна крупя-
ных культур:
1— лапа; 2— стойка; 3—предохранительный клапан; 4, 5, 9—вентиль; 6, 11 — уровнемер; 7, 8 — ры-
чаг; 10—манометр; 12, 17 — затвор; 13—крышка; 14 —- кольцевой паропровод; 15— обечайка;
16—днище; 18, 20 — механизм дистанционного управления; 19— трубка отвода пара.
232
Внутри корпуса установлен парораспределительный змеевик, состоящий
из трех горизонтально расположенных колец, соединенных вер-
тикальными трубками для равномерного распределения пара
в зерне.
Пар в аппарат подается вентилем 4 и выходит через трубку 19,
соединенную с выпускным вентилем 9. Впускной и выпускной вентили
соединены с исполнительными механизмами через рычаги 8 и 7. Кроме
того, для отключения подачи пара в аппарате установлен ручной запор-
ный вентиль 5. Аппарат также снабжен предохранительным однорычаж-
ным клапаном 3 и манометром 10.
Эксплуатационную надежность обеспечивают два радиоактивных
уровнемера 11 и 6 для контроля за уровнем зерна.
Автоматический пульт управления аппаратом выполняет последова-
тельно основные операции: открывает и закрывает вентиль для подачи
пара в аппарат, затвор для загрузки зерна в аппарат, вентиль для вы-
пуска пара и снижения давления, а также затвор для выпуска
зерна.
Все указанные операции повторяются в строгой последовательности
по заранее заданному циклу, длительность которого можно устанавли-
вать в больших пределах.
К длительности каждой операции в пределах заданного цикла сле-
дует добавить время на операции: загрузка зерна—1,5 мин; снижение
давления пара —1 мин; выпуск зерна —1,5 мин.
На пульте управления установлен командный электропневматичес-
кий аппарат, который регулирует и контролирует технологический про-
цесс пропаривания зерна.
Для пропаривания зерна соответствующей культуры на командном
аппарате устанавливают продолжительность цикла и каждой операции
в отдельности. После настройки командный аппарат автоматически пе-
редает через соответствующие реле импульсы исполнительным механиз-
мам, а последние открывают или закрывают затворы и вентили для
впуска и выпуска зерна и пара. В таблице XI-2 представлены оптималь-
ные режимы работы этих аппаратов.
Режимы пропаривания зерна различных крупяных культур
ТАБЛИЦА XI-2
Начальная влажность зерна, % Режим Гречиха Овес Горох
13,5—14,5 Давление пара, кПа 294—244 244—196 196—147
Продолжительность про- паривания, мин 5 3—4 2—3
14,5—16,5 Давление пара, кПа 244—196 196—147 98—68
Продолжительность про- паривания, мин 5 3—4 2—3
16,5—18,0 Давление пара, кПа 196-147 — —
Продолжительность про- паривания, мин 5 — -—
Примечание. При поступлении в переработку гречихи влажностью более 18% необходимо
до пропаривания зерно подсушивать при температурном режиме 45—50° С. ’
Для нормальной работы над аппаратом должен быть установлен
бункер емкостью 4—5 т зерна; после аппарата обработанное зерно пере-
дается в бункера над сушилкой.
16—100
233
Техническая характеристика аппарата для пропаривания
зерна конструкции Г. С. Неруша 7
Полный цикл пропаривания, мин . . . 10 8
В том числе: загрузка . ’,5 1,5 1,5
пропаривание 6 4 3 1
сброс давления пара 1 1
выгрузка 1,5 1 >5 1,5
Производительность за цикл, кг . . . 660 660 660
Производительность, кг/с 1,1 1,4 1,6
Расход пара, кг/с 0,11 0,14 0,16
Давление пара, кПа Рабочий объем аппарата, м3 Электродвигатель: мощность, кВт частота вращения ротора, рад/с . . Частота вращения приводного вала ме- ханизма автоматического управления, рад/с Габаритные размеры, м: длина ширина высота Масса, кг 590 1,1 0,6 141 2,2 145 125 305 1670
§ 7. СУШИЛКА ВС-10-49
Вертикальная паровая сушилка ВС-10-49 предназначена для сушки
крупяных культур и крупы.
Сушилка (рис. XI-14)—непрерывного действия с паротрубной си-
стемой подогрева — представляет собой сборную конструкцию шахтного
типа с прямоугольным поперечным сечением и состоит из загрузочного
короба 1, комплекта тепловых секций 2, выпускного устройства 3 со
шнеком для вывода продукта и съемных металлических щитов, выполня-
ющих роль ограждения и кожуха. В комплект могут входить 8, 10, 12 или
14 тепловых секций.
Тепловые секции выполнены из двух поперечных чугунных боковин,
в которых установлено по девять труб диаметром 50 и 25 мм. Одна из
боковин имеет два канала: один—для подачи свежего пара, другой —
для вывода отработавшего пара. Трубы установлены попарно, одна в
другой, в шахматном порядке. Трубы 0 25 мм одним концом соединены
с каналом подачи свежего пара, другие концы открыты. Трубы 0 50 мм
одним концом соединены с каналом отвода пара, другие их концы за-
глушены. Для предотвращения пригорания зерна к каждой наружной
трубе сверху приварен отражательный козырек из листовой стали, со-
гнутый в виде уголка, который обращен вершиной навстречу движению
зерна. Канал подачи свежего пара в верхней секции соединен с паровой
магистралью, а канал отвода пара нижней секции — с конденсатоотводя-
щей магистралью. Секции попарно соединены между собой рамами и по
бокам имеют ограждение в виде жалюзи для предупреждения просыпи
зерна и обеспечения свободного доступа воздуха в сушилку.
Основание сушилки состоит из двух поперечных чугунных боковин,
скрепленных между собой продольными связями и сборным корытом,
внутри которого установлен шнек для вывода продукта. Над шнеком
расположено выпускное устройство, состоящее из продольного лотка,
регулирующей задвижки с рычагом и валика с лопастями.
Снаружи тепловые секции закрыты металлическими съемными
щитами, которые снабжены люками с задвижками для засасывания в
сушилку воздуха; в загрузочном коробе с противоположной стороны име-
ются отверстия для соединения с вентилятором.
Рис. XI-14. Вертикальная п
/ — загрузочный короб; 2 —тег
Продукт через за:
под действием силы т
горячими поверхности
вым секциям слой пр
воздушным потоком, к
продукт поступает на
сбрасывается в шнек,
ность пребывания про
Для пуска сушил
дать пар, пустить ве
что продукт, поступив
достаточно просушен
сушилку. Давление п
234
16*
Рис. XI-14. Вертикальная паровая сушилка ВС-10-49:
1 — загрузочный короб; 2 — тепловые секции; 3 — выпускное устройство со шнеком.
Продукт через загрузочный короб поступает в тепловые секции и
под действием силы тяжести медленно движется вниз, соприкасаясь с
горячими поверхностями и нагреваясь. В процессе движения по тепло-
вым секциям слой продукта пронизывается в поперечном направлении
воздушным потоком, который уносит выделяющуюся влагу. Высушенный
продукт поступает на лоток выпускного устройства и лопастями валика
сбрасывается в шнек, который выводит его из сушилки. Продолжитель-
ность пребывания продукта в сушилке регулируют задвижкой.
Для пуска сушилки нужно загрузить ее полностью продуктом, по-
дать пар, пустить вентилятор и выпускной механизм. В связи с тем,
что продукт, поступивший в сушилку в начале ее загрузки, выходит не-
достаточно просушенным, его необходимо вторично пропустить через
сушилку. Давление пара, а следовательно, и его температуру регулиру-
16* 235
ют редукционным вентилем, установленным непосредственно перед впус-
ком пара в сушилку.
Техническая характеристика сушилки ВС-10-49
Число секций, шт. . . . 8 10 12 14
Площадь нагрева, м2 . . 36 45 54 63
Производительность,
на овсе и гречихе . 0,14—0,18 0,17—0,22 0,2—0,27 0,24—0,31
на горохе .... 0,28—0,36 0,34—0,45 0,39—0,52 0,47—0,60
Давление пара, кПа . . 390 390 390 390
Расход пара, кг/с . . . 0,5 0,64 0,75 0,83
Расход воздуха, м3/с . . 0,15 0,20 0,23 0,28
Потребная мощность,
кВт 0,5 0,5 0,7 0,7
Частота вращения, рад/с:
приводного шкива . 10 10 10 10
шнека ...... 7,2 7,2 7,2 7,2
валика выпускного
механизма .... 1,8 1,8 1,8 1,8
Габаритные размеры, м:
длина 3,343 3,343 3,343 3,343
ширина 0,760 0,760 0,760 0,760
высота 5,620 6,820 8,020 9,220
Масса, кг ..... . 5000 6000 7000 8000
Рис. XI-15. Аппарат для ваг
/— ось; 2— цилиндр; 3 — кроны,
кладка; 8 — ограничитель; 9— i
буфер; 18 — болт; 14 — станин
21 — приводной механизм.
§ 8. АППАРАТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВСПУЧЕННЫХ ЗЕРЕН
КУКУРУЗЫ И РИСА
Аппарат, так называемая пушка (рис. XI-15), состоит из следую-
щих основных частей: станины 14, цилиндра 2, амортизаторов 17 и 19,
горелки 9, приводного механизма 21 и арматуры.
Станина собрана из двух фигурных стоек, на которых установлены
рабочие органы. В нижней части стойки соединены между собой стяж-
ными болтами 13.
Аппарат установлен на деревянных брусьях и прикрепляется к полу
четырьмя болтами с пружинами 15. Пружины и брусья амортизируют
удары, возникающие в момент «выстрела».
К крышке цилиндра приварено четыре кронштейна 3. В двух верх-
них кронштейнах укреплена ось, вокруг которой может поворачиваться
затвор 4. В отверстиях затвора расположен эксцентриковый валик 5,
который при поворачивании по часовой стрелке прижимает крышку 6 со
свинцовой прокладкой 7 к горловине цилиндра 2. При повороте эксцент-
рикового валика против часовой стрелки крышка свободно открывается.
Один из концов эксцентрикового валика выполнен в виде плоской
лопатки 18. При повороте цилиндра против часовой стрелки вокруг оси
1 лопатка ударяется о подвижный упор 10 амортизатора, в результате
чего валик поворачивается.
Упор соединен с поворачивающимися дисками амортизатора. При
помощи пружины 11 упор возвращается в первоначальное положение
после поворота цилиндра в горизонтальное положение. Предусмотрен
также ограничитель 8, который при наклоне цилиндра соприкасается
с неподвижным резиновым буфером 12. Посредством рычага 20 и тяги
16 можно регулировать степень прижатия друг к другу подвижных и не-
подвижных дисков амортизатора.
Днище 1 цилиндра (рис. XI-16). резьбой соединено с пустотелым
валом 4. Через отверстие 3 внутренний объем цилиндра сообщается
с арматурой 8, в которой предусмотрен предохранительный клапан.
В отверстие ввернута трубка 2 с отверстиями малого диаметра, вслед-
ствие чего продукт не попадает в отверстие вала и арматуру. Вал опи-
рается на подшипники
давление внутри цилин
линдре сверх нормы а
жинный клапан 6. Для
Перед началом ра
вают цилиндр до 200—
линдра вверх и при отк
Затем цилиндр гермет
тальное положение; вк
линдра и зажигают га
Рис. XI-16. Устройство ц
/ — днище; 2 — трубка; 3 — от
вал; 5 — подшипники; 6 —пр
236
Рис, XI-15. Аппарат для вспучивания зерен кукурузы и риса:
1 — ось; 2 —цилиндр; 3 — кронштейн; 4—затвор; 5 — эксцентриковый валик; 6 — крышка; 7 — про-
кладка; 8 — ограничитель; 9 — горелка; 10 — подвижный упор; 11, 15 — пружина; 12 — резиновый
буфер; 13 — болт; 14 — станина; 16 — тяга; 17, 19 — амортизатор; 18 — лопатка; 20 — рычаг;
21 — приводной механизм.
рается на подшипники 5, укрепленные на раме. Манометр 7 показывает
давление внутри цилиндра. В случае аварийного набора давления в ци-
линдре сверх нормы сброс его осуществляет предохранительный пру-
жинный клапан 6. Для продувки всей системы служит вентиль 9.
Перед началом работы проверяют состояние арматуры и подогре-
вают цилиндр до 200—250° С. Аппарат устанавливают горловиной ци-
линдра вверх и при открытой крышке загружают порцию крупы 6—7 кг.
Затем цилиндр герметически закрывают и устанавливают в горизон-
тальное положение; включают приводной механизм для вращения ци-
линдра и зажигают газ в горелке. Продукт, находящийся в цилиндре,
Рис. XI-16. Устройство цилиндра аппарата для вспучивания зерен кукурузы и риса:
1 — днище; 2 —трубка; 3 — отверстие, соединяющее полость цилиндра с арматурой; 4 — пустотелый
вал, 5 — подшипники; 6 — предохранительный клапан; 7 — манометр; 8 —арматура; 9—вентиль.
237
нагревается, вследствие чего влага испаряется. Так как цилиндр герме-
тически закрыт, давление в нем поднимается.
При достижении давления 0,8—1,2 МПа выключают подачу газа
в горелку, останавливают электродвигатель и устанавливают цилиндр
в положение, требуемое для «выстрела».
Цилиндр резко наклоняют, в результате чего лопатка эксцентрико-
вого валика ударяется об упор, валик поворачивается и освобождает
крышку. Под действием внутреннего давления 0,8—1,2 МПа крышка
мгновенно открывается и происходит «выстрел», т. е. мгновенный выброс
продукта из цилиндра в бункер. В момент выброса продукта пар, кото-
рый находился в зерне под давлением, мгновенно расширяется и «взры-
вает» зерно, увеличивая объем в 10—15 раз; таким образом получаются
вспученные зерна.
Для достижения эксплуатационной надежности аппарата необходи-
мо обеспечить: надежное действие амортизатора; герметичность соеди-
нения цилиндра с валом, так как при нагреве цилиндра и повышении
давления через неплотности в резьбе может происходить утечка пара
и сгорание продукта в цилиндре; жесткость крепления кронштейнов
к крышке цилиндра; эластичное крепление арматуры, чтобы предохра-
нить ее от сотрясений в момент «выстрелов»; защиту подшипников от
пламени горелки.
Техническая характеристика аппарата для производства
вспученных зерен
Производительность, кг/с............................... 0,015
Емкость цилиндра, дм3..................................... 24
Масса одной порции зерна, кг......................... 6-—7
Время обработки одной порции, мин.................... 7-—8
Частота вращения цилиндра, рад/с............., . . . 8,5
Температура стенок цилиндра, °C.................... 280-—Зф
Расход газа, м3/с....................................... 0,001о
Мощность электродвигателя, кВт....................... 0,6
Масса аппарата, кг........................................ 328
Предварительный нагрев зерна сокращает время обработки одной
порции зерна и тем самым увеличивает производительность аппарата.
Глава XII
МАШИНЫ И АГРЕГАТЫ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ
И СМЕШИВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ И ЖИДКИХ
ПРОДУКТОВ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
К важнейшим процессам зерноперерабатывающих заводов следует
отнести дозирование и смешивание зернопродуктов с различными физи-
ко-механическими и химико-биологическими свойствами. Смесители,
например, устанавливают в зерноочистительных отделениях мукомоль-
ных заводов при раздельной подготовке зерна к помолу, в расфасовочно-
упаковочных отделениях при формировании сортов муки.
Дозирующе-смесительное оборудование применяют на заводах по
производству комбинированных кормов для сельскохозяйственных жи-
вотных, птиц и прудовых рыб. Комбикорма вырабатывают из различных
видов растительного, животного и минерального сырья.
Любой технологический процесс базируется на определенной массе
исходного сырья, выработанную продукцию также учитывают в едини-
цах массы. Поэтому основное назначение дозирующих устройств —
обеспечение заданного количества материала по массе (или поддержа-
ние заданного расхода) с определенной точностью. Например, отклоне-
ния от заданного состава комбикормов не должны превышать следую-
щих значений:
Для ингредиентов, Допустимые отклоне-
входящих в рецепт ния (% от общей
(% от общей массы) массы)
Более 30 ±1,5
От 11 до 30 ±1,0
От 3 до 10 ±0,5
До 3 ±0,1
Повышенные требования предъявляют к машинам, дозирующим
микроэлементы.
При конструировании рабочих органов дозирующих машин необхо-
димо учитывать физико-механические свойства исходных продуктов.
Влагосодержание различных ингредиентов оказывает влияние на их
сыпучесть. При повышении влажности большинство ингредиентов, в ча-
стности продукты животного происхождения, мел и соль, комкуются и
теряют сыпучесть. Если возможны колебания физико-механических ха-
рактеристик исходного сырья, в технологической схеме процесса преду-
сматривают оборудование для его предварительной подготовки (сушки,
измельчения и т. д.). Дополнительные затраты быстро окупаются в ре-
зультате снижения потерь, повышения качества продукции, а также
возможности применения более простого и дешевого дозирующего обо-
рудования.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ДОЗИРУЮЩИХ МАШИН
Ниже приведена классификация дозирующих машин (дозаторов).
По структуре рабочего цикла дозирование бывает непрерывным
или дискретным (порционным), а по принципу действия — объемным
или весовым.
239
Для дискретного (порционного) дозирования характерно периоди-
ческое повторение циклов выпуска дозы (порции) материала. При дис-
кретном объемном способе (рис. ХП-1,а) дозирующее оборудование
периодически отмеривает обычно при помощи мерной камеры объема
V (м3) порцию, масса М которой равна
M = (ХМ)
где р— объемная масса материала, кг/м3;
£— коэффициент заполнения мерной камеры.
Дискретное весовое дозирование (рис. ХП-1,в) основано на отмери-
вании дозы массой М.
При непрерывном объемном дозировании (рис. ХП-1,б) оборудо-
вание подает поток материала с расходом (кг/с)
Q = Fvp, (ХП-2)
где F— поперечное сечение потока материала, м2;
v— скорость потока материала, м/с.
В случае непрерывного весового дозирования (рис. ХП-1,г) поток
материала, выходящего из питателя (автоматически управляемого объ-
емного дозатора непрерывного действия), непрерывно взвешивается и
в зависимости от результатов взвешивания также непрерывно корректи-
руется производительность питателя.
Дозирование может происходить с участием обслуживающего пер-
сонала или автоматически. Преимущество отдается автоматическому
дозированию.
240
г
Рис. ХП-1. Схемы дозирования материалов:
а — дискретное объемное; б— непрерывное объемное; в — дискретное весовое;
г — непрерывное весовое; 1 — бункер с материалом; 2—мерная камера; 3 — объемный
дозатор непрерывного действия; 4—весовой механизм; 5 — ковш; 6 — автоматический
регулятор производительности.
Объемные дозаторы дискретного действия используют главным об-
разом при фасовке готовой продукции, поскольку они обладают большей
производительностью по числу порций в единицу времени.
На заводах по переработке зерна в продовольственные и кормовые
продукты применяют объемные дозаторы непрерывного действия и ве-
совые дозаторы непрерывного и дискретного действия.
§ 3. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ДОЗИРОВАНИЯ
Под точностью дозирования понимают соответствие фактической
массы дозы или расхода их заданным значениям. Необходимо отметить,
что и при объемном дозировании точность все равно оценивают по мас-
се дозы или массовому расходу, так как именно в единицах массы рас-
считывают состав смесей, продуктов, полуфабрикатов и т. д. Поэтому
объемные дозаторы всегда менее точны, чем весовые.
На практике оценка точности дозаторов непрерывного действия ос-
нована на контрольном взвешивании проб, отобранных из потока ма-
териала за промежуток времени Т. Масса каждой пробы равна
т
(XI-3)
о
При этом результаты контрольных взвешиваний всегда отличаются
друг от друга, т. е. они имеют случайное рассеивание — случайные по-
грешности дозирования, отражающие колебания расхода. Причины,
вызывающие случайные погрешности дозирования, различны — колеба-
ния объемной массы, влажности и других характеристик материала,
нестабильность питающей сети, вибрации оборудования и т. д. Поэтому
по контрольным пробам точность дозирования определяют с примене-
нием методов математической статистики.
241
Как и большинство производственных погрешностей, случайные
погрешности дозирования подчинены нормальному закону распределе-
ния случайных величин, характеризуемому плотностью вероятности
f (М) = ------е ъя
оУ^2л
(ХИ-4)
где ML — масса пробы, кг;
а — центр группирования распределения (а-^МСр)',
п
Mz = —-------среднее арифметическое п результатов (п=20-г-30);
п
а— среднее квадратическое отклонение, кг.
Графически нормальный закон распределения случайных погрешно-
стей дозирования иллюстрируется рисунком XII-2, где показаны гисто-
грамма и теоретическая кривая, построенные по результатам объемного
дозирования сахарного песка.
Среднее арифметическое значение Мср характеризует среднюю про-
изводительность— центр настройки дозатора. Меру случайного рассеи-
вания — среднее квадратическое отклонение — рассчитывают по фор-
муле
Л"
1/ (XII-5)
Она служит количественной оценкой случайных погрешностей дози-
рования. Обычно принимают случайную погрешность дозирования
Дсл = + (2-ь 3) a. (XII-6)
Дозаторы должны обеспечивать не только малые случайные коле-
бания производительности, характеризуемые о, но и соответствие сред-
ней массы Мер заданному, например, по рецептуре, расчетному значе-
нию пробы
М3 = Q3T, (XII-7)
где Q3— заданное значение расхода, кг/с.
Очевидно, что заданное значение Q3 не может быть установлено
органами настройки дозатора совершенно точно. Кроме того, в процессе
работы центр настройки может смещаться, например, при изменении
объемной массы при объемном дозировании [см. формулу(ХП-2)]. От-
клонение Мср от М3 называют систематической погрешностью дозирова-
ния (кг)
Денет = Мср - М3 .. (XII-8)
или
Деист = Q3T. (ХП-9)
п
Полная же погрешность дозирования (кг) складывается из случай-
ной и систематической
Дд = Деист + Дел, (XII- Ю)
ИЛИ
ХМ; 1/ Е (М£--Л1ср)2
Дд = - Q3 т ± (2 - 3) У -----"• (хп-1!)
242
Для каждого типа дозато-
ра эта величина не должна
выходить за допускаемые пре-
делы.
Погрешности дискретного
дозирования зависят в основ-
ном от тех же причин, что и не-
прерывного. Случайные, систе-
матические и полные погреш-
ности дозирования могут быть
определены по формулам
(XII-5), (XII-6), (XII-8),
(ХП-11), если в них Mi, Mcv
и М3 будут текущее, среднее и
заданное значения контроль-
ной дозы (порции) соответст-
венно.
Современные весовые до-
заторы дискретного действия
обеспечивают погрешность
0,24-0,5%, а непрерывного действия — 0,54-2%.
Точность объемных дозаторов зависит в первую
бильности физико-механических свойств дозируемого
предварительной оценки можно полагать что погрешность приблизи-
тельно равна колебаниям объемной массы материала, выраженным в
процентах от ее номинального значения (см. формулу, ХП-2).
УастотаЯ т.
Отклонение
пассы прооы
I _____^1»- || -- -) KUbbOl
-2М~10д Wli'i 207~^32 От среднего
Мср-5233 значения,г
Рис. XII-2. Экспериментальное и теоретическое
распределение случайных
рования.
значения, г
погрешностей
дози-
очередь от
материала.
ста-
Для
§ 4. БАРАБАННЫЕ ДОЗИРУЮЩИЕ МАШИНЫ
Машина для дозирования сыпучего продукта по ширине потока.
Рабочие органы машины следующие (рис. ХП-3): побудитель 1, не
позволяющий продукту слеживаться, и барабан 10 с канавками, частич-
но перекрываемыми планками 3 для регулирования ширины потока и
объема подаваемого продукта.
Побудитель состоит из вращающегося диска со штырями, предна-
значенными для разрушения сводов, образующихся в продукте (напри-
мер. в муке). Диск побудителя крепится болтами к ступице 2, установ-
ленной на валу 9, приводимом в движение червячной передачей 8. Вал
7 вращает барабан и диск 4, к которому прикреплены планки 3. Диск
посредством штока 5 может перемещаться вдоль вала и таким образом
частично перекрывать канавки барабана.
Набор пластинчатых скребков 6, прижимаемых к барабану пружи-
нами, служит для очистки канавок. Планки 3 по мере входа в канавки
отодвигают часть скребков, а остальные продолжают оставаться в ра-
бочем состоянии.
Подобные машины пригодны для дозирования с достаточной точно-
стью муки и аналогичных продуктов, обладающих свойствами слежива-
ния и прилипания к гладким металлическим поверхностям.
Машина для дозирования сыпучего продукта по скорости потока.
Корпус такой машины состоит из двух стенок 11 (рис. XII-4, а), соеди-
ненных тремя стяжными болтами. Внутри корпуса вращается лопастной
барабан 12, составленный из отдельных звездочек, насаженных на вал
1 и разделенных дисками. Таким образом, создаются четыре изолиро-
ванные карманообразные секции. Звездочки закреплены на валу так,
что лопатки находятся в несовпадающих плоскостях. Это повышает
равномерность дозирования и обеспечивает непрерывную подачу про-
дукта.
243
Рис. ХП-З. Машина для дозирования продукта в зависимости от ширины его
потока:
1 — побудитель; 2 — ступица; 3 — планка; 4 — диск; 5 — шток; 6 — скребок; 7, 9—вал;
8— червячная передача; 10—барабан.
На общем валу, приводящем в движение группу дозирующих ма-
шин, укреплено ведущее звено 9 шарнирного четырехзвенника, соверша-
ющее колебательное движение. Палец этого звена движется по дуге.
Амплитуду колебаний, а следовательно, и длину пути можно регулиро-
вать, меняя размер ведущего звена. На палец ведущего звена надет
рычаг 10, который другим своим концом шарнирно соединен с ведомым
звеном 7 шарнирного четырехзвенника.
Вдоль ведомого звена может скользить передвигаемая винтом 4
каретка 5, Местонахождение каретки определяется по шкале на ведо-
мом звене. На каретке укреплен валик 6, на который надето два шату-
на 3, шарнирно связанных с двумя П-образными серьгами. На оси этих
серег надеты обратные поворотные собачки 2, сцепляющиеся с зубьями
храпового колеса, укрепленного на валу лопастного барабана.
Каждая серьга имеет по две собачки, смещенные на полшага зубь-
ев храпового колеса; вследствие этого повышается равномерность дви-
жения барабана и достигается большая точность дозирования.
Машина действует следующим образом (рис. XII-4,б). Ведущее
звено 9 передает колебательное движение ведомому звену, которое,
в свою очередь, заставляет качаться обе серьги. При отклонении ведо-
мого звена влево верхняя пара собачек поворачивает храповое колесо,
а вместе с ним и лопастной барабан против часовой стрелки; при откло-
нении звена вправо нижняя пара собачек поворачивает храповое коле-
со в том же направлении.
При вращении винта 4 рукояткой каретка 5 перемещается по ведо-
мому звену, что изменяет скорость вращения барабана, а следователь-
но, и производительность машины.
Подняв рычаг 10, можно отключить машину. В поднятом положении
рычаг удерживается деталью 8, опирающейся на вал барабана. В вы-
пускном канале под барабаном имеется перекидной клапан 14, посред-
ством которого дозируемый продукт можно направлять в канал 15 либо
в канал 13 для отбора пробной порции.
Для передачи движения группе дозирующих машин применяют
специальные приводные механизмы (рис. XII-5). Вал 4 получает вра-
щение посредством ременной передачи от трансмиссии. При помощи
зубчатой передачи 3 движение передается валу 2 с эксцентриком 1, от
которого ведомое звено 8 получает колебательное движение. Последнее
244
Рис. XII-4. Л4ашина для дозирования продукта в зависимости от скорости его движения:
а—'устройство; б— кинематическая схема; 1— вал; 2—собачка; 3 — шатун; 4 — винт; 5 — каретка;
6 — валик; 7—ведомое звено; 8 — деталь, удерживающая рычаг; 9—ведущее звено; 10— рычаг;
11—’Стенка; 12—лопастной барабан; 13, 15—выпускной канал; 14 — перекидной клапан.
соединено шатуном 9 и кривошипом с валом 10. В результате при вра-
щении вала 4 вал 10 будет поворачиваться вокруг своей оси.
Рукояткой 6, закрепленной на винте 5, можно изменять расстояние
между точкой подвеса 7 ведомого звена и осью шатуна 9. Таким обра-
зом, можно регулировать величину амплитуды колебаний вала 10.
Для выключения приводного механизма можно, не останавливая
электродвигатель, движением рукоятки 11 вывести из зацепления зуб-
чатое колесо 3 и тем самым остановить вращение вала 2, а следова-
тельно, и всего приводного механизма.
Техническая характеристика приводного механизма
дозирующих машин
Частота колебаний вала, соединенного с группой дозирую-
щих машин, в минуту............................... 32—42
Наибольшее число дозирующих машин, приводимых от од-
ного механизма..................................... 24
Передаваемая мощность, кВт........................ До 3
Масса механизма, кг .............................. 230
245
Рис. XII-5. Механизм, пе-
редающий движение
группе дозирующих ма-
шин:
1 — эксцентрик; 2, 4, 10 — ва-
лы; 3—зубчатое колесо;
5 — винт; 6, И — рукоятка:
7—точка подвеса; 8 — ведо-
мое звено; 5 — шат>н.
На комбикормовых заводах применяют два типа дозаторов с при-
емными отверстиями размером 0,74X0,35 и 1,08X0,35 м.
Машина для дозирования ингредиентов высокой дисперсности
(рис. ХП-6). Чтобы избежать влияния молекулярных сил сцепления,
продукты подают тонким слоем, что вызвало необходимость увеличения
размеров приемного отверстия до 1,080X0,350 м.
Производительность Q (кг/с) барабанных дозирующих машин оп-
ределяют по формуле
Q= 1,67-Flzn6kp , (ХП-12)
где F и I—соответственно площадь поперечного сечения (м2) и длина
(м) кармана;
246
2
4— клапан; 5 — положение
отборе пробы; 6 — положение
нормальной работе машины.
Рис. XII-6. Машина для дозирования
ингредиентов комбикормов, характе-
ризуемых высокой дисперсностью:
1 — побудитель; 2 — скребок для регулиро-
вания толщины слоя продукта в желобах;
3 — магнит;
клапана при
клапана при
z—число карманов в барабане;
п6=— пв—частота вращения барабана, об/мин;
360
а — угол поворота барабана за один оборот приводного вала,
град;
пе — частота вращения приводного вала, об/мин;
k — коэффициент заполнения карманов, выраженный в долях
единицы (k «0,8);
р—объемная масса сыпучего продукта, заполняющего карман,
кг/м3.
Если а=360°, то ft6=ftB; если а<7360°, то Нб<гев.
Мощность N (кВт), потребная для привода барабана в движение,
приближенно определяется выражением
где Р — сила для преодоления сопротивления внутреннего трения,
Н; допускаем, что эта сила не зависит от окружностей
скорости v вращения барабана;
kx и k2— коэффициенты, соответственно учитывающие сопротивле-
ние продукта дроблению и потери, обусловленные преодо-
лением вредных сопротивлений в механической системе;
для мелкозернистых и порошкообразных продуктов &i=l,
для крупнокусковых и легко распадающихся Ai«2; k2=
= 1,14-1,25.
Если обозначить площадь опорной поверхности столба продукта
Fi (м2), удельное давление продукта на барабан р (Па), то при угле
естественного откоса движущегося продукта <р0
F) = pF1tg<p0. (XII-14}
247
Рис. ХП-7. Схема рабочего ор-
гана тарельчатой дозирующей
машины:
-— манжета; 2 — скребок; 3 —вал;
4 — тарель.
Следовательно,
Дг = 5-10“5р/=’х«^х^2Г> tg<p0, (XII-15)
где D и п— соответственно диаметр (м) и
частота вращения барабана (об/мин).
§ 5. ТАРЕЛЬЧАТЫЕ ДОЗИРУЮЩИЕ МАШИНЫ
Основной рабочий орган тарельчатой
дозирующей машины (рис. XII-7) —вра-
щающийся диск (тарель) 4, с которого про-
дукт сбрасывается скребком 2. Толщину
слоя продукта регулируют передвижной
манжетой 1, надетой на выходной патрубок
бункера.
Вертикальный вал 3 приводится во вра-
щение от электродвигателя через переда-
точный механизм. Продукт располагается на диске усеченным конусом,
размеры которого зависят от высоты расположения манжеты. При вра-
щении диска часть продукта снимается скребком. Производительность
дозатора зависит от толщины продукта, находящегося на диске, распо-
ложения скребка и частоты вращения диска.
Дозатор ДДТ. Применяют для дозирования органических рассып-
ных ингредиентов комбикормов. Рабочий орган машины — вращающая-
ся тарель 1 — оснащена съемником 2 скребкового типа (рис. ХП-8, а).
Съемник представляет собой нож, форма которого соответствует лога-
рифмической спирали. Это позволяет получить постоянный угол встре-
чи продукта, движущегося по тарели, со съемником. Такая форма
съемника повышает равномерность подачи и точность дозирования.
Продукт в дозатор поступает через приемный патрубок 3. Для рав-
номерной подачи продукта в зону дозирования установлен ворошитель
4. Вал 20 редуктора с жестко закрепленными на нем зубчатыми колеса-
ми 14, 16, 19 соединен с электродвигателем 21 упругой муфтой 22. Чер-
вяк 13 и шлицевой вал 23 вращаются на одной оси. На шлицевом валу
установлен блок из трех зубчатых колес 15, 17, 18, перемещаемый вил-
кой 24 для зацепления требуемой пары шестерен. Для переключения
передачи предусмотрена рукоятка 26 с фиксатором на три положения.
На тихоходном валу 25 редуктора установлена на резьбе тарель. Во-
круг патрубка может поворачиваться манжета 5. Количество продукта,
сбрасываемого съемником с тарели, зависит от величины зазора между
нижним торцом манжеты 5 и тарелью 1. Положение нижнего торца
манжеты относительно тарели можно изменять поворотом ман-
жеты посредством сухаря 6, перемещающегося по резьбе осно-
вания патрубка. Манжету поворачивают цепной передачей 7, при-
водимой в движение механизмом для регулирования производи-
тельности дозатора.
Механизм регулирования выполнен в виде двух валов с зубчаты-
ми колесами 9 и 8. На ведущем валу установлена рукоятка 10, поворо-
том которой вращают зубчатое колесо 9, перемещающееся вдоль вала
по скользящей шпонке. Ведомая шестерня 8 жестко соединена со звез-
дочкой 12, передающей движение манжете. Передаточное отношение
механизма регулирования производительности и манжеты подобраны
таким образом, чтобы вертикальные перемещения ведомой шестерни и
манжеты были синхронны. За один поворот рукоятки манжета переме-
щается по вертикали на 1 мм. Рукоятка фиксируется штифтом И в ше-
сти положениях. Для определения высоты подъема трубы на корпусе
механизма установлена шкала.
248
Рис. XII-8. Тарель-
чатый дозатор
ДДТ:
а — кинематическая
схема; б — общий
вид; 1 — тарель; 2 —
съемник; 3 — прием-
ный патрубок; 4~— во-
рошитель; 5 — ман-
жета; 6 — сухарь; 7 —
цепь; 8, 9, 14, 15, 16,
17, 18, 19 — зубчатое
колесо; 10, 26 — руко-
ятка; 11 — штифт;
12 — звездочка; /3 —
червяк; 20, 25 —валы;
21—электродвигатель;
22 — муфта; 23— шли-
цевой вал: 24 — вил-
ка.
Рис. ХП-9. Тарельчатый дозатор для
соли и мела:
/ — бункер; 2 — ворошитель; 3—- тарель;
4 — редуктор; 5 — электродвигатель; 6 —
выпускной патрубок; 7 — клапан в положе-
нии «выпуск»; 5 —клапан; В — лоток;
10 — манжета.
Дозатор для соли и мела.
В верхней части дозатора (рис.
ХП-9) установлен бункер 1,
внутри которого на одной оси
с валом тарели закреплен во-
рошитель 2. Тарель 3 приво-
дится в движение от электро-
двигателя 5 через червячный
редуктор 4.
Производительность доза-
тора можно регулировать, из-
меняя высоту кольцевой щели
между манжетой 10 и та-
релью.
Тарельчатыми дозаторами
можно дозировать мел влаж-
ностью не более 6—8%,
а соль влажностью 3—4%. До-
зируемый продукт выпускается
через лоток 9. Для определе-
ния производительности доза-
тора устанавливают клапан 8 в положение 7, а продукт выпускают из
дозатора в течение определенного времени через патрубок 6. Затем про-
дукт взвешивают и определяют производительность дозатора.
Дозатор ДТК. Применяют для дозирования обогатительной смеси
при выработке комбикормов, а также для дозирования витаминной сме-
си при витаминизации продукта.
Техническая характеристика тарельчатых дозаторов
Марка ДДТ дт ДТК
Назначение Дозирова- ние органи- ческих ин- гредиентов Дозирование соли и мела Дозирование обогатитель- ных смесей
Производительность, кг/с 0,167—2,17 0,0167— 0,117 0,0025—0,05
Диаметр тарели, м 1,0 0,7 —
Диаметр манжеты, м 0,4 0,375 —
Мощность электро- 1 0,6 0,27
двигателя, кВт
Частота вращения та- 0,4—1,6 0,1—0,15 2,5
рели, рад/с Габаритные размеры, м:
длина 1,51 1,0 0,38
ширина 1,265 0,9 0,70
высота 1,30 1,818 0,54
Масса, кг 832 389 78
Особенность дозатора (рис. XII-10)—это побудительный меха-
низм 1. Дозатор состоит из цилиндрического корпуса, в котором уста-
новлена тарель 4, приводимая в движение от электродвигателя через
250
редуктор и клиноременную передачу. Над тарелью расположен непод-
вижный цилиндр, по наружной поверхности которого может переме-
щаться подвижная манжета 3. Перемещая по вертикали манжету, мож-
но изменять величину зазора между манжетой и тарелью и таким обра-
зом регулировать производительность дозатора.
При повороте рукоятки 6 шпонка 2 манжеты перемещается по
винтовой канавке 5 направляющего цилиндра с очень малым шагом.
В результате манжета поднимается или опускается.
Исследование тарельчатых дозаторов при подаче микродобавок
показало, что погрешность дозирования составляет ±10%. Это допу-
стимо при вводе микроингредиентов в комбикорм. Такая погрешность
дозирования отдельных микродобавок может быть получена при высоте
столба микродобавок над диском не менее 200 мм и дисперсности мик-
родобавок, соответствующей размерам частиц 200 мкм.
Для повышения эксплуатационной надежности тарельчатых доза-
торов целесообразно рабочие органы изготавливать из пластических
масс или применять устойчивое полимерное покрытие, что предохранит
их от возможной коррозии.
Рис. XII-10. Та-
рельчатый дозатор
ДТК:
1 — побудительный
механизм; 2 — шпон*
ка; 3 — манжета; 4—
тарель; 5 — винтовая
канавка; 6 — рукоят-
ка.
251
—гк,-
Рис. ХП-11. Схема
к расчету тарель-
чатого дозатора.
СкреЗок
{усиоЛно)
Расчет производительности тарельчатых дозаторов.
Производительность Q (м3/с) тарельчатой дозирую-
щей машины определяют по формуле
<2 = ^. (ХП-16)
60
где Vo—объем продукта, снимаемого за один оборот
тарели, м3;
п — частота вращения тарели, об/мин.
Максимальный объем продукта, снимаемого за
один оборот, можно представить в виде объема коль-
ца с треугольным сечением (рис. ХП-11)
Vo = 2лД0 Fo, (XII-17)
где Ro— расстояние между центром тяжести ради-
ального сечения кольца и осью враще-
ния, м;
Fo—площадь поперечного сечения кольца, м2.
Расстояние Ro можно определить по формуле
Ro = « + ,
3 tg Фо
(XII-18)
где R — радиус манжеты, м;
h—высота подъема манжеты над тарелью, м;
ф0—угол естественного откоса продукта при движении, град.
Площадь поперечного сечения кольца Fo равна
F =
° 2 tg Фо '
Подставляя значения Ro и Fo в формулу производительности, полу-
чим
Q= + Л\ (ХП-19)
60 tg Фо \ .3 tg<p0J
Предельную частоту вращения тарели определяют из условия, при
котором наибольший модуль центробежной силы, действующей на час-
тицы, меньше силы трения их о диск:
та2 R± < fmg,
где т — масса частицы, кг;
со— угловая скорость, рад/с;
R± — наибольший радиус вращения частицы, м;
f—динамический коэффициент трения частицы о диск;
g—ускорение свободного падения (9,81 м/с2).
инимая л29,81, можно записать:
При определении мощности, потребной для привода тарельчатого
дозатора, необходимо учесть сопротивление от трения продукта о по-
верхность диска и скребка, сопротивление дроблению продукта скреб-
ком, сопротивление скручиванию столба продукта, опускающегося из
воронки дозатора.
Для тарельчатого дозатора приближенно мощность электродвига-
теля N (кВт) определяют из выражения
N = (1 + /2 cos ₽) k, (XII-20)
и
252
где
>т Pv0
N, = —- — мощность, по-
1 1000
требная для преодоле-
ния сопротивления от
трения продукта о та-
рель, кВт;
v0— скорость движения ма-
териала, м/с.
Р—угол установки скребка
относительно плоско-
сти сечения кольца про-
дукта, град;
/2— коэффициент трения
продукта о скребок;
k — коэффициент, учитыва-
ющий другие сопротив-
ления; k= 1,54-2;
т]—к.п.д. приводного меха-
Рис. XII-12. Схема шнекового доза-
тора:
1 — приемное устройство; 2—корпус шне-
ка, 3— винт; 4— вал.
низма дозатора.
Сила трения Р(Н), возникающая при движении продукта по таре-
ли, равна
р = poLPgfi>
(XII-21)
где L—путь перемещения продукта, м;
р—объемная масса продукта, кг/м3;
— коэффициент трения продукта о тарель.
Скорость v0 (м/с) движения материала, сбрасываемого с диска,
определяют из выражения
»о =
2nR0 п
60 '
(ХП-22)
§6. ШНЕКОВЫЕ ДОЗИРУЮЩИЕ МАШИНЫ
Шнековые дозирующие машины (рис. XII-12) применяют для пода-
чи зернистых, мелкокусковых и порошкообразных продуктов в тех слу-
чаях, когда дополнительное измельчение шнеком отдельных частиц по-
даваемого продукта не имеет значения.
Производительность регулируют, изменяя скорость вращения винта
шнека. Для этого в приводном устройстве предусмотрен вариатор. Шне-
ковые дозирующие машины можно устанавливать горизонтально и на-
клонно. Производительность Q (кг/с) шнековой дозирующей машины
определяют по формуле
Q = 1,31 • 10~2 D2 Sknp, (ХП-23)
где D—диаметр винта шнека, м;
S — шаг шнека, м; S= (0,84- 1)D\
k—коэффициент заполнения; £=0,84-1,0;
п— частота вращения винта шнека, об/мин; для легкосыпучих
продуктов п=404-80 об/мин, для трудносыпучих продуктов
п =204-40 об/мин.
Потребную мощность электродвигателя N (кВт) можно определить
по формуле
N = -^{LrW + H}k^ (ХП’24)
где П — к. п. д. привода;
Lr— горизонтальная проекция пути перемещения, м;
Н—высота подъема продукта, м;
253
Рис. ХП-13. Схемы устройства вибрационных дозирующих машин:
а—с эксцентриковым механизмом; б — с вибродвигателем; 1 — эксцентриковый коле-
батель; 2 — лоток; 3 — вибродвигатель.
w— коэффициент сопротивления перемещению продукта в корпусе
дозатора;
k±— коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках;
kx-= 1,14-1,2.
§ 7. ВИБРАЦИОННЫЕ ДОЗИРУЮЩИЕ МАШИНЫ
Основным рабочим органом вибрационных дозирующих машин яв-
ляется опорный или подвесной лоток 2 (рис. ХП-13, а), получающий ко-
лебания от вибродвигателя. Перемещение частицы материала по лотку
вибропитателя аналогично перемещению ее по колеблющемуся ситу.
В качестве приводного механизма может быть применен эксцентри-
ковый колебатель 1 или инерционный механизм при частотах колеба-
ний до 800-41000 в минуту. Движение лотка питателя в этом случае ха-
рактеризуется закономерностями, изложенными в главе IV.
В вибрационных дозирующих машинах производительность регули-
руют изменением частоты вращения приводного вала. При более высо-
ких частотах применяют специальные электрические и пневматические
вибродвигатели 3.
Электромагнитный вибратор. Простейший электромагнитный виб-
ратор (рис. ХП-14, а) состоит из статора (электромагнита) 1, набран-
ного из пластин П-образной или Ш-образной формы, и якоря 2 из
прямоугольных пластин. При включении обмотки статора в сеть перемен-
ного тока якорь в течение каждого полупериода притягивается к полю-
сам электромагнита при возрастании тока. При уменьшении силы тока
притяжение уменьшается и якорь удаляется от статора под действием
пружин 3. Частота колебаний якоря вдвое превышает частоту питающей
сети. При промышленной частоте 50 Гц вибратор совершает 6000 коле-
баний в минуту.
В описанном вибраторе якорь притягивается одним
Рис. XII-14. Схемы электрического вибродви-
гателя:
а — однотактного; б — двухтактного: 1 — статор;
2 — якорь; 3 — пружины.
электромагни-
том, обратный ход происходит
под действием упругих сил. Та-
кие вибраторы называют одно-
тактными.
В двухтактном вибраторе
2 два электромагнита (рис. XII-
J 14, б) жестко соединены между
собой общим корпусом. У каж-
дого магнита свои обмотки по-
стоянного и переменного тока.
Магнитный поток катушки пе-
ременного тока меняет свое на-
правление при изменении на-
правления тока с частотой
питающей сети. Магнитный по-
254
ток катушки постоянного тока,
наоборот, сохраняет свое направ-
ление неизменным. Результирую-
щее тяговое усилие каждого маг-
нита за один период получается
от сложения составляющих уси-
лий переменного и постоянного
магнитных потоков.
Электромагниты двухтактно-
го вибродвигателя включены про-
тивофазно, т. е. в один полупериод
срабатывает первый электромаг-
нит, притягивая якорь, а в сле-
дующий — второй электромаг-
нит. Таким образом, перемеще-
ние якоря происходит в результа-
Рис. XII-15. Электрический вибрационный
дозатор объемного действия:
а — принципиальная схема; б — расчетная схема;
1 — лоток; 2 — статор вибродвигателя; 3 — осно-
вание; 4 — опорная пружина; 5 —рессора:
6 — якорь вибродвигателя.
те активного двустороннего воз-
действия двух электромагнитов, каждый из которых в одном полупери-
оде перемещения якоря способствует возвратному действию пружин.
Частота колебаний якоря 50 Гц.
В дозаторе с электровиброприводом (рис. XII-15, а) статор 2 элек-
тромагнита устанавливают на массивном основании 3, якорь 6 прикреп-
ляют к лотку 1, соединенному с основанием плоскими пружинами-рес-
сорами 5. Между основанием и корпусом находятся опорные пружины 4.
Вибродвигатель по отношению к лотку устанавливают под углом [3 =
= 154-20°. Этот угол принят в результате обобщения большого количе-
ства опытных данных.
Колебания лотка, вызывающие перемещения продукта, являются
следствием взаимодействия между статором 2 электромагнита и яко-
рем 6 и возвратного действия рессор 5.
Амплитуду колебаний, находящуюся в пределах 0,1—2 мм, обычно
регулируют изменением подводимого напряжения. Это особенно удоб-
но по сравнению с другими видами управления при автоматическом ре-
гулировании, вследствие чего вибрационные дозаторы объемного дейст-
вия применяют как питатели в весовых дозаторах.
Расчетная схема вибрационного дозатора может быть приближен-
но представлена в виде двухмассовой системы (рис. ХП-15, б). На ри-
сунке приняты следующие обозначения:
т±—масса лотка и якоря электромагнита;
т2— масса основания и статора электромагнита;
Xi и Х2—перемещения масс пгг и т2 относительно положения равновесия, в котором
упругая связь (рессора) не деформирована;
Ci и С2—жесткость рессор и опорных пружин соответственно;
F— сила взаимодействия статора и якоря;
г— коэффициент демпфирования, отражающий влияние дозируемого мате-
риала.
Пневматический вибратор. Наряду с электрическими вибродвига-
телями повсеместно применяют также пневматические шариковые виб-
раторы.
Корпус 1 пневматического вибродвигателя (рис. ХП-16) крепят
к лотку вибропитателя. В корпусе помещено сменное кольцо 7 со шли-
фованной сферической беговой дорожкой и четырьмя цилиндрическими
соплами 8. По беговой дорожке движется шарик 6. На наружной сто-
роне кольца предусмотрен воздушный коллектор 5, куда через штуцер 2
поступает воздух. Двигатель с обеих сторон закрыт крышками 3 с про-
кладками 4. Для удобства регулирования расхода воздуха диаметр соп-
ла и проходное сечение регулирующего клапана выбирают так, чтобы
проходное сечение равнялось сумме проходных сечений четырех сопл.
255
Рис. ХП-16. Схема пневматического
шарикового вибродвигателя:
1 — корпус; 2—штуцер для подвода воз-
духа. 3— крышка; 4 — прокладка; 5 — воз-
душный коллектор; 6 — шарик; 7 — смен-
ное кольцо; 8 — сопло
Тяговое усилие шариковых вибро-
двигателей зависит от центробежной
силы Ри, развиваемой шариком массой
т, движущемуся по радиусу R обоймы
с угловой скоростью со под действием
давления ps воздушного потока, выте-
кающего из сопла
Р, = mRaP. (XII-25)
Действующая на шарик сила Рв
воздушного потока пропорциональна
коэффициенту лобового сопротивле-
ния с и величине миделева сечения
Рш шарика, плотности р и квадрату
относительной скорости цотн воздуш-
ного потока
(ХП-26)
где скорость С'отн потока равна разности скорости потока воздуха сЕ
и скорости шарика г>ш в момент воздействия на него потока:
^отн = — иш = ив — /?со. (ХП-27)
Пренебрегая составляющей силы тяжести шарика и полагая, что
его движение можно ограничить перемещением по обойме в установив-
шемся движении, когда co = const, найдем выражение тягового усилия
в функции параметров действующего на шарик воздушного потока
с учетом коэффициента трения скольжения f в виде
Ра = mRa2= — . (ХП-28)
f 2
Из этой формулы видно, что изменение тягового усилия шарикового
вибродвигателя возможно при изменении массы или радиуса обоймы,
угловой скорости движения шарика в связи с повышением скорости по-
тока. Последнее достигается выбором сопла соответствующего типа,
а также величиной входного давления воздуха.
В серийных конструкциях дозаторов применяют устройства с че-
тырьмя цилиндрическими соплами 0 1,5 мм, а рабочее давление не бо-
лее 0,1—0,2 МПа. Такие устройства с шариком 0 14,3 мм работают
с частотой до 100—120 Гц и обеспечивают производительность лотко-
вых питателей на различных сыпучих материалах до 0,28 кг/с.
На рисунке ХП-17 показан вибрационный дозатор производитель-
ностью 0,28 кг/с с пневматическим шариковым двигателем. Его схема
аналогична схеме, приведенной на рисунке XII-15, но на подвижной си-
стеме установлен шариковый вибродвигатель, приводящий лоток в ко-
лебательное движение.
Расчет производительности вибрационных дозирующих машин. Ее
можно определить по следующей формуле (кг/с):
Q = Bhvp, (XII-29)
где В — ширина лотка, м;
h— высота слоя продукта на лотке, м;
v—средняя скорость перемещения продукта, м/с;
р— объемная масса продукта, кг/м3.
Величина средней скорости перемещения продукта по лотку на ос-
256
Рис. XII-17. Пневматический вибрационный дозатор:
1 — лоток; 2—вибродвигатель; 3—кронштейн; 4 — боковина; 5—основание; 6—планка; 7— рес-
соры; 8 — болт.
новании различных исследований при частоте колебаний больше или
равной 30 Гц будет
v = kaa cos f>, (ХП-30)
где k= ki-\-k2 sin а;
k± и k2—коэффициенты, зависящие от свойств продукта, определяемые
опытным путем;
а— амплитуда колебаний, м;
со—угловая частота, с-1;
а — угол наклона лотка;
Р— угол между направлением тягового усилия и лотком питателя.
§ 8. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ МЕЛАССЫ
Мелассу в комбикормовом производстве применяют для повышения
вкусовых и питательных качеств комбикормов. Ее вводят в комбикорма
в количестве не более 10%. В рассыпных комбикормах меласса способ-
ствует сохранению однородности, препятствует процессу самосортиро-
вания, а в брикетированных комбикормах — является связывающим ма-
териалом при прессовании.
Процесс мелассирования заключается в равномерном распределе-
нии мелассы в сыпучей смеси продуктов при сме-
шивании готовых полуфабрикатов. Основные
свойства мелассы — способность затвердевать
при низких температурах (—10—15° С) и изме-
нять вязкость в зависимости от температуры (рис.
XII-18). Вязкость мелассы при температуре 50—
60° С снижается примерно в 4,5—5 раз по сравне-
нию с вязкостью при температуре 30° С. При на-
гревании мелассы выше 60° С значительных из-
менений вязкости не наблюдается. Меласса, на-
гретая до 80° С, 1устеет и пенится.
Для мелассирования комбикормов применя-
ют два способа: холодный и горячий. При холод-
ном способе не достигается равномерного распре-
деления мелассы в комбикормах вследствие
большой ее вязкости. Более широкое распрост-
30 ПО 50 60 70 80
Температура ° с
Рис. XII-18. Зависи-
мость вязкости мелас-
сы от температуры.
17—100
257
ранение получил горячий способ, при котором мелассу перед смешива-
нием подогревают в специальных аппаратах.
В процессе смешивания мелассы с комбикормом большое значение
имеет равномерность ее распределения, что достигается подачей мелас-
сы, предварительно нагретой до 45—50° С, в распыленном виде под дав-
лением 0,3—0,4 МПа через форсунки.
На комбикормовых заводах мелассные установки промышленного
типа включают приемное устройство, мелассохранилище, насосную стан-
цию и котельную.
Агрегат ДАК для выработки мелассированных комбикормов. Со-
стоит из парового или электрического подогревателя и смесителя
(рис. ХП-19). Подогреватель предназначен для подогрева и фильтра-
ции мелассы, поступающей из мелассохранилища в смеситель.
Внутри бака 0 900 мм и высотой 1600 мм расположен змеевик, в ко-
торый подается пар для подогрева мелассы до температуры 50—60° С.
Температуру изменяют регулятором, установленным на паропроводящей
магистрали, а контролируют ртутным термометром. Конденсат из змее- '
вика отводится через копденсатоотводчик. В бак мелассу подают через
нижний патрубок насосом, установленным в мелассохранилище.
Уровень мелассы в баке в заданных пределах поддерживается по-
плавковым сигнализатором уровня.
При крайнем нижнем положении поплавка сигнализатора включа-
ется электродвигатель для привода насоса. Одновременно зажигается
лампа, сигнализирующая о минимальном уровне мелассы в баке и ука-
зывающая на то, что включен электродвигатель насоса подачи ме-
лассы.
При достижении верхнего уровня мелассы в баке сигнализатор от-
ключает электродвигатель насоса и поступление мелассы в бак прекра-
щается; одновременно гаснет сигнальная лампа.
Меласса, подогретая в баке до заданной температуры, подается ше-
стеренчатым насосом в фильтр. Насос приводится в движение от элек-
тродвигателя мощностью 1,5 кВт.
Фильтр-ловушка представляет собой вертикальный цилиндрический
сосуд 0 240 мм и высотой 500 мм, герметически закрытый крышкой.
Внутри сосуда расположены два цилиндрических сетчатых фильтра
с ячейками 2X2 и 4X4 мм. Меласса, проходя через фильтры, очищает-
ся от примесей, которые периодически удаляют.
Подогретая и очищенная меласса направляется через расходомер,
показывающий расход мелассы, в смеситель. Подогреватель с электри-
ческим подогревом отличается от подогревателя с паровым подогревом
только элементами нагрева и связанной с этим аппаратурой.
Комбикорм поступает в шнековый питатель, который приводится
в действие электродвигателем с гидравлическим вариатором, позволяю-
щим регулировать обороты питателя от нуля до максимума. Шнековый
вал приводит во вращение насос-дозатор мелассы, который подает ме-
лассу в форсунку. Через четыре отверстия форсунки меласса распыли-
вается потоком воздуха или сухого пара.
Меласса и комбикорм, поступающие в смеситель, наклонными лопа-
стями перемешиваются и перемещаются к выходному отверстию.
Для теплотехнического расчета подогревателя мелассы рекоменду-
ются следующие параметры:
tK—конечная температура нагрева мелассы, °C . . . 60
/н — начальная температура нагрева мелассы, °C . . . 10
с—удельная теплоемкость мелассы, кДж/(кг-град) . . 2,64
k —коэффициент теплопередачи от пара к мелассе,
Вт/ (м2, гр ад)................................ 695
р—давление пара, МПа............................... 0,1
tn—температура пара, °C ........................... 100
Qu—производительность подогревателя по мелассе, кг/с 0,278
258
Рис. Х11-19. Схема агрегата ДАК для мелассиро-
вания комбикормов производительностью до 1 т/ч:
/-насос-дозатор (пределы дозирования 0—1000 кг/ч);
2 — питатель; 3 — поступление комбикормов; 4— выход
мелассированных комбикормов; 5 — смеситель; 6 — раз-
брызгивание мелассы; 7—подача сухого пара или воз*
духа; 8— отверстие для слива мелассы при переполнении
бака; 9—термометр Б-90; 10— регулятор температуры
РПД-1, предел регулирования 50—60° С; // — подача пара;
/2 — змеевик для подогрева мелассы; /3 — конденсатовг-
водчик; 14— выход конденсата; /5 — бак для мелассы;
/6—отверстие для удаления жидкости; /7 — подача ме-
лассы из хранилища; 18— шестеренчатый насос;
19 — фильтр-ловушка; 20 — сетка с отверстиями 2X2 мм;
2/ — сетка с отверстиями 4X4 мм; 22, 23 — минимальный
и максимальный уровень мелассы; 24 — сигнализатор
уровня СУ-3; 25 — вторичный прибор; 26 — расходомер
ППЭ; 27 ~ кран.
е.
13
йода
Рис. XII-20. Время растворения кар-
бамида в мелассе и воде;
1 — размолотого в мелассе прн соотноше-
нии 1:6; 2— размолотого в воде прн соот-
ношении 1:1; 3— комков в воде при соот-
ношении 1 : 1; 4 — комков в мелассе при
соотношении 1 : 6; 5 — температура раство-
ра карбамида в мелассе; 6 — температура
раствора карбамида в воде.
Рис. ХП-21. Изменение плот-
ности растворов в зависимости
от температуры:
1 — карбамид в воде прн соотноше-
нии 1 : 1; 2—карбамид в воде и
мелассе прн соотношении 1 : 1;
3 — карбамид в мелассе прн соот-
ношении 1 : 1; 4 — меласса.
Рис. XII-22. Смеситель периодического действия ВШС-2.
Применяют новые способы ввода сухих и жидких ингредиентов
в комбикорма. Например, внесение карбамида в комбикорма обычным
способом через микродозаторы неэффективно и затруднительно, так как
карбамид комкуется и очень гигроскопичен. Кроме того, карбамид при
размоле на дробилках расплавляется. Для внесения карбамида и мелас-
сы в комбикорма применяют аппараты (растворитель-подогреватель
РПК-100 со смесителем СМК-0,5 и дозатор мелассы СМД-3), в основу
работы которых положен принцип растворения карбамида в горячей ме-
лассе и воде.
На рисунке XII-20 приведен график времени растворения карбами-
да в мелассе и воде. Из графика видно, что быстрее всего растворяется
в мелассе размолотый карбамид при малом понижении температуры
раствора. Скомковавшийся карбамид растворяется в воде значительно
лучше, чем в мелассе. При повышении температуры до 85—100° С в ме-
лассе начинается процесс карамелизования.
Для получения однородной смеси жидких компонентов (раствора
карбамида и мелассы) необходимо учитывать их плотность. Из графи-
ка на рисунке ХП-21 видно, что плотности мелассы и раствора карбами-
да в воде при соотношении 1 : 1 сильно отличаются, причем существует
линейная зависимость между плотностью и температурой. Исключение
составляет меласса при температуре, близкой к 100° С. Установлена
оптимальная температура смеси мелассы с растворенным карбамидом
в пределах 40—45° С, экспозиция смешивания 20—30 мин.
Качество смешивания мелассы с растворенным в воде карбамидом
определяют по содержанию карбамида в пробах и считают удовлетво-
рительным при максимальном отклонении между отдельными пробами
на содержание карбамида не более 5%.
§ 9. СМЕСИТЕЛИ ДЛЯ ИНГРЕДИЕНТОВ КОМБИКОРМОВ
Процесс смешивания следует рассматривать как процесс равномер-
ного распределения частиц отдельных ингредиентов во всем объеме сме-
си путем перегруппировки их под действием внешних сил.
Основной качественный показатель процесса смешивания — это од-
нородность полученной смеси. Практически однородной считают смесь,
в которой содержание ингредиентов в любом ее объеме не отличается
от заданного содержания для всей смеси.
Смеситель периодического действия ВШС-2. Применяют для при-
готовления смеси комбикормов с добавлением к ним микродобавок, ан-
тибиотиков, микроэлементов и витаминов. Смеситель может быть также
использован для приготовления обогатительной смеси для комбикормов.
Основной рабочий орган — вертикальный шнек, приводимый в дви-
жение от электродвигателя через червячный редуктор (рис. ХП-22).
Продукт поступает в смеситель по самотечной трубе, подведенной
к верхней крышке. Смеситель можно загружать и вручную через во-
ронку, установленную вместо самотечной трубы. Разгружают смеситель
через патрубок в нижней части, закрываемый во время смешивания за-
слонкой.
Техническая характеристика смесителя ВШС-2
Емкость, м3..................................... _ , 0,132
Частота вращения шнека, рад/с . . ... 12
Диаметр шнека, м;
в верхней части.......................... . . 0,159
в нижней » ... .................... 0,219
Шаг шнека, м.............. .... ............ 0,07
Мощность электродвигателя, кВт . . . . ... 1
Масса, кг . ........................................ . 125
Двухвальный смеситель непрерывного действия. Состоит из сталь-
ного вала 1, на котором укреплены лопатки 2, перемешивающие про-
261
Рис, XII-23. Двухвальный смеситель непрерывного действия:
1 — вал; 2 — лопатка; 3 — шайба.
дукт и направляющие его от места приема к выходу (рис. ХП-23). Меж-
ду лопатками и валом установлены специальные шайбы 3, на поверх-
ности которых сделаны радиальные вырезы. Вырезы позволяют
ориентировать лопатки под определенным углом к оси вала и таким об-
разом изменять производительность смесителя. Лопатки целесообразно
чередовать так, чтобы две из них были под углом 50° к оси вала для про-
движения продукта по направлению к разгрузочному устройству, а тре-
тья — под углом 20° к оси в противоположном направлении для созда-
ния встречных потоков продукта.
Производительность двухвального смесителя при смешивании ин-
гредиентов комбикормов без сена равна 6,95 кг/с, а комбикормов с се-
ном— 3,48 кг/с; частота вращения вала с лопатками 18 рад/с; потреб-
ная мощность 15 кВт.
Смеситель СМ-100. Применяют для смешивания ингредиентов, а
также для смешивания обогатительных смесей. Рабочий орган смесите-
ля (рис. XII-24) представляет собой два винта различного направления.
Одновременно в смеситель загружают около 2 м3 ингредиентов.
Смеситель СГК-1. Применяют для смешивания ингредиентов, посту-
пающих после дозаторов. Все узлы смесителя, включая корпус 1, уста-
новлены па станине 9 (рис. XII-25).
Основной рабочий орган смесителя — это трубчатый вал, на кото-
ром закреплено четыре спиральные лопасти 2. Две лопасти являются
внутренними; по направлению навивки они противоположны наружным.
Чтобы интенсифицировать процесс смешивания, на валу установлены
лопатки 4, наклон которых по отношению к оси вала регулируют в боль-
ших пределах.
К фланцу 3 можно крепить бункер или транспортирующий меха-
низм для подачи исходного продукта. Фланец 5 служит для соединения
смесителя с аспирационным устройством.
Рис. ХП-24. Смеситель СМ-100:
1, 5 — электродвигатель; 2, 6 — редуктор; <3 —муфта; 4 — загрузочный патрубок; 7 — зубчатое коле-
со; S —конечный выключатель; 9— задвижка; 10 — выпускное отверстие.
990
262
В нижней части корпуса предусмотрен люк с крышкой 7, которая
закрывается или открывается в соответствии с установленным режимом
работы смесителя посредством командоаппарата КЭП-12 с пневмоци-
линдром 6 и системой рычагов.
Экспозиции КЭП-12 устанавливают вручную в зависимости от
свойств отдельных ингредиентов и назначения комбикорма.
Для разгрузки корпуса КЭП-12 подает команду на переключение
воздухораспределителя в пневмоцилиндре. Поршень цилиндра переме-
О, т/ч в %
30 г 90
20 -80
15 - 75
10 -70
5 -65
0,20
0,30 050 f
с 0,00' 0,60
О
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 0,0
Рис. XII-26. Зависимость степени од-
нородности и производительности
смешанных ингредиентов от:
а — длины смесителя; б — степени заполне-
ния смесителя {1—степень однородности;
2 — производительность); в —частоты вра-
щения лопастных валов смесителя; г — уг-
ла наклона лопаток к валу (/—рецепт 4/20;
2 — рецепт В 8/2: <?—рецепт 5/154; пози-
ции относятся к рисунку а, в, е).
263
Рис. ХП-27. Цилиндрический лопаст-
ной смеситель;
1 — корпус; 2 — вал; 3—нож; 4— лопасть.
щается вверх и посредством ры-
чажной системы открывает крыш-
ку. После разгрузки корпуса пор-
шень движется вниз и крышка
закрывается.
Для привода крышки в пнев-
моцилиндр подается сжатый воз-
дух с давлением 0,25—0,3 МПа.
Из корпуса комбикорм поступа-
ет в бункер 8. Смеситель приво-
дится в движение от электродви-
гателя 10 через клиноременную
передачу и редуктор И.
Производительность смеси-
теля зависит от продолжительно-
сти отдельных элементов цикла
(заполнение, смешивание и раз-
грузка) .
При работе в потоке с доза-
торами типа ВАД система авто-
матического управления преду-
сматривает возможность обслу-
живания двух смесителей. После
заполнения одного смесителя ав-
томатически срабатывает питающий клапан и начинается заполнение
второго смесителя. В период смешивания и разгрузки одного смесителя
загружается ингредиентами второй смеситель, и наоборот.
На рисунке XII-26 показана зависимость степени однородности и
производительности смешанных ингредиентов от различных параметров
смесителя.
Цилиндрический лопастной смеситель. Применен на Болшевском
комбикормовом заводе для смешивания ингредиентов обогатительных
смесей.
Техническая характеристика смесителя СГК-1
Общая продолжительность цикла, мин.................. 8, 9, 10
в том числе:
заполнение ...................................... 3,4,5
смешивание ............................... .... 4,0
разгрузка...................................... 6,0
Частота вращения лопастного вала, рад/с .... 4,8
Производительность (кг/с) при продолжительности
цикла:
8 мин................................................ 2,08
9 ».................................................. 1,81
10 » !,67
Электродвигатель:
мощность, кВт..................................
частота вращения ротора, рад/с.................
Компрессорная установка:
модель .........................................
производительность, м3/с ... ..........
рабочее давление, МПа..........................
емкость резервуара, м3.........................
Рабочее давление воздуха, МПа.....................
Расход сжатого воздуха на два смесителя, м3/с . .
Масса, кг.........................................
14
146
155-1
1,67-10—4
1,0
0,27
0,25—0,3
1,11-10—*
2315
Смеситель (рис. ХП-27) состоит из цилиндрического корпуса 1, вер-
тикального вала 2, на нижнем конце которого радиально крепят нож 3.
264
Над ножом параллельно установлена лопасть 4. Рабочие плоскости но-
жа и лопасти расположены под углом 45° к горизонтальной плоскости.
Нож заточен таким образом, что нижняя грань его составляет с днищем
угол в 15°. Это обеспечивает, во-первых, минимальный зазор, устраняя
«мертвую зону» на дне смесителя и, во-вторых, намного уменьшает тре-
ние и снижает затраты энергии на перемешивание.
Благодаря большой скорости рабочих органов (v=7 м/с) смесь на-
ходится в разрыхленном состоянии и циркулирует в вертикальной плос-
кости (показано на рисунке пунктирной линией).
После включения смесителя компоненты поочередно или одновре-
менно загружаются в него, затем некоторое время смешиваются и через
отверстие для выгрузки готовая обогатительная смесь поступает на сле-
дующую машину технологического процесса.
Техническая характеристика цилиндрического
лопастного смесителя
Время цикла, мин.....................................'. 5
Неоднородность смеси, % ............................... 10
Разовая загрузка, кг..............,.................... 80
Потребная мощность, кВт................................ 5,5
Производительность, кг/с................................. 0,276
Удельный расход энергии, кВт-ч/т....................... 5,75
Масса, кг..........................................• • 350
Удельная металлоемкость, кг/т/ч...................... 365
960
Рис. ХП-28. Смеситель для микроингредиентов:
J— корпус смесителя; 2 — ротор с лопастями; <3—зонт для обеспыливания машины; 4 —привод.
18-100 2 65
Смеситель для микроингредиентов. Предназначен для предваритель-
ного смешивания микроингредиентов с наполнителем (рис. XII-28). Его
устанавливают в цехе премиксов перед дозаторами микроингредиентов.
Некоторые исходные компоненты (кислоты, витамины и микроэлемен-
ты), входящие в состав смеси, обладают агрессивными свойствами, вви-
ду чего рабочие органы смесителя (корыто, ротор, боковые стенки, ре-
шетка, заслонка) изготовляют из нержавеющей стали.
Техническая характеристика смесителя
для микроингредиентов
Емкость смесителя, кг..................................... 10
Время цикла смешивания, мин .............................. 15
Производительность, кг/с............................ 1,11-10—2
Частота вращения вала, рад/с........................ 7,5
Расход воздуха на аспирацию. м3/с....................... 0,0835
Мощность электродвигателя, кВт...................... 1 > 1
Габаритные размеры, м:
длина .............................................. 0,960
ширина.............................................. 0,370
высота................................................ 1,485
Масса, кг................................................. 150
Глава XIII
МАГНИТНЫЕ СЕПАРАТОРЫ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
На всех этапах технологического процесса переработки зерна или
ингредиентов комбикормов большое значение придают операции очист-
ки. Продовольственное зерно представляет собой неоднородную массу,
состоящую из основной культуры, подлежащей размолу, и примесей,
подлежащих удалению.
В число различных примесей, засоряющих зерно и продукты его
переработки, входят и металломагнитные примеси из стали, чугуна
и т. п. Размеры и формы таких примесей разнообразны: от мельчайших
пылинок и до кусков, по размерам намного превосходящих зерно.
В одних случаях это могут быть частицы, полученные в результате из-
нашивания рабочих органов машин, в других — попавшие в зерно гвоз-
ди, иглы, частицы шлака, железной руды, окалины и даже сравнительно
небольшие детали машин.
Вредные последствия засорения зерна и продуктов его переработки
проявляются различным образом. Куски металла, попав в обрабатыва-
ющие машины, ускоряют износ быстровращающихся деталей и нередко
приводят к поломкам и даже авариям.
Наряду с округлыми и гладкими частицами встречаются игольча-
тые и острые лепесткообразные частицы небольших размеров, которые,
попадая в пищеварительные органы, могут их травмировать.
Наконец, еще один фактор чрезвычайно большого значения застав-
ляет с повышенной серьезностью отнестись к проблеме очистки продук-
тов от металломагнитных примесей — это опасность пожаров и взрывов
пыли. Искра легко возникает при попадании кусочка металла в рабочее
пространство таких машин, как молотковая дробилка, вальцовый ста-
нок и вентилятор с металлическими колесами. Искра также может воз-
никнуть при падении металлических частиц в железобетонных силосах
и ударе их о стены силосов.
Пожар может возникнуть и от тлеющего огня вследствие того, что
кусочек металла, раскалившийся докрасна от ударов бичей и молотков
дробилок, попадает в сухой продукт, представляющий собой хорошее
горючее вещество.
На элеваторах, мукомольных, крупяных и комбикормовых заводах
удаление металломагнитных примесей из сыпучих продуктов посредст-
г'м магнитной сепарации — одно из важнейших мероприятий, способ-
ствующих повышению степени безопасности (от взрывов).
Поэтому перед каждой группой дробильных и измельчающих ма-
шин, а также перед упаковкой готовой продукции необходимо устанав-
ливать машины для очистки продуктов от металломагнитных примесей.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
Ниже приведена классификация магнитных сепараторов для очист-
ки зерна, продуктов его переработки и ингредиентов комбикормов от
металломагнитных примесей.
18*
267
Магнитные сепараторы
I
Механический
I____________
Ручной I
§ 3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
И МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
На заводах по переработке зерна в продовольственные и кормовые
продукты под магнитным сепарированием понимают процесс очистки
их от металломагнитных примесей на основе различий магнитной вос-
приимчивости зерновых продуктов и примесей.
Металломагнитные примеси и немагнитные частицы (зерно и про-
дукты его переработки) под воздействием магнитных и механических
сил перемещаются по различным траекториям.
268
Рис. ХШ-1. Схема действия маг-
нитов:
а — статического; б — электромагнита;
1 — постоянный магнит; 2 — магнитный
поток; 3—ступенька, где задержива-
ются примеси; 4 — полюс магнита;
5 — соленоид электромагнита; 6 — сер-
дечник.
Пространство, в котором проявляется действие магнитных сил на
намагничиваемые тела, называют магнитным полем.
Источниками создания магнитного поля служат постоянные магни-
ты и электромагниты. Обмотки электромагнитов питаются постоянным
током (рис. ХШ-1). Северный N и южный S полюсы магнитов обладают
равными магнитными массами, которые пропорциональны массе магни-
та. Магнитные массы, так же как и единичные полюсы, реально не су-
ществуют. Эти понятия введены для удобства вывода различных мате-
матических зависимостей. Условно северный полюс магнита считают
положительным, а южный отрицательным. Магниты обладают свойст-
вом неделимости, т. е. при разделении их на части получают опять маг-
ниты с двумя полюсами — северным и южным.
По закону Кулона, две магнитные массы т\ и т2, находящиеся на
расстоянии г друг от друга (при условии, что размеры их весьма малы
по сравнению с расстоянием между ними), взаимодействуют с силой
(XIII .J)
цг2
где р. — магнитная проницаемость среды, в которой взаимодействуют
магнитные массы; ею характеризуют способность различных
сред ориентировать электронные орбиты атомов под действием
магнитного поля;
k— коэффициент, зависящий от выбора системы единиц.
Основные физические характеристики магнитного поля следующие:
магнитная индукция, магнитный поток, напряженность магнитного по-
ля, сила магнитного притяжения и магнитная проницаемость среды.
Силу магнитного поля, действующую на «единичный» полюс в ка-
кой-либо точке поля, условились называть напряженностью магнитного
поля.
Если магнитное поле тока создается в среде, отличной от вакуума,
то результирующее поле, которое получается при сложении поля тока
и поля, созданного ориентированными электронами среды, уже нельзя
характеризовать напряженностью. Для учета силовых свойств результи-
рующего поля введена величина, называемая магнитной индукцией.
Магнитная индукция представляет собой силу результирующего
магнитного поля, которое действует на «единичный» полюс в какой-либо
точке поля.
Связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного
поля определяется равенством
(XIII-2
При внесении тела в магнитное поле его внутреннее магнитное поле
ориентируется, и тело намагничивается. Интенсивность намагничивания
I этого тела также пропорциональна напряженности Н поля:
I = КтН, (ХШ-З
где Кт — магнитная восприимчивость тела, характеризующая его спо-
собность намагничиваться.
269
Рис. ХШ-2. Кривая намаг-
ничивания металломагнит-
ного тела в переменном по
направлению магнитном
поле.
Вещества по магнитной восприимчивости
подразделяют на диамагнитные, парамагнит-
ные и ферромагнитные.
В диамагнитных веществах (медь, свинец,
графит и др.) элементарные токи создают по-
ле, направленное навстречу внешнему полю.
Для таких веществ Кт<0-
В группу парамагнитных веществ (алюми-
ний, олово, марганец и др.) относят такие ве-
щества, для которых поля элементарных то-
ков не компенсируются взаимно и атомы ве-
щества имеют некоторый магнитный момент.
Под воздействием внешнего магнитного поля
атомы и молекулы стремятся расположиться
так, чтобы их поля совпали с внешним полем.
В этом случае Кт>-0.
Особую группу составляют ферромагнит-
ные вещества (сталь, чугун, никель, кобальт,
их соединения и сплавы), которые обладают
способностью сильно намагничиваться даже в
относительно слабых магнитных полях. Характерные признаки ферро-
магнетиков — зависимость магнитной проницаемости от напряженности
внешнего поля и от предшествующего магнитного состояния (магнит-
ный гистерезис), а также достижение насыщения, т. е. конечной намаг-
ниченности при увеличении интенсивности поля (ЛДА^'О).
Зависимость между В и Н для ферромагнитных (металломагнит-
ных) веществ не имеет аналитического выражения, так как магнитная
проницаемость изменяется с изменением напряженности магнитного по-
ля, поэтому для каждого металломагнитного вещества эту зависимость
изображают в виде кривых намагничивания, определяемых опытным
путем.
Если ток в обмотке кольцевого сердечника из заданного металло-
магнитного материала плавно изменять от положительного максималь-
ного значения +tmax до отрицательного максимального значения —imax
И ОТ —imax ДО -Нтах, ТО ЗЭВИСИМОСТЬ ИНДуКЦИИ ОТ НЭПряжеННО-
сти магнитного поля получается в виде петли, называемой петлей
гистерезиса.
Эта петля в первом цикле намагничивания и размагничивания бу-
дет не замкнута. При повторных изменениях тока в тех же самых пре-
делах получается устойчивая петля (рис. ХШ-2).
Каждый из отрезков, отсекаемых петлей гистерезиса на оси орди-
нат, определяет остаточную индукцию (+В0 и —Во), а каждый отрезок,
отсекаемый той же петлей на оси абсцисс, — задерживающую (коэрци-
тивную) силу (+Я1 и —Hi).
Часть петли, лежащую во второй четверти, ограниченную изме-
нением индукции от +В0 и Н=0 до В = 0 и Н——Нх, называют кривой
размагничивания. Этой кривой пользуются при расчете постоянных
магнитов.
Для расчета цепей с постоянными магнитами имеют большое зна-
чение так называемые частные гистерезисные циклы, одна из вершин
которых лежит на кривой размагничивания. Обычно петли этих циклов
очень узки и в расчетах могут быть заменены прямыми линиями, прохо-
дящими через вершины частных гистерезисных циклов.
Отношение магнитной индукции АВ к напряженности АД частного
гистерезисного цикла называют коэффициентом возврата, который опре-
деляется выражением
270
Между величинами, характеризующими
магнитные и электрические цепи, существу-
ет аналогия, позволяющая для магнитных
цепей ввести ряд понятий, аналогичных по-
нятиям, служащим для описания явлений
в электрических цепях.
Магнитный поток аналогичен току в
электрической цепи. Пользуясь законом
полного тока, можно ввести для магнитной
цепи понятия магнитодвижущей силы
(МДС), магнитного напряжения, магнит-
Рис. ХШ-З. Дуга постоянного
магнита.
ного сопротивления и магнитной проводимости.
Произведение магнитного потока Ф на магнитное сопротивление
можно назвать по аналогии с электрической Цепью магнитным напря-
жением цепи
Таким образом, магнитные цепи подчиняются основным законам
электрических цепей (при замене электрических параметров их магнит-
ными аналогами).
Следует отметить, что сопротивление любого участка магнитной це-
пи вследствие зависимости магнитной проницаемости металломагнети-
ков от магнитной индукции, нельзя рассматривать как постоянную ве-
личину. Следовательно, расчеты магнитных цепей аналогичны расчетам
электрических цепей с нелинейными вольтамперными характеристиками.
Для характеристики постоянных магнитов пользуются также вели-
чиной Эм, которую определяют по следующей формуле:
Coffj
1000 ’
(ХШ-4)
Постоянные магниты изготовляют из материалов с высокими значе-
ниями коэрцитивной силы и остаточной индукции.
В ГОСТ 17809—72 приведен химический состав и магнитные свой-
ства сплавов для постоянных магнитов. Из сплавов типа ЮНД, ЮНДК
наиболее высокими показателями по магнитной характеристике облада-
ют сплавы ЮНДК25А и ЮНДК25БА
Металлокерамические и металлопластические магниты изготовляют
из сплавов порошков металлов типа Алии, Алнико, Магнико. Наи-
более высокими магнитными свойствами обладают сплавы Магнико
(В4=0,11 Тл, Нс «39 700 А/м).
Магниты, изготовленные методом порошковой металлургии, имеют
правильную форму, точные размеры и чистую поверхность.
Литые магниты из магнитотвердых сплавов намагничивают в по-
стоянных магнитных полях с намагничивающей силой 250—300 кА/м.
Эти магниты характеризуются высокой стабильностью и низкой чув-
ствительностью к механическим ударам и сотрясениям.
На рисунке ХШ-З даны параметры дуги постоянного магнита, изго-
товляемого из Магнико и применяемого в машинах для очистки зерна.
Поверхности полюсов шлифуют и проверяют на контрольной шлифо-
вальной плите.
Силу притяжения магнита Р(Н) можно определить по формуле
P = 4-106B2S, (ХП-5)
где В— магнитная индукция, Тл;
S—площадь сечения полюса, м2.
Литые магниты обладают большей твердостью, поэтому их изготов-
ляют в виде фасонных отливок, требующих минимальной последующей
обработки поверхности. В горнорудной промышленности начали успеш-
но применять плиточные магниты из феррита бария, изготовленные
271
Рис. ХШ-4. Схемы магнитных полей:
а — однородного; б — неоднородного.
прессованием и спеканием
солей бария с окислами же-
леза. Плиточный магнит
имеет форму параллелепи-
педа с размерами 85Х65Х
Х18мм. Масса плиты 500г.
Площадь полюсов 55 см2,
т. е. превышает площадь по-
люсов дугового магнита в
9,3 раза при соответственно
большей массе в 1,2 раза.
Исследованиями ВНИИЗ
установлено, что индукция на поверхности плиток в различных точках
плиты стабильнее, чем в магнитах другой формы. Такие магниты на-
много дешевле литых.
§ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА МЕТАЛЛОМАГНИТНЫЕ
ЧАСТИЦЫ В ПРОЦЕССЕ МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ
Процесс разделения механических смесей по магнитным свойствам
основан на использовании различия в магнитной восприимчивости ком-
понентов смесей. Магнитная восприимчивость характеризует способ-
ность тела намагничиваться при воздействии на него внешнего магнит-
ного поля.
Вокруг намагниченного поля создается собственное магнитное поле,
взаимодействие которого с внешним полем обусловливает появление
силы притяжения тела к полюсам источника внешнего поля.
Разделение смесей происходит тем успешнее, чем больше частицы
различаются по магнитной восприимчивости, а конструкция магнитного
сепаратора обеспечивает необходимую производительность и селектив-
ность выделения различных по магнитным свойствам фракций.
Для извлечения металломагнитных частиц необходимо, чтобы маг-
нитная сила /м, действующая на них, была равна или превышала проек-
цию на ее направление равнодействующей всех механических сил fMex,
испытываемых частицами,
f м f мех •
Из этого выражения видно, что для анализа процесса разделения
магнитных и немагнитных частиц в магнитном поле сепаратора необхо-
димо уметь определять магнитную и механические силы, действующие
на разделяемые частицы.
Различают однородные и неоднородные магнитные поля. Однород-
ные магнитные поля (рис. ХШ-4, а) характеризуются одинаковой на-
пряженностью по величине и направлению. Характеристикой неоднород-
ного магнитного поля (рис. ХШ-4, б) является положительный градиент
напряженности, т. е. производная напряженности по координате в на-
правлении нормали к уровню постоянной напряженности* (grad //>0).
У однородных магнитных полей grad H = Q.
В однородном магнитном поле на частицы действует вращающий
момент, ориентирующий их параллельно силовым линиям поля, а в не-
однородном поле частица, кроме этого, испытывает силу притяжения
в направлении увеличения напряженности поля. Наличие этой силы при-
водит к отделению магнитных частиц от немагнитных при прохождении
продукта через магнитное поле сепаратора.
В магнитных сепараторах используют только неоднородные по на-
* Градиент напряженности поля grad Н представляет собой производную
в направлении наибольшего возрастания Н.
272
^ованием и спеканием
бария с окислами же-
Плиточный магнит
форму параллелепи-
с размерами 85Х65Х
мм. Масса плиты 500 г.
адь полюсов 55 см2,
ревышает площадь по-
в дугового магнита в
аза при соответственно
ей массе в 1,2 раза,
дованиями ВНИИЗ
к в различных точках
ы. Такие магниты на-
пряженности поля, которые создаются соответствующей формой и рас-
положением полюсов магнитной системы.
На частицу в магнитном поле сепаратора действует магнитная сила
притяжения, которая определяется потенциальной энергией U, приобре-
таемой частицей во время ее намагничивания
(ХШ-6)
V
ОМАГНИТНЫЕ
магнитным свойствам
восприимчивости ком-
арактеризует способ-
ней) внешнего магнит-
енное магнитное поле,
ловливает появление
него поля.
, чем больше частицы
нструкция магнитного
тельность и селектив-
ам фракций.
обходимо, чтобы маг-
ли превышала проек-
еханических сил /мех,
где Цо— магнитная постоянная;
Кт—магнитная восприимчивость частицы;
Н— напряженность поля в объеме частицы;
dV— элемент объема частицы.
Сила fM, действующая на тело, может быть выражена через grad U
с обратным знаком
L = - grad U= grad dy, (ХШ-7>
v
Включая знак «grad» в подынтегральное выражение и допустив, что
в пределах объема частицы магнитная восприимчивость постоянна, а из-
менение //grad// относительно невелико, можно написать для силы-
магнитного притяжения
/м = Ио KmVH grad Н, (ХШ-8)
где V — объем частицы.
В системе СИ сила магнитного притяжения /м выражается в Ньюто-
нах (Н). Удельное значение силы магнитного притяжения, отнесенное к
единице массы частицы 1 кг, равно (Н/кг)
FM = = Ио н grad Н, (ХШ-9)
процесса разделения
е сепаратора необхо-
е силы, действующие
тные поля. Однород-
тся одинаковой на-
еристикой неодиород.
ожительный градиент
по координате в на-
ности* (grad //>0).
"ствует вращающий
иниям поля, а в не-
т силу притяжения
ичие этой силы при-
ых при прохождении
неоднородные по на-
, - дН
ооои производную ——
дх
где т—масса частицы, кг;
б—плотность частицы, кг/м3.
Величина //grad// является удобной характеристикой силовых воз-
можностей магнитного поля. Б. Г. Деркачом она названа магнитной
силой поля.
Таким образом, для подсчета удельной силы магнитного притяже-
ния, действующей на металломагнитные частицы в магнитном поле се-
паратора, необходимо знать удельную магнитную восприимчивость ча-
стицы и силу магнитного поля //grad// сепаратора.
Магнитная восприимчивость железных, чугунных и других металло-
магнитных примесей имеет высокие значения. В отличие от них зерно-
вая масса и продукты переработки зерна диамагнитны. Это и позволяет
применять магнитные и электромагнитные сепараторы для выделения
металломагнитных частиц из зерна и продуктов его переработки.
Для увеличения эффективности отделения металломагнитных ча-
стиц в магнитном поле магнитную и электромагнитную системы сепа-
раторов нужно конструировать так, чтобы значения //grad// были воз-
можно большими, желательно за счет grad//. Последнее условие объяс-
няется тем, что создание магнитных полей большой напряженности при
больших воздушных зазорах неэкономично. В связи с этим важно по-
добрать такую форму полюсов, чтобы она обеспечивала большую неод-
нородность поля и, следовательно, высокое значение grad// при эконо-
мически оправданной напряженности Н, а значит, и большую магнитную
силу.
273
Рис. XIII-5. Расчетные схемы для определения
подъемной силы магнитных подков:
а — положение частицы, перемещающейся по наклон-
ной плоскости магнитной подковы; б — перемещение
частицы между полюсами магнитной подковы;
в — схема действия магнитного сепаратора с враща-
ющимся барабаном.
шла притяжения
В рабочей зоне сепаратора на
металломагнитную частицу действу-
ют не только магнитные, но и механи-
ческие силы.
Для определения потребной силы
притяжения рассмотрим положение
частицы, перемещающейся по наклон-
ной плоскости и находящейся в зоне
действия подковообразного магнита
(рис. XII-5, а). Из механики известно,
что выделение частицы массой G воз-
можно при следующем неравенстве
(N + P1)f>T, ДХШ-10)
где — сила притяжения магнита, Н;
f — коэффициент трения.
Подставляя значения N и Т, находим
(G cos а + Ру) f > Gsina,
откуда
> — sin a — G cos a =
f sin <p
(XIII-11)
При таком отношении магнит удерживает остановившуюся частицу
на месте.
Определим силу притяжения магнита, необходимую для остановки
частицы, движущейся с определенной скоростью. На рисунке ХШ-5, б
изображено четыре последовательных положения частицы, перемещаю-
щейся между полюсами подковообразного магнита. В положении I части-;
на только приблизилась к магниту, и силу взаимодействия между ними
условно принимают равной нулю Pi=0.
В положении II изображена частица, прошедшая путь при средней
величине силы взаимодействия,
р _ Адах
При максимальной силе притяжения (положение III) частица про
ходит путь ’
5Ш — L Ь.
Наконец, при дальнейшем движении частицы сила взаимодействи'
начинает уменьшаться. Принимаем, что частица остановится в крайнем
положении IV. При этом она пройдет путь
Если допустить, что
ону от нуля в положе;
. трения от магнитного
<ести частицы состав!
Л = fb+PmJ(
= [Л
Определим кинетичс
свой путь в точке В (см.
двигаться,
Скорость в точке С
v = }
Кинетическая энерг
mv2
Работа касательно!
Д' = '
Очевидно, на пути
частицы и работе каса'
т- м же пути, т. е.
Откуда
GS (sina — /ci
р — ________________
1 max.
После преобразов
р
1 шах
274
схемы для определения
тных подков:
еремещающейся по наклон-
подковы; б — перемещение
мн магнитной подковы;
твою сепаратора с враща-
•ила притяжения
р _ -Р max
1 ~ 2
Если допустить, что сила притяжения увеличивается по линейному
ону от нуля в положении I до Ртих в положении II, то полная работа
. трения от магнитного притяжения и нормальной составляющей силы
сести частицы составит
не сепаратора на
частицу действу-
тные, но и механи-
ия потребной силы
отрим положение
ющейся по наклон-
аходящейся в зоне
бразного магнита
механики известно,
ицы массой G воз-
ющем неравенстве
f>T, ХХШ-10)
жения магнита, Н;
ент трения.
Р max
Рщах "т 2
А fb + Pmaxf (L — Ь) + ~
2
(ХШ-12)
Определим кинетическую энергию частицы. Пусть частица начинает
свой путь в точке В (см. рис. ХШ-5,а). Ускорение, с которым она будет
двигаться,
а — g (sin а — f cos а).
Скорость в точке С (у края магнита)
v — У2Stz = V2Sg (sin а — f cos а).
Кинетическая энергия частицы
пар G iP х-,0 , . г ,
---=-------— GS (sm а —г cos а).
2 g 2
Работа касательной составляющей силы тяжести тела на пути
L-'r —
2
(ХШ-13)
(XIII-14)
(ХШ-15)
(XIII-И)
вившуюся частицу
ую для остановки
а рисунке ХШ-5, б
тицы, перемещаю-,
положении I части-^
ствия между ними
путь при средней
(ХШ-16)
А! = Т lb + —= G sin а
к 2 /
Очевидно, на пути L + -- работа силы трения равна живой силе
частицы и работе касательной составляющей силы тяжести частицы на
Т' м же пути, т. е.
Р ь_______
х max I-° g
сс —fcosa) +
(ХШ-17)
III) частица про
а взаимодействи'
овится в крайнем
j откуда
Г ь \ ( ь \
GS (sin а — f cos а) + G sin а! L 4-I — G cos а A -f-f
I pmax==----------------------------- S 2Л---------------k----_, (XIII-18)
/ b \
4 f
\ о J
После преобразования получим
/ ЬУ\
G S-j-Z.4---I (sin a — /cos a)
’ Pmax = ---. (XIII-19
i ь \
у-тг
275
Определим потребную силу притяжения магнитного сепаратора с
вращающимся барабаном для выделения металломагнитных примесей
Обозначим (рис. ХШ-5, в) через G — силу тяжести притягиваемой ча-
стицы; Р=т(п?г — центробежную силу, направленную по радиусу бара-
бана (со — угловая скорость вращения барабана; г — радиус барабана).
Скорость относительного движения частицы по поверхности бара-
бана будет равна нулю, т. е. она не отделится от барабана при условии
Т F или G sin а (Р, — Ря — G cos а) f, (ХШ-20)
где Pf — сила притяжения магнита, действующая по радиусу,
f— коэффициент трения частицы.
Таким образом
I s i п сс < \ । г\
Pf^>(j ~-------И cos a j + Рп.
После несложных преобразований получим
Q sin («. + ф)
sin ф
(ХШ-21)
(ХШ-22)
Максимальное значение сила магнитного притяжения достигнет при
а =(90—<р), т. е.
= +Р
sin Ф
(ХШ-23)
§ 5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СЕПАРАТОРОВ
Во ВНИЭКИпродмаш проведена большая работа по исследованию
процесса магнитной сепарации зерна на электромагнитных сепараторах
барабанного типа с механическим удалением металломагнитных приме-
сей из рабочей зоны. На основании исследований получены инженерные
методики расчета сепараторов подобного типа и определено время осаж-
дения металломагнитной частицы на этих сепараторах.
Время для осаждения металломагнитной частицы в процессе маг-
нитной сепарации можно определить из следующего выражения:
, /0,0038 . 0,001066 \ / h \Ф ,VIII
г = I-------р------ ( — I , (ХШ-24)
\ ro ro / \ 1 /
где Fo— сила магнитного притяжения на поверхности полюсов маг-
нитной системы;
Ф — угловой коэффициент, определяется в зависимости от степе-
ни точности измерения;
Ф = 0,93 — 0,0028С (ХШ-25)
или
ф = 0,93 — 0,0064е~’,5Л’ С- (ХШ-26)
h — толщина слоя сепарируемого материала;
— толщина слоя сепарируемого материала, равная 0,01 м;
С—коэффициент, характеризующий шаг магнитной системы.
При анализе явлений, происходящих в процессе магнитной сепа-
рации, установлено две стадии этого процесса:
стадия осаждения металломагнитной частицы на обечайку бараба-
на или экран;
стадия удержания частицы на поверхности барабана или экрана.
В соответствии с этим расчет сепараторов состоит из двух этапов.
Первый этап заключается в определении условий, при которых металло-
магнитная частица, находящаяся в верхнем слое сепарируемого мате-
риала, осядет на обеча
ление условий удержан
на. Решение последней
расчет выбранного ре
ниткой частицы.
Процесс магнитной
ними параметрами:
силовой характери
распределения магнита
рабочей протяжен!
толщиной слоя и
ла;
характеристикой о
массе, коэффициенту со
ломагнитных частиц о
Эти параметры пр
менительио к сепарато
При расчете магии
практические задачи:
определение харак
определение длин
определение преде
щего магнитного сепар
Определение хара
тельность сепаратора
на R); ширина рабочей
ла и коэффициент сопр
В этом случае рек
г 1. Зная произвол
: сепарируемого матери
определяем скорость
ражения для определе
2. Зная длину раб
дукта, определяем вре
ра, которое является
ной частицы.
3. Зная /кр и С
формул (XIII-24—26)
мы Fo (если магнитна
тах, то эта задача ре
Дальнейший элек
по известной из литер
Определение дли
характеристика магии
В этом случае порядо
1. По формуле О
материала.
2. По формулам (
определяют время ос
ность барабана (или
3. Зная время ос
определяют длину ра
угле охвата).
Определение пре
этой задачи сводится
276
магнитного сепаратора с '
талломагнитных примесей ?
яжести притягиваемой ча- :
вленную по радиусу бара-
на; г — радиус барабана).
Цы по поверхности бара- !
от барабана при условии
Geos а)/, (ХШ-20)
Щая по радиусу;
Р"- (XIII-21)
им
(XIII-22)
работа по исследованию
омагнитных сепараторах
талломагнитных приме-
и получены инженерные
определено время осаж-
торах.
астицы в процессе маг-
его выражения;
(ХШ-24)
ерхности полюсов маг-
зависимости от степе-
ритяжения достигнет при
(XIII-23)
(XIII-25) j
(ХШ-26)
ная 0,01 м;
ой системы.
ессе магнитной сепа-
I на обечайку бараба-
барабана или экрана,
стоит из двух этапов,
при которых металло-
сепарируемого мате-
риала, осядет на обечайку барабана или экран. Второй этап — опреде-
ление условий удержания частицы на поверхности барабана или экра-
на. Решение последней задачи может рассматриваться как поверочный
расчет выбранного режима, обеспечивающего осаждение металломаг-
нитной частицы.
Процесс магнитной сепарации определяется следующими его основ-
ными параметрами:
силовой характеристикой источника магнитного поля и характером
распределения магнитного поля в рабочей зоне сепаратора;
рабочей протяженностью магнитного поля;
толщиной слоя и скоростью перемещения сепарируемого материа-
ла;
характеристикой ожидаемого материала по крупности, насыпной
массе, коэффициенту сопротивления среды, коэффициенту трения метал-
ломагнитных частиц о рабочую поверхность сепаратора.
Эти параметры при расчете либо задаются, либо вычисляют при-
менительно к сепаратору с заданной производительностью.
При расчете магнитных сепараторов обычно встречаются такие
практические задачи:
определение характеристики источника магнитного поля;
определение длины рабочей зоны;
определение предельно допустимой производительности существую-
щего магнитного сепаратора.
Определение характеристики магнитного поля. Известна производи-
тельность сепаратора Q, длина рабочей зоны L (или радиус бараба-
на 7?); ширина рабочей зоны В, толщина слоя h сепарируемого материа-
ла и коэффициент сопротивления среды k.
В этом случае рекомендуется следующий порядок расчета.
1. Зная производительность магнитного сепаратора, толщину слоя
сепарируемого материала, его плотность у и ширину рабочей зоны В,
определяем скорость транспортирования продукта ц0 из известного вы-
ражения для определения производительности
Q = Bhyv0. (ХШ-27)
2. Зная длину рабочей зоны L и начальную скорость движения про-
дукта, определяем время нахождения продукта в рабочей зоне сепарато-
ра, которое является критическим временем осаждения металломагнит-
ной частицы.
3. Зная /кр и С =—,где S— шаг магнитной системы, определяем из
S
формул (ХШ-24—26) необходимую силу притяжения магнитной систе-
мы Fo (если магнитная система конструируется на постоянных магни-
тах, то эта задача решается методом подбора).
Дальнейший электротехнический расчет магнитной системы ведется
по известной из литературы методике.
Определение длины рабочей зоны. Известны производительность,
характеристика магнитного поля и скорость транспортирования продукта.
В этом случае порядок расчета следующий:
1. По формуле (XIII-27) определяют толщину слоя сепарируемого
материала.
2. По формулам (ХШ-24—27) в зависимости от типа сепаратора
определяют время осаждения металломагнитной частицы на поверх-
ность барабана (или экрана).
3. Зная время осаждения и скорость транспортирования продукта,
определяют длину рабочей зоны (или диаметр барабана при известном
угле охвата).
Определение предельно допустимой производительности. Решение
этой задачи сводится к определению максимальной толщины слоя се-
277
парируемого материала, которую может преодолеть металломагнитная
частица, при сохранении неизменными остальных параметров, счита
что средняя скорость потока и разрыхленность слоя практически не т
меняются с увеличением толщины слоя.
Порядок расчета следующий:
1. Зная длину рабочей зоны и среднюю скорость движения сепа
руемого материала, определяют максимальное время осаждения мет
ломагнитной частицы.
2. Из формул (ХШ-24—26) в зависимости от типа сепаратора опре-
деляют предельно допустимую толщину слоя /zmax сепарируемого ма
риала.
3. Выражение для определения предельно допустимой производ,:
тельности Qmax имеет вид:
Qmax = Qo-~(ХШ-28)
h0
где Со—исходная производительность магнитного сепаратора;
h0— исходная толщина слоя сепарируемого материала.
§ 6. УСТРОЙСТВА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
Сепараторы магнитные. Раньше мукомольные и крупяные заводы
оснащали сепараторами с постоянными магнитами, указанными на ри-
сунке ХШ-6, а. Подковообразные магниты 2 зажаты болтом 3 между
двумя чугунными стойками. Болт изготовлен из немагнитного материала
(латунь, бронза, алюминиевые сплавы, марганцовистая сталь, пластмас-
сы). Подковы уложены одноименными полюсами, образуя таким обр
зом сплошной широкий магнит. Между полюсами находится пластина
из немагнитного металла (латуни), укрепленная на деревянном бру'
4, которым при сборке центрируют весь набор магнитов. Между маг|
тами и стойками имеются упругие прокладки из немагнитного матер
ла (картона, фибры), обеспечивающие плотное стягивание и изоляц!
магнитов от опор, на которых они установлены. Магниты наклонены так,
что поверхность их полюсов образует угол 40° с горизонталью.
В одной плоскости с полюсами находится дно 6 приемного ковша, по
которому движется зерно. Дно изготавливают из дерева твердых поре
и покрывают латунью. Толщину слоя продукта регулируют задвижкой /
В некоторых конструкциях эта задвижка сделана также из немагнитного
материала.
Отобранные примеси удаляют вручную. При этом перекрывают за-
слонку в подводящей трубе самотека и осторожно очищают магниты
деревянным скребком, не цопуская попадания металлических частиц в
основной продукт. Магниты следует систематически очищать, так как
металломагнитные примеси, накапливаясь, замыкают магнитные полю-
сы. Для равномерного распределения поступающего продукта по всей
ширине магнитного поля над аппаратом устанавливают распределитель
(рис. ХШ-6,б).
В трубе самотека для выделения металломагнитных примесей из му-
ки магнитные дуги располагают в шахматном порядке (рис. ХШ-6, в).
Продукт разделяется на отдельные потоки, что увеличивает эффектив-
ность работы магнитов.
На рисунке ХШ-6, г показан сепаратор несколько улучшенной кон-
струкции. Магниты его смонтированы в специальном корпусе с перекид-
ным клапаном 12. В рабочем положении клапан устанавливается так,
что продукт направляется в отводящий канал (на рисунке это положение
показано пунктирной линией).
На время очистки полюсов магнитов от приставших примесей надо
прекратить поступление зерна, опустив задвижку И, и установить кла-
278
щлеть металломагнитная
ных параметров, счита
слоя практически не т
орость движения сепа.
время осаждения мет
от типа сепаратора опре-
сепарируемого ма
। допустимой произвол,;:
(ХШ-28)
'кого сепаратора;
о материала.
жые и крупяные заводы
ами, указанными на ри-
ажаты болтом 5 между
немагнитного материала
твистая сталь, пластмас-
1и, образуя таким обр
[И находится пластина
я на деревянном бру
гагнитов. Между маг(
5 немагнитного матер,
стягивание и изолящ
Магниты наклонены так,
оризонталью.
э 6 приемного ковша, по
з дерева твердых поре
егулируют задвижкой /
также из немагнитного
I этом перекрывают за-
кно очищают магниты
теталлических частиц в
ески очищать, так как
кают магнитные полю-
его продукта по всей
чивают распределитель
итных примесей из му-
рядке (рис. ХШ-6,в),
величивает эффектив-
лько улучшенной кон-
ом корпусе с перекид-
устанавливается так,
исунке это положение
авших примесей надо
11, и установить кла-
пан 12 в положение, указанное на рисунке. Примеси собираются в вы-
движном ящике 13, который периодически опоражнивают.
Форму приемного отверстия 10 надо выбирать в соответствии с фи-
зико-механическими свойствами очищаемых продуктов.
Колонки магнитные типа БКМ. Предназначены для выделения ме-
талломагнитных примесей из продуктов переработки зерна.
Колонка БКМ2-3 состоит из деревянной или алюминиевой стани-
ны 1 и блоков магнитов 3 из сплава Магнико (рис. ХШ-7, а). Блоки ося-
ми 4 устанавливают в опорах станины и при помощи ручек 2 их можно
поворачивать на 90° вокруг оси, что необходимо для очистки магнитов
от металломагнитных примесей. Питающее устройство колонки состоит
из подвижной наклонной доски 8 и винта-регулятора 7.
Наблюдают за работой колонки через смотровой люк 6. Внизу ста-
нины находится выходное отверстие (окно) 5.
Магнитная колонка БКМП разделена вертикальной перегородкой на
две самостоятельные части.
Колонка БКМЗ-7 (рис. ХШ-7, б) отличается своей конструкцией,
Она состоит из деревянной станины 1, металлической коробки 10 и шес-
ти взаимозаменяемых наборов магнитов 9. При очистке и перемагничи-
вании наборы магнитов выдвигают па сторону. Металломагнитные при-
меси собираются в выдвижные коробки, а затем удаляются из них.
Рис. ХШ-7. Колонки магнитные:
а — БКМ2-3; б —БКМЗ-7: / — станина; 2 — ручка; 3 — блок магнитов;
4 — ось; 5—выходное отверстие; 6 — люк смотровой; 7—винт-регулятор;
8 — направляющая доска; 9 — набор магнитов; 10 — коробка.
280
• Техническая характеристика магнитных колонок
С5
ю 8 ю СО
со сч t— ю сч
Марка сч сч сч со с
£ £ £ £ £ £
« « ц; ц;
U3 из U3 U3 U3 из
Число магнитов 12 24 40 60 84 80 24
Длина одной маг- 150 300 500 750 700 500 300
нитной линии, мм
Число магнитных 2 2 2 2 3 4 2
линий
Магниты Сплав М а г и и к о ММ 2165 ТУО-1651
Габаритные разме-
ры, м:
длина 0,316 0,470 0,635 0,928 0,840 0,67 0,515
шир ина 0,320 0,320 0,300 0,320 0,790 0,32 0,320
высота 0,600 0,600 0,530 0,600 1,270 0,95 0,600
Масса, кг 16,5 27 30,8 55,7 113,5 80 29
Установка магнитных аппаратов на зерноперерабатывающих заво-
дах регламентируется нормами в соответствии с правилами ведения тех-
нологического процесса. Для постоянных магнитов из сплавов Магнико
разработаны временные правила, которые будут уточняться в процессе
массовой эксплуатации. В таблице ХШ-1 приведены сведения об уста-
новке магнитных аппаратов на мукомольных заводах по стадиям техно-
логического процесса и длине фронта магнитного поля.
ТАБЛИЦА XIII-1
Установка магнитных заграждений на мукомольных заводах
Основные места установки магнитных заграждений На единицу изме- рения продукции, т/сутки Норма длины фронта магнитного поля, м
магниты из стали типа ЕХЗ магниты из спла- вов типа Магни- ко
Зерноочистительное отделение
После первого сепаратора 100 1,2 Блоком в 2 ря-
да по всей
ширине вы-
ходкого от-
верстия сепа-
ратора
Перед каждой обоечной машиной 100 1,0 0,8
Перед каждой щеточной машиной 100 0,5 0,4
После последнего сепаратора 100 20 подков 0,5
Размольное отделение
Перед I драной системой 100 1,5 1,0
Перед другими системами На 1 м длины 6 подков 0,4
вальцов
Перед бичевыми машинами На 1 машину 4—6 подков 0,4
Контроль продукции
Мука сортовых помолов 100 1,5—1,7 0,8
Мука обойных помолов 100 2,0 1,0
Манная крупа 10 3,0 1 ,о
Отруби 10 0,3 0,3
Отходы I и II категорий 10 0,05 0,2
281
Рис. ХШ-8. Устройство для намагничивания отдельных дуг:
а — каркас катушки: б — катушка; в— схема намагничивания постоянным током.
1 — предохранитель на 6 А, 250 В; 2 — переключатель; 3 — шунтирующее сопротивле-
ние для предохранения обмоток катушек в момент включения цепи
На элеваторах магниты чаще всего устанавливают после пропуска
зерна через воздушно-ситовые сепараторы, на крупяных заводах, как и
на мукомольных, — в подготовительном отделении перед шелушильны-
ми, шлифовальными и полировальными машинами, а также на контроле
готовой продукции. На комбикормовых заводах магнитные заграждения
устанавливают перед дробильными и другими измельчающими машина-
ми, перед прессами и на контроле готовой продукции.
Углы наклона подводящих самотеков должны быть минимально до-
пустимыми (по транспортирующим способностям) для уменьшения ско-
рости частиц в магнитном поле; толщина слоя продукта на сепараторах
с постоянными магнитами не должна быть больше 7 мм для мучнистых
продуктов и 10 мм для зерна.
Периодически следует проверять грузоподъемности магнитов. Нор-
мальная грузоподъемность для одной подковы 12 кг (сталь типа ЕХЗ) и
20 кг (сплав Магнико).
Намагничивание подков. Намагничивание отдельных
подков постоянным током при сравнительно длительном пропускании
тока (0,5—1 с) целесообразно проводить при напряжении сети ПО или
220 В. Для намагничивания необходимо изготовить две катушки, кото-
рые надевают на ножки подковы (рис. ХШ-8). Подкову с надетыми на
нее катушками устанавливают ножками на плоскую чисто обработанную
массивную болванку из малоуглеродистой стали. Затем пропускают ток
в прямом и обратном направлении, используя для этого перекидной ру-
бильник. Продолжительность каждого замыкания до 0,5 с. Катушка
представляет собой каркас из немагнитного металла, на котором намо-
тано 3000 витков провода ПБД 0 0,5 мм. Катушки соединяют последова-
тельно так, чтобы ток в них шел в противоположных направлениях
(рис. ХШ-8, б). После намагничивания подкову осторожно сдвигают с
болванки, катушки снимают, затем подкову замыкают якорем.
При намагничивании подков переменным током применяют катушки
с небольшим числом витков при очень кратковременном действии тока
(0,003—0,01 с). Через катушки проходит большой силы ток (70—200 А).
Чтобы получить столь малые выдержки, в цепь намагничивания катушек
включают тонкую плавкую вставку (медная проволока 00,18 мм), пере-
горающую при включении тока в течение очень короткого времени, тем
самым «отключая» катушки.
282
вают после пропуска
яных заводах, как и
перед шелушильны-
а также на контроле
нитные заграждения
льчающими машина-
ыть минимально до-
ля уменьшения ско-
укта на сепараторах
7 мм для мучнистых
ости магнитов. Нор-
(сталь типа ЕХЗ) и
ие отдельных
ельном пропускании
жении сети НО или
две катушки, кото-
кову с надетыми на
чисто обработанную
тем пропускают ток
того перекидной ру-
до 0,5 с. Катушка
а, на котором намо-
единяют последова-
них направлениях
орожно сдвигают с
т якорем.
рпменяют катушки
иом действии тока
ы ток (70—200 А),
ничивания катушек
<а 00,18 мм), пере-
ткого времени, тем
Катушки изготовляют из провода ПБД 00,7 мм (по 20 витков на
каждой).
Ширина якоря должна быть равна ширине подковы. Якорь при на-
кладывании на магнит должен перекрывать подкову примерно на 10 мм
с каждой стороны. Толщина якоря должна быть 20—25 мм.
Прибор для намагничивания с плавкой вставкой перед нажимом
кнопки плотно закрывают. Присоединяют его к щитку после группо-
вого предохранителя, когда закончены все подготовительные операции.
Медный провод, соединяющий катушку с прибором для намагни-
чивания, должен быть хорошо изолирован и иметь сечение не менее 4 мм2
и длину не более 50 м. Для безопасности обслуживающего персонала не-
обходимо обеспечить полную электроизоляцию пола (сухой деревянный
настил, резиновые коврики и др.). В воздухе рабочего помещения не
должно быть пыли.
Групповое намагничивание подков. На рисун-
ке ХШ-9, а показан аппарат инженера Ландсберга, позволяющий исполь-
зовать переменный ток в несколько десятков ампер для намагничивания
нескольких подков одновременно.
В аппарате смонтированы зажимы 1 для сменной плавкой вставки,
блокировочный контакт 2, гнезда 4 для вилки питающей сети, рабочая
кнопка 5 и гнезда 5 для вилки намагничивающих катушек. На каркас
катушки намотано 30—40 витков провода ПБД 00,7 мм с хлопчатобу-
мажной двойной изоляцией.
Намагничивающие катушки последовательно соединены с блокиро-
вочными контактами 2 (рис. ХШ-9, б) и рабочей кнопкой <5. В гнезда 4
аппарата подается переменный ток напряжением 220 В. Когда крышка
аппарата открыта, блокировочные контакты 2 разомкнуты, зажимы 1
1
Рис. ХШ-9. Намагничивание подков переменным током:
а — аппарат Ландсберга; б — схема аппарата; в — схема группового намагничивания подков; 1 — за-
жимы плавкой вставки; 2 — блок-контакт; 3— кнопка; 4, 5 — штепсельные гнезда; 6 — обмотка ка-
тушки; 7 — якорь; 8 — ткань; 9— провод; 10— картон; 11 — деревянная прокладка; 12 — дополни-
тельная картонная прокладка.
283
плавкой вставки обесточены. Это обеспечивает безопасную смену вста-
вок. Обмотку 6 катушки намагничивания соединяют при помощи вилки
с гнездами 5. В качестве плавкой вставки применяют неизолированную
бронзовую проволоку 00,18 мм или медную 00,15 мм.
Для группового намагничивания (рис. ХШ-9, в) достаточно иметь
катушку из 50 витков провода марки ПБД или ПР 02—2,5 мм. Каркасом
служит прочный картон толщиной 0,5—1 мм, покрытый тканью. Якори
изготовляют толщиной 20 мм из стали марки Ст. 1. Плоскости якорей,
примыкающие к полюсам, шлифуют. Розетку групповой катушки и при-
бор намагничивания соединяют хорошо изолированным проводом сече-
нием 4 4im2.
§ 7. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СЕПАРАТОРЫ
Процессы, происходящие в электромагните, можно характеризовать
следующими уравнениями.
1. Уравнение электрической цепи обмотки электромагнита
Uy = IR + , (ХШ-29)
dt
где Uy — напряжение цепи управления, В;
i — сила тока в обмотке, А;
ф— мгновенное значение потокосцепления обмотки;
t — время, с.
2. Уравнение магнитной цепи электромагнита
= (ХШ-30)
где — магнитодвижущая сила, необходимая для проведения по-
тока с индукцией Вд через воздушный зазор длиной g;
Hll[— магнитодвижущая сила, необходимая для проведения по-
тока через стальные части электромагнита.
3. Уравнение силы электромагнитного притяжения
Л = Н^маг)> (XIII-31)
где F3 — тяговое усилие электромагнита;
1Рмаг — запас энергии в магнитном поле.
Критерии оптимальности конструкции электромагнита. Рациональ-
ность конструкции электромагнита оценивают следующими параметра-
ми: магнитной эффективностью тщат! механической эффективностью
Т]мех и весовой эффективностью Т]вес-
Под магнитной эффективностью понимают отношение полезной
энергии W^ex к подводимой электрической энергии 1РП0ДВ, т. е. т]Маг=
=-^^-.Для существующих конструкций электромагнитовт]Маг=0,4-^-0,7.
®’подп
Механической эффективностью называют отношение полезной меха-
нической работы Апол, совершаемой электромагнитом, к максимально
возможной полезной работе электромагнита Апол.тах
______ ‘Зпол
'1мех ,
•^пол.тах
Весовой эффективностью называют отношение массы электромаг-
нита к значению его полезной работы, т. е.
Сепаратор с неподвижной магнитной системой. Внутри его полого ба-
284
Рис. ХШ-10. Сепаратор электромагнит-
ный барабанный с неподвижной магнит-
ной системой:
1 — питающий валик; 2—ярмо; 3—щетка;
4 — ламель; 5 — сборник; 6 — канал; 7 — по-
люсный наконечник; 8 — электромагнитная си-
стема; 9 — барабан; 10 — ворошитель; 11—кла-
пан.
рабана 9 (рис. ХШ-10), изготов-
ленного из тонкого немагнитного
материала, находится неподвиж-
ная электромагнитная система 8
с чередующейся по ходу движе-
ния продукта полярностью, что
приводит к магнитному переме-
шиванию металломагнитных час-
тиц. Эта система вызывает изме-
нение полярности приставших к
барабану мелких частиц и обес-
печивает более эффективную
очистку продуктов.
Продукт поступает через кла-
пан 11 и ворошитель 10 на пи-
тающий валик 1, который распре-
деляет продукт равномерно по в<
ные примеси притягиваются к барабану и перемещаются с ним до тех
лор, пока под действием силы тяжести не падают в сборник 5. Очи-
щенный продукт выходит из машины через канал 6.
Электромагнитная система состоит из чугунного ярма 2, к которо-
му прикреплены ламели 4 из малоуглеродистой стали и полюсные нако-
нечники 7.
Стальные планки, закрепленные на поверхности вращающегося ба-
рабана по образующим, препятствуют сбиванию металломагнитных
примесей потоком продукта. Для очистки поверхности барабана уста-
новлена щетка 3.
Для преобразования переменного тока в постоянный служит селе-
новый выпрямитель, с которым соединены катушки электромагнита.
Провода подведены к катушкам через отверстия, просверленные в по-
луоси держателя электромагнитов. Электродвигатель питается пере-
менным током напряжением 220/380 В, а электромагнит — постоянным
током напряжением 110/220 В.
Для нормальной работы электромагнитного барабана сепаратора
необходимо обеспечить равномерную подачу материала.
Техническая характеристика электромагнитного
сепаратора с неподвижной электромагнитной системой
Производительность, кг/с.............................. 1,4
Диаметр электромагнитного барабана, м..................... 0,45
Длина электромагнитного барабана, м....................... 0,48
Частота вращения барабана, рад/с..................., . 60
Число полюсов......................................... 5
Потребная мощность, кВт............................... 1—1,3
Число селеновых выпрямителей СВК-П0-3................. 1
Масса, кг.............................................• 800
Однобарабацный сепаратор AI-ДЭС. Сконструирован он во
ВНИЭКИпродмаш. Электромагнитная система сепаратора неподвижна
с чередующейся полярностью полюсов поперек движения продуктов.
Зерно поступает через загрузочный патрубок 4, в котором смонтирован
285
клапан 2 и задвижка 1 (рис. ХШ-11). Клапан поворачивается отно-
сительно оси, на которой жестко закреплен противовес <3. Поступающее
на сепаратор зерно преодолевает действие противовеса и открывает
клапан. В закрытом положении рычаг противовеса нажимает на конеч-
ный выключатель и тем самым обеспечивает отключение электромаг-
нитной системы в случае прекращения поступления зерна.
Задвижка, выполненная в виде шибера, предназначена для пере-
крытия сыпи зерна в случае возникновения опасности завала сепарато-
ра. Об опасности завала дает сигнал датчик уровня 13, смонтированный
в разгрузочном патрубке 14. Кроме того, задвижкой можно регулировать
подачу зерна, обеспечивая работу дробилки в автоматическом режиме
в случае установки промежуточного бункера между сепаратором и дро-
билкой с двумя датчиками уровня.
Питающий бункер 5 снабжен клапаногл 6, который под действием
противовеса прижимается к барабану. Поступающий продукт отжимает
клапан.
Электромагнитный барабан 8 состоит из вращающейся обечайки
7 и неподвижной электромагнитной системы. Обечайка выполнена из
немагнитного материала. При помощи планки на обечайке металло-
магнитные примеси извлекаются из магнитого поля. Обечайка смонти-
рована на шариковых подшипниках.
Электромагнитная система включает в себя сердечник 10, выпол-
ненный в виде оси, четыре катушки на сердечнике, два боковых полюса
и три промежуточных полюса. В нерабочей зоне барабана смонтирован
экран 16, уменьшающий магнитное поле. Обечайка в нерабочей зоне
очищается от металломагнитных примесей скребком 15.
На границе магнитного поля снизу барабана смонтирована щетка
И для очистки обечайки от налипших частиц продукта.
Рис. ХШ-11. Сепаратор AI-ДЭС электромагнитный однобарабанный:
1 — задвижка; 2, 6— клапан; 3— противовес; 4 — патрубок; 5 — бункер; 7 — обечайка* 8_ба.
рабан; 9—фартук; 10 — сердечник-вал; // — щетка; 12 — корпус; 13 — датчик; 14 — ра’згоузоч.
ный патрубок; /5—скребок; 16—экран.
286
В рабочей зоне барабана фартук 9 предотвращает разбрызгива-
ние продукта при его движении по обечайке.
Сборник выполнен в виде выдвижного ящика. В случае необходи-
мости вместо ящика можно подключить самотек, для которого на пат-
рубке, выводящем металломагнитные примеси, предусмотрен фланец.
Корпус 12 сепаратора выполнен в виде двух боковых алюминиевых
стенок, соединенных между собой стяжками. Поперечный разъем кор-
пуса позволяет монтировать электромагнитную систему. Дверки сзади
и спереди корпуса открываются на шарнирах.
Электромагнитный барабан приводится во вращение от индиви-
дуального электродвигателя через червячный редуктор и цепную пере-
дачу. Для изменения скорости вращения электромагнитного барабана
предусмотрены сменные звездочки.
Пульт управления вмонтирован в переднюю стенку корпуса сепа-
ратора. Слева па нем расположены кнопки включения и отключения
привода и электромагнитной системы, справа — кнопки открытия и за-
крытия задвижки; в центре переключатель режима работы сепаратора:
либо автоматический, либо с ручным управлением.
Две горящие сигнальные лампы на пульте свидетельствуют о том,
что электродвигатель привода барабана включен (верхняя) и включе-
на электромагнитная система (нижняя).
Кнопки, переключатель и сигнальные лампы снабжены табличка-
ми с поясняющими надписями.
Станция управления, смонтированная на одной панели открытого
исполнения, размещается отдельно от сепаратора в специальном поме-
щении.
Техническая характеристика сепаратора А1-ДЭС
Производительность по зерну, кг/с •................ 5,6
Диаметр электромагнитного барабана, м.............. 0,4
Рабочая ширина барабана, м............................ 0,51
Частота вращения барабана, рад/с..................... 180 или 90
Напряженность магнитного поля, А/м.......... 80-103
Мощность, потребляемая электромагнитом, Вт ... . 460
Мощность электродвигателя для привода сепаратора, кВт 0,6
Габаритные размеры, м:
длина....................................... 0,985
ширина .......................................... 0,765
высота ............................................. 1,282
Масса, кг................................. . . 800
Ленточный сепаратор ДЛ1-С. Сконструирован во ВНИЭКИпрод-
маш. Его электромагнитный барабан 5 (рис. ХШ-12) состоит из элект-
ромагнита, вокруг которого вращается немагнитная обечайка 6. Бара-
бан приводит в движение ленту 4 для перемещения продукта от прием-
ного бункера 2 к электромагниту. Полярность электромагнита чере-
дуется по ходу продукта (три полюса). Через отверстия опорных цапф
14 в торцах электромагнита вводят кабель катушек намагничивания.
Катушки электромагнита питаются постоянным током от селено-
вого выпрямителя, включенного в сеть переменного тока. Для установки
электромагнита в определенное положение предусмотрена червячная
передача 15.
Барабан приводится в движение от электродвигателя.
В верхней части установлен клапан <3 для равномерного распреде-
ления продукта по всей ширине ленты. Специальный фартук 8 из проре-
зиненной ленты предотвращает разброс продукта при движении по ба-
рабану.
Над отверстием для выпуска примесей установлена щетка 11, очи-
щающая транспортерную ленту от приставших мелких частиц. Чтобы
287
Рис. XIII’12. Сепаратор электромагнитный ленточный ДЛ1-С:
/ — натяжной валик; 2 — приемный бункер; 3 — клапан; 4 — лента; 5—электромагнитный барабан;
6 — немагнитная обечайка; 7—аспирационное отверстие; 8—фартук; 9—борт; 10— кнопка упраа-
лення; 11 — щетка; 12— выводной патрубок; 13 — самотек отвода примесей; 14— опорные цапфы;
15 — червячная передача.
продукт не рассыпался, вдоль ленты предусмотрены борта 9. Ленту на-
тягивают двумя винтами через натяжной валик 1.
Селеновый выпрямитель и другая электроаппаратура расположены
в специальном помещении. На сепараторе смонтировано лишь две
кнопки 10 для выключения электромагнита и электродвигателя, а также
две сигнальные лампы.
Аспирируют сепаратор через отверстие 7.
При движении ленты в зоне действия электромагнитного поля из
продукта извлекаются металломагнитные примеси, которые притяги-
ваются к ленте. Примеси удерживаются на ленте до выхода ее из зоны
действия магнитного поля, после чего падают в выдвижной ящик, из
которого их периодически удаляют, или в отводящий самотек 13. Очи-
щенный продукт непрерывно выводится из сепаратора через отвер-
стие 12.
На рисунке ХШ-13 показана конструкция электромагнитного ба-
рабана.
При сборке каждую из катушек изолируют со всех сторон про-
кладками. Между катушками и по торцам сердечника устанавливают
уплотняющие шайбы из изоляционного материала. Катушки соединяют
между собой последовательно так, чтобы магнитные потоки всех кату-
шек совпадали по направлению.
Техническая характеристика сепаратора ДЛ1-С
Производительность, кг/с:
по зерну.............................................. До 3,3
по комбикормам ............................. До 1,65
Потребная мощность, кВт............................... 2,2
Приводной барабан:
диаметр, м . . ............................... 0,5
частота вращения, рад/с........................ 1,2
Габаритные размеры, м:
длина................................................... 1,55
ширина............................................. 1,10
высота............................................. 1,36
Масса, кг......................................... 965
288
Рис. ХШ-13. Барабан ленточного электромагнитного сепаратора ДЛ1-С:
/ — кабель; 2—корпус; 3—шайба уплотнительная; 4 — изолирующая прокладка; 5—сердечник;
6 — полюс; 7 — катугпка; И — начало обмоткн; К — конец обмотки.
После сборки испытывают электрическую прочность изоляции ка-
тушек. Для этого на один из выводов обмотки катушек и на корпус
сепаратора подается в течение 2 мин ток напряжением 2000 В.
4
Рис. ХШ-14. Многополюсная электромагнитная система:
1 — вал; 2—диск; 3 — катушка; 4—кольцо; 5 —щетка.
19—100
289
Рис. ХШ-15. Сепаратор ЭМ-101 электромагнитный с неподвижной магнитной си-
стемой:
1 — крыльчатый побудитель; 2—корпус; 3 —сердечник; 4 — станина; 5 — клапан; 6— фиксатор по-
ложения заслонки.
Сепаратор с вращающейся магнитной системой. Это короткий лен-
точный транспортер. Ведущим шкивом сепаратора служит многополюс-
ная электромагнитная система (рис. ХШ-14), которая состоит из вала 1
с насаженными на него стальными дисками 2 и цилиндрическими катуш-
ками <3. Для предохранения обмотки от механических повреждений ка-
тушки закрывают кольцами 4 из немагнитного материала. Постоянный
ток подводят к катушкам через неподвижные щетки 5, скользящие по
вращающимся кольцам, укрепленным на валу шкива. Вал 1 магнитного
шкива вращается в подшипниках, установленных на раме сепаратора,
и приводится во вращение от электродвигателя через редуктор. Пово-
рачивая шибер под шкивом, а также изменяя ток в обмотке, можно
регулировать выход и качество продукта.
Сепаратор ЭМ-101. Сконструирован во ВНИИЗ. Его наклонные
электромагниты неподвижны (рис. ХШ-15). Корпус 2 установлен на
деревянной станине 4. Для разрушения образующихся сводов установ-
лен крыльчатый побудитель 1. Питающим валиком и примыкающей
к нему наклонной заслонкой можно регулировать толщину слоя продук-
та, поступающего в сепаратор. Положение заслонки фиксируют меха-
низмом 6.
Над сердечником <3 расположена ступенчая поверхность, по которой
перемещается продукт. Металломагнитные примеси удаляются скреб-
ками, совершающими возвратно-поступательное движение, и выводят-
ся из сепаратора через боковые каналы.
В нижней части сепаратора предусмотрен клапан 5 для изменения
направления движения продукта при прекращении питания катушек.
290
Глава XIV
МАШИНЫ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНА
И ИНГРЕДИЕНТОВ КОМБИКОРМОВ
Ф
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Измельчающие машины применяют на мукомольных заводах для
размола зерна и продуктов его переработки и на комбикормовых заво-
дах для дробления зерновых, минеральных и других ингредиентов.
На мукомольных и комбикормовых заводах измельчающие маши-
ны— основное и наиболее энергоемкое технологическое оборудование.
Рабочие органы всех измельчающих машин совершают вращатель-
ное движение со скоростями от 4 до 100 м/с и больше.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕЛЬЧАЮЩИХ МАШИН
Классификация измельчающих машин проведена в зависимости*от
назначения их и принципов воздействия рабочих органов на разруша-
емый материал (рис. XIV-1).
§ 3. ВАЛЬЦОВЫЕ СТАНКИ
В вальцовом станке зерна или их частицы измельчаются в клино-
видном пространстве, образованном поверхностями двух цилиндричес-
ких параллельных вальцов, вращающихся навстречу друг другу. Раз-
рушение зерен происходит под действием сжатия и сдвига. В за-
висимости от структурно-механических свойств зерна и соотношения
между величиной межвальцового зазора и размером измельчаемых
частиц разрушение зерен за один пропуск между вальцами может быть
как однократным, так и многократным. Это, естественно, предопределя-
ет как степень измельчения зерна, так и качество продуктов измельче-
ния.
Вальиойый Жернобой ДискоВый
станок постай измельчитель
Молоткайая
йробилка
Бичебая
машина
Плющильный
станок
Вид боздейстйия раБочих органоб машины на измельчаемый продукт
Сжатие и сдйиг Сжатие и сдбие Удар Удар и истирание Истирание и удар Сжатие
Рис. XIV-1. Классификация измельчающих машин.
291
Рис. XIV-2. Устройство массивного
вальца;
J — цапфа; 2 — бочка.
Вальцы
Вальцы для измельчения зерна и
продуктов его переработки должны об-
ладать прежде всего высокой твердо-
стью и жесткостью, минимальным про-
гибом при максимальных нагрузках.
Стрела прогиба в вальцах не должна
превышать 50—100 мкм при нагрузке
20 кг на 10 мм длины вальца, что обес-
печивает работу вальцов при нормальных производственных нагрузках.
Конструкция. Вальцы для мукомольных заводов выпускают с за-
прессованными стальными цапфами (рис. XIV-2). Конструкция и способ
сочленения бочки вальца и цапфы должны обеспечить передачу боль-
ших усилий.
Материал вальцов и технология их производства должны гаранти-
ровать высокие износостойкие свойства, удовлетворяющие требованиям
механического, физико-химического и электрохимического характера
износа. В то же время материал вальцов должен быть достаточно вяз-
ким, чтобы исключить возможность выкрашивания, особенно при на-
резке рифлей. Выкрашивание металла вальцов влечет за собой не толь-
ко порчу продукта, но и вызывает опасность загорания, а иногда и
взрывов продуктов размола.
Массивные вальцы с запрессованными цапфами получили повсе-
местное распространение. В СССР сейчас выпускают вальцы только
такой конструкции. Достоинство ее в том, что цапфы легко центриро-
вать относительно наружного диаметра. В результате масса металла
распределяется относительно центральной оси равномерно.
Запрессовывают цапфы на горизонтальном прессе с осевым уси-
лием 50—65 т. Необходимость и достаточность такого усилия под-
тверждаются расчетом и долголетней практикой эксплуатации вальцов
в производственных условиях.
Чтобы исключить появление трещин в бочке вальца из-за больших
напряжений, возникающих при запрессовке цапфы, отверстия под за-
прессовку у концов бочки делают большего диаметра, чем отверстия
под посадочную часть цапфы.
При измельчении зерна на вальцовом станке выделяется большое
количество тепла. Выходящий из-под вальцов продукт нагревается до
25—50° С. Температура поверхности вальцов обычно еще выше. В связи
с этим на мукомольных заводах иногда применяют вальцы с водяным
охлаждением (рис. XIV-3).
Холодная вода поступает по газовой трубе 1, неподвижно укреп-
ленной с левой стороны к стенке коробки 2. С правой стороны она опи-
рается в двух точках выступами припаянных к ней бронзовых втулок 4
на стенки отверстия <3 в полуосях вальца.
Вода, вытекая через отверстия, просверленные в трубе 1, омывает
внутреннюю полость вальца, охлаждает его и через отверстия 5 между
втулкой и цапфой вытекает в коробку.
Материал. Лучший материал для изготовления вальцов — белый
легированный чугун, который при строго определенных количествах и
соотношениях основных компонентов и способах отливки может обес-
печить самые высокие требования технологии измельчения и размола.
Белый чугун коррозионно стоек, что увеличивает износостойкость
и размалывающую способность вальцов при работе с зерном или дру-
гими продуктами, содержащими жйрные кислоты и поверхностно-ак-
тивные вещества.
Многократные попытки применять для вальцов сталь с различной
степенью легирования и термической обработки не привели к положи-
292
В альцы а Ь С d
диаметр длина
25Q- 300 500 70 210 900 650
250- 300 600 95 330 1000 690
250 - 300 800 120 500 1200 790
250 1000 188 700 1500 890
300 1000 160 520 то 955
Рис. XIV-3, Вальцы с водным охлаждением:
/ — i ад^одящдя труб/J. 2 — .коробка, 3 — отверстие в вальце, 4—втулка; 5 —- отверстие.
Рис. XIV-4. Параметры массивных вальцов.
тельным результатам. Сталь-
ные вальцы, наплавленные
износостойким сплавом, то-
же оказались непригодными
из-за сложности и дорого-
визны их производства,
из-за того, что нарезать на
них рифли или получить
шероховатую поверхность
практически невозможно.
Производство, типы и размеры*. Валец отливают в чугунную фор-
му (кокиль), размер которой соответствует размерам отливаемой заго-
товки с учетом усадки и припусков на обработку. Например, для от-
ливки вальца 0 250 мм и длиной 1000 мм наружный диаметр кокиля ра-
вен 610 мм при толщине стенок 122—125 мм. По торцам вальцов в цен-
тре высверливают гнезда размерами, зависящими от типа вальцов
(табл. XIV-1 и рис. XIV-4).
ГОСТ 6284—52 предусматривает отливку заготовок двух типов
для нарезных вальцов (тип Р) и для гладких вальцов (тип Г) из леги-
рованного и нелегированного чугуна.
Глубина отбеленного слоя вальцов типа Р должна быть не менее
10 мм, твердость 55—60 единиц по Шору, а структура включать не менее
10% цементита (белая структурная составляющая) и перлит (темная
структурная составляющая) в остальной части.
Глубина отбеленного слоя вальцов типа Г должна быть не менее
8 мм, твердость 45—55 единиц по Шору, а структура включать цемен-
тит, ледебурит (белая структурная составляющая) и перлит с графитом
(темная структурная составляющая).
По концам бочки вальца предусматривают некоторое уменьшение
диаметра. Например, при Z?1=250 мм и А=250 мм параметр Ь =
= 0,02 мм. Это необходимо для увеличения износостойкости резцов при
нарезке рифлей, в особенности износостойких вальцов.
При поступлении на мукомольный завод вальцы обрабатывают с
учетом типа вальцов: на поверхности нарезают рифли нужного профи-
ля; стойкость рифлей, нарезанных без учета типа вальцов, по статисти-
ческим данным составляет на обойном помоле 14 дней, а на сортовом
помоле — не более одного месяца. При средней глубине чистого отбела
вальцов 6 мм общая продолжительность работы их не более 2—27г лет.
Низкая стойкость усугубляется систематическим увеличением удельных
нагрузок на вальцовые линии, достигших в среднем 100 кг в сутки, а
на некоторых предприятиях — 120 кг в сутки на 10 мм парноработаю-
щих вальцов.
Отливка двухслойных вальцов. При однослойной отливке содер-
жание легирующих элементов (хрома, никеля, молибдена и др.) огра-
ничивается глубиной отбеленного слоя, который намного увеличивает-
ся с повышением процентного соотношения этих элементов. Глубина
отбела получается большой с одновременным увеличением переходно-
го слоя; сердцевина металла кристаллизуется с выделением структурно-
свободного карбида. Остаточные напряжения в вальце достигают ог-
ромных величин. Такие вальцы часто выходят из строя из-за трещин,
которые возникают при охлаждении вальцов или при запрессовке в них
цапф. Поэтому, чтобы предотвратить опасность образования отбела в
центральных зонах вальца, потребовалось изменить технологию отлив-
ки и применить так называемую двухслойную отливку методом пролив-
ки или центробежным способом.
* Зотьев А. И. Мукомольный износостойкий, двухслойный валок с нарезными
рифлями. М., ЦИНТИ Минзага СССР, 1969.
294
Размеры вальцов для разных типов станков (рис. XIV-4)
ТАБЛИЦА XIV-I
Тип станка Диаметр £>!, мм Длина, мм Прочие размеры, мм Масса, кг
Г>2 D, о. л В I с Е
зм 250 600 96 80 65 60 215 135 100 210 246
800 96 80 65 60 215 135 100 210 318
1000 96 80 65 60 215 135 100 210 390
зс 250 600 96 80 65 12 203 135 95 210 218
800 96 80 65 12 203 135 95 210 295
БВ 250 600 96 80 65 60 215 135 95 210 246
800 96 80 65 60 215 135 95 210 318
1000 96 80 65 60 215 135 95 210 390
ВМП 185 400 70 55 50 45 105 125 70 £ + А = 29
= 195
Анализ показывает, что рабочий ресурс современного вальцового
станка 25—30 лет, а вальца всего 2,5—3 года. За весь период работы
станка меняют 10 комплектов вальцов, что определяет ежегодную по-
требность только предприятий Министерства заготовок СССР в 12—
15 тыс. вальцов.
Исследованиями доказана возможность увеличения рабочего ре-
сурса вальцов до уровня вальцовых станков. Для этого среднюю стой-
кость рифлей нужно увеличить до НО суток, а величину рабочего слоя
до 25 мм. Такой рабочий слой можно получить в результате двухслой-
ной отливки вальцов методом проливки в стационарные формы или
центробежным способом.
Двухслойная отливка дает свободу выбора состава чугуна для на-
ружного рабочего слоя и регулирования глубины отбела в желаемых
пределах.
Сравнительные испытания двухслойных вальцов в лабораторных
условиях на машине трения показали, что их износостойкость в 2,7 раза
больше износостойкости стандартных однослойных вальцов.
Испытания в производственных условиях на мукомольных заводах
и во ВНИИЗ показали, что стойкость рифлей двухслойных вальцов боль-
ше стойкости рифлей стандартных вальцов в 1,5—3 раза, в зависимости
от удельных нагрузок и системы помола.
Эксплуатация двухслойных износостойких вальцов на Воронежском комбинате
началась с 1964 г. В 1968 г. средняя продолжительность работы одной пары вальцов
составила 93 суток, а в 1968 г.—131 сутки (увеличение на 45%). Опыт работы пока-
зал, что износостойкость рабочей поверхности вальца зависит от качества зерна, фак-
тических выходов муки и удельных нагрузок на единицу длины вальца.
Центробежная отливка. При изготовлении вальцов способом цент-
робежной отливки намного улучшается технологический процесс и соз-
даются более благоприятные условия для формирования структуры от-
беленного слоя. Сущность подобной отливки заключается в том, что во
вращающуюся со скоростью 60 рад/с изложницу заливают легирован-
ный белый чугун. Количество залитого металла определяют расчетом с
условием, что слой из этого металла должен быть в пределах 20—25 мм.
Время заливки первого слоя 40 с. Залитый металл равномерным
слоем распределяется по внутренней поверхности изложницы. После
затвердевания белого чугуна (7 мин) заливают второй металл с резко
выраженными графитизирующими свойствами, который путем посте-
пенного наращивания на белый чугун кристаллизуется, как серый
чугун.
295
Рис. XIV-5. Схема сформированных слоев в вальцах:
о^еленнСым&Нстоемб 7ум^н^шениеМ’в в2дГ Сраза)?^3 двухслойного вальца с выраженным
Рис. XIV-6. Расчетная величи-
на прогиба вальцов:
1 — однослойного; 2 — двухслойного.
При отливке полых вальцов количе-
ство серого чугуна рассчитывают с уче-
том образования второго слоя в 1,5 раза
толще наружного.
При отливке массивных (цельных)
вальцов второй слой представляет собой
сплошную заливку.
В результате центробежной отливки
двухслойных вальцов получается четко
выраженный наружный отбеленный слой
и^второй слой из серого чугуна (рис.
У двухслойных вальцов на всей глу-
бине (25 мм) твердость одинакова: по
Роквеллу 50—52 ед., по Шору 68—71 ед.
Переходный слой отсутствует. Централь-
ная часть вальца мягкая; по Роквеллу
20—25 ед., по Шору 36—40 ед. Твердость стандартных вальцов ниже
и уменьшается по мере удаления от поверхности, переходный слой очень
растянут. Двухслойный валец жестче стандартного (рис. XIV-6).
В таблице XIV-2 приведены сравнительные данные удельных на-
грузок на вальцовые линии и механико-кинематические характеристи-
ки вальцов на наших мукомольных заводах и на мельницах некоторых
зарубежных стран.
Из таблицы видно, что удельные нагрузки на мукомольных заводах
СССР в 1,7—5,3 раза выше зарубежных. Таким образом, на наших пред-
приятиях вальцы работают в несравненно более тяжелых условиях, чем.
на зарубежных мельницах и подвергаются более интенсивному износу.
Основы расчета. Вальцы подвергаются одновременному изгибу
и кручению.
На рисунке XIV-7 воспроизведена схема усилий, возникающих меж-
ду вальцами, где q — давление, испытываемое вальцами в результате
сопротивления зерна измельчению или его частиц разрушению; Рш—
реакция от окружного усилия зубчатых колес, К. — распорное усилие
зубчатой передачи. Величину распорного усилия можно определить
приближенно, исходя из количества энергии Wm, протекающей через
привод, соединяющий пару вальцов; GB— масса вальцов; G3 и G3 — мас-
са зубчатых колес.
В случае применения цепной передачи усилия Рт, К, G3, G 3 следу-
ет заменить усилиями G4, Оц, и Ri, R2, Gu, G-a —равнодействующие
усилия от натяжения цепи, которые надо определить по величине Жб
296
ТАБЛИЦА XIV-2
Данные об удельных нагрузках на вальцовые линии и механико-
кинематические характеристики вальцов
СССР, районы:
южные 85 250
восточные 75 250
центральные 80 250
США 38—42 225
Англия 18,5—20,5 250
Италия 42—50 250
ГДР 16—20 250
Венгрия 38—45 250
Канада 17—20 250
Франция 47 250
Окружная скорость быстровращающих- ся вальцов, м/с Дифференциал Рабочая поверх- ность на размоль- ных системах
на драных си- стемах на размольных системах
6—9 2,5 1,5—2,5 Рифленая, с
6—9 2,5 2,5 числом рифлей
6—9 2,5 1,5—2,5 9—11 на 1 см длины окруж- ности
5,5—6,0 1,5 Матовая, аб-
3,2—3,5 1,25—1,5 разивно-шли-
3,6—4,0 1,25—1,5 фовальная, с
4,0—4,2 1,5 шерохова-
3,8—4,0 1,2—1,5 ТОСТЬЮ 7?а =
— — = 54-10 мкм
бш — масса шкива; Т — усилие от натяжения ремня; принимают не ниже
трех окружных усилий, подсчитанных по максимально подводимой
мощности.
Крутящий момент, воспринимаемый быстровращающимся вальцом,
определяют, исходя из всей мощности, передаваемой элетродвигателем
паре вальцов.
Так как усилия, изгибающие вальцы и цапфы их осей, действуют
в различных плоскостях, то вначале определяют изгибающие моменты
в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а затем суммарный изги-
бающий момент
Мсум = <
отдельно для чугунной бочки и его стальных осей.
Зная величину /Исум и Т4кр, можно определить фактическое напря-
жение в материалах бочки вальца и его осей. Так как временное сопро-
тивление кокильного чугуна растяжению и сжатию , различно, то нор-
мальное расчетное напряжение в материале вальца определяют, исходя
из теории Мора, согласно которой
ор = 0,375ох + 0,625 V + 4т2. (XIV-1)
В этом выражении нормальное напряжение
& __ 32Л4Сум
^внеш ( 1 — °4) ’
а касательное напряжение
т 16МКР
ГДе а = ;
^BHSUI
^внеш — наружный диаметр вальца, м;
^внут— диаметр расточки в вальце для полуоси, м.
20—100
297
. Расчетное нормальное напряжение стальных цапф вальцов опреде-
ляют, исходя из четвертой теории прочности в соответствии с выраже-
нием:
°р - + (XIV-2)
где оц— нормальное напряжение в материале цапфы, рассчитываемое
по максимальному изгибающему моменту для цапфы.
Касательное напряжение определяют как
_ 16Мкр
ц nd3 ’
где d — диаметр цапфы оси вальца в опасном сечении.
Лучший технологический эффект измельчения зерна может быть
получен лишь при использовании жестких вальцов, максимальный про-
гиб которых под нагрузкой не превышает 0,01 мм. Следовательно, валь-
цы необходимо рассчитывать не только на прочность, но и на жест-
кость. Их следует рассматривать как балки переменного сечения,
состоящие из разнородных материалов (чугунной бочки и стальных по-
луосей) и находящиеся под действием равномерно распределенной на-
грузки в виде технологического давления и собственной массы вальцов.
Величину прогиба удобнее определять графоаналитическим мето-
дом, но для этого вначале заменяют валец условной балкой на двух
опорах, состоящей из одного материала и обладающей одинаковым
моментом инерции по всей ее длине.
При расчете подшипников рабочих вальцов требуется учитывать,
что, помимо радиальной, подшипники испытывают также осевую нагруз-
ку как следствие применения косозубой передачи. В случаях примене-
ния нарезных вальцов появляется еще одна осевая составляющая Аос,
которая возникает при измельчении зерна под действием уклона риф-
лей.
Долговечность подшипников качения надо рассчитывать не менее
чем на 10 000 ч работы, а коэффициент, учитывающий влияние харак-
тера нагрузки /(б на подшипник, принимать равным 1,5.
Рассчитывая ременную
передачу по величине полез-
ного натяжения ремня, ко-
эффициент режима и дли-
тельность работы принима-
ют в пределах 0,6—0,7. При
расчете прочности зубчатой
передачи учитывают воз-
можность перекоса осей ко-
лес и работы при большем
расстоянии между их цент-
рами.
Эти специфические ус-
ловия работы зубчатой пе-
редачи, соединяющей пару
вальцов, обусловливают. ее
расчет, исходя из возможно-
сти углового приложения
нагрузки на зубья колес.
Размеры вальцов и ве-
личина зазора между ними.
Определим минимально до-
пустимый диаметр вальцов,
необходимый для обеспече-
298
ния захвата измельчаемой
частицы при горизонталь-
ном расположении, одинако-
вой скорости вальцов и на-
чальной скорости шарооб-
разной измельчаемой части-
цы, равной нулю. Из рисун-
ка XIV-8 видно, что частица
диаметром d до начала ее
деформирования действует
на вальцы в точках Л и Л]
по нормалям к касательным
с некоторым усилием Р.
В свою очередь, частица
испытывает со стороны
вальцов такие же усилия Р.
Вертикальные составляю-
щие этих усилий 2Psin си
стремятся вытолкнуть час-
тицу из сферического клина,
образуемого цилиндрически-
Рис. XIV-8. Схема к определению угла захвата
измельчаемой частицы вальцами.
ми поверхностями вальцов, а вертикальные составляющие сил трения
2/Pcos щ затягивают частицу в пространство между вальцами. Соста-
вим уравнение равновесия сил, действующих на частицу в момент на-
чала ее контакта с поверхностями вальцов (массу частицы не учиты-
ваем),
2Р sin а± = 2fP cos а±.
(XIV-3)
Очевидно, для того чтобы частица была затянута вальцами, необхо-
димо соблюдать следующее неравенство:
2Р sin а± < 2fP cos ах,
откуда
sin ах, t , ,
------ < [ или tgax < tg<p.
cos ax '
Следовательно, угол ai, называемый углом захвата, должен быть
меньше угла трения частицы о поверхность вальца. Кроме того,
D + b = D cos ax + d cos ax,
откуда
p ____ d cos ax — b
1 — cos ax
(XIV-4)
Минимально допустимый диаметр вальцов по условию захвата частицы
вальцами будет:
n _ d cos <р — Ь
^Anin .
1 — COS <р
(XIV-5)
Исходя из уравнения (XIV-5), определим минимальный диаметр вальцов при из-
мельчении гороха в муку на вальцах с гладкой поверхностью. Для этого случая мож-
но принять; d=6 мм; (=0,37, чему соответствуют <р=20°20', 6 = 0,2 мм. Тогда
6 cos 20°20' — 0,2
/?min= . ~ == мм.
1 — cos 20 20
Принимаемый на практике минимальный диаметр вальцов равен 185 мм, а наи-
более широко распространенный — 250 мм, что вызвано требованиями обеспечения вы-
сокой жесткости вальцов.
20'
299
По требованиям технологии измельчения зерна величина макси-
мального прогиба вальцов не должна превышать г/тах=0,01 мм, а она,
как известно, в свою очередь, зависит от расстояния между опорами
вальца I, его жесткости El (Е — модуль упругости первого рода, J —
т nd4\
момент инерции сечения вальцов, т. е. J = — ) , давления от размола
зерна q плюс составляющая от массы вальца. Если принять, что концы
бочки вальца непосредственно покоятся на опорах, то приближенно
384 EJ ’
Если принять q=3 кг/мм, минимальное значение 1=400 мм, а модуль упругости
литейного чугуна £'=1,2-104 кГ/мм2, то из условий жесткости (//max=S0,0I мм) ми-
нимально допустимый диаметр вальцов будет:
,V 5-3-4004-64
Om.n-J/ 384. 1 2-104-3,14-0,01 ~ 114 ММ<
Как указывалось выше, в зависимости от соотношения размера
измельчаемой частицы d, зазора между вальцами Ь, диаметра вальцов
D и сопротивления частицы разрушению изменяется степень измельче-
ния этой частицы. Допустим, что первичное разрушение частицы на ряд
осколков произойдет после ее перемещения между вальцами из поло-
жения ЛИ] в ББ\, т. е. после ее абсолютного сжатия на величину е0.
В таком случае первичное разрушение произойдет после поворота валь-
цов на угол Aa=«i—аг:
е0
D
cos а.,-----cos а,
2 1
откуда
cos а2 =
D
Из формулы (XIV-4) определяем
cos cq =
(XIV-6)
Легко убедиться, что при Е>=250 мм, d = 0,6 мм, ео = О,1 мм, 6 = 0,05 мм, что со-
ответствует измельчению средних крупок пшеницы при сортовом помоле: углы а\
и а2 равны 3°25' («0,0579 рад) и 3° («0,0524 рад). Следовательно, первичное раз-
рушение частиц произойдет после поворота вальцов на Aa=at—a2=3°25/—3°=25'
(«0,0073 рад).
В практике мукомольного производства степень измельчения зерна
или его частиц принято оценивать извлечением И, т. е. количеством
продукта (% по массе), просеивающегося через сито определенного
номера. Экспериментальные исследования показывают, что И законо-
мерно изменяется в зависимости от величины зазора между вальцами.
Эта зависимость с достаточной для практики степенью приближения
описывается эмпирической формулой
И = me~bn, (XIV-7)
где е— основание натуральных логарифмов;
b— величина зазора между вальцами, измеренная между вер-
шинами рифлей;
m и п— коэффициенты, зависящие от структурно-механических
свойств измельчаемых частиц и характеристики вальцов.
Установлено, что даже небольшие колебания величины зазора
между вальцами приводят к весьма ощутимым изменениям извлечения И,
300
Рис. XIV-9. Форма и расположение рифлей:
а — элементы вальца с рифленой поверхностью;
б—схема усилий, возникающих на рифлях пары
вальцов (Pi — давление, испытываемое частицей
и рифлей медленновращающегося вальца; Р — ре-
акция на сопротивление частицы разрушению, ис-
пытываемому рифлей быстровращающегося валь-
ца); в — возможные варианты расположения риф-
лей на вальцах (1 — «острие по острию»;
2—«спинка по острию»; 3—«острие по спинке»;
4 — «спинка по спинке»).
давления q на вальцы и расхода
энергии W на измельчение. Поэтому
геометрия вальцов, а также под-
шипников и опор для них должна
отвечать самым строгим нормам
точности.
На мукомольных заводах сор-
тового помола применяют главным
образом массивные вальцы (ГОСТ
6284—52). Кроме того, для мельниц
сельскохозяйственного типа изго-
товляют вальцы с размерами 185Х
Х400 мм. Основные требования,
предъявляемые к вальцам, следую-
щие:
строгая соосность бочки с цап-
фами и соблюдение цилиндрической
формы; допустимое максимальное
отклонение по этим показателям не должно быть больше 0,02 мм;
отсутствие продольных или поперечных трещин, забоин, металличе-
ских включений, заварок, газовых и усадочных раковин, ликвационных
пятен. Газовые раковины допускаются диаметром не более 5 мм (не бо-
лее пяти штук), они должны быть расположены не ближе 20 мм к по-
верхности вальца.
Геометрические параметры рабочей поверхности. Рабочая (мелю-
щая) поверхность вальцов должна быть определенным образом обра-
ботана: нарезкой рифлей или созданием шероховатости.
Рифленые вальцы применяют на драных системах для образования
крупных крупок. На размольных системах обычно устанавливают валь-
цы с шероховатой поверхностью. Однако при необходимости увеличения
нагрузок (производительности мукомольных заводов) возможен пере-
ход на нарезные вальцы и на размольных системах, при этом отмечает-
ся некоторое снижение качества муки.
Новые Правила организации и ведения технологических процессов
на мельницах рекомендуют применять на размольных системах, начиная
с 5-й системы, вальцы с шероховатой поверхностью.
Рифли нарезают на специальных шлифовально-рифельных станках
типа ТТ-43. Профиль рифлей исключительно важен для размалывающей
способности вальцов и их износостойкости. Поэтому параметры рифлей
должны быть строго определенные, задают их в зависимости от размеров
размалываемого продукта.
Из рисунка XIV-9 видно, что рифли в поперечном сечении образуют-
ся двумя гранями, наклоненными к радиусу вальца под заданными
углами; гранью острия под углом а и гранью спинки под углом р. Сум-
ма углов (а+р) называется углом заострения у. Смежные грани, обра-
зованные углами аир, сопрягаются у основания рифлей радиусом г.
У вершины рифлей остается часть окружности а, называемой площадкой.
Рифли нарезают с определенной плотностью. Под плотностью пони-
мают число рифлей, приходящихся на 10 мм длины окружности. Плот-
301
ность нарезки также определяется шагом t рифли и находится в зави-
симости
R
Все элементы рифлей: а, р, t, R, а, г — определяют главнейшую
характеристику — высоту рифли Н.
Для определения высоты рифли кандидат технических наук
А. И. Зотьев составил формулу, которая в каноническом виде для двух
случаев*: а) когда плотность рифлей задана шагом /; б) когда плот-
ность задана числом рифлей на 10 мм длины окружности:
, „ 0,875/
а) п { =-------------
tg а + tg ₽
0,144/
(XIV-8)
б) Д =---------------
* ₽(tga + tg₽)
(XIV-9)
На основании формул этим же автором построена номограмма за-
висимости параметров рифлей от их числа на 10 мм длины окружности
и соотношения а/(3 (рис. XIV-10). Номограмма наглядно и численно
характеризует взаимосвязь всех параметров рифлей и их влияние на
высоту.
Из рисунка видно, что с уменьшением плотности R нарезки высота
рифли Н, шаг t, радиус сопряжения двух рифлей г и площадка у верши-
ны рифлей возрастают. С уменьшением углов аир высота рифлей уве-
личивается, также увеличиваются и г, а и t, но несколько меньше.
Номограмма позволяет в каждом определенном случае выбрать
наиболее выгодное для размола продуктов сочетание параметров риф-
лей, обладающих более высокой износостойкостью и размалывающей
способностью, в пределах рекомендуемых Правилами организации и
ведения технологического процесса на мельницах. Эти Правила реко-
мендуют: угол а должен находиться в пределах 20—40°, угол р—60—80°,
угол заострения у—90—110°. Рекомендуется большие углы а, р и у при-
менять для размольных и сходовых систем. Число рифлей на 10 мм
длины окружности рекомендуется применять: для драных систем от
3,5 до 8,5; для шлифовочных систем от 9 до 10 рифлей, для размольных
систем от 10 до 12.
Рифли нарезают с уклоном б к образующей вальца. Этот уклон на
отечественных мукомольных заводах рекомендовано применять: для
драных систем — от 4 до 8,5%, для шлифовочных — от 6 до 10%, для
размольных — от 8 до 10%. На зарубежных мельницах уклон применя-
ют значительно больший. Например, в ГДР, ФРГ на драных системах
уклон составляет от 10 до 15%, во Франции, в Англии и Италии — от 10
до 20%. Больший уклон позволяет увеличивать путь и время пребыва-
ния продукта в зоне размола.
Вальцы с шероховатой поверхностью применяют на размольных
системах. За рубежом шероховатость создают способом абразивного
матирования с величиной шероховатости по Rz=6—8 мкм (средняя вы-
сота неровностей — ГОСТ 2789—59). Такая мелкая шероховатость мо-
* Зотьев А. И. «Применение двухслойных износостойких валков в мукомоль-
ной промышленности». М., ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1970.
302
жет быть применена только при низких нагрузках на вальцовую линию,
что характерно для зарубежных мельниц, на которых удельные нагруз-
ки в 2—5 раз ниже, чем на наших мукомольных заводах (табл. XIV-2).
В СССР разработан новый способ нанесения шероховатости на
поверхность мельничных вальцов. Этот способ получил свое начало в
связи с открытием супругами Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко
явления разрушающего теплового воздействия импульсов электрического
тока на металл.
При этом способе шероховатость может быть получена в широких
пределах: от 20 до 165 мкм по R2. Применительно к требованиям муко-
мольного производства весь диапазон разбит на 15 режимов. Из них
три предназначены для обработки макрогеометрии вальца и 12 —для
нанесения шероховатости (табл. XIV-3).
Технология и станок для обработки вальцов, а также способ нанесе-
ния шероховатости разработаны группой научных сотрудников Воронеж-
Рис. XIV-10. Номограмма зависимости параметров рифлей от плотности нарез-
ки и соотношения углов а/|3.
303
ТАБЛИЦА XIV-3
Электрические характеристики режимов обработки вальцов
Номер режима Задаваемая шероховатость Ток /ср, А Частота F, кГц Скважистость q Рабочее напря- жение Upa6’ В Напряжение под- жига Упод, В Производитель- ность Q, мм3/мин
R мкм S 5x3 S X со £ Количество лунок на 1 см2
Обработка макрогеометрии вальцов
1 165 280 50—60 125 0,1 1,1 30—32 200 2050
2 150 220 75—85 ПО 0,4 1,1 30—32 200 1900
3 115 160 110—120 100 1,0 1,1 30—32 200 1750
Нанес е н и е шероховатости
4 140 210 70—80 95 1,1 1,5 30 200 1500
5 130 195 100—110 80 0,4 1,5 30 200 1400
6 95 150 150—160 70 1,0 1,5 30 200 1200
7 90 140 190—210 60 8,0 1,5 30 200 1000
8 80 120 290—310 50 1,0 2 30 200 900
9 65 90 300—320 45 22 1,1 30 200 750
10 45 70 550—600 20 22 1,5 30 200 300
11 35 55 950—1100 12 22 2 30 200 170
12 20 35 1500—1700 5 22 3 30 200 80
ского технологического института. Электроэрозионный станок модели
МЭ302 запущен в серийное производство.
Из таблицы XIV-3 видно, что заданную шероховатость обеспечива-
ют регулированием тока 7ср, частотой следования импульсов F, сква-
жистостью q (отношение длительности периода повторения импульсов
к длительности импульса), рабочим напряжением £7раб- При этом шеро-
ховатость задают двумя параметрами: по глубине лунок Rz и //тах
и количеством их N на 1 см2. Все три параметра в совокупности опреде-
ляют место и систему в размольном процессе вальцов и их размалыва-
ющую способность. Кроме того, число лунок на единицу рабочей поверх-
ности дает возможность определить число воздействий на продукт и
выявить механико-кинематические условия процесса измельчения.
Обрабатывают вальцы на электроэрозионном станке попарно и
каждая пара мелющих вальцов взаимно прирабатывается в процессе
нанесения шероховатости, что обеспечивает соблюдение постоянного
размера щели между вальцами.
Применение шероховатых вальцов в размольном процессе обеспе-
чивает увеличение выходов высоких сортов муки от 2 до 10%, уменьше-
ние зольности муки на 0,05—0,1%, но при этом электроэнергии расходу-
ется на 10—20% больше, чем при работе с нарезными вальцами. Одна-
ко увеличение электроэнергии составляет в денежном выражении
ничтожную сумму по сравнению с огромным эффектом, который обес-
печивают шероховатые вальцы по качеству размола и уменьшению
/ затрат на их восстановление.
Абсолютные скорости вальцов. Для измельчения зерна или его час-
тиц в результате не только сжатия, но и сдвига вальцам сообщают
разные скорости.
В настоящее время при размоле зерна в сортовую муку принимают
цб = 5,54-6,5 м/с, при размоле зерна в обойную муку — иб = 84-12 м/с
и больше.
При ^6 = 5,54-6,5 м/с соотношение скоростей выбирают для драных
систем К=2,5 (2,42—2,57) и для размольных К—1,5 (1,46—1,54).
304
Питающий механизм
Механизм питания
вальцового станка должен:
непрерывно и равно-
мерно подавать зерно или
измельчаемый продукт стру-
ей одинаковой толщины по
всей длине вальцов;
обеспечивать при по-
ступлении зерна (продукта)
в зону измельчения ско-
рость, по величине равную
или близкую к скорости
медленновраща ю щ е г о с я
вальца;
обладать высокой чув-
ствительностью и точностью
при регулировании количе-
ства поступающего на валь-
Рис. XIV-11. Питающий механизм вальцового
станка.
цы продукта;
быть доступным для осмотров, удобным для регулирования от руки
в соответствии с нормами техники безопасности.
Этим требованиям частично отвечает двухваликовый питающий
механизм (рис. XIV-11). Верхний питающий валик называют дозирую-
щим, а нижний — распределительным.
Определим траекторию полета частицы, находящейся в контакте с
гладкой поверхностью распределительного валика, не учитывая при
этом сопротивления воздушной среды. Частица оторвется от поверх-
ности питающего валика при условии, если центробежная сила инерции
равна радиальной составляющей силы тяжести продукта Q2
та>2г = Qsin а.
Гак как sin а = — , то mta2r = mg — ,
г г
где А — расстояние, отделяющее точку отрыва частицы М от горизон-
тального диаметра распределительного валика.
Таким образом,
«2 г2 v20
л =— = -Л. (xiv- ю)
g g
Если точка отрыва М отклонена от вертикальной оси валика не
более чем на 5—10°, уравнение движения частицы, начиная от точки М
gt2
в кординатах хну, может быть представлено как у = и x=vot,
откуда
gx2
2^о ’
У =
(XIV-11)
Задаваясь произвольно значениями х, Xi, х2, ... хп, найдем текущие
ординаты у, у\, у> для построения параболы полета частицы.
Скорость частицы продукта ук в момент достижения зоны измель-
чения приближенно может быть определена по выражению
v* = Vvl + 2SB >
(XIV-12)
305
Рис. XIV-12. Форма поверхностей питающих валиков станка ЗМ:
а — схема двухваликового питающего механизма (размеры в скобках относятся к вальцовым стан*
кам с диаметром вальцов 300 мм); б — профиль рифлей распределительного валика на станках
драных и размольных систем; в — профиль рифлей дозирующего валика на станках драных си*
стем: г — профиль рифлей дозирующего валика на станках размольных систем.
где и0 — скорость распределительного валика, м/с;
В — высота падения частицы, м.
Пользуясь уравнением =Q sin а, можно определить макси-
г
мально возможную величину скорости распределительного валика. Оче-
видно, при значении sin а=1
ятах=1/ —-I'F- (XIV-13)
V т
Если учесть, что в большинстве конструкций вальцовых станков
2г=75-^90 мм, то скорость распределительного валика должна быть:
/9,81-0,075 ,
--------= 0,61 м/с.
Для улучшения условий сцепления измельчаемых частиц с питаю-
щими валиками на поверхность их наносят рифли (рис. XIV-12). По
этой причине, а также учитывая, что на распределительном валике
частицы укладываются в несколько слоев по высоте, можно увеличить
значение Umax-
При одной и той же скорости питающих валиков, форме их поверх-
ности и одинаковой ориентировке по отношению' к вальцам частицы
различных промежуточных продуктов помола летят по разным траекто-
риям, что объясняется различием их аэродинамических свойств. Коли-
чество частиц, подаваемых на измельчение, регулируют изменением за-
зора между поверхностью дозирующего валика и кромкой заслонки.
Двухваликовый питающий механизм обладает рядом недостатков.
Измельчаемым частицам не удается сообщить скорость, равную ско-
рости медленновращающегося вальца даже при скорости последнего
цм=2,4 м/с. Механизм лимитирует пропускную способность вальцов.
Частицы измельчаемого продукта подводятся к зоне измельчения не
компактной струей, поэтому только часть частиц попадает непосредствен-
но в зазор между вальцами, а большее их количество падает на поверх-
ность главным образом медленновращающегося вальца и, отражаясь
от нее, теряет свою скорость. К недостаткам следует отнести и ступен-
чатое регулирование подачи.
306
Механизм для регулирования величины зазора
между вальцами
Каждую пару вальцов в вальцовых станках обслуживает специаль-
ный привально-отвальный механизм (рис. XIV-13), выполняющий сле-
дующие операции:
привал-отвал вальцов;
отжим вальцов в случае попадания между ними прочного инород-
ного тела больших размеров, чем величина зазора;
выверку параллельности вальцов;
настройку — сближение вальцов для установления требуемого зазо-
ра между ними.
Вальцовые станки ряда современных конструкций оснащены меха-
низмами для автоматического воздействия на величину зазора между
вальцами. Эти механизмы можно подразделить на три группы.
1. Механические автоматы для ручного отвала вальцов и остановки
механизма питания при прекращении поступления продукта в приемный
ковш станка. Эти автоматы предохраняют рифли вальцов от прежде-
временного Износа, который происходит в случаях вращения вальцов
с малым зазором без измельчаемого продукта, но не избавляют обслу-
живающий персонал от непрерывного наблюдения за работой станка.
2. Механические, электромеханические, гидравлические, электро-
пневматические автоматы для отвала-привала вальцов, с автоматиче-
ской остановкой-пуском механизма питания в связи с прекращением-
возобновлением поступления продукта в питающую трубу станка. Авто-
маты некоторых конструкций обеспечивают выключение подачи при
слишком большом накоплении измельченного продукта под вальцами,
перегрузке электродвигателя данной пары вальцов, при завале измель-
ченным продуктом пневмоприемника. Эта группа автоматов не только
предохраняет рифли от преждевременного износа, но и в большой мере
облегчает труд обслуживающего персонала. Кроме того, в данном слу-
чае исключается возможность загорания продуктов в станке из-за тре-
ния вальцов о продукт, накопившийся по той или иной причине под
вальцами станка.
Очень важно предусмотреть в конструкции автоматов, чтобы при
отвале вальцов выключение механизма питания происходило с некото-
рым запаздыванием, а во время
привала — с некоторым опереже-
нием. В этом случае поверхности
вальцов при отсутствии продукта
не будут соприкасаться, что иск-
лючает непроизводительный из-
нос их поверхности.
3. Электромеханические ав-
томаты для стабилизации задан-
ного режима измельчения на
данной паре вальцов. Эта группа
автоматов пока, как правило, яв-
ляется дополнением к автоматам
Рис. XIV-13. Механизм для регулирова-
ния величины зазора между вальцами
станка ЗМ:
1— привально-отвальный вал; 2 —эксцентри-
ковые пальцы; 3, 3' — тяги; 4 — ось подвеса
нижнего поворотного подшипника; 5 — рычаг;
6 — пружица; 7, 11, /5 —гайки; 8 — храповое
колесо; 9 —собачка; 10— рукоятка: 12 — ры-
чаг; 13— штурвал; /“/ — винт; 16 — барашек.
307
Рис. XIV-14. Схема привода вальцов валь-
цового станка:
1, 2— косозубыс колеса.
второй группы и позволяет соз-
дать предпосылки к стабилиза-
ции режима помола в размоль-
ном отделении мукомольного за-
вода.
Механизм привода вальцов
Механизм привода состоит
из привода быстровращающегося
вальца и межвальцовой переда-
чи, обеспечивающей разность
скоростей вальцов.
На современных мукомоль-
ных заводах быстровращающие-
ся вальцы приводятся в движе-
ние главным образом ременной
передачей от индивидуальных электродвигателей (рис. XIV-14). В ка-
честве межвальцовой передачи используют косозубые колеса с нормаль-
ным модулем тн=6. Такому модулю при угле наклона зуба в 16°15' со-
ответствует торцовый модуль
тт
6
16° 25'
= 6,25.
Ширина колес стандартизована и равна 100 мм. Колеса в основном
изготавливают из чугуна марки СЧ 15-32. Для повышения износоустой-
чивости малые колеса (с числом зубьев до 43) изготовляют из стали 45
или из стали 15Х.
Между парой вальцов, жестко соединенных зубчатыми колесами
1 и 2, при размоле возникает дополнительная фрикционная связь через
измельчаемый продукт, вследствие чего образуется замкнутая кинема-
тическая цепь. Эта цепь со-
стоит из пары вальцов, соеди-
ненных одновременно жестко
(зубчатыми колесами) и фрик-
ционно (измельчаемым про-
дуктом) .
При приводе вальцов дву-
мя независимыми электродви-
гателями распределение пото-
ка энергии (кривая 1) показа-
но на рисунке XIV-15: между
электродвигателем, приводя-
щим в движение быстровра-
щающийся валец (кривая 2),
и электродвигателем, приводя-
щим в движение медленно-
вращающийся валец (кри-
вая 3). Эти кривые получены
экспериментально при размо-
ле продуктов измельчения зер-
на на III драной системе: раз-
мер вальцов 250X600 мм, ско-
рость быстровращающегося
Рис. XIV-15. Распределение потока
энергии в вальцовом станке с неза-
висимыми приводами вальцов от двух
электродвигателей.
308
Рис. XIV-16. Батарейный привод вальцовых станков:
/ — фрикционная муфта; 2 — жесткая муфта.
вальца Уб = 5,85 м/с, отношение скоростей вальцов /(=2,36-4-2,42, удель-
ная зерновая нагрузка q=69,6 кг/(см-сутки).
Кривые показывают, что вначале, при высоком режиме измельче-
ния (извлечение до 5%), когда упругая, фрикционная, связь поверх-
ностей вальцов через измельчаемый продукт незначительна и покрыва-
ется потерями на трение в опорах медленновращающегося вальца и в
межвальцовой передаче, оба электродвигателя потребляют энергию из
сети. В дальнейшем электродвигатель медленновращающегося вальца
переходит в генераторный режим и отдает в сеть энергию, перенесен-
ную силами сцепления через измельчаемый продукт с поверхности быст-
ровращающегося вальца на поверхность медленновращающегося
вальца. Таким образом, при наличии между вальцами той или иной
жесткой связи, в частности зубчатых колес, ведущим будет колесо,
укрепленное на шейке медленновращающегося вальца. Подобное про-
исходит на всех системах помола в том случае, если /С>1. Приведен-
ные кривые показывают также, что лишь часть энергии, подводимой
к быстровращающемуся вальцу, проходит через межвальцовую пере-
дачу.
Существуют следующие варианты привода быстровращающихся
вальцов:
индивидуальный — от электродвигателя через плоско- или клиноре-
менную передачу;
трансмиссионный — через плоскоременную передачу,
групповой (рис. XIV-16);
непосредственно от электродвигателя через эластичную муфту.
В основном применяют первый тип привода. Второй еще сохранился
на некоторых старых мельницах. Ему присущи следующие недостатки:
большой расход металла и высокие первоначальные затраты на из-
готовление валов, шкивов, подшипников, муфт;
большие потери энергии на преодоление трения в подшипниках
трансмиссионных валов и ременных передачах;
потребность в устройстве специального трансмиссионного этажа.
Третий тип привода — групповой — применяют главным образом в
агрегатных мельницах малой производительности со сравнительно не-
большим числом малогабаритных вальцовых станков.
Основные недостатки этого привода следующие:
невозможность остановить половину и целый станок, не выключив
всю батарею;
трудно автоматизировать управление работой каждого станка.
Единственное преимущество как группового, так и трансмиссионно-
го приводов — несколько меньшая установленная мощность электродви-
гателя, чем суммарная установленная мощность индивидуальных элек-
тродвигателей для одного и того же числа вальцовых станков.
Четвертый тип привода наиболее экономичен, но его можно приме-
нять лишь при малых диаметрах вальцов (185—190 мм) или при рабо-
309
Рис. XIV-17. Цепная межвальцовая передача.
те вальцов (250 мм) на
высоких скоростях
(при обойных помолах
и размоле чистых кру-
пок). Работа вальцов
на высоких скоростях
резко увеличивает шум
от вальцового станка
(до 130 дБ).
Межвальцовые пе-
редачи конструктивно
могут быть выполнены
в следующих вариан-
тах: косозубая переда-
ча; цепная передача;
косозубая передача с
постоянным межцент-
ровым расстоянием;
привод с двумя элек-
тродвигателями.
В основном приме-
няют двухколесную ко-
созубую межвальцо-
вую передачу. У пере-
дачи этого типа сле-
дующие недостатки;
межцентровое рас-
стояние зубчатых ко-
лес межвальцовой пе-
редачи меняется с изменением величины зазора между вальцами — это
одна из основных причин интенсивного износа зубчатых колес и большо-
го шума при их работе;
зубчатые колеса, как правило, работают при угловом приложении
окружного усилия к их зубьям из-за неизбежных перекосов осей, это
ведет к преждевременному износу, большому шуму, выкрашиванию и
даже поломкам зубьев;
Необходимо изготавливать до 32 типоразмеров зубчатых колес для
межвальцовой передачи, так как каждый раз после перенарезки вальцов
необходимо менять зубчатые колеса в соответствии с фактическими
диаметрами вальцов, величиной зазора между вальцами и нужным для
данной пары вальцов отношением скоростей.
Для подбора зубчатых колес в зависимости от указанных величин
служат следующие соотношения:
гб + гм т _ Рб + Дм 1 fj
2 т 2 ’
(XIV-14)
гм
где ?б, zM — число зубьев большого и малого колес.
Для цепной межвальцовой передачи может быть использована
многорядная втулочно-роликовая цепь или двухсторонняя зубчатая
цепь. В. И. Булаткин разработал конструкцию цепной межвальцовой
передачи, в которой использована двухсторонняя зубчатая цепь с ша-
гом 25,4 мм (рис. XIV-17). При хорошем качестве изготовления звездо-
чек и цепи, а также тщательном монтаже этой передачи (отсутствие
перекосов звездочек передачи друг относительно друга) она достаточно
долговечна.
310
Преимущества этой передачи перед косозубой заключаются в том,
что изменение величины зазора между вальцами не влияет на работу
передачи.
После перенарезки вальцов, т. е. при изменении их диаметров, нет
необходимости менять какие-либо детали передачи, а следует лишь
изменить натяжение цепи. Для обеспечения передаточного отношения
между вальцами 1,5 и 2,5 необходимо лишь два комплекта звездочек.
Применительно к изображенной передаче это будет для Л=1 :2,4,
z,= 15 и z2=36, а для К= 1 : 1,4, ?i = 21 и z2=30.
Кроме того, как показали опыты, применение цепной передачи
взамен зубчатой несколько улучшает шумовую характеристику вальцо-
вого станка, так как шум более мягок по тембру.
Производительность и энергоемкость
Под производительностью вальцового станка следует понимать его
фактическую пропускную способность при достижении вполне опреде-
ленной степени измельчения зерна или промежуточных продуктов раз-
мола. Пропускная способность QT (кг/с) совместно работающей пары
вальцов теоретически может быть определена по следующему выра-
жению:
QT = Pnfo3^> (XIV-15)
где рп — объемная масса измельчаемого продукта, кг/м3;
I—длина вальца, м;
v3—условная средняя скорость продукта в зоне измельчения, м/с;
b— величина зазора между вальцами, м;
ф— коэффициент объемного заполнения зоны измельчения; всегда
меньше единицы.
На практике производительность [кг/(м-сутки)] вальцового
станка определяют как произведение средней удельной нагрузки qyn
(количество продукта, поступающего в сутки на единицу длины валь-
ца данной системы в схеме размола) на длину вальца I
2ф = <?уд/. (XIV-16}
Для оценки интенсивности использования по пропускной способ-
ности всех вальцовых станков на данном мукомольном заводе принят
показатель, называемый общей удельной нагрузкой <70бщ- Его получают
как частное от деления всего количества зерна (кг), перерабатываемого
в сутки в размольном отделении завода, на общую длину парноработа-
ющих вальцов
<7общ =• (XIV-17)
* XI
1
Удельные нагрузки и величины извлечения продуктов размола по
системам приведены в Правилах организации и ведения технологиче-
ского процесса на мельницах.
Для определения расхода энергии на привод данной пары вальцов
пока существуют лишь практические нормативы, приведенные в курсе
проектирования.
Для повышения коэффициента полезного действия и, следователь-
но, для уменьшения энергозатрат необходимо:
уменьшать упругие деформации материала рабочего органа измель-
чающей машины и повышать его износостойкость;
уменьшать число циклов деформации частиц разрушаемого мате-
риала;
311
снижать разрушающие напряжения измельчаемого материала, на-
пример в процессе размола зерна в муку этого в определенной степени
можно достичь соответствующей гидротермической обработкой зерна;
размалывать материал до крупности, диктуемой технологией про-
изводства, так как чрезмерное измельчение ведет к увеличению вновь
образованной поверхности и, следовательно, к дополнительным затра-
там энергии.
При измельчении зерна и промежуточных продуктов размола боль-
шая часть энергии, подводимой к вальцам, превращается в тепло, что
приводит к нагреву продукта и вальцов. Например, на I драной системе
температура может достигать 70—90° С на поверхности быстровращаю-
щегося вальца и 40—60° С на поверхности медленновращающегося; про-
дукт при этом нагревается на 4—8° С. Если к тому же учесть пыле-влаго-
образование от измельчаемого зерна, то станет очевидной необходи-
мость устройства для аспирации вальцовых станков.
Аспирационное отверстие в вальцовом станке располагают сверху
или снизу станка. Необходимость в вентиляции отпадает в случае пнев-
мотранспорта продуктов размола из станков. Чтобы исключить возмож-
ность конденсации влаги, вальцовые станки изнутри покрывают тепло-
изоляционным материалом, обычно деревянными щитами.
Современные конструкции
Вальцовый станок типа ЗМ. Двухсекционный, выпускают его с авто-
матической системой управления, и предназначен он для измельчения
зерна и промежуточных продуктов на мукомольных заводах с механи-
ческим транспортом зернопродуктов. Станок может работать и с пнев-
матическим транспортом.
Станину станка (рис. XIV-18) составляют две чугунные боковины,
соединенные между собой связями 3 и 16, крышка 5 с раструбом для
установки питающей трубы, внутренние перегородки 12 и 13 и устрой-
ство для аспирации станка (в нижней части).
Гидроавтомат обеспечивает автоматическое выполнение следующих
операций:
отвал и привал подвижного вальца;
включение и выключение вращения питающих валиков;
открытие и закрытие секторной питающей заслонки.
Отвал и привал мелющих вальцов сопровождается световой сигна-
лизацией. При отвале загораются красные сигнальные лампы. При хо-
лостом ходе станка сигнальные лампы горят, при рабочем режиме стан-
ка не горят.
Гидроавтомат (рис. XIV-19) состоит из следующих основных
элементов: шестеренчатого масляного насоса 13, дроссельного гидрав-
лического цилиндра 8, главного гидравлического цилиндра 4, гидравли-
ческого цилиндра 11 включения питающих валиков, привода. Шесте-
ренчатый насос и гидравлические цилиндры соединены между собой и с
масляной ванной системой перепускных каналов.
В дроссельном цилиндре установлен поршень 7 с перепускными
отверстиями, который под действием пружин 9 и 10 стремится занять
крайнее верхнее положение. Поршень через систему рычагов связан с
секторной заслонкой механизма питания. В поршне установлен золот-
ник 6, находящийся в постоянном соприкосновении с роликом рычага
20, другой конец которого связан системой рычагов с поплавком, уста-
новленным в питающей трубе.
Поршень 5 главного гидравлического цилиндра при помощи шаро-
вого шарнира 3 соединен с винтом 1 эксцентрикового механизма парал-
лельного сближения вальцов. Этот механизм, хотя и связан конструк-
тивно с гидроавтоматом, работает совершенно независимо. В отвален-
.312
мого материала, на-
ределенной степени
обработкой зерна;
й технологией про-
к увеличению вновь
олнительным затра-
ктов размола боль-
ается в тепло, что
на I драной системе
сти быстровращаю-
ращающегося; про-
е учесть пыле-влаго-
чевидной необходи-
асполагают сверху
дает в случае пнев-
исключить возмож-
покрывают тепло-
тами.
Рис. XIV-18. Общий вид валь-
цового станка типа ЗМ:
/ — щетка; 2 —медленновращаю-
щийся валец; 3—боковая связь;
4—верхняя дверка; 5 — крышка
с раструбом для питающей трубы;
6 — поплавок; 7 — питающая труба;
механизм регулировки питания;
9— дозирующий валик; 10— рас*
пределительный валик; II —махо-
вичок механизма выравнивания
и настройки подвижного вальца;
12, 13—перегородки; 14 — быстро-
вращающийся валец; 15 — нижняя
дверка; 16—нижняя связь.
пускают его с авто-
н для измельчения
заводах с механи-
работать и с пнев-
угунные боковины,
5 с раструбом для
12 и 13 и устрой-
лнение следующих
иков;
и.
ся световой сигна-
ie лампы. При хо-
очем режиме стан-
дующих основных
ссельного гидрав-
ндра 4, гидравли-
привода. Шесте-
I между собой и с
7 с перепускными
стремится занять
рычагов связан с
установлен золот-
роликом рычага
поплавком, уста-
ри помощи шаро-
еханизма парал-
связан конструк-
симо. В отвален-
ном и приваленном положениях вальцов действие эксцентрикового
механизма вызывает только перемещение поршня относительно оси
цилиндра, что не влияет на работу автомата. Поршень 5 под действием
пружины 2 стремится занять крайнее левое положение.
Поршень 12 гидравлического цилиндра включения питающих ва-
ликов насажен на вал 18, входящий одним концом в приводной шкив 16
гидроавтомата. На средней части вала установлен блок 19, находя-
щийся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом привода питающих
валиков. Поршень 12 и вал 18 под действием пружины 17 стремятся за-
нять крайнее левое положение. При движении поршня вправо полумуф-
та блока 19 входит в зацепление с полумуфтой блока 14 привода масля-
ного насоса, установленного на приводном шкиве гидроавтомата.
Гидроавтомат, как и питающий механизм, приводится в действие
плоскоременной передачей от ступицы шкива быстровращающегося
вальца.
Питающая труба станка разделена перегородкой на два отсека, каж-
дый из которых питает продуктом свою половину станка. В каждом
313
отсеке в направляю
работы гидроавто
стемой рычагов св
автомата.
Обе половины в
электродвигателей ч
При холостом х
насос гидроавтомат
J
I
Рис. XIV-20. Схема уп
А, Б, В, Г, Д, Е — переп
25 —пружины; <3 —секторн
10 — золотник; 12 — порше
18— вал; 19 — поршень гид
цилиндра; 21 — шарнир; 22
отсеке в направляющих установлен поплавок, являющийся задатчиком
работы гидроавтомата или механического автомата. Поплавок си-
стемой рычагов связан с золотником дроссельного устройства гидро-
автомата.
Обе половины вальцового станка приводятся от индивидуальных
электродвигателей через клиноременные или плоскоременные передачи.
При холостом ходе станка вращаются вальцы и работает масляный
насос гидроавтомата. Поплавок 4 (рис. XIV-20) в питающей трубе на-
Рис. XIV-20. Схема управления автоматического вальцового станка типа ЗМ:
А, Б, В, Г, Д, Е — перепускные каналы автомата гидроуправления; 1 — тяга; 2, 11, 13, 14, 16,
25 —пружины; 5-—секторная заслонка; поплавок; 5, 7, 8, 23, 26 — рычаги; 6—защелка; 9-—ось;
10 — золотник; 12— поршень; 15 — шестеренчатый насос; 17 — блок (полумуфта и шестерня);
18—вал; 19— поршень гидроцилиндра включения питающих валиков; 20—поршень главного гидро-
цилиндра; 2/—шарнир; 22 —колодка; 24 — микропереключатель.
315
ходится в верхнем положении и не оказывает давления на золотник 10
дроссельного устройства. Масло, поступая из насоса в каналы А, Б, Д и
Е, не создает в них давления, так как отверстия В иГ в поршне дросселя
не перекрыты золотником, т. е. масло свободно выходит в масляную
ванну. Все элементы гидроавтомата находятся под действием пружин в
исходном положении.
При поступлении продукта в питающую трубу поплавок захваты-
вается потоком и, преодолевая сопротивление пружин 11 и 25, через си-
стему рычагов 5, 8 и 26 воздействует на золотник, который, опустившись
вниз, закрывает центральный канал В золотникового распределителя.
Свободная циркуляция масла прекращается, во всей нагнетающей сети
автомата возникает давление.
Под давлением масла поршень 12 дросселя, преодолевая сопротив-
ление пружин 13 и 14, перемещается вниз и рычагом 23 открывает сек-
торную заслонку 3. Размер щели между заслонкой и дозирующим ва-
ликом регулируют вручную. Одновременно по каналам Д и Е давление
масла распространится на поршни 19 и 20, которые, преодолевая сопро-
тивление пружин 2 и 16, будут перемещаться слева направо. При срав-
нительно малом перемещении поршня 19 произойдет сцепление кулачко-
вой муфты блока 17, и питающие валики начнут вращаться, направляя
продукт в зазор между мелющими вальцами. Вал 18 переместится
вправо до полного сжатия пружины 16 и будет оставаться в таком по-
ложении при работе станка под нагрузкой. Поршень 20 привального
механизма вальцов, преодолевая сопротивление пружины 2, переме-
стится вправо, увлекая за собой тягу 1 и при помощи эксцентрикового
механизма параллельного сближения будет подтягивать подвижной
валец, осуществляя «привал». Вальцы начнут измельчать про-
дукт.
При движении поршня 20 вправо шаровая втулка шарнира 21 вхо-
дит в соприкосновение с колодкой 22, которая, поднимаясь, соприкаса-
ется со стержнем переключателя 24, выключающего световую сигнализа-
цию. Полный привал подвижного мелющегося вальца происходит, ког-
да поршень 20 переместится в крайнее правое положение. В таком
положении поршень остается на время работы станка под нагрузкой
и противодействует технологическому давлению, возникающему между
вальцами при размоле.
Открытие секторной заслонки и включение питающих валиков про-
исходит раньше, чем полный привал подвижного мелющего вальца, что
предотвращает преждевременный износ вальцов и удлиняет срок их
службы. Насос 15 гидроавтомата обеспечивает устойчивое давление
в гидросистеме в пределах 638—883 кН/м2 при полном перемещении
поршней.
При прекращении подачи продукта поплавок под действием пру-
жин 11 и 25 поднимается в исходное положение. Рычаг 8 поворачивает-
ся вокруг оси 9, и золотник открывает слив масла через центральный
канал В и канал Г в картер. Давление масла в системе падает, в ре-
зультате чего станок автоматически переводится с рабочего режима
работы на холостой ход. Поршень 12 под действием пружины 13 и 14
перемещается в верхнее исходное положение и закрывает секторную
заслонку питания. Поршень 20 под действием пружины 2 перемещается
влево — происходит «отвал» подвижного вальца. Включается световая
сигнализация. Отвалу способствует также масса подвижного вальца.
Пружина 16 передвигает влево вал 18, шестерню с муфтой блока 17
и поршень 19, при этом прекращается вращение питающих ва-
ликов.
Автомат гидроуправления может быть выключен из работы откид-
ной защелкой 6, препятствующей повороту рычага 7, копирующего дви-
жение двуплечего рычага 26.
316
ения на золотник 10
в каналы А, Б, Д и
Г в поршне дросселя
ыходит в масляную
действием пружин в
поплавок захваты-
ин 11 и 25, через си-
тор ый, опустившись
ого распределителя,
й нагнетающей сети
еодолевая сопротив-
м 23 открывает сек-
и дозирующим ва-
ам Д и Е давление
преодолевая сопро-
направо. При срав-
сцепление кулачко-
ащаться, направляя
18 переместится
ваться в таком по-
ень 20 привального
ужины 2, переме-
и эксцентрикового
гивать подвижной
измельчать про-
а шарнира 21 вхо-
имаясь, соприкаса-
ветовую сигнализа-
а происходит, ког-
ложение. В таком
ка под нагрузкой
пикающему между
щих валиков пре-
ющего вальца, что
удлиняет срок их
ойчивое давление
ном перемещении
од действием пру-
аг 8 поворачивает-
ерез центральный
теме падает, в ре-
рабочего режима
пружины 13 и 14
ывает секторную
ы 2 перемещается
ючается световая
важного вальца.
муфтой блока 17
питающих ва-
из работы откид-
опирующего дви-
Техническая характеристика вальцовых станков типа ЗМ
Размеры вальцов, м ..•••• 0,25x1 0,25x0,8 0,25X0,6 0,3X0,6
Частота вращения, рад/с . . . . Предельно допус- 40 43 43 38
тимая мощность на пару вальцов, кВт . . • • • Масса станка, кг . Расход воздуха 22 3450 14 2950 10 2600 10 3050
для аспирации, 10~3 м3/с . . . 2,8 2,8 2,2 2,2
317
Продукты размола из станка можно выводить самотеком через
сборный бункер, а также пневмотранспортом, для чего под сборным
бункером устанавливают чашу, по центру которой на расстоянии от дна
расположена труба, выходящая через центральную часть станка на
крышку, рядом с питающей трубой. В бункерах каждой половины стан-
ка установлены датчики. В случае завала пневмоприемника они выклю-
чают электродвигатель. Половина чаши выполнена выдвижной для
устранения завалов.
Вальцовый станок типа БВ. Предназначен для измельчения зерна
и продуктов его переработки на мукомольных заводах с пневматиче-
ским и механическим транспортом (рис. XIV-21). По устройству основ-
ных рабочих элементов, кроме устройства выпуска продуктов, станок
БВ аналогичен вальцовым станкам типа ЗМ.
Механический автомат предназначен для управления ра-
ботой вальцовых станков БВ и ЗМ. Он в зависимости от наличия про-
дукта в приемнике станка выполняет следующие операции:
приваливает и отваливает медленновращающийся валец;
включает и выключает питающие валики;
открывает и закрывает питающую щель;
включает и выключает световую сигнализацию.
Автомат срабатывает без вмешательства обслуживающего персо-
нала при определенном уровне продукта в приемнике станка. Выпол-
нять перечисленные операции можно и принудительно при работе или
остановке станка.
Шкив 29 механического автомата (рис. XIV-22), укрепленный
шпонкой на одном конце вала 30, приводится во вращение от выносной
ступицы приводного шкива, расположенного на шейке быстровращаю-
щегося вальца, при помощи плоского ремня. На другом конце вала ше-
стерня 31 (г=12), выполненная заодно с валом, передает вращение
блоку шестерен 32, свободно вращающемуся на валу 37. Большая ше-
стерня блока (г=38) заканчивается кулачками, которые при сцепле-
нии с кулачками полумуфты 33 через шпонку 34 и вал 37 передают вра-
щение питающим валикам.
Техническая характеристика автоматов управления
вальцовыми станками
Механический Гидравлический
Диаметр приводного шкива, мм Частота вращения приводного шкива, рад/с - , 160 » 33,2 240 22,2
Привод Время привала, с Время отвала, с Время поступления продукта в зазор между вальцами от на- чала включения автомата, с Масса, кг Габаритные размеры, м: длина ширина высота Плоскоременный 0,335—0,565 8,95—20,28* 0,322—0,535 4,8—13,45* 0,227 — 30 49 0,294 0,328 0,290 0,290 0,422 ' ' 0,422 '
* По результатам сравнительных
испытаний в Горьковской МИС.
Питающий валик своим шлицем на конце входит в паз вала 37.
Малая шестерня блока 32 (г=15) находится в зацеплении с шестерней
19 (2=60), свободно посаженной на валу 22. На этом же валу закреп-
лены при помощи шпонок и установочных винтов колесо 17 и эксцент-
рик 40. На ступицу эксцентрика посажен рычаг 41, связанный через ры-
чаг 43 и другие рычаги с секторной заслонкой над питающими валиками.
318
ть самотеком через
чего под сборным
на расстоянии от дна
ю часть станка на
дой половины стан-
иемника они выклю-
на выдвижной для
я измельчения зерна
одах с пневматиче-
о устройству основ-
продуктов, станок
для управления ра-
сти от наличия про-
ерации:
ся валец;
уживающего персо-
ике станка. Выпол-
ьно при работе или
-22), укрепленный
щение от выносной
йке быстровращаю-
гом конце вала ше-
передает вращение
у 37'. Большая ше-
торые при сцепле-
л 37 передают вра-
НИЯ
идравлический
240
22,2
нный
,95—20,28*
4,8-13,45*
49
0,328
0,290
0,422
МИС.
т в паз вала 37.
ении с шестерней
же валу закреп-
есо 17 и эксцент-
занный через ры-
щими валиками.
Рис. XIV-22. Кинематическая схема механического автомата вальцового станка ти-
па БВ:
1— поплавок; 2, 13 — двуплечие рычаги; 3 — тяга; 4, 41, 43— рычаги; 5—регулировочный винт;
6, 45—толкатели; 7, 36— втулки; 8, 9, 20, 23, 28, 35, 44 — пружины; 10 — защелка; И, 15, 42 — оси;
12, 18 — рукоятки; 14, 38 — пальцы; 16 — коромысло; 17 — колесо; 19, 31 — шестерни; 21, 27—фикса-
торы; 22, 30, 37—валы; 24 — собачка; 25 —сектор; 26 — упор; 25—шкив; 32— блок шестерен;
33 — полумуфта; 34—-шпонка; 39 — шатун; 40 — эксцентрик; 46—микропереключатель.
В автоматическом режиме работой автомата управляет датчик-по-
плавок 1.
При накоплении определенного количества продукта в приемнике
станка поплавок опускается вниз и через рычаги 2, 4, 13, тягу 3 и тол-
катель 6, преодолевая сопротивление пружины 8 и силу трения между
собачкой 24 и коромыслом 16, поворачивает коромысло по часовой
стрелке и выводит его левое плечо из зацепления с собачкой 24.
Собачка, освобождаясь, поворачивается вместе с сектором 25 под
действием пружины по часовой стрелке. Сектор при повороте устанав-
ливается на пути движения упора 26, укрепленного на шестерне 19.
319
Последняя, постоянно вращаясь по часовой стрелке, начинает вра-
щать через упор и сектор колесо 17, которое через шпонку и вал 22 пе-
редает вращение эксцентрику 40.
Вращение колеса 17, вала 22, эксцентрика 40 будет продолжаться
до тех пор, пока собачка не упрется свободным концом в правое плечо
коромысла 16 и не выведет из зацепления сектор 25 с упором 26. В этот
момент фиксатор 27 под действием пружины 28 входит в вырез колеса
17 и фиксирует положение колеса и эксцентрика, повернувшихся на 180°.
Поворачиваясь по часовой стрелке, эксцентрик 40 через шатун 39
приваливает медленновращающийся валец. Одновременно полумуфта
33 сходит с кулачка эксцентрика 40 и под действием пружины 35 вхо-
дит в зацепление с кулачками шестерни 32, в результате чего начинают
вращаться питающие валики. Одновременно с привалом медленновра-
щающегося вальца через рычаги 41 и 43 происходит поворот заслонки и
образование питающей щели, а через подпружиненную стойку размы-
кание выключателя 46 сигнальной лампы.
При прекращении подачи продукта или понижении уровня его
в приемнике пружина 8 толкателя 6, преодолевая сопротивление веса
поплавка и убывающего продукта, отжимает толкатель вверх; рычаг 13
и коромысло 16 поворачиваются против часовой стрелки и правое плечо
коромысла выходит из зацепления с собачкой 24.
Последняя пружиной 23 поворачивается по часовой стрелке, и сек-
тор 25 входит в зацепление с упором 26. Шестерня 19 начинает повора-
чивать колесо 17, вал 22 и эксцентрик 40 по часовой стрелке до тех пор,
пока собачка не упрется в левое плечо коромысла 16 и не выведет из
зацепления сектор 25 с упором 26 (это положение показано на схеме).
В этот момент вращение колеса 17, вала 22 и эксцентрика 40 прекра-
щается. При повороте эксцентрика 40 шатун 39 отваливает медленно-
вращающийся валец, а кулачок эксцентрика 40 отжимает полумуфту
33, в результате чего питающие валики останавливаются. В то же самое
время (при повороте эксцентрика 40) через систему рычагов 41, 43 и др.
закрывается заслонка и включается сигнальная лампа.
Для принудительного отваливания медленновращающегося вальца
(при наличии продукта в приемнике), остановки питающих валиков и за-
крытия заслонки необходимо рукоятку 12 оттянуть влево (на себя, стоя
лицом к станку) и зафиксировать ее защелкой 10. Для приваливания
вальца и выполнения сопутствующих операций при наличии продукта
в приемнике достаточно откинуть защелку 10. При необходимости за-
щелкой 10 можно зафиксировать приваленное положение.
При ремонтах, аварийной остановке электродвигателя или в других
подобных случаях все операции можно выполнить двумя движениями
рукоятки 18 по часовой стрелке (от себя, стоя лицом к станку).
Техническая характеристика станка БВ
Размер вальцов, м 0,25x1 0,25x0,8 0,25X0,6
Производительность одной по- ловины станка в сутки при первом пропуске на обойном помоле (извлечение до 60%), 103 кг 60 48 36
Дифференциал вальцов: гладких 1,5 1,5 1,5
нарезных 2,48 2,48 2,48
Скорость быстровращающегося вальца, м/с: гладкого 4,7 4,7 4,7
нарезного 6 6 6
Частота вращения нарезного быстровращающегося вальца, рад/с 46 46 46
•320
трелке, начинает вра-
шпонку и вал 22 пе-
будет продолжаться
онцом в правое плечо
5 с упором 26. В этот
ходит в вырез колеса
овернувшихся на 180°.
к 40 через шатун 39
временно полумуфта
ием пружины 35 вхо-
льтате чего начинают
ивалом медленновра-
т поворот заслонки и
енную стойку размы-
ижении уровня его
сопротивление веса
тель вверх; рычаг 13
редки и правое плечо
совой стрелке, и сек-
19 начинает повора-
й стрелке до тех пор,
16 и не выведет из
показано на схеме).
Центрика 40 прекра-
тваливает медленно-
тжимает полумуфту
ются. В то же самое
рычагов 41, 43 и др.
па.
ащающегося вальца
ающих валиков и за-
влево (на себя, стоя
Для приваливания
наличии продукта
и необходимости за-
ожение.
гателя или в других
Двумя движениями
ом к станку).
0,8 0,25хо,6
к размыканию кулачковой муфты 9 и, следовательно, к остановке вра-
щения питающих валиков. Грубый привал вальцов в станке ВМП вы-
полняют вручную поворотом рычага 12 за рукоятку 13 по часовой
стрелке.
Для выверки параллельности вальцов служит штурвал 15, а для
их параллельного сближения — штурвал 14.
Техническая характеристика станка ВМП
Диаметр вальцов, м ........................................ 0,185
Длина вальцов, м......................................... 0,4
Скорость быстровращающегося вальца, м/с................. 9,3
Мощность электродвигателя, кВт............................... 10
Частота вращения ротора электродвигателя, рад/с ... 96
Масса станка, кг............................................. 935
§ 4. ПЛЮЩИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Одна из разновидностей вальцовых станков — плющильные станки,
служащие для выработки хлопьев из кукурузы или овса. К особенно-
стям режима этих станков можно отнести малое отношение окружных
скоростей вальцов и большие усилия на вальцы со стороны зерновок,
подвергаемых сплющиванию. Например, удельное давление при плю-
щении может достигать 25 МПа. Последнее обстоятельство предопреде-
ляет диаметры вальцов в этих машинах, равные 0,350—0,8 м. На рисун-
ке XIV-25 изображен плющильный станок с вальцами 0,52X0,62 м.
Вальцы плющильных станков изготавливают пустотелыми, с гладкой
поверхностью и устройством для водяного охлаждения. Между собой
они соединены косозубой передачей. Для регулирования величины за-
зора между вальцами подшипники одного вальца могут перемещаться
между направляющими станины станка. Перемещают их винтами 1, гай-
ками для которых служат ступицы колес 2 червячных редукторов, сое-
диненных общим червячным валом. Вал приводится во вращение от
штурвала 3. Так же как и в вальцовом станке, здесь есть амортизацион-
ные пружины 4 и приспособления для очистки поверхности вальцов в
виде стальных ножей, укрепленных в специальных державках.
Техническая характеристика плющильного станка
Производительность (по хлопьям), кг/с 0,061
Диаметр вальцов, м........................................... 0,52
Длина вальцов, м............................................. 0,62
Частота вращения вальца, рад/с................................ 16
Установленная мощность электродвигателя, кВт .... 40
Масса станка, кг............................................. 4500
36
।
1,5
2,48
4,7
6
46
Рис. XIV-25. Плющильный станок:
1 — винт; ’ — червячное колесо; 3— штурвал; 4 — пружина.
21*
323
§ 5. ДРОБИЛКИ МОЛОТКОВЫЕ И ЗУБЧАТЫЕ
Молотковые дробилки, применяемые в различных отраслях про-
мышленности, изготовляют разных видов — от дробилок небольших
размеров до дробилок массой около сотни тонн.
Физическая сущность процесса измельчения зерна в молотковых
дробилках заключается в разделении зерна на отдельные части вслед-
ствие удара, излома и истирания между рабочими органами машины.
Общее устройство
Устройство молотковых дробилок рассмотрим на примере дробилки
ДДЗ (рис. XIV-26), применяемой в комбикормовой промышленности.
Молотковый ротор установлен на чугунной станине 4. Барабан со-
стоит из ряда дисков 6, разделенных прокладками. Диски расположены
на валу 1 и стянуты гайками и болтами 5 по окружности. Сквозь диски
проходят стержни 3, на которые надеты молотки 8.
Вращающийся молотковый ротор окружен неподвижной обечай-
кой, состоящей из зубчатых (рифленых) броневых плит 9 и цилиндри-
ческого сита 2. В зазор между зубчатой плитой и вращающимися мо-
лотками подводится продукт, подлежащий дроблению.
Дробилки, применяемые для измельчения зерна и комбикормовых
ингредиентов, обычно оборудованы загрузочным приспособлением —
питающим механизмом различных конструкций. В дробилке ДДЗ — это
питающий рифленый валик 10, который при вращении рифлями увлека-
ет за собой продукт. Количество подаваемого питателем продукта регу-
лируют заслонкой 11.
Продукт поступает из бункера над дробилкой в пространство над
питающим валиком. Под валиком расположена наклонная плоскость, по
которой перемещается продукт в рабочую зону — дробильное простран-
ство. Металлические примеси продолжают свое движение по инерции,
попадают в пространство 7, откуда их удаляют вручную.
В рабочем пространстве дробилки продукт подвергается удару мо-
лотками и дробится. Дробление происходит также и при ударе частиц
продукта о броневые плиты 9. Затем продукт продвигается молотками
вдоль сита, при этом продолжается его дробление, а также происходит
его истирание.
Частицы с размерами, меньшими или равными размерам отверстий
сита, проходят сквозь него и уносятся транспортирующим приспособ-
лением.
Пригодность дробилки для размола отдельных материалов зависит
главным образом от расположения, числа и формы молотков, а также от
размеров и формы рифлей на внутренней поверхности броневых плит.
На степень измельчения продукта влияют величины зазоров между
молотками, неподвижными плитами и ситом; размер отверстий сита;
окружная скорость молоткового ротора.
Окружную скорость молотковых роторов в некоторых конструкци-
ях принимают до 100 м/с. Поэтому во вращающихся частях дробилки
развиваются большие напряжения, резко возрастающие с увеличением
частоты вращения ротора, так как центробежная сила пропорциональ-
на квадрату окружной скорости.
По этой же причине молотковые роторы требуют чрезвычайно тща-
тельной балансировки. Недостаточная балансировка вращающихся ча-
стей дробилки может не только вызвать неспокойный ход машины, но
и быть причиной аварий.
Изучение зависимости производительности от влажности исходного
продукта показывает, что с увеличением влажности производительность
снижается. Например, при увеличении влажности ячменя с 13,8 до 20%
324
Jy/^y7>77ZzzZZZZ//zzzzzzzz/z/Z//ZZZ,-ZZZZ//Z/ZZ/7z7z
Рис. XIV-26. Молотковая дробилка ДДЗ:
/ — вал; 2 —сито; 5—стержень; 4— станина;
5 — болт; 6 — диск; 7 — пространство для сбора
металлических примесей; 8 — молоток; 9 — плита
броневая; 10 — валик рифленый; 11 — шарнирная
заслонка.
производительность дробилки снижается на 30%, а удельный расход
энергии повышается на 30—32%. Аналогичная картина наблюдается
при измельчении овса, кукурузы и других продуктов, но в иных соотно-
шениях.
Внимания заслуживает организация воздушных потоков, которые
способствуют измельчению и транспортированию измельченного про-
дукта.
Быстровращающийся молотковый ротор дробилки, действуя как
вентиляторное колесо, нагнетает воздух сквозь отверстия сита; при этом
воздух удаляет измельченный продукт.
Благодаря воздушному потоку, создаваемому молотковым ротором,
иногда можно передавать продукты размола на некоторое расстояние
без применения какого-либо транспортирующего устройства. Продукт,
выходящий из молотковой дробилки, можно транспортировать механи-
чески при помощи норий, шнеков и ленточных транспортеров. Однако
при этом очень трудно бороться с запылением помещения, так как по-
вышенное давление внутри дробилки создает поток пыльного воздуха
из рабочего пространства дробилки наружу.
Поэтому очень часто применяют вентилятор, встроенный в дробил-
ку либо отдельно стоящий, который отсасывает весь размолотый про-
дукт и нагнетает его вместе с воздухом по материалопроводу в спе-
циальное осадочное устройство (большей частью циклон). В этом слу-
чае внутри дробилки создается разрежение, прекращается пылевыделе-
ние, происходит охлаждение продукта и всей машины, уменьшается
опасность засорения отверстий сит, так как они непрерывно продува-
ются воздухом.
Насаживать рабочее колесо вентилятора непосредственно . на вал
дробилки требованиями техники безопасности на предприятиях Мини-
стерства заготовок СССР запрещено.
325
В молотковых дробилках с пневматическим транспортированием
продукта применяют такие питающие устройства, которые не толь-
ко равномерно загружают дробилку, но и допускают возможность
регулировать количество поступающего воздуха, благодаря чему может
быть достигнуто требуемое разрежение в рабочем пространстве дро-
билки.
Конструкция питающего устройства зависит от физико-механичес-
ких особенностей измельчаемого материала.
Равномерное питание молотковых дробилок обеспечивает рав-
ный износ рабочих органов, получение однородного в гранулометри-
ческом отношении состава продуктов размола и заданную производи-
тельность.
Конструкция молотков
Для различных продуктов и дисперсности помола применяют мо-
лотки разной формы (рис. XIV-27).
Наибольшее применение для измельчения зерновых продуктов по-
лучили пластинчатые молотки, изготовленные из полосовой стали (ти-
пы У, 3, 4, 20, 21). Молотки с остриями, срезанными под острым углом
(типы 2, 5 и 17), применяют с наибольшим эффектом для разрывания
или расщепления продукта.
Молотки с повернутым на 90° рабочим концом, образующим рабо-
чую поверхность (тип 6), служат для тонкого дробления. Однако про-
изводительность дробилки, оборудованной этими молотками, при про-
чих равных условиях гораздо меньше, чем при установке прямых пла-
стинчатых молотков (примерно в два раза).
Молотки с усиленным рабочим концом (типы 7, 8, И, 12, 18) слу-
жат только для дробления крупных кусков. Очень часто применяют мо-
лотки, рабочий конец которых имеет большое число вырезов, образую-
щих углы, ступени и т. п.
(типы 9, 10, 13, 15).
Наконец, существуют
конструкции составных мо-
лотков со съемной рабочей
частью, которую поворачи-
вают при затуплении рабо-
тающего угла (типы 14, 19).
Рис. XIV-27. Типы молотков.
Молотки типа 16 называют
молотками смешанного ти-
па или комбинированными.
В этом случае пластинча-
тые многоступенчатые мо-
лотки попарно соединены
между собой П-образными
тонкими пластинками. Та-
кие молотки можно реко-
мендовать при дроблении
волокнистого материала.
На комбикормовых за-
водах большое распростра-
нение получили простые
пластинчатые молотки пря-
моугольной формы (тип 0).
Полная симметрия молотка
этого типа позволяет рабо-
тать поочередно на обоих
его внешних углах, а два
326
отверстия — переворачивать молотки, ставя их изношенным концом в
сторону центра ротора.
Прямоугольные пластинчатые молотки по сравнению со сложными
молотками и молотками с усиленным концом просты и в изготовлении,
что очень важно, так как часто приходится возобновлять комплект мо-
лотков при эксплуатации дробилки.
Одно из достоинств пластинчатых молотков в том, что их можно
затачивать после износа, подобно металлообрабатывающим резцам.
Большое значение придают способу размещения молотков. На ри-
сунке XIV-28 показана схема размещения молотков на роторе молотко-
вой дробилки американской фирмы. Они образуют витки винтовой ли-
нии левого и правого вращения, так что направлены навстречу друг
другу и встречаются на оси симметрии ротора. Таким образом, при вра-
щении ротора вся рабочая поверхность сит «пересекается» молотками,
а образовавшиеся витки стремятся перемещать продукт к центру, что
создает лучшие условия измельчения.
Уменьшение числа молотков, устанавливаемых на роторе, позволя-
ет получить лучшую уравновешенность ротора. В результате уменьша-
ется вибрация и увеличивается срок службы рабочих органов машины.
В процессе эксплуатации дробилки необходимо постоянно следить
за исправным состоянием молотков, так как затупление поверхности
молотков снижает эффективность измельчения и производительность.
При износе молотков расстояние между их внешней кромкой и внут-
ренней поверхностью ситового барабана увеличивается, в результате
ухудшается измельчение, возрастает расход энергии. С уменьшением
массы молотка снижается сила удара и при неравномерном износе на-
рушается уравновешенность ротора.
С применением реверсивных дробилок уменьшаются простои, свя-
занные с перестановкой молотков, и повышается производительность
дробилки.
Рис. XIV-28. Схема расположения молотков на ро-
торе дробилки.
327
Конструкция сит и колосников
Другим важным рабочим органом дробилки является сито, распо-
ложенное вокруг ротора. В молотковых дробилках применяют два вида
сит: гладкие сита с круглыми или продолговатыми отверстиями и че-
шуйчатые.
Отверстия в сите располагают в шахматном порядке для обеспече-
ния его прочности и жесткости. Применение толстого листа требует из-
готовления конусных отверстий, расширяющихся по направлению вы-
хода продукта для уменьшения сопротивления при удалении продуктов
размола из рабочей полости дробилки.
Чешуйчатые сита изготавливают из тонкой листовой стали, главным
образом толщиной 1,5 мм (рис. XIV-29). На листе надрезают необходи-
мую длину ячейки и затем надрезанную часть металла выдавливают
в одну сторону. Обычно эти прорези располагают в шахматном поряд-
ке. При этом образуются отверстия полуовальной или прямоугольной
формы.
Поэтому поверхность чешуйчатых сит с одной стороны гладкая, а
с другой — острошероховатая. При установке сита в дробилке отогну-
тые кромки отверстий обращены во внутреннюю полость и навстречу
движению ротора. Большое число режущих кромок повышает произво-
дительность дробилки, способствует эффективному измельчению и уда-
лению размолотых частиц из рабочей полости дробилки.' При равных
живых сечениях гладких сит и чешуйчатых производительность дробил-
ки с чешуйчатыми ситами больше. С увеличением размеров отверстий
сита степень измельчения продукта снижается, а производительность
увеличивается.
Важный параметр дробилки — зазор между описанной окруж-
ностью вращения молотков и внутренней поверхностью сита. Существует
зависимость зазора от требуемой дисперсности измельчаемого продук-
та. При мелком измельчении зазор должен быть в два — пять раз боль-
ше поперечного размера (толщина) обрабатываемого продукта. При
крупном измельчении зазор соответственно увеличивают.
Во многих конструкциях дробилок в качестве ситовых элементов
служат различной формы колосники, расположенные параллельно оси
дробилки. Колосники укладывают с небольшими промежутками (зазо-
рами) вокруг молоткового барабана. Форму поперечных сечений колос-
ников (рис. XIV-30) подбирают в каждом отдельном случае в зависи-
мости от свойств размалываемого продукта.
Для хрупких продуктов применяют колосники с прямоугольным
и треугольным сечением без выступающих граней (рис. XIV-30, а, г).
Когда необходим повышенный эффект дробления, применяют колосни-
ки с выступающими гранями.
Рабочие поверхности колосников (рис. XIV-30, б, в, д) не образуют
гладкой цилиндрической поверхности, каждый колосник имеет или ост-
рую переднюю грань d, выступающую над задней гранью предыдущего
колосника, или каждый колосник имеет продольную канавку с, в кото-
рой частица продукта поворачивается и, задерживаясь, подвергается
при этом воздействию молотков рабочего барабана, что повышает эф-
фект дробления. Такую форму колосников ча-
сто применяют при дроблении продуктов, тре-
бующих разрывания или раскалывания.
Щель между колосниками всех типов рас-
ширяется книзу, это облегчает дробленому
продукту проход через колосники. В решетках
с прямоугольными и ромбовидными колосни-
4
iOS-'-О
Рис. XIV-29. Чешуйчатое
сито.
ками такой зазор получается при расположе-
нии колосников по кругу, а в колосниках, по-
328
казанных на рисунках
XIV-30, в, г, д, сама форма
колосников создает боль-
шое расширение, что явля-
ется положительной особен-
ностью этих колосников.
Необходимо отметить, что
колосники (рис. XIV-30, а,
б, г, д) можно переворачи-
вать при затуплении, в то
время как колосники с не-
симметричной формой по-
перечного сечения (рис.
XIV-30, в) этого не допу-
скают.
IIII й
« б в
г
Рис. XIV-30. Типы колосниковых устройств.
Материалом для колосников служит сталь, подвергнутая термиче-
ской обработке.
Достоинства колосников — высокая прочность, долговечность, вы-
сокий эффект дробления. К числу недостатков следует отнести малый
процент живого сечения, так как большая часть поверхности решетки
занята колосниками, большую затрату металла и непригодность колос-
ников для мелкого дробления, так как в этом случае процент живого
сечения небольшой, а это, в свою очередь, резко снижает производи-
тельность. Вместе с тем колосники хорошо работают при дроблении
крупных кусков.
Для размола зерновых культур обычно применяют пластинчатые
молотки прямоугольной формы толщиной 1,5—2,5 мм. Для измельчения
жмыхов применяют молотки толщиной 6 мм, а для измельчения ко-
стей— 6—12 мм. Лучшим материалом для изготовления молотков яв-
ляется термически обработанная сталь марки ЗОХГС, обладающая
достаточно высокой прочностью и износоустойчивостью.
Основы расчета
Определение геометрии масс молотка. При расчете и конструиро-
вании молотковых дробилок следует обращать внимание на геометрию
масс дробилки и динамику ее работы. На вал и подшипники ротора
дробилки, кроме веса ротора, действуют инерционные силы ротора и
ударные импульсы, как результат реакции на удар молотков. Инер-
ционные силы, воспринимаемые валом и подшипниками ротора дробил-
ки, могут возникнуть при статической неуравновешенности ротора,
т. е. когда центр тяжести не совпадает с геометрической осью вращения,
и при динамической неуравновешенности ротора, когда возникает не-
уравновешенная пара инерционных сил.
В молотковых дробилках даже очень небольшое смещение центра
тяжести ротора от оси вращения вызывает большую неуравновешенную
центробежную силу инерции. Например, в молотковой дробилке при
ш = 300 рад/с неуравновешенная центробежная сила инерции будет рав-
на при смещении центра тяжести ротора от оси вращения всего на 1=
= 0,1 мм силе тяжести ротора
р _ Gp-3002-0,0001
ц— g ~ Р‘
Следовательно, при конструировании и изготовлении деталей рото-
ра молотковой дробилки необходимо точно соблюдать геометрическую
форму деталей, жесткие допуски на посадочные отверстия и размеры
дисков и молотков. Все молотки должны быть расположены строго сим-
метрично по окружности дисков.
22—100
Чтобы йа вал и подшипники дробилки не передавались ударные им-
пульсы от молотков, профессор М.. М.. Гернет разработал теорию расче-
та геометрии масс молотка. По этой теории квадрат радиуса инерции
молотка относительно точки его подвеса к диску должен быть равен
расстоянию с от центра тяжести молотка до оси подвеса, умноженному
на расстояние I от той же оси подвеса до конца молотка, т. е.
p2 = cZ. (XIV-18)
При соблюдении этого условия ударный импульс не будет переда-
ваться на шарнир, а следовательно, на вал и подшипники дробилки.
Учитывая изложенное, координаты точки подвеса пластинчатого молот-
ка прямоугольной формы с одним отверстием (рис. XIV-31,a) опреде-
ляют по уравнению
а для молотка с двумя отверстиями (рис. XIV-31,6) по уравнению
С2 + с д& (д2 Ч-&2) + ^ = 0. (XIV-20)
\ nd2 2 J Snd2 8
Определение окружной скорости молотков. Минимальная окруж-
ная скорость молотка, при которой обеспечивается разрушение зернов-
ки в момент удара, может быть определена по аналогии с формулой
(IX-1), приближенно из закона количества движения
m(v2 — v1) = Px, (XIV-21)
где т—масса измельчаемой зерновки (частицы), кг;
г»!— скорость зерновки (частицы) до удара, м/с;
и г — средняя скорость частиц после удара, м/с;
Р—средняя сила сопротивления разрушению зерновки (части-
цы) , Н;
т—продолжительность удара, с.
Исследованиями установлено, что разрушающее усилие при сжа-
тии Р (Н) для различных культур различно и составляет при влажности
13—15% следующие величины:
для проса 144-16,8
для пшеницы 104-280
для кукурузы 1804-220
для ячменя 1204-180
для овса 1004-120
На основании экспериментальных данных установлено, что продол-
жительность удара составляет т= 10-5 с.
Начальную скорость зерновки th в момент встречи ее с молотком
принимают приблизительно равной нулю. Следовательно, средняя ско-
рость частиц после удара, при которой наступает их разрушение, мо-
жет быть определена по формуле
а------------ш
--О -»-- /- I ‘-jzU, J п\ш -4—ф- - L-4 . 1—s в 1 к» а и Рис. XIV-31. Схемы молотков. 330 Рт Ц2 = — . т Разделив полученную скорость на коэффициент восстановления при неупругом ударе К, можно опреде- лить окружную скорость ротора, при которой достигается эффектив- ное измельчение продуктов *P = Y: 0<7<<1- Л
Если принять /(=0,8, получим vp= 1,25 о2.
На практике скорость молотков принимают
ом = [1,2-=-l,6]vp.
Проверка прочности молотков. Основной рабочий орган — молоток
рассчитывают из условия обеспечения прочности на растяжение, сдвиг
и смятие от действующей на него центробежной силы в опасных сече-
ниях. Для изготовления молотка применяют легированную сталь ЗОХГС
с ов= 1100 Н/мм2 и <тт = 950 Н/мм2.
Пример. Определим напряжения, возникающие в молотке при работе дробилки.
Центробежная сила, действующая на молоток, при радиусе вращения его центра тя-
жести 1?в=0,41 м, со = 147 рад/с и массе GB=0,12 кг, равна
7Б = Gg <о3/?Б = 0,12-1472-0,41 = 1190Н.
Рассмотрим и определим напряжения, возникающие в молотке от центробежной
силы ГБ .
Напряжение при одноосном растяжении, возникающее в сечении I-—I
(рис. XIV-31,e),
1190-Ю4
(5 — 2,05)0,2
= 2020-104 Па.
Допускаемое напряжение при этом будет:
От
[о]= •—
п
95 000-104
5
= 1900-104 Па,
где п — запас прочности, принимаемый для молотка, равный 5.
Напряжение сдвига в сечениях //—// и ///—///
т = 2k =_________Zi______=__________________________= 1200-1 о4 Па.
S „ (a — c — d) /16,5 —9,5 —2,0\
26 .1--------L. 2-0,2 —---------’-----
2 1 2 /
Известно, что допускаемое напряжение на сдвиг
[т] = 0,5 [<т] = 0,5-19 000-Ю4 = 9500-104 Па.
Так как касательное напряжение т=1200-104 Па меньше касательного напряже-
ния допускаемого [т], то прочность молотка по касательным напряжениям обеспечена.
Кроме определения напряжений растяжения, сдвига, молоток необходимо про-
верить по напряжениям смятия
fb 1190-Ю4
аСм = --- = 2900- Ю4 Па.
8d 0,2-2,05
Известно, что допускаемое напряжение смятия для стали ЗОХГС равно [асм] =
=5000-104 Па. Следовательно, и это напряжение удовлетворяет условию прочности.
Производительность и энергоемкость
Вид эмпирической формулы для определения производительности
Q (кг/с) молотковой дробилки следующий:
Q = K^D2Ln, (XIV-22)
где эмпирический коэффициент, который зависит от типа и разме-
ров ячеек ситовой поверхности, физико-механических свойств
сырья (вид, прочность, крупность и др.);
У—объемная масса измельчаемого продукта, кг/м3;
22
331
D— диаметр ротора дробилки, м;
L—длина ротора дробилки, м;
п—частота вращения ротора, рад/с.
Эмпирический коэффициент для сит с размером ячей до 0 3 мм
13 17
будет ‘> а для чешуйчатых сит с размером отверстий от
2 2 5 25
0 3 до 0 10 мм Меньшие значения коэффициента Л'>
принимают для сит с меньшими размерами отверстий.
Потребную мощность N (кВт) электродвигателя на процесс измель-
чения в молотковой дробилке определяют по эмпирической формуле
N = K1-K2yD2Ln. (XIV-23)
Коэффициент К2=6,4-4-10,5 (меньшее значение Л'2 принимают при
> грубом измельчении, а большее — при тонком измельчении).
Следует отметить, что коэффициенты К) и Л'2 зависят не только от
диаметра отверстия сита, но и от свойств измельчаемого материала и
конструкции дробилки.
Таким образом, указанные эмпирические формулы позволяют ори-
ентировочно рассчитывать производительность дробилки и потребную
мощность электродвигателя в зависимости от исходных параметров дро-
билки.
Современные конструкции
Молотковая дробилка ДДМ. Сконструированная во ВНИЭКИпрод-
маш, она предназначена для измельчения различных зерновых ингреди-
ентов комбикормов. Дробилка (рис. XIV-32) состоит из следующих ос-
новных узлов и деталей: литой чугунной разборной станины, скомпоно-
ванной из основания дробилки 12, передней 8 и задней 17 откидных
крышек и двух боковин 20; молоткового ротора 0 0,98 м, вращающегося
с окружной скоростью 76 м/с. Вал 15 ротора установлен на двух само-
устанавливающихся роликоподшипниках 26. На валу с определенным
интервалом установлены диски 13, несущие оси 10 со свободно подве-
шенными на них пластинчатыми молотками 9 толщиной 2 мм, шириной
50 мм и длиной 165 мм. Молотки изготовлены из стали ЗОХГС, терми-
чески обработанной. Всего 528 молотков;
двух регулируемых дек 6 и 18, ситовой обечайки, включающей ниж-
нюю часть 11 и верхнюю боковую 7, двух механизмов 16 для крепления
нижней части ситовой обечайки к кольцевым выступам внутри станины
дробилки;
питающего устройства, в которое входит корпус 23, ковш 24, вибра-
ционный лоток 5 с приводным механизмом 22 и заслонка 1. Заслонка
приводится в движение от исполнительного механизма 25 через шестер-
ню 5 на валу 2 и зубчатую рейку 4. Наклонный вибрационный лоток 5
приводится через эксцентрик в колебательное движение с частотой
800 колеб/мин и амплитудой 2 мм. Эксцентрик приводится во враща-
тельное движение через клиноременную передачу от электродвигате-
ля 29 мощностью 0,4 кВт;
главного электродвигателя 28 мощностью 55 кВт, соединенного сва-
лом 15 ротора дробилки через центробежно-фрикционную муфту 27;
пневмозаборника 14;
системы средств автоматики, размещенной в отдельно устанавлива-
емом шкафу.
Процесс измельчения зерна происходит таким образом. Измельчае-
мое зерно, падая с вибрационного лотка 5 внутрь дробилки, попадает
под действие молотков 9, которые ударом первично разрушают зерно
332
ячей до 0 3 мм
мерой отверстий от
я коэффициента Кд
1Й.
на процесс измель-
рической формуле
(XIV-23)
принимают при
[ьчении).
[висят не только от
гмого материала и
лы позволяют ори-
илки и потребную
>ix параметров дро-
во ВНИЭКИпрод-
зерновых ингреди-
из следующих ос-
гганины, скомпоно-
тней 17 откидных
J м, вращающегося
шен на двух само-
f с определенным
:о свободно подве-
юй 2 мм, шириной
ли ЗОХГС, терми-
включающей ниж-
16 для крепления
iM внутри станины
3, ковш 24, вибра-
онка 1. Заслонка
i 25 через шестер-
ационный лоток 5
кение с частотой
адится во враща-
т электродвигате-
соединенного с ва-
жную муфту 27;
тьно устанавлива-
1азом. Измельчае-
обилки, попадает
разрушают зерно
и отбрасывают его частицы на рифленую деку 6, где опять происходит
разрушение измельчаемого материала. Частицы, отразившись от деки 6,
вновь попадают под действие молотков 9. Отскакивая от молотков, час-
тицы ударяются о рифленую деку 18 и снова попадают под воздействие
молотков 9, которые придают им вращательное движение относительно
ситовой обечайки 11.
При движении измельчаемого материала относительно ситовой обе-
чайки частицы интенсивно истираются и просеиваются через отверстия
обечайки.
Степень измельчения в дробилке регулируют главным образом
подбором размеров отверстий сит. Например, при размоле зерновых
ингредиентов комбикормов рекомендуют сито с круглыми отверстиями
0 5 мм. При этом размере отверстий сита производительность дро-
билки равна 1,4 кг/с. В дробилке ДДМ степень измельчения можно ре-
гулировать положением деки 6 при помощи двух винтов 21 и деки 18
при помощи винтов 19.
В дробилке предусмотрено: регулирование подачи измельчаемого
продукта в зависимости от загрузки главного электродвигателя; пуск-
останов дробилки в зависимости от наличия или отсутствия продукта в
бункере над дробилкой; останов дробилки в случае закупорки пневмо-
приемника или перегрузки по какой-либо причине главного электродви-
гателя; включение питающего устройства и постепенное открывание за-
слонки 1 после окончания разбега ротора дробилки.
Процесс измельчения в дробилке автоматически регулируют следу-
ющим образом. При накоплении достаточного количества продукта
в бункере над дробилкой срабатывает установленный в нем датчик
уровня, который подает импульс в схему регулирования на пуск глав-
ного электродвигателя дробилки. Установка в главном приводе дробил-
ки центробежно-фрикционной муфты обеспечивает возможность приме-
нения асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с малым
пусковым моментом. Эта муфта позволяет легко «набрать» скорость
электродвигателю при малой нагрузке и затем при достижении опреде-
ленной угловой скорости привести во вращательное движение ротор
дробилки, у которого большой маховой момент. Частота вращения ро-
тора постепенно нарастает до номинального значения, при достижении
которых автоматически включается электродвигатель 29 и также ав-
томатически, под действием исполнительного механизма 25, начи-
нает подниматься заслонка 1, обеспечивая поступление продукта в
дробилку.
Заслонка 1 открывается до тех пор, пока главный электродвигатель
не будет загружен до заданного значения. Это автоматически регистри-
руется при помощи реле тока и напряжения, установленных в цепи пи-
тания электродвигателя, и передается в блок автоматического регули-
рования, который, в свою очередь, воздействует в нужную сторону на
исполнительный механизм 25, т. е. на открывание или закрывание за-
слонки 1.
Как показывает опыт эксплуатации, при таком объеме автоматиза-
ции процесса управления дробилкой намного снижается удельный рас-
код энергии на измельчение, повышается техническая производитель-
ность дробилки и эксплуатационная надежность ее работы.
Электрическая схема управления дробилкой
(рис. XIV-33) предусматривает два режима управления работой дро-
билки — автоматический и дистанционный. При работе дробилки в ав-
томатическом режиме после включения силовой цепи рубильником Р
и цепи управления переключателем ППВ переключатель 1ПК устанав-
ливается в положение Авт и при наличии продукта в бункере (контакты
1ЭСУ сигнализатора уровня ЭСУ замкнуты, сигнальная лампа ЗЛ го-
рит) цепь управления дробилки готова к пуску.
334
где опять происходит
тразившись от деки 6,
вая от молотков, час-
дают под воздействие
ижение относительно
сительно ситовой обе-
ются через отверстия
т главным образом
и размоле зерновых
углыми отверстиями
зводительность дро-
мельчения можно ре-
винтов 21 и деки 18
дачи измельчаемого
тродвигателя; пуск-
сутствия продукта в
е закупорки пневмо-
лавного электродви-
нное открывание за-
и регулируют следу-
оличества продукта
нный в нем датчик
ания на пуск глав-
ой приводе дробил-
возможность приме-
игателя с малым
«набрать» скорость
достижении опреде-
е движение ротор
стота вращения ро-
ия, при достижении
ль 29 и также ав-
анизма 25, начи-
ление продукта в
й электродвигатель
этически регистри-
вленных в цепи пи-
атического регули-
ужную сторону на
и закрывание за-
бъеме автоматиза-
тся удельный рас-
ая производитель-
аботы.
дробилкой
ния работой дро-
те дробилки в ав-
и рубильником Р
ель 117К устанав-
ункере (контакты
ная лампа ЗЛ го-
I Рис. XIV-33. Электрическая схема
\о управления дробилкой ДДМ:
9 1ТР, 2ТР—тепловые реле; А — ампер-
метр; ДТ — датчик трансформатора то-
ка; TH — трансформатор напряжения;
||| ЗД— задатчик; ЭР — регулирующий
Щ прибор; 1РП, 2РП — промежуточные ре-
ле; СН — стабилизатор напряжения;
ЭСУ—датчик уровня; 1ПК, 2ПК-— пе-
реключатели; 1РВ, 2РВ—реле време-
ни; ИМ — исполнительный механизм;
/Л, 2Л. ЗЛ, 4Л — электролампы;
1К —«контактор.
//?
2ТР
ЗЛ
ш
1РВ
4/1
дт
Ш
с /д
включают главные контакты 1К управле-
Нажатием кнопки Пуск _______
ния электродвигателями 1Д дробилки и 2Д привода затвора, реле вре-
мени 1РВ и сигнальную лампу 4Л.
Через установленное время, когда ротор электродвигателя 1Д на-
берет номинальную частоту вращения, размыкаются контакты 1РВ,
шунтирующие контакты 1ТР мгновенной перегрузки электродвигателя
1Д на 50%, и замкнутся контакты 1РВ, размещенные в цепи защиты
электродвигателя от перегрузки на 20% (контакты 2ТР и реле времени
1РВ) с выдержкой времени, необходимой на случай, если нагрузка
уменьшится раньше, чем сработает реле 2РВ. Поскольку в момент
пуска нагрузка на электродвигатель 1Д отсутствует, реле 1РП изодром-
ного регулятора ЭР будет под напряжением и исполнительный меха-
низм ИМ будет открывать затвор до тех пор, пока нагрузка на электро-
двигатель 1Д не достигнет значения, установленного задатчиком ЗД.
При этом реле 1РП обесточится и разомкнет контакты 1РП.
В процессе работы при несоответствии заданной и фактической на-
грузок реле 1РП или 2РП включают свои контакты 1РП или 2РП уп-
равления исполнительным механизмом ИМ, который приводит затвор
в положение, соответствующее заданной нагрузке.
Если по какой-либо причине, не зависящей от регулятора, нагрузка
увеличивается, сработает одно из реле тока 1ТР или 2ТР и разомкнет
335
цепь управления контактора 1К. и электродвигатели 1Д и 2Д отклю-
чатся.
Для работы в режиме дистанционного управления переключатель
1ПК. устанавливают в положение Диет и переключателем 2ПД управля-
ют через исполнительный механизм ИМ.
Угол наклона вибролотка устанавливают в зависимости от физико-
механических свойств измельчаемого продукта.
Техническая характеристика дробилки ДДМ
Производительность, кг/с.................................... 1,4
Диаметр ротора, м......................................... 0,98
Ширина ротора, м........................................... 0,42
Частота вращения ротора, рад/с........................... 147
Площадь ситовой поверхности, м2........................ 1
Мощность электродвигателя, кВт............................ 55
Габаритные размеры, м:
длина.........................................• • 2,265
ширина • •......................................... 1,490
высота ....................................... 1,685
Масса, кг • •.........................................1940
Дробилка ДДК. Применяют для измельчения обогатительных сме-
сей комбикормов, содержащих микроэлементы, антибиотики, витамины
и другие сыпучие ингредиенты.
Рис. XIV-34. Молотковая дробилка
ДДК:
1 — корпус; 2 — шкив; 3 — камера для вен-
тиляторного колеса; 4 —• вентиляторное ко-
лесо; 5—дека неподвижная; 6 — коробка •
для магнитов; 7 — магниты постоянные;
8 — бункер приемный; 9 — крышка торцо-
вая; 10 —ротор; И— сито; 12 — плаика;
13— щель подачи воздуха.
п
12
500
В чугунном корпусе 1 (рис. XIV-34) смонтированы ротор 10 с мо-
лотками и на одном валу с ним вентиляторное колесо 4; сменное сито
11 и неподвижная дека 5. Вентиляторное колесо вращается в камере 3
корпуса дробилки.
Наличие торцовой крышки 9 в корпусе и консольное расположение
ротора позволяет легко заменять молотки и сита при износе.
На корпусе расположен приемный бункер 8 с окном из органическо-
го стекла, а в бункере — задвижка для регулирования количества по-
ступающего на измельчение продукта. Для очистки исходного продукта
от металломагнитных примесей в латунной коробке 6 установлены по-
стоянные магниты 7.
В передней стенке корпуса предусмотрены щели 13 для добавочной
подачи воздуха в дробилку. Величину этих щелей можно регулировать
специальной планкой 12.
Ротор дробилки приводится во вращение от электродвигателя че-
рез клиноременную передачу и шкив 2.
Во время производственных испытаний на различных продуктах
дробилки ДДК (сито с отверстиями 0 1,2—1,5 мм) при окружной ско-
рости молотков 75 м/с получены следующие величины производительно-
сти (кг/с):
Пшеница....................
Подсолнечный шрот . . . .
Обогатительные смеси . . . .
Пластинчатые Скобчатые
молотки молотки
0,037—0,041 0,019—0,025
0,05—0,055 0,04—0,044
0,041—0,05 0,028—0,041
Данные испытаний дробилки ДДК позволяют сделать такие вы-
воды:
продукты измельчения, полученные при применении скобчатых мо-
лотков, отличаются большей дисперсностью, чем продукты, полученные
при применении пластинчатых молотков;
нельзя применять эти дробилки для измельчения соли и мела;
пластинчатые молотки лучше измельчают упругие и эластичные
продукты, например зерно, барду, кормовые антибиотики, а скобчатые
молотки — более твердые продукты.
Техническая характеристика дробилки ДДК
Производительность, кг/с : : :.................... 0,028
Предельная влажность измельчаемых продуктов, %:
зерновых культур..................................... 17
смесей микроэлементов, антибиотиков и витаминов . . 12—15
Частота вращения ротора, рад/с.......................... 491,5
Площадь сита, м2........................................ 0,068
Диаметр отверстий сита, мм .......................... 2
Площадь фильтрующей ткани, м2........................ 2
Число рукавов, шт. .................................. 3
Расход воздуха, м3/с................................. 8-10—4
Сопротивление пневматической сети, Па.................... 450
Диаметр материалопровода, мм . ....................... 54
Диаметр воздухопровода, мм............................... 54
Мощность электродвигателя, кВт............................ 7
Габаритные размеры установки, м:
длина............................................... 1,5
ширина ............................................. 1,2
высота.............................................. 4,0
Масса, кг............................................... 325
Дробилка ДДК с циклоном и матерчатым фильтром. Измельчен-
ный в дробилке (рис. XIV-35) продукт вентилятором подается в цик-
лон-разгрузитель 1, откуда через клапан 2 выводится из дробилки.
Воздух из циклона возвращается обратно в дробилку или через фильтр
337
7
3 выпускается наружу. Заслонкой 4 можно регулировать объем возвра-
щаемого в дробилку воздуха.
Положение клапана 2 должно быть отрегулировано так, чтобы над
ним в циклоне находилось некоторое количество продукта во избежание
поступления воздуха в циклон через нижнее отверстие.
Молотковая дробилка для предварительного измельчения крупно-
кусковых продуктов. Основной рабочий орган машины (рис. XIV-36)—
это вал 1 с дисками 4, между которыми на осях 5 подвешено по четыре
молотка 6. Внутренняя поверхность машины облицована обкладками 9
из высокохромистого чугуна и легированной стали. В нижней части дро-
билки расположено колосниковое сито.
Одна из стенок машины установлена на шарнире 7; ее можно пово-
рачивать по часовой стрелке, преодолев только сопротивление пружины
8. Благодаря такому устройству машина не повреждается при попада-
нии во внутреннюю ее полость металлических предметов.
Целостность машины обеспечивается также предохранительными
штифтами 2 в ступице шкива 3 и креплением молотков. При ударе о те-
ло повышенной твердости молотки отклоняются внутрь ближе к оси ва-
ла 1. При измельчении плиточного жмыха на куски размерами 25 мм
с производительностью 8—10 т/ч необходим электродвигатель мощно-
стью 20 кВт.
Рис. XIV-36. Мол
крупнокусковых п
1 — вал; 2-— штифт
7 — шарнир; 8 — пруд
Зарубежные об
вторичного из
то в (рис. XIV-37)
наличием сменг
тационные парамет[
устройством ша
штейном 3 позволж
них колец подшипн
позволяет подшипнг
наличием отвер
без разборки дроби-
наличием махо]
билки.
Дробилка д
на рисунке XIV-38,
движущейся цепной
338
вид/;
Рие. XIV-36. Молотковая дробилка для предварительного измельчения
крупнокусковых продуктов:
1 — вал; 2 — штифт предохранительный; 3 — шкив; 4 — диск; 5 — ось; 6 — молоток;
7 — шарнир; 8 — пружина; 9 — обкладка; 10 — упор.
Зарубежные образцы молотковых дробилок. Дробилка для
вторичного измельчения крупнокусковых продук-
тов (рис. XIV-37) отличается следующими особенностями:
наличием сменных броневых стенок 2, которые улучшают эксплуа-
тационные параметры дробилки;
устройством шарнирного подвеса 1 левой стенки, что вместе с крон-
штейном 3 позволяет отклонять боковую стенку; креплением внутрен-
них колец подшипников 6 на валу посредством специальных гаек, что
позволяет подшипники установить с оптимальными боковыми зазорами;
наличием отверстий 5 и 7, которые позволяют вынимать молотки
без разборки дробилки;
наличием маховика 4, который создает надежность работы дро-
билки.
Дробилка для измельчения соли и мела, показанная
на рисунке XIV-38, применяется в Англии. Особенность ее — наличие
движущейся цепной броневой плиты. Броневая плита дробилки состоит
339
Рис. XIV-38. Дро
1 — звено броневой
са; б— шарнир.
из стальных осей 3,
тягивают винтовым
круг шарнира 6.
Достоинство та
над молотками не
цепного транспорте
ния ротора, что
билки.
При производи
гатель мощностью
Зубчатая дроб
крупнокусковых пр
Внутри сварно
встречу друг другу
ми на нем звездой
коуглеродистой ст
роторы расположе
другого. Радиальн
стью зубьев одного
равен 10 мм, а осе
той звездочки на о
гом, равен 7,5 мм.
Благодаря том
1 : 1,5, куски измел
тате деформаций с
ба. Производитель
родвигателя 2,8 кВ
В промышлен
тельностью 1,4 кг/с
о
о
а
S'
s
Рис. XIV-38. Дробилка для измельчения соли и мела:
1 — звено броневой плиты; 2 — звездочка; 3—-ось; 4—винтовой механизм; 5 — кули-
са; 6 — шарнир.
из стальных осей 3, соединяющих попарно стальные звенья 1. Цепь на-
тягивают винтовым механизмом 4 и кулисой 5, поворачивающейся во-
круг шарнира 6.
Достоинство такого устройства в том, что продукт внутри дробилки
над молотками не может образовывать сводов. Верхняя звездочка 2
цепного транспортера может отклоняться по отношению к оси враще-
ния ротора, что позволяет регулировать производительность дро-
билки.
При производительности дробилки 0,55 кг/с необходим электродви-
гатель мощностью 20 кВт.
; Зубчатая дробилка. Применяют для предварительного измельчения
крупнокусковых продуктов: початков кукурузы, жмыхов и др.
Внутри сварного корпуса дробилки (рис. XIV-39) вращаются на-
встречу друг другу зубчатые роторы, состоящие из вала с укрепленны-
, ми на нем звездочками (зубчатыми дисками), изготовленными из низ-
коуглеродистой стали (содержание углерода менее 0,3%). Зубчатые
роторы расположены так, что зубья одного из них входят во впадины
другого. Радиальный зазор, т. е. расстояние между внешней окружно-
стью зубьев одного ротора и окружностью распорных колец другого,
равен 10 мм, а осевой зазор, т. е. расстояние между плоскостью зубча-
той звездочки на одном роторе до плоскости соседней звездочки на дру-
j гом, равен 7,5 мм.
Благодаря тому, что отношение скоростей зубчатых роторов равно
1 : 1,5, куски измельчаемого продукта разрушаются не только в резуль-
тате деформаций сжатия и сдвига, но и в результате растяжения и изги-
ба. Производительность дробилки составляет 0,7 кг/с, мощность элект-
। родвигателя 2,8 кВт.
В промышленности работают зубчатые дробилки ЖЛ-1 производи-
тельностью 1,4 кг/с при мощности электродвигателя 6 кВт.
341
6
Рис. XIV-38. Дроби
1 — звено броневой пл
са; 6 — шарнир.
из стальных осей 3,
тягивают винтовым
круг шарнира 6.
Достоинство так
над молотками не м
цепного транспортер
ния ротора, что п
билки.
При производит
гатель мощностью 2
Зубчатая дроби
крупнокусковых про
Внутри сварног
встречу друг Другу
ми на нем звездочк
коуглеродистой стал
роторы расположень
другого. Радиальны
стью зубьев одного
равен 10 мм, а осев
той звездочки на од
гом, равен 7,5 мм.
Благодаря тому
1 : 1,5, куски измель
тате деформаций сж
ба. Производительн
родвигателя 2,8 кВт.
В промышленно
тельностью 1,4 кг/с
Рис. XIV-38. Дробилка для измельчения соли и мела:
/ — звено броневой плиты; 2 — звездочка; ось; 4-—винтовой механизм; 5 — кули-
са; 6 — шарнир.
из стальных осей 3, соединяющих попарно стальные звенья 1. Цепь на-
тягивают винтовым механизмом 4 и кулисой 5, поворачивающейся во-
круг шарнира 6.
Достоинство такого устройства в том, что продукт внутри дробилки
над молотками не может образовывать сводов. Верхняя звездочка 2
цепного транспортера может отклоняться по отношению к оси враще-
ния ротора, что позволяет регулировать производительность дро-
билки.
При производительности дробилки 0,55 кг/с необходим электродви-
гатель мощностью 20 кВт.
Зубчатая дробилка. Применяют для предварительного измельчения
крупнокусковых продуктов; початков кукурузы, жмыхов и др.
Внутри сварного корпуса дробилки (рис. XIV-39) вращаются на-
встречу друг другу зубчатые роторы, состоящие из вала с укрепленны-
ми на нем звездочками (зубчатыми дисками), изготовленными из низ-
коуглеродистой стали (содержание углерода менее 0,3%). Зубчатые
роторы расположены так, что зубья одного из них входят во впадины
другого. Радиальный зазор, т. е. расстояние между внешней окружно-
стью зубьев одного ротора и окружностью распорных колец другого,
равен 10 мм, а осевой зазор, т. е. расстояние между плоскостью зубча-
той звездочки на одном роторе до плоскости соседней звездочки на дру-
гом, равен 7,5 мм.
Благодаря тому, что отношение скоростей зубчатых роторов равно
I : 1,5, куски измельчаемого продукта разрушаются не только в резуль-
тате деформаций сжатия и сдвига, но и в результате растяжения и изги-
ба. Производительность дробилки составляет 0,7 кг/с, мощность элект-
родвигателя 2,8 кВт.
В промышленности работают зубчатые дробилки ЖЛ-1 производи-
тельностью 1,4 кг/с при мощности электродвигателя 6 кВт.
341
Глава XV
Л-Л
Рис. XIV-39. Зубчатая дробилка:
лоток для подачи продук
6 — распорное колесо; 7 —
та; 2 шарнирная заслонка
дробильные звездочки.
3 корпус; 4, 5—зубчатые коле-
МАШИНЫ Д
ПРОДУКТОВ
ф
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ
На современны
измельчения (прос
Основная част
них друг на друга
ситами.
Ситовые корп
в горизонтальной
ситам рассева, пер
сбиваются, разделя
стью частиц. Эффе
го завода в больш
оказываются одно
и на крупозаводах
крупы.
Для сортирова
мельчения зерна, п
§ 2. КЛАССИФИК
По принципу
по способу подвеск
кривошипные
в неподвижных по
самобалансир
в которых вал бал
посредством сфери
самобалансир
XV-1, в), в которы
рамы.
Р,
а
Рис. XV-1.
а — кривош
лом; в — са
342
Глава XV
МАШИНЫ ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ (ПРОСЕИВАНИЯ)
ПРОДУКТОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНА
ф
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
На современных мукомольных заводах для сортирования продуктов
измельчения (просеивания) зерна используют рассевы.
Основная часть рассева — ситовые корпуса, состоящие из уложен-
ных друг на друга деревянных рам с натянутыми горизонтальными
ситами.
Ситовые корпуса совершают круговое поступательное движение
в горизонтальной плоскости. Продукты измельчения, перемещаясь по
ситам рассева, переходят сверху вниз с рамы на раму и постепенно про-
сеиваются, разделяясь на несколько фракций, отличающихся крупно-
стью частиц. Эффект работы всех технологических машин мукомольно-
го завода в большой степени зависит от того, насколько все фракции
оказываются однородными по крупности частиц. Рассевы применяют
и на крупозаводах для сортирования зерна, продуктов шелушения и
крупы.
Для сортирования продуктов, получаемых на последних этапах из-
мельчения зерна, применяют центробежные бураты.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
По принципу уравновешивания поступательно движущихся масс и
по способу подвески балансиров рассевы подразделяют на:
кривошипные (рис. XV-l,a), в которых вал балансиров вращается
в неподвижных подшипниках станины;
самобалансирующиеся с жестким приводным валом (рис. XV-1,6),
в которых вал балансиров жестко соединен с веретеном, подвешенным
посредством сферического подшипника к перекрытию;
самобалансирующиеся с нежестким приводным валом (рис.
XV-l,e), в которых вал балансиров опирается на подшипник главной
рамы.
; 4, 5—зубчатые коле-
Рис. XV-1. Схемы приводов рассевов:
а — кривошипного; б — самобалаисирующего с жестким приводным за*
лом; в — самобалансирующегося с нежестким приводным валом.
343
При движении рассева силы инерции Рк главной рамы и укреплен-
ных на ней ситовых корпусов уравновешиваются центробежными сила-
ми инерции Рт вращающихся грузов.
В нормальных условиях эксплуатации горизонтальные реакции
подвесок и веретена практически взаимно уравновешиваются.
По числу ситовых корпусов рассевы подразделяют на однокорпус-
ные, двухкорпусные и многокорпусные.
По исполнению ситовых корпусов рассевы разделяются на:
пакетные, в которых корпуса собраны из ситовых рам, уложенных
друг на друга и стянутых в вертикальной плоскости стяжными болтами;
шкафные, в которых ситовые рамы вдвигают по направляющим в
ситовой корпус, как ящики в шкаф.
Таблица XV-1 дает пример классификации рассевов.
§ 3. УСТРОЙСТВО РАССЕВОВ ПАКЕТНОГО ТИПА
Самобалансирующиеся рассевы ЗРМ и ЗРМ-2М с ситовыми кор-
пусами пакетной конструкции применяют для сортирования продуктов
переработки зерна, а также для контроля готовой продукции.
Рассев (рис. XV-2) выполнен в виде двух ситовых корпусов 3, под-
вешенных к главной раме 2 и закрепленных в ней горизонтальными
стяжками и упорными винтами. Каждый корпус рассева состоит из 14
или 15 прямоугольных деревянных ситовых рам, уложенных одна на
другую и стянутых вертикальными стяжками.
Главную раму рассева подвешивают к потолочному перекрытию
здания на четырех стальных тросах 7. Она приводится в круговое по-
ступательное движение балансирным механизмом 1 при помощи вере-
Рис. XV-2. Рассев ЗРМ (ЗРЛ-2):
1 — балансирный механизм; 2 — главная рама; 3 — ситовой корпус; 4 — верхняя подвеска; 5—элек-
тродвигатель; 6 — веретено; 7 — трос; 8—приемные аспирационные коробки; 9— приемный рукав;
10 — выпускной рукав; 11 — выпускной патрубок.
344
ТАБЛИЦА XV-1
Типы, марки и технологические схемы выпускаемых рассевов
Тип Пакетные Шкафные
Марка ЗРМ, ЗРМ-2М ЗРЛ ЗРШ-1-4, ЗРШ-6
Технологическая схема 1 2 3 4 5 6 Одна схема Три схемы
Для каких пред- приятий В последнее вр Для мукомоль- ных заводов сортового по- мола емя выпускают рас Для мукомоль- ных заводов обойного по- мола севы ЗРШ с чет! Для крупяных заводов ярьмя фупкциопа; Для мукомоль- ных заводов сортового помола тьными схемами.
тена 6 от электродвигателя 5. Верхнюю подвеску 4 этого механизма
также прикрепляют к перекрытию здания.
Над корпусами рассева к перекрытию на штангах прикрепляют при-
емную доску, на которой монтируют приемные аспирационные коробки
8. Под корпусом на полу устанавливают патрубки 11, через которые из
рассева выводится рассортированный продукт. Корпуса рассева соеди-
няют с приемными коробками и выходными патрубками матерчатыми
рукавами 9 и 10.
При вращении веретена вал с балансирами, смещенный от оси ве-
ретена на 45 мм, описывает цилиндрическую поверхность, а центр
нижнего подшипника, укрепленного на главной раме, движется в гори-
зонтальной плоскости по окружности радиуса 45 мм. Подобные же тра-
ектории описывают все точки главной рамы, которая совершает посту-
пательное движение, так как ее вращению препятствуют подвески.
Рассев ЗРМ-2М отличается от рассева ЗРМ тем, что имеет безвере-
тенный привод. В этом рассеве электродвигатель привода балансирного
механизма закреплен на раме рассева.
Рассев ЗРЛ-2 применяют для сортирования продуктов шелушения
гречихи и контроля крупы, а также для выделения дикой редьки в про-
цессе предварительного сортирования гречихи.
На ситовые рамы натягивают металлические, шелковые или капро-
новые сита. Сита крепят к рамам гвоздями через тесьму. По ширине
рама разделена на четыре канала. Снизу сита очищаются самоходными
инерционными щетками, которые перемещаются между ситом и днищем.
Для очистки металлических сит ставят жесткие щетки из конского во-
лоса, для очистки шелковых сит — мягкие щетки из козьего волоса.
Промышленность изготавливает рассевы правого хода (вращение
по часовой стрелке, если смотреть сверху).
На рисунке XV-3 показаны схемы ситовых рассевов ЗРМ и
ЗРМ-2М.
Продукт самотеком подводится в приемные коробки рассева и через
рукава поступает на делительное устройство корпуса. Равномерно рас-
пределенный по каналам приемных сит, продукт перемещается по ситам
под влиянием кругового поступательного движения.
Мелкий продукт, пройдя через отверстия сит, собирается на дни-
щах, которые направляют его на следующие, ниже расположенные сита
либо выводят в выходной канал. Направление движения продукта за-
висит от схемы корпуса рассева.
Рассортированный по величине продукт выходит из рассева через
отверстия в днищах корпусов и по рукавам поступает в патрубки, а от-
туда в трубы самотека.
345
пээнпйц
^agodij
пээипйи
[г]П П П П П П
Схема N-1 Схема N'2 Схем N-3
пл 29,Вмг пл 291<мг пл 29.3мг
Просеивание
отсасывается из р
робок.
Производится
висит от ее казна
§ 4. ЭЛЕМЕНТЫ Т
ПО СИТУ РАССЕ
Для непрерыв
мельчения зерна
продуктов, соверш
сортирование, про
мелкие проходовы
ла; при просеиван
дят через его отве
Подачей и азы
емкой части ситов
процесса.
Движение от
ситу рассева. Тео
ученым Н. Е. Ж
угловой скорости
ветствующей вели
кой сита, относит
с той же углов
(рис. XV-4). Это
Если материа
та в состоянии о
и обладает центр
От относител
ния, наибольшее
трения покоя, пр
сматривая по при
обходимо, помим
ции Ра = ты2р.
Состояние
Если ускорен
ное движение час
ей ускорение, бол
Таким образо
радиусе р траект
та относительно
стицы происходи
ловии, если угло
больше некоторо
значения акр, оп
условия mgf—m
®кр
При установи
нии горизонталь
сита уравновеши
т. е.
Ё + Л
Просеивание продукта сопровождается выделением пыли, которая
отсасывается из рассева через аспирационные каналы приемных ко-
робок.
Производительность машины колеблется в больших пределах и за-
висит от ее назначения и физико-механических свойств продукта.
§ 4. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ПРОДУКТА
ПО СИТУ РАССЕВА
Для непрерывного и эффективного сепарирования продуктов из-
мельчения зерна необходимо, чтобы сыпучее тело, состоящее из этих
продуктов, совершало на сите рассева движение, обеспечивающее само-
сортирование, просеивание и подачу. В результате самосортирования
мелкие проходовые частицы перемещаются в нижний слой сыпучего те-
ла; при просеивании эти частицы, достигшие поверхности сита, прохо-
ПЭЭНП/Ц]
дят через его отверстия.
Подачей называют постепенное перемещение сыпучего тела от при-
емной части ситового канала к сходовой, чем достигается непрерывность
процесса.
Движение отдельной материальной частицы по горизонтальному
ситу рассева. Теоретически было впервые исследовано великим русским
ученым Н. Е. Жуковским. Он доказал, что при достаточно большой
угловой скорости кругового поступательного движения сита и при соот-
ветствующей величине радиуса р окружности, описываемой любой точ-
кой сита, относительное движение материальной частицы происходит
с той же угловой скоростью го, но по окружности радиуса г0<Р
(рис. XV-4). Это движение частицы является предельным.
Если материальная частица массой т находится на поверхности си-
та в состоянии относительного покоя, она участвует в его движении
и обладает центростремительным ускорением, равным и2р.
От относительного движения по ситу частицу удерживает сила тре-
ния, наибольшее значение которой равно F = mgf, где f — коэффициент
трения покоя, принятый равным коэффициенту трения движения. Рас-
сматривая по принципу Д’Аламбера абсолютное движение частицы, не-
обходимо, помимо силы сцепления ее с ситом, учесть также силу инер-
ции Ра = та>2р.
Состояние относительного покоя возможно, если Pa^F или
®2psCg/.
Если ускорение точки сита ro2p>gf, должно произойти относитель-
ное движение частицы по ситу, так как последнее не может сообщить
ей ускорение, большее, чем это допускают условия сцепления.
Таким образом, при заданном
радиусе р траектории точки си-
та относительное движение ча-
стицы происходит лишь при ус-
ловии, если угловая скорость го
больше некоторого критического
значения юКр, определяемого из
условия mgf—ma2p, откуда
(XV-1)
При установившемся движе-
нии горизонтальная реакция F
сита уравновешивается силой Ра,
т. е.
F + Ря = 0.
Рис, XV-4. Движение частицы продукта по
ситу рассева:
1 — траектория переносного движения; 2 — траек-
тория относительного движения; 3 — траектория
абсолютного движения; 4 — векторная диаграмма
сил.
347
I
Сила инерции частицы в ее абсолютном движении равна геометри-
ческой сумме сил инерции частицы в ее переносном и относительном
движениях (под переносным понимают движение точки сита, а под от-
носительным — движение частицы по ситу). Поэтому
F + Ра + Ро = О,
где Рп— переносная сила инерции;
Ро— относительная сила инерции.
Известны величина и направление силы Ра, величина силы F и ее
направление по одной прямой со скоростью относительного движения.
При постоянной величине скорости, как в данном случае, полное уско-
рение в относительном движении является одновременно и нормальным
ускорением. Следовательно, силы Ро и F взаимно перпендикулярны.
Этих данных достаточно, чтобы графически решить векторное урав-
нение в виде треугольника сил и определить величину силы Ро
Вектор силы Ро равномерно вращается с угловой скоростью <в,
а угол 90° между силами Ро и F постоянен и вращается в том же направ-
лении и с той же угловой скоростью. Это возможно лишь при условии,
если траектории абсолютного и относительного движений являются ок-
ружностями и движение по ним происходит с постоянными скоростями.
Поэтому
PQ = maFr0- а так как Рп = mtfFp и F = mgf, то r0 = Р V 1 —' -г-)-
У \ttrp /
Из равенств Рл = таг2 и Р& = F
r&=^. (XV-2)
ш2
Из полученного уравнения видно, что радиус траектории относи-
тельного движения частицы по ситу всегда меньше радиуса р траекто-
рии точек сита, совершающего круговое поступательное движение.
Угол <р между векторами переносной и абсолютной силами инерции
определяется из уравнения
cos<p=^ = <.. (XV-3)
р ш2р
Однако движение отдельной частицы недостаточно характеризует
движение всего сыпучего тела. В частности, рассмотренная задача не
позволяет объяснить явление самосортирования и выбрать пути интен-
сификации процесса сепарирования в целом.
Послойное движение сыпучего тела по горизонтальному ситу рассе-
ва. При колебаниях сита с расположенным на нем сыпучим телом на-
блюдается различие в движении его слоев на различном расстоянии от
верхней свободной границы.
Это происходит потому, что по мере удаления от свободной поверх-
ности сыпучего тела связи между частицами становятся более сложны-
ми и сопротивление их относительному движению увеличивается.
Рассмотрим сыпучее тело как совокупность бесконечного числа сло-
ев, равных по весу dG, отнесенному к единице площади сита, причем
коэффициенты сопротивления f сдвигу двух смежных слоев будем счи-
тать монотонно возрастающей функцией давления вышележащей части
сыпучего тела.
348
Если сито движется горизонталь-
но с достаточно большим ускорением
ас (рис. XV-5,а), то на некоторый
слой dG внутри сыпучего тела со сто-
роны вышележащего слоя, имеющего
меньшую скорость, действует сила
F=Gf, направленная против ускоре-
ния, а со стороны нижележащего слоя,
имеющего большую скорость, — сила
F-j-dF, направленная по ускорению.
По принципу Д’Аламбера, разность
этих сил уравновешивается силой
инерции
Рис. XV-5. Взаимодействие слоев
продукта:
а — схема сил, действующих на слой;
б — график коэффициентов сопротивле-
ния сдвигу слоев.
dP
dG
= — <d,
g
где а — ускорение данного слоя;
dG , „
— а = dF
g
или
« = =glf + G^'\. (XV-4)
aG \ aG /
Так как f с увеличением G, т. е. по мере перехода от вышележащих
слоев к нижележащим, увеличивается, то ускорение вышележащих сло-
ев будет меньше, чем нижележащих.
Выражение в скобках называют приведенным коэффициентом со-
противления сдвигу слоев
ZnpM+G^. (XV-5)
aG
Многочисленные опыты показывают, что для большинства продук-
тов измельчения зерна зависимость f от G линейна (рис. XV-5, б).
Положение данного слоя в сыпучем теле удобно характеризовать
безразмерной координатой
G
1 ~ 7“ ’
Gm
где G — давление вышележащей части сыпучего тела;
Gm—давление на сито (/=0 для верхнего слоя и /=1 для нижнего
слоя).
Обозначая
t _ fm fo
fo ’
где fo и fm — коэффициенты сопротивления сдвигу соответственно верх-
него и нижнего слоев, получим
о
f = fo(l+B/) (XV-6)
и
fnP = fo(l+2B/). (XV-7)
В таблице XV-2 приведены средние значения fo и S, для некоторых
продуктов измельчения зерна при нормальной влажности (12—13%)
и при движении их по плетеным ситам.
349
ТАБЛИЦА XV-2
Значения f0 и s для некоторых продуктов измельчения зерна
Наименование продукта Средняя крупность частиц, мм k Наименование продукта Средняя крупность частиц, мм 1»
Пшеница — 0,55 0,4 Дунет 0,35 0,67 0,17
Крупа:
крупная 1,4 0,65 0,2 Мука — 0,88 0,04
средняя 0,75 0,65 0,22
мелкая 0,51 0,68 0,13
Значения коэффициентов f0 и £ практически не зависят от толщины
Н сыпучего тела, если 5 мм<Яг?:50 мм.
Обязательное условие послойного движения — достаточная шеро-
ховатость опорной поверхности, когда
Если указанное условие нарушается, как это наблюдается на по-
верхности оцинкованного или глянцевого железа, послойное движение
не происходит и все сыпучее тело движется как твердое или как одна
материальная частица.
Непрерывное перемещение продуктов по ситу. Подача от приемного
конца ситового канала к сходовому обусловлена в основном двумя фак-
торами: подпором вследствие поступления в канал новых порций про-
дукта и реакциями боковых стенок или гонков. Разрыхление сыпучего
тела при его относительном движении по ситу уменьшает силы сцепле-
ния частиц и благоприятствует выравниванию толщины этого тела по
всей площади сита. Увеличение толщины сыпучего тела в приемной ча-
сти канала вследствие непрерывного поступления исходной смеси вызы-
вает давление на остальную часть этого тела в направлении к сходово-
му концу, где движению продукта не препятствует поперечная стенка.
В результате такого давления сыпучее тело приобретает некоторую до-
полнительную скорость, превращающую круговые траектории частиц по
ситу в петлеобразные (рис. XV-6, а). Увеличение длины сита при неиз-
менном количестве исходной смеси, поступающей на него в единицу вре-
мени, увеличивает сопротивление подаче, вследствие чего увеличивает-
ся толщина сыпучего тела и уменьшается скорость подачи.
При увеличении количества исходной смеси в единицу времени од-
новременно увеличиваются толщина сыпучего тела и скорость подачи.
Влияние стенок каналов на скорость подачи обусловлено следую-
щим. Если частица А продукта (рис. XV-6,б), перемещаясь по ситу,
встречается со стенкой в точке AIt то ее дальнейшее движение продолжа-
ется вдоль стенки. Если бы трение отсутствовало, частица скользила
бы до точки А'2. В действительности, в результате трения о стенку путь
частицы за то же время меньше и относительное движение по окружно-
Рис. XV-6. Схема движения частиц продукта:
а в результате подпора вновь поступающего продукта; б — в результате реакции стенок канала;
в — при наличии гонков (справа эпюра скоростей подачи при совместном влиянии подпора, реак-
ций стенок и гонков).
350
ТАБЛИЦА XV-2
Средняя
крупность f0 Е
частиц, мм ь
0.35 0,67 0,17
— 0,88 0,04
ависят от толщины
достаточная шеро-
аблюдается на по-
ослойное движение
ердое или как одна
одача от приемного
новном двумя фак-
новых порций про-
рыхление сыпучего
шает силы сцепле-
ины этого тела по
ела в приемной ча-
одной смеси вызы-
авлении к сходово-
поперечная стенка,
тает некоторую до-
аектории частиц по
ны сита при неиз-
его в единицу вре-
чего увеличивает-
дачи.
иницу времени од-
и скорость подачи,
условлено следую-
емещаясь по ситу,
ижение продолжа-
частица скользила
ения о стенку путь
ение по окружно-
I
в
реакции стенок канала:
влиянии подпора, реак-
сти она продолжит из точки А2, т. е. будет двигаться по петлеобразной
траектории.
Происходящее при этом отбрасывание продукта от стенки нарушает
послойное движение и перемешивает сыпучую смесь, вызывая одновре-
менную подачу.
У противоположной стенки продукт приобретает скорость подачи
в противоположном направлении. Если стенки образуют замкнутый кон-
тур, подача продукта происходит вдоль'стенок в направлении, противо-
положном движению сита.
В канале, открытом со сходового конца при непрерывном поступле-
нии исходной смеси, подпор и реакции одной из боковых стенок влияют
в одинаковом направлении, увеличивая подачу; реакции другой боковой
стенки действуют противоположно подпору, уменьшая подачу. Чем
длиннее ситовой канал и чем меньше его ширина, тем больше влияние
боковых стенок и тем меньше влияние на скорость подачи оказывает
подпор. В широких и коротких каналах, напротив, решающее влияние
на скорость подачи оказывает подпор, влияние боковых стенок снижа-
ется в результате уменьшения части продукта, непосредственно взаимо-
действующего со стенками.
В рассевах ЗРМ. длина ситового канала в семь раз больше ширины;
действие подпора на скорость подачи незначительно, а действия левой
и правой стенок противоположны. Поэтому для получения достаточной
скорости подачи реакции одной из боковых стенок увеличивают при по-
мощи так называемых гонков (рис. XV-6, в). Гонки размещают на пра-
вой стенке при движении рассева по часовой стрелке и на левой стенке—
при движении рассева против часовой стрелки.
В зоне гонков продукт перемешивается и резко снижается эффек-
тивность самосортирования и просеивания. Чтобы уменьшить вредное
влияние гонков, их поднимают над ситом на 12—15 мм, а на многих му-
комольных заводах гонки, расположенные у сходового конца канала,
загибают. .
Величину шага t выбирают от г0 ДО 2г0 (<о — средний радиус отно-
сительных траекторий частиц), так как при />2г0 величина и скорость
подачи намного уменьшаются, а при £<Уо использование ситовой по-
верхности в зоне гонков становится ничтожным. Размер h выбирают от
г0 до 1,5 г0, так как при /г<г0 скорость подачи снижается, а при й>1,5го
увеличивается время пребывания частиц между гонками вблизи стенок.
Скорость подачи оказывает большое влияние на эффективность ра-
боты ситового канала. Особенно важно, чтобы распределение скоростей
подачи в поперечном сечении было равномерным, так как при этом до-
стигаются одинаковое время пребывания на сите порций продукта, по-
ступающих в различные точки ситового канала, и повышается средний
коэффициент извлечения проходовой фракции. Равномерность скоростей
подачи в поперечном сечении ситового канала увеличивается с умень-
шением отношения длины L канала к его ширине В, особенно при отсут-
ствии гонков. Величина скорости подачи возрастает с увеличением и и
р рассева и с уменьшением коэффициентов сопротивления сдвигу слоев.
§ 5. УСТРОЙСТВО ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ РАССЕВА
ПАКЕТНОГО ТИПА
Приводной механизм. Верхний подшипниковый узел приводного
механизма рассева (рис. XV-7) состоит из чугунного кронштейна 1, на
котором посредством винтов укреплен корпус 2 с радиально-сферичес-
ким шариковым подшипником 3 и упорным шариковым подшипником 4.
На упорный подшипник опирается втулка 5, соединенная со шкивом
6 призматической шпонкой 7 и с веретеном 8 скользящей шпонкой (на
рисунке не показана).
351
Рис. XV-7. Верхний подшипниковый узел приводного механизма рассева:
1—кронштейн; 2 — корпус; з, 4 — радиально-сферический и упорный подшипники; 5 — втулка;
6 — шкив; 7,9 — шпонки; 8 — веретено; 10 — гайка; И — трубка; 12 — стакан.
На веретено навинчена гайка 10, воспринимающая от веретена вер-
тикальное усилие и передающая его через втулку 5, шкив 6, внутреннюю
обойму подшипника 3 на упорный подшипник 4.
Гайка 10 на веретене закреплена шпонкой 9. Корпус закрыт сверху
крышкой с сальниковым кольцом, предохраняющим от попадания пыли
в масляную ванну, образованную внутренней полостью кронштейна.
Уровень масла в этой ванне контролируется отметками на сообщающем-
ся с ней стеклянном стакане 12.
Чтобы исключить возможность вытекания масла через зазор между
веретеном и нижней стенкой кронштейна ввиду возможного отклонения
оси веретена от вертикали, в отверстие кронштейна ввинчена трубка И,
верхний срез которой находится выше уровня масла в ванне.
Нижний подшипниковый узел (рис. XV-8) состоит из ба-
лансирного вала 3, несущего на себе балансиры 2, и жесткой муфты 1,
соединенной с веретеном. В чугунном корпусе 8, укрепленном болтами
9 на траверсе 10 главной рамы, установлен роликовый подшипник 7.
Внутреннее кольцо роликового подшипника закреплено на стальной
втулке 6 посредством гайки 5.
Чтобы предохранить роликовый подшипник от попадания пыли,
в корпусе установлены самоподжимающиеся сальники 4.
При движении рассева балансирный вал вращается со втулкой и
внутренним кольцом роликового подшипника. При покачивании рассева
вследствие неточного монтажа или неточной балансировки вал может
перемещаться относительно втулки и в осевом направлении.
Ситовые корпуса. Ситовый корпус представляет собой пакет из уло-
женных друг на друга ситовых рам, стянутых шестью вертикальными
стяжками, которые проходят в отверстия поперечных швеллеров, укреп-
ленных на верхней и нижней рамах.
Ситовый корпус посредством вертикальных продольных планок во
всех рамах разделен на равные части, в каждой из которых сортируют-
ся продукты. В рассеве с двумя корпусами можно сортировать четыре
различные смеси; поэтому его называют четырехприемным.
Все рамы, кроме верхней и нижней, по своему назначению и устрой-
ству подразделяют на три вида: с проходным дном, с распределительным
и с распределительным и сплошным сборным (транспортирующим)
дном.
Рама с проходи ым дном (рис. XV-9, а) разделена продольной
Рис. XV-8. Н;
с балансирами
I — муфта; 2 — 6
,-цкэвый подшит
перегородкой 1 наi
налов установлены
4 образуют канал 5
Сито прибиваю
ситовой рамы и пр>
к стенкам рамы и С
всей длине дна дел
случае дно являете
с сита, расположен
сито рассматриваем
На верхней пло
щеток. При движен
Направляющие до.
ступающих частей
промежуточных опс
листовой стали, он
сторон.
Продукт посту]
удаляется через ка]
дукта со дна 7 в ка
Если необходи
фракций продукта
навливают по выс
из стенок канала 9
Рама с рас
XV-9,6 (позиции о
ланы с каждой ст
352
23—100
Рис. XV-8. Нижний подшипниковый узел приводного механизма
с балансирами рассева:
/ — муфта; г—балансир; 3 — вал; -/—сальник; 5—гайка; 6— втулка; 7 — ро-
„тиковый подшипник: 6 — корпус; 9— болт; 10— траверса.
перегородкой 1 на две части. Для создания приемного и выпускного ка-
налов установлены поперечные бруски 2 и 3. Продольные перегородки
4 образуют канал 5.
Сито прибивают к раме с нижней стороны. К продольным сторонам
ситовой рамы и продольным перегородкам крепят гонки 6. Над ситом
к стенкам рамы и брускам крепят дно 7 из тонкой листовой стали. По
всей длине дна делают вырезы, совпадающие с каналом’5. В данном
случае дно является проходным, так как продукт, попавший на него
с сита, расположенного выше, проходит через каналы, не попадая на
сито рассматриваемой рамы.
На верхней плоскости дна укреплены стальные направляющие 8 для
щеток. При движении щетки очищают сито, расположенное выше рамы.
Направляющие должны быть одинаковой ширины и высоты, без вы-
ступающих частей и шероховатостей и жестко скреплены посредством
промежуточных опор с дном ситовой рамы. Эти опоры изготавливают из
листовой стали, они проходят сквозь днища и припаиваются с обеих
сторон.
Продукт поступает на сито через канал 9. Часть его, идущая сходом,
удаляется через канал 10. Чтобы устранить возможность попадания про-
дукта со дна 7 в канал 10, в канале 5 предусмотрены лотки 11.
Если необходимо сделать в раме каналы для пропуска отдельных
фракций продукта с сит, расположенных выше, то вместо бруска 3 уста-
навливают по высоте рамы поперечную перегородку, образующую одну
из стенок канала 9.
Рама с распределительным дном показана на рисунке
XV-9,6 (позиции оставлены те же, что и на рисунке XV-9,a). В дне сде-
ланы с каждой стороны по два выреза 12, в результате чего продукт
23—100
353
поступает на сито данной рамы. Дно рамы распределяет продукт по
всей площади сита. Для придания дну жесткости и поддержания сталь-
ных направляющих отдельные его части соединены поперечными план-
ками 13. Продукты с расположенных выше рам проходят через кана-
лы 14.
В зависимости от места нахождения ситовых рам по высоте корпуса
в них предусматривают некоторое число поперечных каналов для про-
пуска отдельных фракций, полученных с верхних ситовых рам.
Рама с распределительным и сплошным сборным
дном показана на рисунке XV-10. Для точной установки рам одна на
другую при сборке ситового корпуса в углах каждой из них укреплены
деревянные угольники, выступающие над верхней плоскостью ее стенок.
Приемно-распределительное устройство рассева. Продукт поступает
в машину через коробку 2 (рис. XV-11), откуда через матерчатый рукав
попадает в коническую воронку 3. Из центрального отверстия воронки
он разбрасывается на распределительный диск 4 с 12 одинаковыми от-
верстиями. В зависимости от количества приемных каналов продукт,
прошедший через эти отверстия, подается лотками, каждый из которых
обслуживает одинаковое число отверстий. Воздух из рассева отсасыва-
ется через отверстие 1.
Инерционная «верховая» щетка. Ее применяют в пакетных рассевах
ЗРМ (рис. XV-12).
Относительное движение щеток является результатом движения
ситовых рам. Закон относительного движения щеток определяется пе-
354
Рис. XV-10. Рама с распределительным и сплош-
ным сборным дном:
а— устройство; б—рама с проходным дном; в—ра-
ма с распределительным дном; г — рама со сплош-
ным сборным дном; 1 — распределительное дно;
2 — сплошное дно; 3 — сито.
Рис. XV-11. Приемно-распре-
делительное устройство
рассева:
1— аспирационное отверстие;
2 — коробка; 3 — коническая во-
ронка; 4—диск распредели-
тельный.
реносным движением ситовых рам, массой щеток и силами сопротивле-
ния относительному перемещению щеток по ситу, днищу и стенкам ка-
налов или рельсов. Относительное движение щеток возможно лишь
в одном направлении; в противоположном направлении этому препят-
ствуют наклонные пучки жесткого волоса, упирающиеся в поверхность
сита. Нижние пучки жесткого волоса скользят по сборному днищу.
Относительное движение щеток происходит прерывисто по некото-
рой замкнутой траектории, определяемой формой канала или кольцево-
го рельса.
23!
355
В
б
Рис. XV-12. Щетка для очистки сит («верховая»):
а — общий вид; б — шарики в специальных обоймах, применяемые на Ленинградском комби-
нате им. С. М. Кирова вместо наклонных пучков жесткого волоса.
Рис. XV-13. Расчетные схе
а — схема сил, действующих 1
ее относительном движении 1
динамических расчетов инерци
чений Рп и Ро получа
ное уравнение относ
щетки:
d2x и2р г . ,
-— = —— sin (a г 1
dt2 cos q>
При установившемся движении рассева рельсы, по которым сколь-
зит щетка, совершают в горизонтальной плоскости круговое поступа-
тельное движение. Оно характеризуется радиусом р окружности, явля-
ющейся траекторией любой точки рассева, и угловой скоростью со этого
радиуса (рис. XV-13, а). Движение рельса удобно представить как дви-
жение шатуна в шарнирном четырехзвеннике при равенстве длины и
параллельности противолежащих звеньев.
Так как движение щетки поступательное, то ее массу можно при-
нять сосредоточенной в центре тяжести, расположенном на оси. Пред-
положим, что движение щетки возможно только вправо (положитель-
ное направление оси X). Рассмотрим условия ее динамического равно-
весия в момент времени t, когда радиус образует с направлением нор-
мали к оси X угол а = <Щ.
При относительном движении на щетку действуют в горизонтальной
плоскости следующие силы:
Рп = тв2р — сила инерции в переносном движении;
d2x
Р = т-------сила инерции в относительном движении;
dt'~
Fo—результирующая сил трения о сито и дно ситовой рамы, т. е.
сил трения, обусловленных весом щетки 'и вертикальной реак-
цией сита (поэтому при относительном движении сохраняю-
щая постоянное значение);
Р—полная реакция боковой поверхности канала или рельса, от-
клоненная от нормали к этой поверхности на угол трения ср.
Уравнения динамического равновесия щетки в проекциях на оси
X и У имеют следующий вид:
SX = 0; Pnsina— 7? sin ср — Fo — PQ = 0; (XV-8)
5У = 0; Pn cos a — P cos cp = 0.
При совместном решении этих уравнений и после подстановки зна-
356
= f ° cos
m<u2p
В уравнении (X)
3
и -— л<;а<2л; плюс
2
Двукратное инти
при которых соответс
движение щетки) поз
щения S щетки за од
является сложной фу
фициента сопротивле!
Пользуясь графи
висимость г от & при j
ряд задач по динами
задачи: определение
условиях движения ш
ходимой для движеш
При решении пе
для данных значений
ность цикла по уравн
где L — путь щетки д
При решении вт
уравнению
Далее по график
' массу щетки:
в-в
|ые на Ленинградском комби-
>сы, по которым сколь-
>сти круговое поступа-
м р окружности, явля-
)ВОЙ скоростью со этого
э представить как дви-
ри равенстве длины и
) ее массу можно при-
женном на оси. Пред-
) вправо (положитель-
динамического равно-
т с направлением нор-
вуют в горизонтальной
кении;
щижении;
но ситовой рамы, т. е.
си вертикальной реак-
[ движении сохраняю-
анала или рельса, от-
сти на угол трения ср.
I в проекциях на оси
Ро = 0; (XV-8)
осле подстановки зна-
3 л л 3
и — л-<а<;2л; плюс — для углов — <а< — л.
Двукратное интегрирование уравнения в пределах от cti до а2 (углы,
при которых соответственно начинается и прекращается относительное
движение щетки) позволяет получить выражение для конечного переме-
щения S щетки за один цикл движения рассева 5 = рг, где величина z
является сложной функцией трения ср и величины относительного коэф-
фициента сопротивления Ь, т. е. г = Ф(ср, Ь).
Пользуясь графиком (рис. XV-13, б), на котором представлена-за-
висимость г от b при различных значениях угла ср, весьма просто решить
ряд задач по динамике инерционных щеток, в том числе две основные
задачи: определение продолжительности Т (с) цикла при известных
условиях движения щетки (ср, Fo, coi, рь m) и определение массы, необ-
ходимой для движения щетки с заданной продолжительностью цикла.
При решении первой задачи подсчитывают коэффициент Ь, затем
для данных значений ср и b определяют функцию z и, наконец, длитель-
ность цикла по уравнению
________________________________с2л1,
арг ’
где L — путь щетки до возвращения в исходное положение.
При решении второй задачи определяют значение функции z по
уравнению
2лД
z —----.
Т гор
Далее по графику находят величину b для данных г и ср и, наконец,
' массу щетки:
До cos q>
m = —----1 .
Ьы2 р
357
Приведенная методика расчета пригодна только для прямолиней-
ного участка направляющей и при расположении центра тяжести щетки
на оси направляющей.
При движении щетки по криволинейному участку рельса возникает
момент сил инерции
/Ии = e/s,
где е—угловое ускорение щетки;
Js—момент инерции щетки относительно центральной оси.
Момент сил инерции создает перекос щетки и может вызвать ее за-
клинивание. Перекос щетки и заклинивание могут произойти и на пря-
молинейном участке, если центр тяжести щетки или точка приложения
силы трения о сито и днище Fo смещены относительно оси направля-
ющей.
§ 6. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ЭФФЕКТ ПРОСЕИВАНИЯ
И ПУТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ РАССЕВОВ
Работа рассева оценивается следующими показателями:
Qo— нагрузкой, т. е. количеством исходной смеси, поступающей в
машину в единицу времени;
g — количеством недосева, т. е. относительным содержанием мел-
ких, проходовых фракций в продуктах, полученных сходом с сита;
1] — коэффициентом извлечения, т. е. отношением количества извле-
ченного продукта к количеству того же продукта, содержащегося в ис-
ходной смеси.
Недосев характеризует неоднородность фракций, полученных после
прохождения через рассев, а коэффициент извлечения показывает, ка-
кую часть количества данной фракции удается выделить из исходной
смеси.
При рассмотрении работы одного сита, т. е. при разделении исход-
ной смеси на сход и проход, состав исходной смеси можно охарактеризо-
вать относительным содержанием проходовой фракции (%)
И = 100,
Qo
где По—количество проходовой фракции, кг;
Qo— количество исходной смеси, кг.
Если при просеивании получено 77(кг) проходовой фракции и G схо-
довой фракции, то коэффициент извлечения можно выразить так (%):
л = — 100,
п0
а недосев
П0~П '_П0-П
G Qo-H'
Взаимосвязь коэффициента извлечения с недосевом при данном со-
ставе исходной смеси определяется уравнениями:
^Х-Л-ИТ]--^. (XV-11)
358
Эффективность работы рассевов в целом определяется удельной
нагрузкой, т. е. отношением количества переработанного зерна в сутки
к общей поверхности сит во всех рассевах.
Для рассевов определенной конструкции удельные нагрузки зависят
от схемы помола, качества зерна и оснащенности мукомольного завода
другими технологическими машинами; при неизменных условиях удель-
ная нагрузка характеризует степень совершенства рассевов. В соответст-
вии с правилами организации и ведения технологического процесса при
многосортных помолах пшеницы удельная нагрузка на рассевы ЗРМ
установлена в пределах от 630 до 800 кг/(м2-сутки).
Правилами определяются также ориентировочные нагрузки на рас-
севы на различных системах драного и размольного процессов, шлифов-
ки и контроля муки.
Основными факторами, влияющими на четкость сепарирования от-
дельным ситом, являются:
гранулометрический состав исходной смеси и ее физико-механиче-
ские свойства;
удельная нагрузка, т. е. нагрузка, отнесенная к единице ширины
сита;
размеры сита (площадь и отношение длины к ширине);
кинематические параметры со и р;
размеры отверстий сита, материал нитей и «живое» сечение еди-
ницы площади сита;
способ очистки сит;
способ перемещения продукта по ситу (подача).
Совместное рассмотрение явлений самосортирования и просеивания
при послойном движении продуктов измельчения зерна по ситу рассева
позволяет характеризовать режимы, обеспечивающие наибольший эф-
фект сепарирования в зависимости от нагрузки и гранулометрического
состава и свойства исходной смеси.
Если исходная смесь содержит большое количество проходовых
частиц, то общий эффект сепарирования будет определяться интенсивно-
стью просеивания. Для повышения последней необходимо, чтобы сыпу-
чее тело, находящееся на сите, имело определенную толщину, чтобы ки-
нематические параметры соответствовали оптимальной скорости ниж-
него слоя по ситу и чтобы сита хорошо очищались. В практике сортовых
помолов пшеницы такие условия желательны, например, в контрольных
рассевах. Если содержание проходовой фракции в исходной смеси незна-
чительно, общий эффект сепарирования зависит от самосортирования,
интенсивность которого возрастает с уменьшением толщины сыпучего
тела и частоты колебаний при соответствующем увеличении радиуса
круговых траекторий сита; для таких условий целесообразно увеличи-
вать радиус круговых траекторий до пределов, допустимых по конструк-
тивным соображениям, и устанавливать угловую скорость, обеспечива-
ющую ускорения, несколько превышающие второе критическое.
Увеличение количества исходной смеси, поступающей на сито в еди-
ницу времени, вызывает повышение скорости подачи и толщины сыпу-
чего тела. Поэтому снижается интенсивность самосортирования, но мо-
жет повыситься интенсивность просеивания, если толщина сыпучего те-
ла не превышает оптимального значения.
Для исходных смесей с большим содержанием проходовой фракции
возрастание нагрузки на сито до некоторого предела способствует ин-
тенсификации процесса сепарирования в целом. При малом содержании
проходовой фракции увеличение нагрузки резко снижает интенсивность
сепарирования и может быть компенсировано в рассеве в целом увели-
чением количества параллельных ситовых каналов или их удлинением.
По мере измельчения продуктов, пропускаемых через рассевы,
уменьшается различие в размерах и свойствах частиц исходной смеси,
359
что отрицательно сказывается на интенсивности самосортирования и
просеивания и требует снижения удельных нагрузок.
Распределение общей ситовой поверхности в рассеве между ситами,
предназначенными для отбора различных фракций, последовательность
отбора фракций и способ соединения ситовых рам (последовательное,
параллельное или смешанное соединение) определяют технологическую
схему рассева.
Для эффективного использования сит при различных количествен-
ных и качественных характеристиках исходных смесей рассев должен
отвечать следующим основным требованиям:
частота круговых колебаний и радиус траекторий точек сита долж-
ны быть регулируемы в зависимости от места рассева в технологическом
процессе;
технологическая схема должна обеспечивать на всех ситах опти-
мальные условия сепарирования (особенно толщину сыпучего тела),
что достигается комбинированием параллельных и последовательных
соединений сит;
при параллельном питании нескольких приемных ситовых каналов
должно быть обеспечено равномерное поступление в них продуктов не-
зависимо от кинематических параметров рассева;
очистительные устройства должны обеспечивать очистку всей пло-
щади сит с заданной интенсивностью, независимой от кинематических
параметров рассева.
§ 7. РАССЕВЫ ШКАФНОГО ТИПА ЗРШ
Рассев сконструирован Горьковским отделением ВНИЭКИпродмаш,
ВНИИЗ и МТИПП (рис. XV-14).
Рассев ЗРШ-1-4. Выполнен он в виде цельнометаллического шкафа,
который подвешивают к потолочному перекрытию здания на четырех
тросах 5. Шкаф приводится в круговое поступательное движение балан-
сирным механизмом 2 при помощи привода 3. Безверетенный балансир-
ный механизм позволяет регулировать радиус траектории колебаний
рассева изменением массы балансира.
Над шкафом рассева к перекрытию здания на штангах 6 крепят
приемные доски 7, на которых монтируют приемные аспирационные ко-
робки 4. Под шкафом на полу устанавливают патрубки 10, через кото-
рые из рассева выводится рассортированный продукт. С приемными ко-
робками и выходными патрубками шкаф соединяют матерчатыми рука-
вами 8 и 9. •
На рисунке XV-15 показан шкаф с открытыми дверцами.
Корпус рассева ЗРШ-1-4 (рис. XV-16) выполнен в виде несущей
рамы, состоящей из центральной трубы 6, для размещения в ней вала и
верхнего и нижнего подшипниковых узлов балансирного механизма.
К трубе приварены стальные листы 7, которые разделяют корпус на че-
тыре секции.
Секции рассева выполнены в виде четырех стоек И и 12, к которым
в определенной последовательности прикреплены направляющие 8 для
ситовых рам 2 и поддонов 3. В каждой секции размещены 16 ситовых
рам и три рамы-сборника 4. Они закрепляются на своих местах дверка-
ми 9 и 10 при помощи эксцентриковых зажимов 13. Дверки выполнены
с двойными стенками, образующими перепускные каналы со стороны
приема продукта, а со стороны, противоположной приему, перепускные
каналы выполнены в виде съемной распределительной коробки 5, при-
крепленной к задним стойкам секции. Приемные штуцера снабжены
инерционным питателем 1 с вращающимся распределительным конусом,
позволяющим разделить исходный продукт равномерно на четыре сито-
вые рамы.
Рис. X
рам.
360
24—100
самосортирования и
ок.
рассеве между ситами,
й, последовательность
м (последовательное,
ляют технологическую
зличных количествен-
смесей рассев должен
эрий точек сита долж-
ева в технологическом
> на всех ситах опти-
щину сыпучего тела),
. и последовательных
[ных ситовых каналов
е в них предуктов не-
ать очистку всей пло-
эй от кинематических
м ВНИЭКИпродмаш,
Фаллического шкафа,
о здания на четырех
жое движение балан-
!еретенный балансир-
лектории колебаний
на штангах 6 крепят
ie аспирационные ко-
рубки 10, через кото-
'кт. С приемными ко-
т матерчатыми рука-
дверцами.
нен в виде несущей
вщения в ней вала и
нсирного механизма.
1еляют корпус на че-
к 11 и 12, к которым
аправляющие 8 для
вмещены 16 ситовых
воих местах дверка-
. Дверки выполнены
каналы со стороны
риему, перепускные
ной коробки 5, при-
штуцера снабжены
лительным конусом,
рно на четыре сито-
Рис. XV-15. Шкаф с открытыми дверцами без ситовых
рам.
24—100
Рис. XV-16. Корпус рассева ЗРШ-1-4:
1 — приемно-распределительное устройство; 2 — снтовая рама; 3 — поддон; 4 — сборник; 5 — распре-
делительная коробка; 6 — центральная труба; 7— стальной лист; 8—направляющая; 9, 10 — дверки;
11 — передняя стойка; 12 — задняя стойка, 13 — эксцентриковый зажим.
В рассеве продукт по ситам движется без воздействия гонков. Сита
очищаются инерционными вращающимися щетками. Для транспортиров-
ки продукта по сборникам и днищу рассева предусмотрены гонки. Сита
крепят гвоздями к деревянным рамам через тесьму.
Корпус рассева выполняют в шести следующих вариантах (А, Б, В,
Г, Д, Е):
362
А Б в Г д Е
Схема № 1 Схема № 3 Схема № 1 Схема № 1 Схема № 3 Схема № 2
То же То же То же Схема № 3 Схема № 1 То же
» » » » Схема № 3 То же То же » »
>7 » » » То же » » » »
В конструкции рассева предусмотрена возможность переделки схе-
мы № 1 на схему № 2.
В основу схем движения продуктов по ситам заложен принцип ком-
бинирования сит в параллельные и последовательные соединения.
По движению продукта в ситовых корпусах устанавливают три тех-
нологические схемы рассевов (рис. XV-17).
Схема № 1 при сортовых помолах пшеницы рекомендуется для I,
II, III, IV крупных и мелких драных систем.
Схема № 2 при сортовых помолах пшеницы рекомендуется для по-
следных драных и шлифовочных систем и отличается от схемы № 1
только направлением движения продуктов по первой группе сит.
Схема № 3 при сортовых помолах пшеницы рекомендуется для всех
размольных, сортировочных систем и контроля муки.
Схема № 3 также рекомендуется для использования на III, IV и
последующих шлифовочных системах.
Рассев ЗРШ-6. На рисунке XV-18 показано общее устройство рассе-
ва 3PIU-6. Несущая рама и балансирный механизм рассева ЗРШ-6 рас-
положены между двумя ситовыми шкафами, состоящими каждый из
трех секций 2 (рис. XV-19).
Секции рассева выполнены в виде четырех стоек, к которым в опре-
деленной последовательности прикреплены направляющие для ситовых
рам 5 и сборников 6. В каждой секции размещено по 19 выдвижных рам.
На 16 рамах натянуты сита, а три рамы с днищами являются сборника-
ми. Они закрепляются на своих местах дверками 8 при помощи замков
9. Дверки выполнены с двойными стенками, образующими перепускные
каналы со стороны приема продукта. Со стороны, противоположной при-
ему, перепускные каналы выполнены в виде съемной распределительной
коробки 3, прикрепленной к задним стойкам секции. Приемные штуцера
снабжены инерционным питателем с вращающимся распределительным
устройством 7, позволяющим разделить исходный продукт равномерно
Рис. XV-17. Технологические схемы рассевов ЗРШ-1-4 и ЗРШ-6.
24
363
на четыре ситовые рамы. Шкаф рассевов ЗРШ-6 выпускают в вариан-
тах А, Б, В, Г и Д:
А Б в г Д
Схема № 1 Схема № 3 Схема № 2 Схема № 1 Схема № 3
То же То же То же Схема № 3 Схема № 1
» » » » » » То же То же
Рассев выпускают 15 исполнений, т. е. оба шкафа по варианту А
или один шкаф по варианту А, а другой по варианту Б и т. д. В конст-
рукции рассева предусмотрена возможность переделки схемы № 1 на
схему № 2.
Распределительный конус 1 (рис. XV-20) инерционного приемно-
распределительного устройства с грузом 2 свободно надет на вертикаль-
ную ось 3, закрепленную в верхнем поперечном швеллере шкафа. Пере-
мещения конуса вдоль оси ограничены шайбами 4, нижняя из которых
выполняет роль осевого подшипника, а верхняя фиксируется шплинтом.
Распределительный конус вращается внутри приемного патрубка и че-
рез нижнее отверстие равномерно распределяет выходящую смесь в сек-
364
/500
572 572
18. Рассев ЗРШ-6:
— штанга; 3 — приемная до-
риемиая коробка; 5 — балан-
механизм; 6, 8— рукава;
; 9 — выпускной патрубок’;
ая рама;// —электропривод.
ыпускают в вариан-
г
№ 1
№3
д
Схема № 3
Схема № 1
То же
афа по варианту А
У Б и т. д. В конст-
лки схемы № 1 на
ционного приемно-
надет на вертикаль-
ллере шкафа. Пере-
нижняя из которых
сируется шплинтом,
ого патрубка и че-
дящую смесь в сек-
019/
Рис. XV-19. Шкаф рассева ЗРШ-6:
1 — межсекционные перегородки; 2 —секция; 3—распределительная коробка; 4 — поддон; 5 —ситовая рама; 6— сборник; /—приемно-рас-
пределительное устройство; S —дверки; 9— замок; 10 — эксцентриковый шарнир.
Рис. XV-20. Инерционное вращаю-
щееся приемно-распределительное
устройство:
? — распределительный конус; 2 — груз;
3— ось; 4 — шайба.
торные отверстия, образованные восемью радиальными перегородками.
В зависимости от числа приемных ситовых рам (четыре или две) про-
дукты, поступающие на одну раму, объединяются после прохождения
через два или четыре секторных отверстия.
Ситовая рама рассева ЗРШ-1-4 состоит из основания и вкладной
рамы (рис. XV-21). Нижние, продольные бруски 1 основания являются
боковыми стенками ситового канала нижележащей рамы, а верхние,
поперечные 2, служат опорой для вкладной рамы 3. Между нижними и
верхними брусками расположено сборное днище 4 из деревопластика,
которое является опорой для оси 5 инерционной вращающейся щетки
и направляет просеявшийся продукт в боковые каналы шкафа.
Таким образом, во всех ситовых рамах продукты над ситом дви-
жутся в продольном направлении по каналам длиной 800 мм (при ши-
рине 400 мм), а под ситом — в поперечном направлении в обе стороны.
Вращающаяся инерционная щетка показана на рисунке XV-22.
К одной из трех основных колодок 2 присоединена шарнирно дополни-
тельная колодка 1, очищающая углы квадратного участка сита.
Верхние наклонные пучки волоса 5 очищают сито, а нижние пря-
мые 4 поддерживают щетку на сборном днище и сметают с него прохо-
довый продукт в боковые каналы. Основанием щетки служат две скле-
панные текстолитовые шайбы 5 с
Рис. XV-21. Ситовая рама рассева
ЗРШ-1-4:
•“Й/
?, 2—бруски; 3 — вкладная рама; 4 — сбор-
ное дншце; 5 — ось.
центральным отверстием 0 13 мм.
При поступательном движении рас-
сева щетка вращается вокруг оси
0 8 мм, укрепленной на днище си-
товой рамы. Причем скорость вра-
щения, а следовательно, и интенсив-
ность очистки в большой мере за-
висят от величины зазора.
Балансирный механизм рассе-
ва ЗРШ-1-4 (рис. XV-23) состоит из
вала /, проходящего внутри трубы
несущей рамы шкафа, приводного
шкива 2, двух балансиров 3 со смен-
366
ми перегородками,
ыре или две) про-
осле прохождения
»вания и вкладной
нования являются
рамы, а верхние,
Лежду нижними и
з деревопластика,
сдающейся щетки
.ы шкафа.
ы над ситом дви-
[ 800 мм (при ши-
ши в обе стороны.
ia рисунке XV-22.
гарнирно дополни-
:тка сита.
о, а нижние пря-
ают с него прохо-
служат две скле-
овые шайбы 5 с
ерстием 0 13 мм.
ом движении рас-
ается вокруг оси
ной на днище си-
ем скорость вра-
льно, и интенсив-
ольшой мере за-
зазора.
механизм рассе-
V-23) состоит из
го внутри трубы
афа, приводного
нсиров 3 со смен-
ными грузами 4 и 5 и двух подшипниковых узлов: верхнего б и нижнего
9. Корпуса обоих подшипниковых узлов при помощи болтов укреплены
на фланцах центральной трубы. Радиальные реакции воспринимаются
двухрядными роликовыми подшипниками 7, вес балансирного вала
(в верхнем подшипниковом узле) —упорным шариковым подшипни-
ком 8.
Балансирный вал приводится во вращение через клиноременную
передачу от электродвигателя, смонтированного на кронштейне, укреп-
ленном сверху шкафа.
Изменяя число грузов в балансирах, можно устанавливать различ-
ные радиусы круговых колебаний рассева (30—50 мм).
Техническая характеристика рассевов
Марка Полезная площадь сит, М2 . . . . ЗРМ, ЗРМ-2М 22—29 ЗРЛ 29 ЗРШ-1-4 17 ЗРШ-6 25,5
Удельная нагруз- ка при много- сортных помо- лах пшеницы, кг/(м2-сутки) 639—800 900—1100 900—1100
Число круговых колебаний в ми- нуту 210 220—230 200, 220, 240 200, 220, 240
Радиус круговых колебаний, мм . . 45 25 50, 45, 40 50, 45, 40
Разм.еры ситовых рам, м . . . . 1,6X0,93 1,6x0,93 0,4X0,8 0,4X0,8
Число ситовых рам 12—14 16 16 16
Расход воздуха на аспирацию, м3/ч 9 9 10 15
367
Аэродинамическое сопротивление, Н/м2 .... 250 250 250 250
Мощность уста- новленного элек- тродвигателя, 3,0 Шкафной Без гонков
кВт Тип исполнения . Транспортирова- ние продукта Габаритные раз- меры, м: 2,8 2,8 Пакетный Гонками 4,5
длина . . . 2,83 2,83 2,34 2,95
ширина . . . высота (до приемной 1,84 1,84 1,33 1,95
доски) . . . 2,1 2,1 2,18 2,18
Масса, кг . . . 1800 1800 1475 2700
§ 8. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ
НАДЕЖНОСТИ РАССЕВОВ
Для повышения эксплуатационной надежности рассевов необходи-
мо при изготовлении и сборке этих машин предусмотреть следующее.
Все детали рассева должны быть изготовлены из материалов, пред-
усмотренных государственным стандартом.
Днища должны быть хорошо натянуты, не иметь волнистости и не
допускать подсоров. Прогиб или выпучивание днища по длине или ши-
рине рамы не более 3 мм.
Гонки устанавливают на расстоянии 10—12 мм от кромки рамы.
Направляющие для щеток должны обеспечивать движение без за-
держек по всему периметру. Неровности поверхности, заусенцы и про-
гиб направляющих рельсов служат причиной остановки щеток, а нару-
шение жесткости крепления рельсов к днищам, кроме того, может вы-
звать разрыв сита и подсор продукта через Днище.
Обязательное условие нормальной работы рассева — его интенсив-
ная аспирация, выполняемая обычно соединением приемных коробок
с всасывающим трубопроводом. Признаками неисправной аспирации
рассева является его пыление и конденсация влаги в каналах. Послед-
нее часто бывает следствием недостаточного количества воздуха, про-
сасываемого через ситовые корпуса.
Продукты поступают в рассев после вальцовых станков, где нагре-
ваются при измельчении до 40—45° С. При движении нагретого продукта
по ситовым рамам он остывает, а выделяющаяся из него влага конденси-
руется, вызывая налипание на стенки каналов клейстеризующегося про-
дукта, коррозию металлических и гниение деревянных деталей. Это
особенно сильно проявляется зимой, когда увеличивается разность меж-
ду температурой продукта и температурой окружающей среды.
Нормальная работа рассева возможна при условии, если он пра-
вильно смонтирован и отбалансирован. При правильной балансировке
траектории всех точек ситовых корпусов и главной рамы должны быть
окружностями с радиусом 45 мм, а ось веретена вертикальна.
Наиболее распространенный в практике метод балансировки рас-
сева заключается в следующем. Посредством мелка, подносимого к ниж-
ней поверхности веретена при установившемся движении рассева, опре-
деляют «биение» веретена.
Если черта, наносимая мелком, располагается со стороны баланси-
ра, то радиус рассева меньше номинального и грузы в балансирах сле-
368
Рис. XV-23. Балансирный механизм рассева ЗРШ-1-4:
/ — вал; 2 — приводной шкив; 3—балансир; 4, 5 — сменные грузы; 6, 9 — верх-
ний и нижний подшипниковые узлы; 7 — роликовый подшипник; 8 — упорный
подшипник.
дует увеличить. Если меловая линия находится с противоположной сто-
роны веретена, радиус рассева велик и его следует уменьшить, вынув
часть грузов из балансиров.
Рассев считается отбалансированным, если меловая черта равно-
мерно опоясывает поверхность веретена. Однако при этом методе ба-
лансировки рассева остается необнаруженной эллиптичность траекто-
рий точек, которая может стать следствием смещения центра тяжести
главной рамы и корпусов относительно вертикальной оси, проходящей
через центр нижнего подшипника. В таких случаях появляется момент
сил инерции корпусов и рамы, возмущающий крутильные колебания
рассева, которые, накладываясь на основное круговое поступательное
движение, искажают траектории, превращая их из окружностей в эл-
липсы. Более точный метод балансировки заключается в записи траек-
торий точек корпуса, наиболее удаленных от подшипников.
369
Глава XVI
МАШИНЫ ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ (ОБОГАЩЕНИЯ)
ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНА*
ф
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Процесс разделения промежуточных продуктов переработки зерна
на крупки: частицы эндосперма, крупки-сростки эндосперма с оболочка-
ми и частицы оболочек, называют сортированием по качеству, или обо-
гащением.
На рисунке XVI-1 показана классификация частиц каждого после-
довательного класса крупности по зольности при разделении восходя-
щим потоком воздуха.
Каждый класс обозначен в виде дроби: в числителе — номер сита,
через которое проходят частицы, в знаменателе — номер сита, с кото-
рого сходят частицы соответствующего класса крупок.
По оси абсцисс отложены скорости восходящего потока воздуха,
а по оси ординат — показатели зольности частиц зерна, витающих при
соответствующих им скоростях воздуха. Из рисунка видно, что каждому
классу крупности частиц соответствует определенная скорость воздуха
в пределах от 0,2 до 1,1 м/с, при которой витающие частицы имеют наи-
большую зольность. Например, такая скорость для класса 80/90 близка
к 1,1 м/с, для класса 120/130 — к 0,9 м/с, а для 29/32 — 0,4 м/с. При
скоростях воздуха, больше указанных величин, зольность витающих ча-
стиц этих крупностей меньше.
Таким образом, если есть возможность регулировать скорость вос-
ходящего потока воздуха для отдельных классов крупности, то можно
разделять такие промежуточные продукты размола зерна на части
цы, обладающие высокой зольностью, и на частицы с низкой золь-
ностью.
Для обогащения промежуточных продуктов измельчения зерна при-
меняют веечные машины, сортирующие на фракции по аэродинамиче-
ским признакам, и ситовеечные машины, сортирующие по совокупности
геометрических и аэродинамических признаков.
Для сортирования по геометрическим признакам (крупности) слу-
жат сита, а по аэродинамическим признакам — восходящие потоки воз-
духа через сита. Большое значение для обогащения проходовых фрак-
ций имеет самосортирование (стратификация) продуктов на ситах. Оно
наиболее интенсивно при комплексном действии кинематических, аэро-
динамических и гравитационных факторов.
Такое же явление, но слабо выраженное, наблюдается в машинах
для просеивания продуктов по геометрическим свойствам на плоских
ситах с возвратно-поступательным или поступательно-круговым движе-
нием, в которых стратификация продуктов происходит только под дей-
ствием кинематических и гравитационных факторов.
Явление стратификации заключается в том, что наиболее тяжелые
* В написании этой главы в 3-м издании книги принимал участие кандидат техни-
ческих наук К. В. Дрогалин.
370
ГАЩЕНИЯ]
переработки зерна
сперма с оболочка-
качеству, или обо-
тиц каждого после-
азделении восходи-
теле— номер сита,
омер сита, с кото-
к.
о потока воздуха,
рна, витающих при
идно, что каждому
я скорость воздуха
астицы имеют наи-
ласса 80/90 близка
/32 — 0,4 м/с. При
ость витающих ча-
вать скорость вос-
упности, то МОЖНО
а зерна на части
цы с низкой золь-
льчения зерна при-
по аэродинамиче-
ие по совокупности
(крупности) слу-
дящие потоки воз-
проходовых фрак-
ктов на ситах. Оно
ематических, аэро-
дается в машинах
"ствам на плоских
о-круговым движе-
ит только под дей-
наиболее тяжелые
частие кандидат техни-
Рис. XVI-1. Разделение потоком восходящего воздуха крупок каждого класса круп-
ности.
Рис. XVI-2. Одноступенчатая ситовеечная машина:
а — устройство; б — принципиальная схема; в — воздействие потока воздуха на продукт.
из частиц одинаковой крупности (в данном случае частицы эндосперма)
быстрее опускаются через толщу продукта на сите ситовеечной маши-
ны, чем наиболее легкие (в данном случае оболочки), которые подни-
маются в верхние слои продукта.
Веечные машины сейчас почти не применяют. Для них необходимо
предварительно разделять продукт на узкие классы по величине частиц
в рассевах. Поэтому применяют ситовеечные машины, в которых сов-
мещено оба процесса. Это дает возможность лучше использовать про-
изводственные площади предприятия.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
Поскольку веечные машины промышленность уже давно не выпу-
скает, их можно исключить из нижеприведенной классификации.
§ 3. СИТОВЕЕЧНЫЕ МАШИНЫ
Одноступенчатая ситовеечная машина. Состоит из двух самостоя-
тельно работающих половин (правая и левая), смонтированных на од-
ной станине 6 (рис. XVI-2); двух подвесных ситовых корпусов <?, кото-
рые получают возвратно-поступательное движение от эксцентриково-
шатунного механизма 12.
Чтобы обеспечить одинаковую толщину поперечного сечения слоя
продукта по ширине сита и равномерную толщину продольного сечения
потока продукта по длине сит, предусмотрена возможность регулирова-
ния длины и наклона подвесок ситовых корпусов. Каждое отделение
снабжено питающим устройством с задвижкой 13, аспирационными ка-
мерами 1 и 10 и осадочной камерой И. Воздух поступает из аспирацион-
ной камеры в осадочную через отверстия, регулируемые клапанами 2.
Ситовой корпус представляет собой коробку, в которой помещены
рамы с натянутыми шелковыми ситами 16. Под ними находятся рамы
с поддоном 15, изготовленным из штампованных сит. По поддону пере-
мещаются щетки для очистки сит. Над ситами по их ширине имеются
желобки 14, наклоненные от середины сита к краям. В промежутках
между ними проходят струи воздуха.
372
Под ситами расположены короба 4 с двумя шнеками 5, снабжен-
ными поворотными перьями. Это позволяет перемещать проходовые
фракции крупок в необходимую сторону по длине машины.
Клапаны 7, установленные в коробах, дают возможность разделять
очищенную крупу по добротности на два сорта и направлять каждый
поток в один из шнеков.
Воздух, проходя через сито, уносит с собой частицы, обладающие
малой скоростью витания. Над поперечными желобками скорость воз-
душного потока меньше, чем между ними, поэтому отдельные частицы
оседают в желобки. Отсюда они попадают в продольный лоток 9, по ко-
торому выводятся из машины. Не выпавшие в желобки легкие частицы
либо оседают в камерах 11, откуда продольными лотками 8 удаляются
из машины, либо уносятся с воздухом в фильтр.
Исследованиями кандидата технических наук К. В. Дрогалина н
К. А. Карповой (ВНИИЗ) установлен ряд аэродинамических и кинема-
тических параметров ситовеечных машин, связанных с величиной ско-
рости восходящего потока воздуха vc (м/с), проходящего через сито и
слои (так называемые постель) продуктов на сите и определяемой по
выражению
где Qc — расход воздуха, проходящего сквозь отверстия сита, м3/с;
Sc— площадь сита, м2.
В частности, установлено, что скорость подачи продуктов, т. е. дви-
жение их по ситу в ситовеечной машине, зависит не только от кинема-
тических параметров сита, но в большей степени от величины цс. С
увеличением vc увеличивается разрыхленность постели на сите, что
способствует до определенных пределов ускорению процесса стратифи-
кации. Например, при vc до 0,4 м/с
и =ц +0,82 и1’бз
где ип—скорость подачи продуктов по ситу, м/с;
цпК—скорость подачи продуктов по ситу только под влиянием
кинематических факторов сита, т. е. при цс = 0.
К максимальному значению ип приближается при 40 = 0,65 м/с.
Следовательно, поток воздуха в ситовеечной машине необходим не
столько для уноса бедных эндоспермом частиц из крупок, сколько для
обеспечения стратификации ее частиц по величине их объемной массы
при движении частиц вдоль сита.
Двухступенчатые ситовеечные машины. Наша промышленность вы-
пускает машины с двумя ступенями обогащения ЗМС-2-2, ЗМС-2-4,
ЗМС-1-4.
Ситовеечная машина ЗМС-2-2 (рис. XVI-3) сдвоенная, с
двумя ярусами сит, состоит из приемной камеры 1 с поплавковым пита-
телем, ситового корпуса 2, корпуса-сборника 6, надситовой камеры 20
и камеры сходов И, смонтированных на общей станине 8.
Поплавковый питатель выполнен в виде П-образной пластинчатой
скобы с прямоугольным основанием, у которой торцовая пластина имеет
уклон 40—45° внутрь питателя и не доходит до основания на 2—3 мм.
На боковых стенках питателя закреплено два стальных пальца, при по-
мощи которых он свободно подвешивается к двум консольным кронштей-
нам. Под давлением продукта питатель автоматически всплывает и
обеспечивает равномерное распределение продукта по ширине сит.
Ситовой корпус подвешен к станине на четырех подвесках 3, позво-
ляющих регулировать наклон корпуса по длине в пределах от 1 до 3%.
373
J080
a
Рис. XVL3. Ситовее1
ЗМС-2-2 (продолжен)
/ — приемная камера; 2-
3— подвески; 4 — оття.
5 — эксцентриковый кол<
пус-сборник; 7 —электро,
нина; 9 — патрубки для
нз корпуса-сборника, 10-
ны; И— камера сходов;
сит; 13 — верхний ярус
продукта; 15 — патрубки
дукта из ситового корю
17— механизм для регу.
воздуха; 18 — воздухом
трубы; 19 — рама для в
душного потока; 20 — в?
Наклон подвесок
можно регулироЕ
л ах 3—10°. Ка»
на ситового корю
верхний 13 и ни>
сы сит и сборни
14, проходящие
последних четыре
него яруса. Сита
инерционными пц
рые перемещаютс:
доном и ситом.
Под первыми
ми верхнего яруса
лены поперечные
пределительные т]
ния воздуха межд
пованным ситом,
по площади сит. Г
женными с боковс
Секционные с
последних рам вер
ков, расположеннЕ
кассет за пределы
на наружной сторс
Надситовая а<
секов. В каждом о
регулировать колг
сита.
Для вывода с
ны установлена ка
клапаны для умен
ру подключают щ
В каждом ко]
дукта. Корпус-сбо
пружины 10, прик
положения подвес<
лены оттяжные пр1
Ситовой корп
тельное движение
электродвигатель
На рисунке
двухступенчатой с
ния обогащаемой
из исходной смес
fl-л
Рис. XVI-3. Ситовеечная машина
ЗМС-2-2 (продолжение):
/ — приемная камера; 2 — ситовой корпус;
3 — подвески; 4—оттяжные пружины;
5 — эксцентриковый колебатель; 6 — кор-
пус-сборник; 7 — электродвигатель; 8—ста-
нина; 9—патрубки для вывода продукта
из корпуса-сборника; 10 плоские пружи-
ны; 11— камера сходов; 12 — нижний ярус
сит; 13— верхний ярус сит; /4 —сборник
продукта; 15 — патрубки для вывода про-
дукта из ситового корпуса; 15 — кассеты;
17 — механизм для регулирования подачи
воздуха; 18 — воздухораспределительные
трубы; 19— рама для выравнивания воз-
душного потока; 20 — надситовая камера.
Наклон подвесок к вертикали
можно регулировать в преде-
лах 3—10°. Каждая полови-
на ситового корпуса включает
верхний 13 и нижний 12 яру-
сы сит и сборники продукта
14, проходящие через сита
последних четырех рам верх-
него яруса. Сита очищаются
инерционными щетками, кото-
рые перемещаются между под-
доном и ситом.
Под первыми двумя рама-
ми верхнего яруса сит установ-
лены поперечные воздухорас-
пределительные трубы 18 для дополнительного подвода и распределе-
ния воздуха между половинами машины и отдельная рама 19 со штам-
пованным ситом, предназначенная для выравнивания потока воздуха
по площади сит. Поступление воздуха регулируют заслонками, располо-
женными с боковой стороны ситового корпуса.
Секционные сборники продуктов, проходящих через сита четырех
последних рам верхнего яруса, представляют собой кассеты 16 из желоб-
ков, расположенных вдоль сит. Собранный в них продукт выводится из
кассет за пределы корпуса поперечными лотками и через патрубки 15
на наружной стороне боковых стенок корпуса.
Надситовая аспирационная камера разделена по длине на пять от-
секов. В каждом отсеке установлен механизм (клапан) 17, позволяющий
регулировать количество воздуха, проходящего через отсек и участок
сита.
Для вывода схода с верхнего и нижнего ярусов сит в конце маши-
ны установлена камера сходов, в каналах которой имеются лепестковые
клапаны для уменьшения подсоса воздуха в камеру. Надситовую каме-
ру подключают при помощи раструба к аспирационной сети.
В каждом корпусе-сборнике имеются патрубки 9 для вывода про-
дукта. Корпус-сборник опирается на вертикальные деревянные плоские
пружины 10, прикрепленные к станине. Для обеспечения наклонного
положения подвесок к передним подвескам ситового корпуса прикреп-
лены оттяжные пружины 4.
Ситовой корпус и корпус-сборник приводятся в возвратно-поступа-
тельное движение от эксцентрикового колебателя 5. В привод входит
электродвигатель 7 и клиноременная передача.
На рисунке XVI-4 изображена технологическая схема половины
двухступенчатой ситовеечной машины, где стрелками указан путь движе-
ния обогащаемой смеси крупок, воздуха, сходов, фракций, выделенных
из исходной смеси. Смесь крупок, подлежащая сортированию, поступа-
375
Рис. XVI-4. Технологическая схема машины ЗМС-2-2.
ет по трубе самотека на скат приема. С него через образовавшийся за-
зор между основанием и передней наклонной стенкой питателя продукт
равномерным слоем по всей ширине ската подается на первое сито верх-
него яруса. Далее проход сита первых двух рам поступает на первое
сито нижнего яруса. Фракции, просеивающиеся через отверстия сит
рам IB, 2В, ЗВ, 4В верхнего яруса, выводятся из машины отдельно, не
попадая на сита нижнего яруса. По продольным желобкам проход че-
рез сита верхнего яруса попадает на поперечные скаты и по патрубкам
на боковых стенках корпуса направляется в боковые карманы корпуса-
сборника, а оттуда за пределы машины.
Проходы через сита нижнего яруса поступают в другие карманы
корпуса-сборника и отдельно выводятся из машины. Обогащение крупок
достигается путем комплексного использования действия сил тяжести и
различия объемных масс частиц разного качества при колебательном
движении сита и наличии восходящих потоков воздуха через сита и по-
стель из крупок на них. Обогащение происходит в две ступени.
Первая ступень — на ситах рам 1Р и 2Р верхнего яруса. Здесь от
всего загруженного в машину продукта проходом через два сита в каж-
дой половине корпуса должно выделяться 45—60% предварительно обо-
гащенной смеси.
Обогащение на второй ступени происходит параллельно на двух
ярусах сит:
на ситах всех пяти рам нижнего яруса обогащается продукт, полу-
ченный после прохода сит первых двух рам верхнего яруса;
на ситах остальных четырех рам (из шести) верхнего яруса обога-
щается продукт, сходящий с сит первых двух рам этого же яруса.
Указанное распределение продукта между ярусами осуществляется
путем подбора сит на рамах 1Р и 2Р.
376
означения:
Движение воздуха
Движение лриоунто
-ПроДу нт верхних сит
Провунт нижних. сит
5
разевавшийся за-
питателя продукт
первое сито верх-
тупает на первое
ез отверстия сит
ины отдельно, не
обкам проход че-
ы и по патрубкам
карманы корпуса-
другие карманы
богащение крупок
ия сил тяжести и
и колебательном
через сита и по-
ту пени.
яруса. Здесь от
з два сита в каж-
дварительно обо-
лельно на двух
я продукт, полу-
уса;
его яруса обога-
же яруса.
и осуществляется
Рис. XVI-5. Ситовая рама с устройством для натяжения сит:
/—•винт для перемещения бруска; 2, 3 — неподвижные бруски; 4, 5 —съемные планки; 6 — непод-
вижная гайка.
Рис. XVI-6. Общий вид самоходной щетки ситовеечной машины ЗМС-2:
1 — колодка; 2, 3 — волос.
Окончательное уточнение распределения обогащаемой смеси между
верхними и нижними ярусами проводят отбором и взвешиванием посту-
пающего на одну половину машины проходов сит рам IB, 2В, ЗВ, 4В и
схода с сита 2Р за единицу времени.
Воздух проходит последовательно через сита и постель из крупок
нижнего яруса, отверстия вышележащих кассет желобковых сборников,
через сита и постель из крупок верхнего яруса и поступает в соответст-
377
Рис. XVI-7. Поплавковый питающий механизм к ситовеечным машинам:
а — схема устройства; б — общий вид
2
Рис. XVI-8. Устройство подвесок ситовеечных машин?
о передняя подвеска ситовеечной машины ЗМС-2; 1 — фланец; 2 — корпус подшипника* 3 — оправ-
ка; 4 — серьга; 5 — ось; 6— ползун; 7—подшипник; 8 —указатель; 9 — шкала; 10 — корпус* // — ре-
гулировочный винт; 12 — натяжная пружина; б — задняя подвеска ситовеечной машины’ ЗМС-2*
в — подвеска ситовеечной машины ЗМС-2-4; г — подвеска для ситового корпуса машины ЗМС-1-4;
/ шкала; 2 — корпус; 3 гайка; 4 — кронштейн; 5 — ось; 6 — пружина; 7— фланец; 8 — крон-
Рис. XVI-9. Мех
секции ситовеечнь
1, 2 — шарнирные кл
вующие секции а
ную сеть.
Стальные шт
стки сит и одной
рине сита. Для в
дополнительно у
по ширине сита
на сите, что дос
рекосов ситового
Воздушный р
панами, располо)
камеры, шиберны
и общим шиберо
На рисунке }
дического натяжс
На рисунке)
движется по зам
плоской частью i
На рисунке
машинам.
К стенке 2 ш
в которые вставл
ной пластинчато!
40- 45°.
Между нижг
равный 2—3 мм.
нирно посредство
Исходный пр
лонное основан»
часть питателя,
«всплывает». Чер
Рис. XVI-9. Механизм для регулирования количества воздуха через отдельные
секции ситовеечных машин:
1, 2— шарнирные клапаны; 3 — шкала; 4 — поворотная гайка.
вующие секции аспирационной камеры и отсасывающую воздухопровод-
ную сеть.
Стальные штампованные днища рам служат опорой щеток для очи-
стки сит и одновременно помогают выровнять воздушный поток по ши-
рине сита. Для выравнивания потока воздуха под ситами рам 1Р и 2Р
дополнительно установлена решетка. Равномерность воздушного потока
по ширине сита регулируется также равномерностью толщины постели
на сите, что достигается хорошим натяжением сита и устранением пе-
рекосов ситового корпуса.
Воздушный режим по длине сит настраивают регулировочными кла-
панами, расположенными над ситами в каждом отсеке аспирационной
камеры, шиберными заслонками на боковинах корпуса (для рам IP, 2Р)
и общим шибером в воздухопроводной сети каждой половины машины.
На рисунке XVI-5 показана ситовая рама с устройством для перио-
дического натяжения сита при его вытягивании и провисании.
На рисунке XVI-6 показана конструкция самоходной щетки, которая
движется по замкнутой криволинейной траектории. Она перемещается
плоской частью колодки по поддону из штампованного сита.
На рисунке XVI-7 показано устройство питателя к ситовеечным
машинам.
К стенке 2 питающего бункера крепится кронштейн 4 с вырезами 3,
в которые вставляется ось 5 питателя. Питатель сделан в виде П-образ-
ной пластинчатой скобы 6, торцовая пластина 8 которого имеет уклон
40—45°.
Между нижним концом пластины 8 и основанием 7 имеется зазор,
равный 2—3 мм. Питатель крепится к стенке приемного бункера шар-
нирно посредством вырезов в боковых стенках скобы.
Исходный продукт поступает самотеком через патрубок 1 на нак-
лонное основание (приемный скат ситового корпуса) во внутреннюю
часть питателя. Под давлением продукта питатель автоматически
«всплывает». Через образовавшийся зазор между основанием и наклон-
379
Рис. XVI-10 Ситове
ЗМС-2-4 (продолжен»
/ — приемная камера; 2
тель; 3 — приемный скат
колебатель; 5 — электрод
пружины; 7 — станина;
9— корпус-сборник; 10-
11 — ситовой корпус; 12 -
13—верхний ярус снт;
камера; 15— патрубки д
из ситового корпуса; 16
корпуса; 17 — клапаны р(
онного режима; 18 — лот:
дуктов из желобков; 19
тельные трубы; 20 — рам
воздушного потока.
ной сгенкой (плг
теля продукт равт
ем подается в сит
сита.
На рисунке X
устройство подвесе
типов ситовеечных
Проведенные
на Горьковском
тельном заводе i
и Горьковским
ВНИЭКИпродмаш
что наиболее 1
конструкцией явля
приведенная на р!
цию неточности из
в общем условия д.
На рисунке Х''
ния аспирационною
Ситовеечнг
приемами состоит i
тового корпуса, ко;
ционной камеры, к
четырех отсеков.
На рисунке Х''
верти ситовеечной к
Ситовеечн
ЗМС-2-4 тем, что е
нижний — из четыр
ление по секциям о
заслонками. Корпус
онная камера раздс
На рисунке Х\
ЗМС-1-4. Так же кг
вого кузова машин!
установлена на рам
Сита подбираю
дисперсный состав.
При нормально
пшеницы четвертого
рация сит, приведен
Основные пока:
машин следующие:
производители!
количеством поступ
Рис. XVI-10. Ситовеечная
ЗМС-2-4 (продолжение):
машина
1 — приемная камера; 2—поплавковый пита-
тель; 3—приемный скат; 4 — эксцентриковый
колебатель; 5 — электродвигатель; 6 — плоские
пружины; 7 — станина; 8— камера сходов;
9— корпус-сборник; 10— нижний ярус сит;
11— ситовой корпус; 12— рама с желобками;
13 — верхний ярус сит; 14 — аспирационная
камера; 15— патрубки для вывода продукта
из ситового корпуса; 16—подвески ситового
корпуса; 17 — клапаны регулировки аспираци-
онного режихма; 18— лотки для вывода про-
дуктов из желобков; 19—воздухораспредели-
тельные трубы; 20 — рама для выравнивания
воздушного потока.
сии я
0090
ной стенкой (пластиной) пита-
теля продукт равномерным сло-
ем подается в ситовой кузов на
сита.
На рисунке XVI-8 показано
устройство подвесок для разных
типов ситовеечных машин.
Проведенные исследования
на Горьковском машинострои-
тельном заводе им. Воробьева
и Горьковским отделением
ВНИЭКИпродмаш показали,
что наиболее целесообразной
конструкцией является подвеска,
приведенная на рисунке XVI-8, г. Она обеспечивает полную компенса-
цию неточности изготовления и сборки, снимает вибрации, что создает
в общем условия для нормальной работы машины.
На рисунке XVI-9 показано устройство механизма для регулирова-
ния аспирационного режима ситовеечной машины.
Ситовеечная машина ЗМС-2-4 (рис. XVI-10) с четырьмя
приемами состоит из приемной камеры с поплавковыми питателями, си-
тового корпуса, корпуса-сборника, эксцентрикового колебателя, аспира-
ционной камеры, камеры сходов и станины. Ситовой корпус состоит из
четырех отсеков.
На рисунке XVI-11 изображена технологическая схема одной чет-
верти ситовеечной машины ЗМС-2-4.
Ситовеечная машина ЗМС-1-4 отличается от машины
ЗМС-2-4 тем, что ее верхний ярус сит состоит из пяти ситовых рам, а
нижний — из четырех. Дополнительный подвод воздуха и его распреде-
ление по секциям осуществляются при помощи двух труб с шиберными
заслонками. Корпус-сборник установлен на четырех стойках. Аспираци-
онная камера разделена поперечными перегородками на пять отсеков.
На рисунке XVI-12 приведена технологическая схема машины
ЗМС-1-4. Так же как и на ситовеечной машине ЗМС-2-4, подвески сито-
вого кузова машины ЗМС-1-4-—плоские пружины, а оттяжная пружина
установлена на раме корпуса-сборника.
Сита подбирают по результатам анализа исходного продукта на
дисперсный состав.
При нормальной дисперсности состава обогащаемых крупок из
пшеницы четвертого типа средней стекловидности рекомендуется нуме-
рация сит, приведенная в таблице XVI-1.
Основные показатели технологической эффективности ситовеечных
машин следующие:
производительность Q (кг/с) ситовеечной машины, определяемая
количеством поступающего в машину продукта
<2 = qS,
381
где q—удельная нагрузка обогащаемого продукта на 10 мм шири-
ны сита, кг/с;
S—ширина сита, см;
изменение зольности продукта, поступающего в машину;
характеристика образца по классам крупности с указанием в про-
центах крупных, средних, мелких крупок и муки до и после обработки.
ТАБЛИЦА XVI-I
Сита, рекомендуемые для ситовеечных машин ЗМС-2 и ЗМС-2-4
Крупки Нагрузка на '/2 часть машины, т/сутки Верхний ярус Нижний ярус
1Р 2Р 1В 2В ЗВ 4В 1Н 2Н зн 4Н Г)Н
Крупные 30 09* 09* 075* 085* 085* 1* 060* НО 100 90 09*
Мелкие 24 063* 076* 140 140 130 120 140 130 120 120 110
* Сита проволочные (остальные шелковые).
На фильтр
Поступление
продукта
8П
1 нп
вп
т
ыг
впвтГУ
Обозначения:,
—»- Движение воздуха
—Движение продукта
ВП - Продукт верхних сит
НП - Продукт нижних сит
Д1вп_
..м>
' о
нп~
Рис. XVI-11. Технологическая схема ситовеечпой машины ЗМС-2-4.
382
На предприятиях мукомольной промышленности получили распро-
странение рассмотренные двухступенчатые ситовеечные машины, удель-
ные нагрузки q для которых составляют: при обогащении крупной круп-
ки 0,005—0,007 кг/с, средней крупки 0,004—0,005 кг/с, мелкой крупки
0,003—0,004 кг/с, жесткого дунста 0,002—0,003 кг/с на 10 мм ширины
приемного сита верхнего яруса.
К основным факторам, влияющим на результаты обогащения кру-
пок в ситовеечных машинах, относят степень однородности поступающей
смеси, степень завершенности расщепления сростков, содержащихся в
обогащаемой смеси, скорость воздуха на отдельных участках сит, коли-
чество отсасываемого воздуха из машины и условия эксплуатации.
Эксплуатационная надежность ситовеечных машин. Для ее обеспече-
ния необходимо соблюдать такие условия.
Питающий механизм должен равномерно распределять про-
дукт по всей ширине сита. При оголенной части сита нарушается режим
работы всей машины, поскольку большая часть воздуха будет проходить
через эти места, как оказывающие меньшее сопротивление. Полная за-
грузка всего сита достигается регулированием положения и длины его
подвесок.
Ситовые рамы должны свободно перемещаться в пазах кор-
пуса, не пропуская продукта, а сита — быть туго натянутыми и не про-
висать под давлением продукта. На поверхности сита не должно быть
местных утолщений и порогов, которые ухудшают условия обогащения
крупок. Во избежание этого сита крепят к торцам рам. Поверхность
всех рам должна находиться в одной плоскости. Для предотвращения
подсоров сходов в проходы рекомендуется применять уплотнения на
ситовых рамах.
Рис. XVI-12. Технологическая схема ситовеечной машины ЗМС-1-4.
383
Щетки должны свободно перемещаться под ситами и обеспечи-
вать надежную их очистку. В качестве материала для колодок щеток
можно рекомендовать бук. Поверхность колодок следует тщательно об-
работать: грани колодок не должны быть острыми, а надрезы для раз-
мещения волоса не иметь заусениц. В качестве материала для опорных
пучков (более коротких) можно рекомендовать жесткий козий волос или
щетину; для рабочих пучков (более длинных) пригодны козий или кон-
ский волос.
Поддоны из штампованных сит для перемещения щеток должны
находиться в плоскости, параллельной ситу. Не следует допускать появ-
ления коррозии, изгибов и заусениц, тормозящих движение щеток.
В трубе самотека над приемным устройством следует уста- .
новить патрубок из прозрачного небьющегося стекла.
Аспирационную камеру рекомендуется изготавливать цель-
нометаллической или из фанерованных щитов. Чтобы не было присоса
воздуха, не должно быть щелей. Пространство между ситовым корпусом
и станиной следует закрыть эластичной тканью, чтобы избежать нару-
шения воздушного режима.
Поступающий продукт должен быть однородным по круп-
ности и не содержать мучнистых и мелких частиц. В противном случае
последние уносятся воздухом, что связано с большими потерями. Кроме
того, возникают затруднения с установлением оптимального воздушного
режима машины.
Поверхность желобков для вывода проходовых продуктов должна
быть гладкой; при эксплуатации их следует периодически очищать.
Техническая характеристика ситовеечных машин
Марка ЗМС-2-2 ЗМС-2-4 ЗМС-1-4
Производитель- ность, кг/с . . Расход воздуха, м3/с 0,6—0,64 0,6—0,63 0,3
0,018 0,018 0,010
Число колебаний ситового корпу- са в минуту . . 500—550 500 535—550
Амплитуда коле- баний, мм . . . 5 5 5
Общая ситовая по- верхность, м2 3,73 3,75 1,95
Ширина сит, м: приемно-рас- пределитель- ных . . . . 0,8 (0,4x2) 0,2x4 0,2x4
рабочих на 1-й н 2-й ступенях 1,6 (0,4X4) 0,2x4 0,2x4
Электродвига- тель: мощность, кВт 1 1 0,6
частота вра- щения ротора, рад/с. . . . 93 93 135
Габаритные разме- ры, м: длина . . . 3,18 3,155 2,0
ширина . . . 1,23 1,3 1,24
высота . . . 1,55 1,6 1,6
Масса, кг ... . 800 835 670
Для анализа технологической эффективности работы ситовеечной
машины отбирают образцы исходного продукта и конечных фракций
после машины на зольность.
384
Глава XVII
МАШИНЫ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ
ЭНДОСПЕРМА ОТ ОБОЛОЧЕК
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
При переработке пшеницы в сортовую муку на последних стадиях
драного и размольного процессов получают оболочки с частицами эндо-
сперма.
Результаты гранулометрического и микроскопического анализов по-
казали, что эти продукты неоднородны по форме, крупности и содержа-
нию эндосперма. Они содержат относительно крупные лепесткообразные
частицы оболочек, по краям которых отдельными бугорками располо-
жен эндосперм, и мелкие продолговатые частицы оболочек, покрытые
ровным, тонким слоем эндосперма. В этих продуктах может содержать-
ся около 20% муки, а чтобы вымолоть ее на вальцовых станках нужно
затратить около 40% электроэнергии, расходуемой всеми вальцовыми
станками. Поэтому и были предложены новые, более экономичные при-
емы измельчения вымольных продуктов.
В таблице XVII-1 приведены данные результатов исследований эф-
фективности обработки вымольных продуктов на двух типах измельча-
ющих машин: вальцовом станке и бичевой машине.
Как видно из данных таблицы, лучшие показатели по количеству
извлекаемой муки, ее зольности и расходу энергии получены при вымо-
ле на бичевой машине.
Для отделения эндосперма применяют вымольные машины, рабо-
чими органами которых являются щеточные или бичевые роторы, вра-
щающиеся внутри подвижных либо неподвижных ситовых обечаек.
ТАБЛИЦА XVII-J
Эффективность обработки вымольных продуктов на различных
измельчающих машинах
Наименование машин При обработке верхнего схода с IV драной системы
нагрузка на маши- ну, кг/ч получено'1 муки, % зольность муки, % белизна в едини- цах при- бора ЦМ-2 расход энергии на I кг муки, кВт ч темпера- тура из- влекаемо- го про- дукта, °C
Вальцовый станок 447 13,1 1,11 44 0,035 45
Бичевая машина 446 19,7 1,08 42 0,015 24
Обрабатываемый продукт подвергается ударно-истирающему воз-
действию рабочего органа, в результате чего нарушаются связи между
эндоспермом и оболочками и они разделяются. Аналогичные машины
применяют для просеивания обогатительных смесей (микродобавок)
комбинированных кормов.
25—100
385
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
По принципу воздействия на оболочечные частицы (удар и истира-
ние) вымольные машины одинаковы. Различны только степени, в кото-
рых сочетаются эти элементы. Поэтому ниже приведенная классифика-
ция сделана на основании конструктивных различий.
§ 3. ЩЕТОЧНЫЕ МАШИНЫ
Щеточная машина ЩМА с вертикальной осью вращения. Предназна-
чена для вымола сходовых продуктов драных и размольных систем.
Принцип действия машины заключается в интенсивном протирании щет-
ками продукта о поверхность цилиндрического сита, через отверстия ко-
торого проходит мелкая фракция, состоящая в основном из отделивших-
ся частиц эндосперма.
Машина (рис. XVII-1) выполнена в виде вертикального корпуса
(станины), в котором вращается обечайка, состоящая из верхней розет-
ки 9, нижней розетки 18 и соединяющих их деревянных вертикальных
планок 17.
На внутренней поверхности планок укреплено сито 16, образующее
цилиндрическую ситовую поверхность. Внутри обечайки на вертикаль-
ном валу 15 вращается барабан с расположенными равномерно по ок-
ружности десятью щетками 14. Концы волоса щеток находятся вблизи
ситовой поверхности обечайки. По мере износа щетки поджимают к
обечайке вращением трубы 13, которая через систему рычагов связана
со щеточными колодками.
Труба по концам имеет резьбу: с одной стороны левую, а с дру-
гой—правую. На резьбовые части трубы навернуты специальные гайки
12, шарнирно соединенные через распорки 11 с деревянными планками
10, на которых укреплены щетки 14. При вращении трубы ключом гай-
ки 12, сближаясь или удаляясь друг от друга, уменьшают или увеличи-
вают расстояние между щетками и ситовой поверхностью обечайки.
Вращение барабану передается через клиноременную передачу от
электродвигателя, установленного в верхней части машины. Обечайка
получает вращение от вала барабана через редуктор, состоящий из
двух пар цилиндрических шестерен.
Для очистки сита обечайка периодически подвергается встряхива-
нию. На стойках корпуса машины установлены специальные пружин-
ные устройства — встряхиватели. На планках обечайки укреплены
металлические упоры — пластины 5. Встряхивание планок и укреплен-
ного на них сита происходит благодаря контакту пластин с встряхива-
телями во время вращения обечайки. Силу встряхивающего удара ре-
гулируют винтом 3, сжимающим пружину. После регулировки положе-
ние винта фиксируют гайкой 4.
5
386
25*
ицы (удар и истира-
лько степени, в к отс-
еленная классифика-
I
бичевым цилиндром
,ью
рга-
ращения. Предназна-
размольных систем,
ном протирании щет-
,через отверстия ко-
вном из отделивших-
тикального корпуса
.ая из верхней розет-
янных вертикальных
сито 16, образующее
гайки на вертикаль-
i равномерно по ок-
зк находятся вблизи
щтки поджимают к
му рычагов связана
ны левую, а с дру-
[ специальные гайки
евянными планками
трубы ключом гай-
>шают или увеличи-
остыо обечайки,
[енную передачу от
машины. Обечайка
юр, состоящий из
ергается встряхива-
ециальные пружин-
'ечайки укреплены
планок и укреплен-
ластин с встряхива-
гвающего удара ре-
гулировки положе-
Рис. XVII-1. Ще-
точная машина
ЩМА:
а — общий вид; б —
механизм очистки
сит; 1 — скребки;
2 — рычаг; 3 — винт;
4 — гайка; 5 — пла-
стины; 6 —верхний
диск; 7. 8 —натяж-
ные винты; 9 — верх-
няя розетка; 10 —
планка; 11— распор-
ка; 12 — гайка; 13 —
труба; 14 — щетки?
15 — вал; 16 — сито;
17 — планка; 18 —-
нижняя розетка.
25*
Электродвигатель крепится к угольнику, который при помощи на-
тяжных винтов 7 и 8 можно удалять от оси барабана, чем достигается
необходимое натяжение ремней.
Продукт поступает через окно в верхнем диске щеточной машины
и попадает на вращающиеся части барабана: верхний диск 6, планки
10 и щетки 14. Под влиянием центробежной силы продукт разбрасыва-
ется по цилиндрической поверхности сита и протирается щетками. От-
делившиеся мучнистые частицы просеиваются через сито и внизу уда-
ляются скребками 1. Оставшиеся непросеянные частицы выпадают в
окна в нижнем диске корпуса машины.
Техническая характеристика машины ЩМА
Производительность, кг/с............................... 1,0
Площадь ситового барабана, м2.....................'. . 3
Диаметр ситового барабана, м......................... 0,8
Частота вращения щеточного барабана, рад/с.............30
Частота вращения ситовой обечайки, рад/с............... 0,8
Расход воздуха на аспирацию, м3/с........................ 0,14
Электродвигатель:
мощность, кВт......................................... 2,8
частота вращения ротора, рад/с.....................95
Габаритные размеры, м:
длина ................................................. 1,238
ширина............................................. 1,095
высота............................................. 2,260
Масса, кг...................................... , ; . 2000
Щеточная машина БЩО-1,5 с горизонтальной осью вращения. Пред-
назначена для извлечения мучнистых частиц из отрубей, получаемых
при переработке пшеницы в сортовую муку. В технологическом процес-
се машину устанавливают на обработке сходовых продуктов послед-
них драных систем.
Машина (рис. XVII-2) состоит из следующих основных узлов: ста-
нины 18, щеточного барабана 8, щеточно-ситового барабана 15, при-
вода 1 и контрпривода 2. Станина, на которой монтируют все узлы ма-
шины, состоит из двух чугунных боковин 6 и 13, связанных между со-
бой стяжками 11, кожуха и подмоторной рамы. К боковинам станины
крепятся приемный 5 и выпускной 16 патрубки.
Щеточный барабан 8 имеет вал, на котором укреплены разбор-
ные чугунные розетки 10 и 12. К розеткам параллельно оси машины
прикреплено пять щеток (бичей) 9, а в промежутках между ними рас-
положено пять гребенок с гонками.
Щеточно-ситовой барабан 15 включает две чугунные розетки 7, к
которым прикреплено три ситовых рамы с расположенными на них
гонками и три щетки, регулируемые по мере износа. Щеточно-ситовой
барабан приводится от вала щеточного барабана через контрпривод,
клиноременную и зубчатую передачи.
Принцип работы машины заключается в нарушении сил сцепления
эндосперма и оболочки вследствие растирания обрабатываемого про-
дукта щетками. Поступивший на обработку продукт благодаря нали-
чию относительной скорости щеток, создаваемой разностью вращения
щеточного и щеточно-ситового барабанов, растирается щетками обоих
барабанов, после чего мелкие частицы (в основном эндосперм) прохо-
дят через отверстия сита (проход), а крупные частицы (оболочки)
остаются на сите (сход). Каждая отсортированная фракция транспор-
тируется вдоль машины гонками, установленными на обоих барабанах,
и выводится через соответствующие патрубки из машины.
В приемном патрубке установлена задвижка, управляемая элек-
тромагнитом. При остановке машины задвижка перекрывает приемный
патрубок, питание машины прекращается, что предохраняет ее от за-
388
рый при помощи па-
на, чем достигается
ке щеточной машины
)хний диск 6, планки
продукт разбрасыва-
[рается щетками. От-
•ез сито и внизу уда-
частицы выпадают в
(МА
... 1,0
3
. . 0,8
. . 30
... 0,8
. . . 0,14
... 2,8
95
. . . 1,238
. . . 1,095
. . . 2,260
. . . 2000
сью вращения. Пред-
отрубей, получаемых
нологическом процес-
х продуктов послед-
основных узлов: ста-
о барабана 15, при-
1тируют все узлы не-
связанных между со-
< боковинам станины
укреплены разбор-
иельно оси машины
хах между ними рас-
гунные розетки 7, к
ложенными на них
са. Щеточно-ситовой
а через контрпривод,
ении сил сцепления
брабатываемого про-
укт благодаря нали-
разностью вращения
ется щетками обоих
м эндосперм) прохо-
астицы (оболочки)
фракция транспор-
на обоих барабанах,
шины.
управляемая элек-
рекрывает приемный
едохраняет ее от за-
Рис. XVII-2. Щеточная машина БЩО для обработки отрубей:
1— электродвигатель; 2—контрпривод; 3 — ограждение; 4—клиноременная передача; 5 — приемный патрубок; 6—левая боковина; 7— розет-
ки; 8 — щеточный барабан; 9— щетка; 10, 12 — розетка; 11 — стяжка; 13— правая боковина; 14 — щетка щеточно-ситового барабана; 15—
щеточно-ситовой барабан; 16 — патрубок для удаления сходовых продуктов; /7—-патрубок для удаления проходовых продуктов; 18 — стани-
на; 19 — пробоотборник.
389*
валов. Сходовый продукт из машины выводится через патрубок 16,
проходовый — через патрубок 17, в котором установлен пробоотбор-
ник 19.
Техническая характеристика машины БЩО-1,5
Производительность (на продукте, поступающем после
V драной системы-верхние схода), кг/с................ 0,45
Частота вращения щеточного барабана, рад/с............30
Частота вращения ситового барабана, рад/с............. 1,8
Диаметр ситового барабана, м..................... .... 0,75
Площадь просеивающей поверхности, м2.................. 2,75
Электродв игатель:
мощность, кВт........................... ............ 5,5
частота вращения ротора, рад/с............. 95
Габаритные размеры, м:
длина ............................................... 2,1
ширина............................................ 0,96
высота ........................................... 1,416
Масса, кг............................... ............. 930
§ 4. БИЧЕВЫЕ МАШИНЫ
Бичевая машина ЗВО-1. Эту машину применяют для вымола отру-
бистых продуктов. Основной ее рабочий орган — ротор, образованный
вертикальными бичами и валом.
Продукт поступает в машину через приемный патрубок (рис.
XVII-3). Лопатки распределяют его по периметру цилиндра. Затем
продукт попадает под ударное действие вращающихся бичей. В резуль-
тате ударов и истирания эндосперм отделяется от оболочек.
Продукт, полученный сходом с сетчатого цилиндра, удаляется в
нижней части машины через боковой патрубок. Продукт, просеянный
через сито, удаляется из машины через центральную коническую во-
ронку.
Чтобы обеспечить эксплуатационную надежность, необходимо: ис-
ходный продукт до поступления в машину пропускать через магнитную
защиту; равномерно загружать машину в пределах установленной
производительности. Бичи должны вращаться по часовой стрелке.
Аспирируется машина присоединением к аспирационной сети.
В таблице XVII-2 приведены технико-экономические показатели
машин для вымола отрубистых продуктов.
Техническая характеристика машины ЗВО-1
Производительность, кг/с.......................... 0,3—0,5
Удельная нагрузка ситовой поверхности, кг/(м2-с)-
для крупных продуктов..................... 0,35—0,45
для мелких продуктов ........................ 0,22—0,35
Размеры ситового цилиндра, м:
длина.......................... .... .... 1,0
диаметр.......................................... 0,4
Окружная скорость бичей, м/с....................... 28,5
Рабочий зазор, мм............................... 10
Потребная мощность электродвигателя привода ма-
шины, кВт....................................... 4,5
Габаритные размеры, м-
длина............................................ 0,95
ширина ......................................... 0,75
высота.......................................... 2,25
Масса машины, кг................................ 400
Приведенные удельные нагрузки на ситовую поверхность приняты
для верхних сходов IV драной системы при переработке пшеницы в сор-
390
товую муку. При переработке ржи указанные удельные нагрузки сни-
жаются на 15—20%.
Крупными отрубистыми продуктами принято считать сходовые
продукты верхних сит рассевов, а мелкими — нижних сит рассевов IV
драной системы при переработке пшеницы и ржи в муку.
Рис. XVI1-3. Вертикальная бичевая машина ЗВО-1 для вымола от-
рубистых продуктов:
а — общий вид; 1— электродвигатель; 2 — гибкая муфта; 3 — приемный па-
трубок для исходного продукта; 4— лопатки для разбрасывания продукта;
5 — вертикальные бичи; 6 — вал; 7 — розетки для крепления бичей к валу;
8 — ситовой цилиндр; 9 — выпускной патрубок; 10 — люк.
391
Рнс. XVII-3. Вертикальная бичевая машина ЗВО-1 для вымола от-
рубнстых продуктов (продолжение):
б — верхняя опора; в—нижняя опора.
Нормы технологической эффективности работы машины, удельные
нагрузки и кинематические параметры установлены в соответствии с
ГОСТ и Правилами организации и ведения технологического процесса
на мельнице.
Опыт эксплуатации этих машин на мельнице Всесоюзной школы
мастеров-крупчатников в Москве показал высокую эффективность при
обработке не только сходовых продуктов с последних драных систем,
но и начиная со II или III драных систем, что открывает широкие пер-
спективы для повышения производительности действующих и значи-
тельного снижения стоимости вновь строящихся мукомольных заводов.
Внедрение прогрессивного способа вымола продуктов переработки
зерна с использованием усовершенствованных конструкций бичевых
машин вместо вальцовых станков приводит не только к улучшению
драного процесса в целом, но и к интенсификации всего технологическо-
го процесса, т. е. к росту производительности мукомольных заводов,
улучшению качества продукции и снижению ее себестоимости.
Бичевая машина AI-БВУ (ЗУП-4). Предназначена для отделения
частиц эндосперма зерна от оболочек в верхних сходовых продуктах
драных систем (III драная крупная и III драная мелкая) при перера-
ботке пшеницы в сортовую муку. Устанавливают ее в размольном от-
делении мукомольного завода.
Машина (рис. XVII-4) состоит из металлического корпуса 9, раз-
деленного на две одинаковые по конструкции секции, и электродвига-
теля 14.
Каждая секция состоит из неподвижного ситового цилиндра 8,
внутри которого расположен вертикальный бичевой ротор 2, приемного
устройства 4, выпускного патрубка Ии дверки 10.
Бичевой ротор представляет собой пустотелый цилиндр, закреп-
ленный на вертикальном валу 1 шпонкой и хомутом; по наружной по-
верхности ротора равномерно и поочередно расположены вертикально
три регулируемых бича 7 и три ряда гонков 3.
Подвижный бич состоит из двух прямоугольных металлических
полос, одна из которых является несущей и приварена к наружной по-
392
верхности цилиндра под углом 20° к его радиусу, а другая закреплена
на ней болтовыми соединениями.
Увеличение или уменьшение высоты бича достигается перестанов-
кой полосы на соответствующие отверстия.
Гонок представляет собой плоскую прямоугольную пластину, при-
варенную под углом 20° к оси стержня, который крепится к наружной
поверхности цилиндра резьбовым соединением и фиксируется контргай-
кой, что позволяет увеличивать или уменьшать высоту и угол наклона
гонка.
Впереди каждого ряда гонков под углом 20° к радиусу цилиндра
приварен нерегулируемый бич, аналогичный несущей полосе регулиру-
емого бича.
В нижней части цилиндра на валу расположен однозаходный вин-
товой шнек 5, служащий для подачи исходного продукта в рабочую
зону, образуемую наружной поверхностью бичевого барабана и внут-
ренней поверхностью ситового цилиндра.
Бичевой ротор вращается в нижнем 6 и верхнем 12 подшипниковых
узлах. Нижний подшипниковый узел состоит из корпуса, радиального
и упорного шарикоподшипников с подкладными кольцами и крепится
Б~б
Рис. XVII-4. Машина бичевая вымольная А1-БВУ:
1— вал; 2 — ротор бичевой; 3—гонок; 4 — приемное устройство; 5—шнек; 6, 12—нижний и верх-
ний подшипниковые узлы; 7 — бич регулируемый; 8—цилиндр ситовой; 9 — корпус; 10—дверка;
11 —патрубок выпускной; 13 — клиноременная передача; 14 — электродвигатель.
26—100
393
к корпусу шнека. Исходный продукт подают в рабочую зону через на-
клонный патрубок приемного устройства. Для предотвращения попада-
ния продукта и пыли в нижний подшипниковый узел предусмотрена
уплотнительная манжета и на валу установлена специальная втулка.
Верхний подшипниковый узел состоит из корпуса, радиального
подшипника, крышки и крепится к верхней съемной крышке корпуса
машины.
Вращение обоих роторов осуществляется от фланцевого электро-
двигателя 14 клиноременной передачей 13.
Ситовой цилиндр выполнен из разъемного ситового полотна. В ра-
бочем состоянии он охватывает специальные основания в корпусе ма-
шины и закрепляется болтовыми соединениями по линии разъема.
Для разделки завалов в ситовом цилиндре предусмотрено отвер-
стие, которое закрывается задвижкой, выполненной из ситового по-
лотна.
На верхнем основании корпуса машины имеются четыре отверстия
с заглушками, которые предназначены для очистки пространства меж-
ду наружной поверхностью цилиндра и внутренними стенками корпуса
в случае завала проходовым продуктом.
Дверки крепятся к корпусу машины на петлях и в рабочем поло-
жении фиксируются ручками.
Принцип работы бичевой вымольной машины заключается в сле-
дующем. Исходный продукт через приемное устройство самотеком по-
ступает в цилиндр и шнеком подается в рабочую зону. В результате
ударного действия вращающихся бичей и угла наклона гонков проис-
ходит интенсивное перемешивание, истирание й перемещение исходного
продукта по винтовой линии вверх от приема к выходу. При этом про-
исходит отделение частиц эндосперма от оболочек.
Продукт, полученный сходом с ситового цилиндра, выводится из
машины через верхний патрубок, а продукт, просеявшийся через отвер-
стия ситового цилиндра, выводится через нижний патрубок.
Изменением угла наклона и высоты гонков, уменьшением или уве-
личением зазора между подвижными бичами и внутренней поверхно-
стью ситового цилиндра можно регулировать время пребывания исход-
ного продукта в рабочей зоне и интенсивность вымола отрубистых про-
дуктов.
Техническая характеристика машины А1-БВУ
Производительность, кг/с.......................
Частота вращения бичевого барабана, рад/с....... 106,5
Внутренний диаметр ситового цилиндра, м........... 0,4
Площадь ситовых цилиндров, м2..................... 2,2
Диаметр отверстий сит цилиндра, мм............. 1 > 1
Мощность установленного электродвигателя, кВт .... 4
Расход воздуха на аспирацию, м3/с................. 0,11
Габаритные размеры, м:
длина ,....................................... 1>25
ширина...................... . .... 0,98
высота ...................................... 2,16
Масса, кг..............................• . . . 615
§ 5. БИЧЕВАЯ МАШИНА ДПС ДЛЯ ОБРАБОТКИ
МИКРОДОБАВОК КОМБИКОРМОВ
Машина ДПС предназначена для просеивания обогатительной сме-
си (микродобавок) комбикормов и выделения из них крупных частиц.
Машина (рис. XVII-5) имеет вертикальный цилиндрический кор-
пус 3, в котором вращается лопастной ротор 4. Между стенкой кор-
пуса и ротором расположена ситовая обечайка 5, состоящая из полуци-
линдрических сменных сит с отверстиями 0 1—1,5—2 мм. На крышке
корпуса установлен фланцевый электродвигатель 1, соединенный с ва-
394
лом ротора муфтой, и приемный патрубок 2. К нижней части корпуса
прикреплен конусный сборник 6.
Исходная смесь поступает в приемный патрубок и среднюю часть
машины. Здесь благодаря вращению лопастей воздух нагнетает лег-
кие частицы смеси через отверстия ситовой обечайки и наружную кольце-
вую полость машины, где они через окна в дне корпуса попадают в конус-
ный сборник, а воздух возвращается в ситовую обечайку. Из сборника
мелкие частицы смеси периодически выводятся наружу. Крупные частицы
смеси (сход) удаляются через патрубок, расположенный в нижней ча-
сти корпуса. Проходовые фракции, полученные в результате просеива-
ния, поступают в сме-
ситель, а сходовые ча-
стицы (крупные) воз-
вращаются на повтор-
ное дробление. Маши-
ну в технологическом
процессе устанавлива-
ют после дробилок для
измельчения микродо-
бавок.
Для смены сито-
вой обечайки необхо-
димо снять дверку
корпуса, отвернуть
болты, крепящие ци-
линдр обечайки, после
чего немного припод-
нять ее, наклонить и
вывести из корпуса
машины.
Перед пуском ма-
шины следует про-
верить правильность
монтажа, отсутствие в
корпусе посторонних
предметов и плотно за-
крыть дверку. Под вы-
пускным отверстием
конуса должен быть
установлен ящик для
приема просеянной
смеси. Под патрубок
для крупных частиц
(схода) подставляют
соответствующую ем-
кость или подвешива-
ют к нему матерчатый
мешок.
Рис. XVII-5. Машина ДПС
для обработки микродоба-
вок комбикормов:
1 —• электродвигаталь; 2 — при-
емный патрубок; 3—корпус;
4—-лопастной ротор; 5—сито-
вая обечайка; 6 — сборник для
проходных продуктов
26
395
Глава XVIII
МАШИНЫ ДЛЯ ШЕЛУШЕНИЯ ЗЕРНА, ШЛИФОВАНИЯ
И ПОЛИРОВАНИЯ ЯДРА КРУПЯНЫХ КУЛЬТУР
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Одной из основных технологических операций на крупяных заво-
дах является шелушение, т. е. снятие цветочных пленок с зерна ячменя,
риса, овса и проса, плодовых оболочек с зерна гречихи и пшеницы, а так-
же семенных оболочек с гороха.
В зависимости от прочности связей цветочных пленок, плодовых
или семенных оболочек с ядром зерновые культуры можно разделить
на две группы. К первой относятся культуры, у которых оболочки не
срослись с ядром (гречиха, просо, рис и овес), ко второй — культуры,
у которых оболочки срослись с ядром (ячмень, пшеница, кукуруза и
др.).
Для шелушения зерна каждой группы требуется различная про-
должительность и интенсивность воздействия рабочих органов машины.
Шелушение проса и гречихи возможно, например, при кратковремен-
ном воздействии на них рабочих органов машины, для шелушения овса
и риса требуется более интенсивное воздействие, а для ячменя нужно
длительное и интенсивное воздействие рабочих органов.
Основное требование к шелушильным машинам — высокая степень
шелушения при максимальном сохранении целостности ядра.
Для полного освобождения ядра от остатков наружных пленок, се-
менных и плодовых оболочек и придания ядру гладкой формы приме-
няют шлифовальные и полировальные машины.
Коэффициент шелушения Кш(%) можно определить по следующей
формуле:
= 100(К1-К2) = h _К1) 100> (XVIII-1)
Ki \ !
где Ki—количество нешелушеных зерен до поступления в машину, %;
К2—количество нешелушеных зерен после однократного пропус-
ка через машину, %.
Если необходимо определить коэффициент повторного шелушения
Кп.ш (%) при частичном или полном возврате шелушеных зерен в смеси
с нешелушеными, можно воспользоваться следующей формулой:
Л’п ,ш = (c + rf+w)-ci 1 оо, (XVIII-2)
+ ci
где с— количество шелушеных зерен в продукте, полученном после
повторного шелушения, %;
d—количество дробленого ядра в том же продукте, %;
т — количество мучки в том же продукте, %;
Д— количество шелушеных зерен в продукте, направляемом на
повторное шелушение, %;
— количество нешелушеных зерен в продукте, полученном после
повторного шелушения, %.
396
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
В таблице XVIII-1 приведена классификация машин, применяемых
для шелушения и шлифования зерна крупяных культур. В основу клас-
сификации положен принцип воздействия рабочих органов, зависящий
от формы связи в зерне наружных оболочек (пленок) с ядром и струк-
турно-прочностных характеристик зерна.
§ 3. ШЕЛУШИЛЬНЫЕ МАШИНЫ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИЕ
НА ЗЕРНО УДАРАМИ
Машина со стальными бичами и декой. На рисунке XVIII-1 показана
схема устройства машины, выпускаемой фирмой «Бюлер». Ее применяют
для удаления остей с зерен овса и риса.
Основными рабочими органами являются быстровращающпеся
стальные бичи 1 и стальная дека 2 с шероховатой поверхностью. Ме-
талломагнитные примеси задерживаются магнитом 4. Устанавливая кла-
пан 3 в вертикальное положение, можно снять примеси с полюсов маг-
нитов.
Техническая характеристика машины
со стальными бичами
Производительность, кг/с................................. 0,83
Размеры приемного отверстия, м:
длина ... 1,5
ширина . 0,156
Частота вращения бичевого барабана, рад/с............. 45—60
Габаритные размеры, м:
длина................................................ 1,83
ширина................................................. 0,72
высота ................................................ 0,69
Машина со стальными бичами и стальным цилиндром. Ее применя-
ют для шелушения зерна овса, ячменя и гороха. Зерно поступает в про-
Рис. XVIII-1. Схема устройства машины со
стальными бичами и декой:
1 — бич; 2—дека; 3— клапан; 4 — магнит.
Рис. XVIП-2. Бичевая машина для
шелушения ячменя и овса:
/ — бич; 2—стержни; 3, 7 —течи;
4 — ковш; 5 — питающий механизм’
6 — канал. ’
397
Рис. XVIII-3. Шелушильный постав:
/-—крышка; 2 — втулка; 3—корпус; 4—гонок: 5 — тарелка; 6—конусная воронка;
7 — патрубок; 3, /9—-шпонки; 9— вал; 10— кронштейн; 11— маховик; 12 — гайки;
13—винт; 14— жернов; 15—выпускной патрубок; 16 — люк; 17 — клапан; 18, 20 — под-
шипники; 21 — подпятник; 22— винтовой механизм; 23— рычаг.
дольную щель 3 цилиндра из ковша 4 через питающий’ механизм 5
(рис. XVIII-2). Рабочая поверхность цилиндра изготовлена из стальных
стержней 2 углового или круглого сечения. Они уложены по образую-
щим и создают внутри цилиндра шероховатую поверхность.
Для переработки ячменя или овса применяют стержни из уголковой
стали размером 30X30 или 25X25 мм; для переработки гороха —круг-
лые 0 20—25 мм. Окружная скорость бичей 1 для шелушения овса 20—
22 м/с. Шелушеное зерно удаляется через щель 7. Аспирируется машина
через канал 6. В остальном эти машины не отличаются от машин для
сухой обработки покрова зерна (см. главу IX).
.398
Рис. XVIII-4. Вальцедековый станок СВУ-2:
1 — приемный бункер; 2 — питающий валик; 3— заслонка; 4—барабан; 5 — дека;
( —рабочая зона; 7— угольник; 8 — декодержатель; 9—подвижная часть; 10—гай-
ка; // — винт; /2—суппорт; 13— ось; 14—штурвал; /5 — электродвигатель; 16 — кли-
ноременная передача; 17 — патрубок; 18 — штырь; 19 —-тяга; 20— маховик.
бана 4 и деки 5, попадает в рабочую зону 6. Основой барабана является
цилиндр из листовой стали с угольниками 7, расположенными по об-
разующим.
Для регулирования размера и формы рабочей зоны служит меха-
низм, состоящий из декодержателя 8 и подвижной части 9 суппорта,
которые посредством гайки 10 и винта 11 могут перемещаться по суп-
порту 12. Поворачивая винт посредством штурвала 14, можно изменять
размер и форму рабочей зоны станка. Это необходимо например, для
шелушения гречихи, когда требуется придать рабочей зоне серповидную
форму.
В нижней части декодержателя установлены с обеих сторон штыри
18, соединенные с винтовой тягой 19. Поворачивая маховик 20, можно
изменять положение деки и придавать рабочей зоне клиновидную фор-
му— оптимальную для шелушения проса.
Продукты шелушения удаляются из машины через патрубок 17.
Машина приводится в движение от электродвигателя 15 через клино-
ременную передачу 16. Для того чтобы снять деку, суппорт 12 вместе
с декой поворачивают на соответствующий угол вокруг оси 13.
Достаточно высоких технологических показателей достигают, при-
леняя для шелушения гречихи песчаниковые барабаны и деку, а для
401
шелушения проса — абразивный барабан и эластичную деку из специ-
альных резинотканевых пластин марки РТД. л
Для шелушения гречихи необходимо через 24—36 ч насекать песча-
никовый барабан и деку бороздками глубиной 1,0—1,2 мм с наклоном
4—5° к образующей; число бороздок принимают 4—6 на 1 см окружно-
сти барабана, в зависимости от крупности обрабатываемых зерен. При
шелушении проса необходимо каждые 3—4 дня восстанавливать шеро-
ховатую поверхность абразивного барабана, восстанавливать и прити-
рать к валку прорезиненную деку. Кинематические параметры вальце-
декового станка приведены в таблице XVIII-2.
ТАБЛИЦА XVIII-2
Состав материалов и кинематические параметры рабочих органов
вальцедековых станков
Система Состав наждака для барабана, % Окружная скорость, м/с
№ 20 № 24 № 28
1-я шелушильная 40 40 20 13—14
2-я » 20 40 40 13—14
3-я » 10 40 50 13—14
Шлифовальная — 50 50 9—10
Примечания. 1. Дека набрана из резинотканевых пластин РТД. 2. Длина пути шелуше-
ния 270--280 мм.
Производительность вальцедекового станка Q (кг/с) определяют по
формуле
Q = Lhvjk, (XVIII-3)
где L — длина барабана, м;
h — средний размер рабочего зазора, м;
v —скорость перемещения зерна в рабочей зоне; ц=1,5-т-2,5 м/с;
у — объемная масса зерна, кг/м3;
k — коэффициент заполнения рабочей зоны станка; k—0,4-т-0,5.
Техническая характеристика вальцедекового станка СВУ-2
Производительность (кг/с) на первой системе при
обработке:
гречихи.............• . . ................. 1,2—1,4
проса...................................... 1,4—1,66
Размеры барабана, м;
диаметр........................................ 0,60
длинд . ................................
при обработке гречихи ......................... 0,60
при обработке проса............................ 0,65
Скорость вращения барабана (рад/с) при обра-
ботке:
гречихи .................................. 44,0
проса...................................... 48,5
Рабочая поверхность барабана при обработке:
гречихи ...................................... Песчаниковая
проса...................................... Абразивная
Рабочая поверхность деки при обработке:
гречихи ........................................ Песчаниковая
проса...................................... Резиновая
Форма рабочей зоны станка при обработке:
гречихи . .................................... Серповидная
проса...................................... Клиновидная
Потребная мощность электродвигателя
для привода машины, кВт........................ 10
Частота вращения, рад/с........................ 146
402
Габаритные размеры, м:
длина ...................................
ширина ..................................
высота ..................................
Масса, кг.......................... . . . .
1,1
1,36
1,58
1980
Двухдековый шелушильный станок 2ДШС-3 (рис. XVIII-5). Пред-
назначен для шелушения проса или гречихи. В станке удаляются цве-
точные пленки с проса или плодовые оболочки с гречихи при воздейст-
вии на них трех рабочих поверхностей, одна из которых — вращающийся
валок, а две другие — неподвижные деки. В станке объединяются два
прохода без промежуточного отбора продуктов шелушения.
Станок выпускают в двух вариантах:
марки 2ДШС-ЗА, настроенный на шелушение проса;
марки 2ДШС-ЗБ, настроенный на шелушение гречихи.
Для заводов, работающих по взаимозаменяемой схеме просо —
гречиха, станок поставляют с дополнительйыми узлами для перена-
ладки.
Узлы станка монтируют на сварной станине 4, которая одновремен-
но является кожухом станка. Сверху станины расположен питающий
механизм 3, в который входят задвижка, питающий валик, регулировоч-
ная заслонка и регистратор производительности. Задвижка служит для
перекрытия поступления зерна и остановки станка в случае завалов.
Питающий валик, предназначенный для равномерного распределения
зерна по всей ширине питающего механизма, приводится в движение
через клиноременную передачу. Станок устанавливают на заданную
производительность при помощи регулировочной заслонки путем пово-
рота маховика.
Для шелушения проса в станок устанавливают абразивный валок 8,
набранный из трех абразивных кругов ПП600Х150Х305 и одного круга
ПП600Х200Х305. Вращение валку передается через клиноременную пе-
редачу шестью ремнями типа В от электродвигателя 7 мощностью 22 кВт,
смонтированного на салазках вне станка. Передача закрыта огражде-
нием 1.
Для шелушения гречихи используют валок 13 из монолитного пес-
чаника. Вращение валку передается через клиноременную передачу
двумя ремнями типа В от электродвигателя 10 мощностью 5,5 кВт.
В станке установлено две деки — верхняя и нижняя. Зазор между
валком и деками регулируют механизмами через червячный редуктор и
цевочное зацепление.
При шелушении проса в декодержатель устанавливают резинотка-
невую деку, набранную из специальных пластин, при шелушении гречи-
хи — песчаниковую.
Продукт, подлежащий шелушению, из приемного устройства по
направляющему лотку поступает в первую рабочую зону между валком
и первой декой и далее по второму направляющему лотку — во вторую
рабочую зону между валком и второй декой, после чего выводится из
станка. Пробы после первой и второй дек отбирают через люк.
Для управления станком в машине предусмотрены:
кнопки для пуска и остановки станка I;
задвижка II питающего механизма, при помощи которой перекры-
вается поток зерна и осуществляется остановка станка в случае за-
валов;
маховик 111 для регулирования производительности станка;
рукоятки IV и VI, предназначенные для отвода дек от валка при-
мерно на 10 мм;
штурвалы V и VII механизмов управления соответственно верхней
и нижней деки.
403
наладка па просо наладка на ъречику
Величину зазор
по шкале регистра
лицевой панели гот
При помощи
управления станка
Для пуска ста
от валка. При кот
димо отвалить одн
в рабочее положен!
Ti
Произвол ител
Размеры валя
диаметр
рабочая д
Частота вращ
Окружная СК'
Размеры деки
длина .
ширина
высота
Размеры пита
диаметр
длина .
Частота вращ
Расход возду
Мощность ЭЛ!
Габаритные р
длина .
ширина
высота .
Масса, кг .
* В числителе —при о
В результате п
что качество шелуп
.тушения, т. е. от ве
деки.
Из полученных
с увеличением
личина коэффициен
значений окружной
циента цельности я,
окружной скорости
с увеличением ;
фициента шелушен!
далее с увеличение!»
ших значений окру:
ный характер влияв
Это позволяет <
ра режима — усили
что при окружной с
усилие прижима де
зано, как влияет у
Основываясь н
параметры дек, р
(рис. XVIII-10). Уч
соб изготовления д
В качестве материа
i Величину зазора между заслонкой и питающим валиком определяют
по шкале регистратора производительности, расположенного на правой
лицевой панели питающего механизма 3.
При помощи рукояток IV и VI осуществляется блокировка цепи
управления станка от пуска его при прижатых деках.
Для пуска станка необходимо рукоятками IV и VI отвалить деки
от валка. При контроле качества шелушения той или иной деки необхо-
димо отвалить одну из них и, проверив процесс шелушения, возвратить
в рабочее положение.
Техническая характеристика станка 2ДШС-3
Производительность, кг/с.......................... 1,4/1,7*
Размеры валка, м:
диаметр.......................................... 0,6
рабочая длина................................... 0,6
Частота вращения валка, рад/с................. 50
Окружная скорость валка, м/с....................... 15,6
Размеры деки, м;
длина............................................ 0,6
ширина....................................... 0,11/0,125*
высота................................. . 0,25
Размеры питающего валика, м:
диаметр......................... ............... 0,075
длина........................................... 0,50
Частота вращения питающего валика, рад/с ... 9
Расход воздуха на аспирацию (не менее), м3/с . . . 0,2
Мощность Электродвигателя, кВт................... 22/5,5*
Габаритные размеры, м:
длина........................................... 2,13
ширина ........................................ 1,36
высота............................... . . . 1,69
Масса, кг........................................ 2200/1900*
В числителе — при обработке проса, в знаменателе — гречихи.
В результате проведенных В. П. Зайцевым исследований доказано,
что качество шелушения в основном зависит от параметров режима ше-
лушения, т. е. от величины окружной скорости валка и усилия прижима
деки.
Из полученных экспериментальных данных следует, что:
с увеличением усилия прижима деки (рис. XVIII-6) снижается ве-
личина коэффициента цельности ядра. Важно отметить, что для больших
значений окружной скорости более резко уменьшается значение коэффи-
циента цельности ядра. Поэтому более рациональным является значение
окружной скорости валка 14—15 м/с;
с увеличением усилия прижима деки (рис. XVIII-7) величина коэф-
фициента шелушения возрастает, достигает максимального значения и
далее с увеличением усилия прижима уменьшается. При этом для боль-
ших значений окружной скорости валка больше выражен экстремаль-
ный характер влияния.
Это позволяет определить рациональное значение второго парамет-
ра режима — усилия прижима деки. Из графика (рис. XVIII-8) следует,
। что при окружной скорости валка, рекомендованной как рациональной,
усилие прижима деки составляет 400—500 Н. На рисунке XVII1-9 пока-
зано, как влияет усилие прижима деки на потребную мощность.
Основываясь на результатах исследований, определивших основные
параметры дек, разработана специальная пластина марки РТД-2
<| (рис. XVIII-10). Учитывая распространенный на крупяных заводах спо-
। соб изготовления дек, пластина выполнена как заготовка высотой 25 мм.
В качестве материала применена резина 4Э-1014.
405
Рис. XVIII-6. Влияние усилия при-
жима деки на коэффициент цельно-
сти ядра:
1 — К. при и = 10,7 м/с; 2 — Ка при о =
— 15,4 м/с; 3— К ц при а= 19,9 м/с
Рис. XVIII-7. Влияние усилия при-
жима на коэффициент шелушения:
1 — Кш при и = 10,7 м/с; 2— Кш при у —
= 15,4 м/с; 3 — Кш при п = 19,9 м/с.
Рис. XVIII-8. Зависимость общей
технологической эффективности от
усилия прижима деки:
1 - Лобщ П₽И и = 10’7 м/с: 1 2~Л'общ "Ри
0=15,4 м/с; 3 — Кобщ при «=19,9 м/с.
Рис. XVIII-9. Влияние усилия
прижима деки на потребную
мощность:
1 — ЛГц при 0=10,7 м/с; 2 —Л/ц при
о = 15,4 м/с; 3—Мд при 0=19,9 м/с.
Пластина состоит из чередующихся слоев резины толщиной 2 мм
и прорезиненной ткани толщиной 1,2 мм. Отличительной особенностью
пластины являются ее конфигурация (геометрическая форма), обеспе-
чивающая высокие значения коэффициентов использования массы пла-
стин как заготовок и массы деки при процессе шелушения.
Деки из пластин РТД-2 были испытаны на Миргородской машино-
испытательной станции Министерства заготовок СССР. Основные экс-
плуатационные показатели новых дек приведены в таблице XVIII-3.
Машина ЗРД для шелушения риса, гречихи и проса (рис. XVIII-11).
В корпусе 16 находятся приемный бункер 2, питатель 1, заслонка 6,
решетка 7 с грузом, направляющий лоток 20.
Два вращающихся валка 17 и 18 с резиновым покрытием, каждый
из которых содержит ось, закреплены в подшипниковых узлах. Меха-
низм 19 предназначен для регулирования межвалкового зазора. Для
привода машины используют электродвигатель 15 с установленным на
кронштейне 13 редуктором 9.
Питатель присоединен к корпусу машины при помощи петель 8 и
может откидываться при замене валков 17 и 18. Внутри корпуса разме-
406
ТАБЛИЦА XVIII-3
Эксплуатационные показатели дек из разных материалов
Показатели Дека
из пластин РТД из утилизирован- ных материалов
Коэффициент использования пластин как 1,0 0,34
заготовок Время на изготовление, мин 14 ПО
Коэффициент использования массы деки 0,8 0,6
при шелушении Коэффициент шелушения (%) для станков: первого пропуска 98,5 99,2
второго пропуска 99,7 99,6
Количество дробленого ядра (%) после станков: первого пропуска 0,9 1,6
второго пропуска 2,9 3,9
Срок службы, ч, на станках первого про- пуска: верхняя дека 120 68
нижняя дека 285 120
щена аспирационная колонка, состоящая из двух каналов 12, заканчи-
вающихся патрубком 10.
Один вал редуктора 9 соединен с быстровращающимся валком 18
при помощи втулочно-пальцевой муфты <3, а другой — с медленновраща-
ющимся валком 17 при помощи пространственного шарнира 11. Это поз-
воляет регулировать межвалковый зазор в широких пределах.
Быстроходный вал редуктора 9 получает вращение от электродви-
гателя 15 посредством клиноременной передачи 14. Привод заключен
в ограждение 4 шкафного типа. Доступ к приводу обеспечивается двер-
ками 5.
Каждый валок для быстрой замены снабжен тягой <31 и втулкой 30,
которая закреплена в шарикоподшипнике 29. Полуось 22 жестко свя-
зана с обоймой 24 и конической ступицей 23. Тяга и коническая ступица
имеют резьбу для соединения их между собой в единую вращающуюся
систему. Обойма 24 имеет радиально расположенные пазы с размещен-
ными в них сухарями 21.
407
Рис. XVIII-11. Шелушильный станок с обрезиненными валками:
а — общий вид; б — устройство для крепления обрезиненных валков.
На одном конце тяги 31 навинчено две гайки 28, которые могут
перемещаться. Опорой для валка на этом конце служит цилиндрическая
ступица 25, надетая на полуось 26, на хвостовике которой установлен
маховик 27.
Машина работает следующим образом. Зерно подается в машину
из бункера 2 через щель, образованную заслонкой 6 и наклонной стен-
кой, поступает в лоток 20 и затем в межвалковый рабочий зазор. В нем
между валками 17 и 18 благодаря разности их окружных скоростей и
эластичной поверхности происходит эффективное шелушение зерна.
Полученная смесь поступает на наклонную плоскость с порогом,
предохраняющим ее от износа. Во встроенной аспирационной колонке
из продуктов шелушения удаляется пыль и легкие примеси. Далее про-
дукты шелушения через патрубок 32 выводятся из машины для после-
дующей обработки.
При необходимости замены валков 17 и 18 освобождают приемный
патрубок от самотечной трубы, отсоединяют механизм 19, который от-
408
Рис. XVIII-12. Шелушильная машина с
обрезиненными валками, применяемая в
Японии:
1— приемный бункер: 2, 3 — заслонки; 4—ма-
ховик для регулирования зазора между за-
слонкой и питающим валком; 5 — маховик
для регулирования величины максимального
давления валков на продукт; 6 — червячный
механизм для регулирования величины зазора
между валками; 7 — медленновращающийся
валок; 8 — сопло для охлаждения валков;
9—резиновый амортизатор; 10— корпус ма-
шины; 11 — осадочная камера; 12—шнек для
удаления дробленого зерна; 13 — лоток для
вывода шелушеного зерна; 14, 16, 17—клапа-
ны для регулирования воздушного режима;
15— аспирационная колонка; 18 — наклонные
полки; 19—сетчатая поверхность для поступ-
ления воздуха в машину; 20 — быстровращаю-
щийся валок; 21 — чугунный корпус; 22 — пи-
тающий механизм; 23 — питающий валок.
кидывают назад до упора. После
этого на левых концах устрой-
ства крепления валков 17 и 18
необходимо отвернуть контргай-
ку с гайкой 28, вывернуть тягу
31 из гнезда конической ступи-
цы 23 и, отодвинув левую полу-
ось 26 до упора, свободно вы-
нуть освобожденный валок из
машины.
При установке нового валка
его надевают на правую опору
устройства (обойму 24 с сухаря-
ми 21), после чего подводят к валку подвижную левую полуось 26, ко-
торая цилиндрической частью своей ступицы 25 входит в гильзу валка.
Обе части устройства соединяют тягой <3/, которая при ввинчива-
нии в коническую ступицу 23 заставляет ее перемещаться и выталки-
вать из посадочных гнезд обоймы 24 сухари 21, последние расклинива-
ют валок на ступице правой полуоси устройства. Перемещая гайку 28 с
контргайкой по тяге 31 до упора в полуось 26, зажимают валок. Благо-
даря этому образуется единая вращающаяся система: левая опора —
валок — правая опора.
Техническая характеристика машины ЗРД
Производительность при шелушении риса и гречихи,
кг/с ........................................ 0,6—0,7
Диаметр резиновых валков, м:
начальный...................................... 0,2
конечный....................................0,165—0,168
Начальная окружная скорость валка, м/с:
быстровращающегося............................... 9,73
медленновращающегося при шелушении:
риса.................................... 6,69
проса и гречихи . . . :.................... 4,33
Отношение скоростей валков:
для риса...................................... 1,46
для проса и гречихи...................... 2,25
Расход воздуха для аспирации машины, м3/с . . . 0,3
Установленная мощность электродвигателя, кВт . . 5,5
Габаритные размеры, м:
длина......................................... 1,33
ширина................................... 1,27
высота....................................... 1,87
Масса, кг..................................... 760
409
Машина для шелушения риса. В Китае и Японии для шелушения
риса применяют машины с резиновыми валками длиной 200—250 мм и
диаметром 200—225 мм. В этих машинах валки установлены консольно,
что очень удобно для их замены.
Поступившее в машину зерно из бункера 1 через питающий меха-
низм попадает в зазор между консольными обрезиненными валками 7 и
20, вращающимися навстречу друг другу (рис. XVIII-12).
Шелушеное зерно из рабочей зоны поступает на резиновый амор-
тизатор 9, откуда на полки аспирационной колонки и далее через лоток
13 выводится наружу.
Более легкое, дробленое зерно частично удаляется воздухом и вы-
водится наружу шнеком 12, легкие отходы поступают в аспирационную
сеть.
При нормальной работе машины с лотка готового продукта должно
выходить не менее 80—90% шелушеного зерна. Это в значительной мере
зависит от максимального давления, возникающего между валками, что
регулируют маховиком 5. При уменьшении диаметра резиновых валков
до 180 мм их заменяют. Для охлаждения валков во время работы пре-
дусмотрен вентилятор, от которого воздух подводится к валкам.
Техническая характеристика шелушильной машины
с резиновыми валками
Производительность (для риса влажностью не более
14,6%), кг/с . ..................................... 0,28
Размеры валков, м:
диаметр............................................ 0.22
длина............................................... 0,202
Скорость быстровращающегося валка, м/с.............. 15
Отношение скоростей валков при переработке риса ... 1,5
Скорость воздуха в аспирационных каналах для удаления
лузги, м/с............................................ 7—8
Потребная мощность, кВт............................. 4,5
Масса, кг.................•............................. 490
§ 6. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ
ПРОЦЕССА ШЕЛУШЕНИЯ НА ОБРЕЗИНЕННЫХ ВАЛКАХ
В машине вращающиеся навстречу друг другу с различной окруж-
ной скоростью два параллельно расположенных резиновых валка
одинакового диаметра при пропуске между ними риса, гречихи, проса
осуществляют их шелушение. Зерновка в межвалковой рабочей зоне
подвергается деформации сжатия и сдвига.
Длина участка рабочей зоны, на которой зерновка подвергается де-
формации сжатия (рис. XVIII-13, а). Если обозначить угол между ли-
нией центров OOi и радиусом ОВ, проведенным через точку контакта
зерновки с поверхностью валков со стороны поступления в рабочую
зону, через а, а со стороны выхода из межвалкового пространства —
через at, диаметр валков D (мм), расстояние между валками (рабочий
зазор) б (мм) и размер зерновки d (мм), то из прямоугольного треу-
гольника О АС имеем cos а = — . Очевидно, что ОС = а ОА = ОВ+
ОА 2
54 — JL _|_ _ DA-d
2 2 2 ’
Зерновка принята шарообразной формы. Следовательно,
(XVIII-4)
410
ии для шелушения
ной 200—250 мм и
новлены консольно,
ез питающий меха-
нными валками 7 и
1-12).
а резиновый амор-
далее через лоток
тся воздухом и вы-
т в аспирационную
о продукта должно
значительной мере
тежду валками, что
резиновых валков
время работы пре-
ся к валкам.
Рис. XVIII-13. Расчетные схемы:
а — для определения пути сжатия; б — для определения пути сдвига.
ины
олее
. . 0,28
. . 0,22
. . 0,202
. . 15
1,5
ения
. . 7-8
. . 4,5
. . 490
Аналогичное положение будет и для а1( так как при шелушении на
резиновых валках разность между размерами зерновки до входа в
рабочую межвалковую зону и после ее выхода незначительна (порядка
100—160 мкм), так что ею можно пренебречь. Дуга ВВ; определяет
путь, на котором зерновка подвергается деформации сжатия обрезинен-
ными валками.
Длина пути сжатия £сж (мм) зерновки в рабочей межвалковой
зоне определится, как длина дуги ВВХ. Из формулы (XVIII-4)
а = arccos
£> + б
D + d
различной окруж-
резиновых валка
са, гречихи, проса
вой рабочей зоне
а подвергается де-
ь угол между ли-
ез точку контакта
ления в рабочую
о пространства —
валками (рабочий
моугольного треу-
—-, а ОА = ОВ+
ательно,
(XVIII-4)
Откуда
£сж = arccos ^±1. (XVIII-5)
ж 360 D+d
Подставив цифровые значения D = 200 мм, d=2 мм и 6 = 0,3 мм,
имеем:
. 2-3,14-200 200+ 0,3 ос ,
Lr.„ = —---- arccos------— = 26,1 мм.
сж 360 200 + 2
Если же принять диаметр валка Е> = 250 мм, а толщину зерновки
риса d=2,8 мм и 6 = 0,65 мм, то Есж=32,7 мм.
Следовательно, величина Есж зависит от диаметра валка, размеров
зерновки, межвалкового зазора, т. е. от геометрических параметров и
не зависит от окружных скоростей валков и их соотношения. Установ-
лено, что воздействие на зерно усилиями сжатия в межвалковой зоне
не приводит к шелушению.
Длина участка рабочей зоны, на которой зерновка подвергается де-
формации сдвига (рис. XVIII-13, б). Так как валки вращаются с различ-
ной окружной скоростью, то один из них (быстровращающийся) опере-
жает другой (медленновращающийся) на определенную величину на
длине ЕсЖ.
Определим эту величину опережения, которую назовем для крат-
кости 4сд. Обозначим окружную скорость быстровращающегося валка
Об (м/с), медленновращающегося им (м/с), отношение окружных скоро-
« гл
стеи валков л = —.
При равномерном установившемся движении за определенный
промежуток времени, быстровращающийся валок проходит путь от
момента захвата зерновки (точка В) до момента выхода ее из рабочей
зоны (точка С). На этом же участке медленновращающийся валок про-
ходит за тот же промежуток времени путь, равный Bi ai. Из схемы
411
(рис. XVIII-13, б) видно, что быстровращающийся валок опережает
медленновращающийся валок на длину дуги cti Ci или Ьсд. Тогда вели-
чину £сд можно определить из уравнения
С Ж С.Т, ^СЖ
»м V6
Откуда
Т ___ J Lew.
^сд ‘'еж
V6
ИЛИ
= £сж (1 - -L.) = . (XVIII-6)
Если заданы окружные скорости, то
г = £сж (^б-М. (XVIII-7)
V6
При Тсж = 26,1 мм, £> = 200 мм, d = 2,0 мм, 6 = 0,3 мм, скоростях
валков г)б=12,3 м/с и им=5,3 м/с
г 26,1 (12,3-5,3) , . Q
£сл = ——-—!-------— = 14,8 мм.
д 12,3
Из изложенного следует, что величина Ьсд является функцией,
зависящей от пути Есж, окружных скоростей валков, их отношения и
предопределяет степень комбинированного воздействия на зерно геомет-
рических и кинематических параметров валков. Величина £сд есть тот
путь, на котором возникающие силы трения при прохождении зерна
между валками производят его шелушение.
Найдем для примера величину £сд при условии, что £сж== const =
= 26,1 мм (табл. XVIII-4).
ТАБЛИЦА XVIII-4
Значения пути 7СД
Показатели Значения при К
1,о 1,25 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0
Асд, ММ 0 5,2 8,7 13,1 17,4 19,5 20,9 21,7 22,4
~ 100% 0 20,0 33,4 50,0 66,8 74,8 80,0 83,0 86,0
Из таблицы видно, что увеличение значения коэффициента К выше
четырех приводит к незначительному приращению пути Ьсд (порядка
3—5%). Это практически не может существенно сказаться на эффек-
тивности шелушения. Следовательно, величина /С=4 является верхним
пределом. Изучение его влияния на технологическую эффективность
шелушения выше указанного значения нецелесообразно.
Силы сжатия зерновки в межвалковой зоне. Одним из основных ус-
ловий, обеспечивающих технологическую эффективность шелушения,
как известно, является максимальное сохранение целостности ядра.
Поэтому усилия сжатия в рабочей зоне машины должны быть такими,
чтобы они не вызвали разрушения зерновки.
После соприкосновения зерновки с резиновой поверхностью валков
дальнейшее продвижение ее в рабочей зоне происходит вдоль оси ц—ц
(рис. XVIII-14, а).
Соединив центр валка Oi с центром зерновки О3, рассмотрим пря-
моугольный треугольник О\О3В, в котором х— текущее значение угла,
412
Рис. XVIII-14. Расчетные схемы:
а — для определения деформации сжатия резиновой поверхности; б — для определе-
ния усилия, сжимающего зерновку,
определяющее положение зерна над линией центров в каждый данный
момент.
Отрезок
O1Os==
cos х 2 cos х
где
o1B = D-±^.
2
Величина абсолютной деформации резиновой поверхности без уче-
та деформации зерновки, которая сравнительно невелика, определяется
отрезком СЕ за счет вдавливания резиновой поверхности проходящим
между валками зерном. Для того чтобы определить этот отрезок, най-
дем предварительно
ДО3=О1О3—
zi zi D -р 6
где О, (Js —-----гипотенуза прямоугольного треугольника;
2 cos х
/1 г? D
ОуЬ = ------радиус резинового валка.
Тогда
рп
При этом отрезком СЕ-—ССЕ— Е03 = -^----------------->
d
где СО3 = --------радиус зерновки, мм.
Если обозначить величину абсолютней деформации резинового
валка* CE=hh0, то после подстановки получим:
2 2 2cos х
ИЛИ
= —-Р—6 . (XVIII-8)
° 2 2cosx v
Это уравнение характеризует закономерность изменения абсолют-
ной деформации резиновой поверхности валка для любого значения
угла х в пределах от х=0 до х=а.
* Твердость и диаметры резиновых быстро- и медленновращающихся валков
в выводе приняты одинаковыми.
413
Если х=0, т. е. когда зерновка находится на линии центров валков
(O1O2)> то &h0= —-—-. В это время наибольшая абсолютная деформа-
ция резиновой поверхности валка. При х=а (в момент касания зернов-
ки поверхности валка) ее деформация будет равна нулю, так как в этот
момент
cos х =
D + 6
D + d ‘
Определим величину усилия, сжимающего зерновку в межвалковой
рабочей зоне (см. рис. XVIII-14,6), условно рассматривая зерновку как
абсолютно жесткий шар.
Из теории упругости, рассматривающей вдавливание абсолютно
жесткого шара в упругую, «почти бесконечную» цилиндрическую по-
верхность, известно следующее. Максимальная величина деформации
упругого полупространства Ай0 определяется зависимостью
Ай = ]/У!1±_!£2 р2 (XVIII-9)
0 ' 32 v
где —коэффициент, равный —;
и— коэффициент Пуассона;
Е — модуль упругости, Па;
Р—усилие, сжимающее зерновку, Н;
7?! — радиус зерновки, м; Р± = ;
Р2 — радиус цилиндра (резиновый валок), м; = ~ •
Очевидно, схема взаимодействия валка и зерновки при прохожде-
нии ее через рабочую зону аналогична схеме вдавливания жесткого ша-
ра в цилиндрическую поверхность. Причем в этой схеме сила Р пред-
ставляет собой действие сжимающего усилия второго валка на зерновку.
Из формулы (XVIII-9), зная величину Айо, можно определить
величину усилия, сжимающего зерновку. После преобразований форму-
лы (XVIII-9) получим:
4
3nKi
(XVIII-10)
Анализ формулы (XVIII-10) показывает, что сила сжатия зерновки
в рабочей межвалковой зоне является функцией ее положения Айо,
межвалкового зазора б, размеров зерновки d, валка D и механических
свойств резины Ki. Следовательно, применяя формулу (XVIII-10),
можно определить величину усилия, сжимающего зерновку поверх-
ностью валка.
Принимая условно, что при установившемся режиме работы станка
зерновки проса (или риса) в межвалковой зоне располагаются друг за
другом с интервалом в 1°30', угол захвата а зерновки проса при диамет-
ре валков 200 мм и зазоре 0,3 мм в среднем составляет 7°30', то над ли-
нией центров валков могут расположиться пять рядов зерна.
При х—а, как было показано выше, Айо = О, следовательно сжи-
мающее усилие при этом будет равно нулю (момент касания валков
зерновкой при поступлении в рабочую зону). При х=0 Aft0=——-, т. е.
величина сжимающего усилия будет максимальной (момент прохожде-
ния зерновкой в рабочей зоне линии центров валков).
414
Пользуясь формулами (XVIII-8) и (XVIII-10), найдем числен-
ные значения Ай0 и Р для зерна проса и риса, предварительно определив
значения Кд, D и d. Модуль упругости Е для резины зависит от ее твер-
дости. Резина, используемая для шелушения проса и риса, имеет
твердость по Шору 85—90 единиц. Для этой твердости модуль упруго-
сти Е = 8-105 Па.
Практические измерения показывают, что коэффициент Пуассона
для наполненных резин ц = 0,484-0,50. Тогда
„ 1—ji2 1 —0,52
Л1 —
_ 0,003.
лЕ 3.14-80
Зерновки проса и риса имеют в среднем толщину d'=2 мм (просо)
п d" = 2,5 (рис). Рабочий зазор между валками составляет соответст-
венно 6'=0,5 мм для проса и 6"=0,75 мм для риса.
Подставив эти данные, получим результаты (табл. XVIII-5),
характеризующие величину абсолютной деформации Ай0 резинового
валка и величину усилия Р, сжимающего зерновку в межвалковой
рабочей зоне по каждому ряду при диаметре резинового валка 200 мм.
Как видно из таблицы XVIII-5, величина Р возрастает от нуля до
максимума по мере приближения зерновки к линии центров валков.
Максимальная величина сжимающего усилия приложена к зерновке на
линии центров валков.
Зная значения разрушающих усилий и максимальные сжимающие
усилия зерновки в межвалковой зоне можно определить запас прочно-
сти, которым обладает каждая зерновка. Это позволит вести процесс
шелушения наиболее эффективно.
Сдвигающие усилия, воздействующие на зерно в рабочей зоне. При
взаимодействии зерновки с валками в рабочей зоне, когда они вра-
щаются навстречу друг другу с различной окружной скоростью и
быстровращающийся валок опережает медленновращающийся на ве-
г г /X—1\
личину ДСД=ЛСЯ!------/, возникают касательные усилия, осуществляю-
' К )
щие щелушение зерна. Очевидно, это усилие Рк связано со сжимающим
усилием РС)К зависимостью
р = f р
л к /дин л сж’
где fpuu — приведенный динамический коэффициент трения при шелу-
шении зерна; для риса /дПН=0,284-0,3, а для проса
/Дип=0,324-0,33.
ТАБЛИЦА XVIII 5
Значения величин деформации и усилия Р
Параметры Культура
просо рис
х, град АЛ0, мм Р, н 7°30' 0 0 6° 0,20 1,3 4°30' 0,44 4,1 3° 0,61 6,7 1°30' 0,71 8,5 0° 0,75 9,2 7°30' 0 0 6° 0,33 3,0 4°30' 0,56 6,6 3° 0,73 9,9 1°30' 0,83 12,0 0° 0,88 13,1
§ 7. ШЕЛУШИЛЬНЫЕ МАШИНЫ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ЗЕРНО
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЫМ ТРЕНИЕМ В ЗОНЕ
МЕЖДУ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ
Шелушильно-шлифовальная машина ЗШН (рис. XVIII-15). Состоит
из чугунной станины 19, пустотелого вала 15 с абразивными кругами 5,
ситового цилиндра 6, вентилятора с крыльчаткой 3 и привода. Основ-
ными рабочими органами машины являются пустотелый вал с абразив-
415
ними кругами и ситовой цилиндр, установленный в корпусе 7. Вал
вращается в двух подшипниковых опорах 2 и 10. Привод машины осуще-
ствляется от электродвигателя 17 через клиноременную передачу 18.
Зерно, подлежащее шелушению, через приемный патрубок 14 по-
ступает в ситовой цилиндр. Обрабатываясь между поверхностью
абразивных кругов и ситовым цилиндром, зерно продвигается по вин-
товой линии сверху вниз к выходному патрубку 16. В нем смонтирован
регулятор, посредством которого устанавливают продолжительность
воздействия рабочих органов на продукт в зависимости от интенсивно-
сти шелушения.
Размер кольцевого зазора между ситовым цилиндром и дисками
подбирают в зависимости от физико-механических свойств перерабаты-
ваемой культуры.
В местах насадки на вертикальный вал металлических пустотелых
дисков высверлено по 6—8 радиальных отверстий для прохождения
воздуха из внутренней части вала в рабочую зону машины.
Зерно подвергается интенсивному трению в кольцевом зазоре
между кругами и сетчатым цилиндром, вследствие чего от него отделя-
ются цветочные пленки и оболочки, т. е. зерно шелушится.
416
Вентилятор с вертикальными лопатками засасывает воздух через
отверстие в валу. Пронизывая зерно, воздух, проходящий через коль-
цевой зазор, захватывает отдельные частицы оболочек и перемещает
их через вентилятор в циклон и фильтр, которые устанавливают отдель-
но. Струя воздуха, проходящего через зерно, уменьшает его скорость
опускания, увеличивая таким образом эффективность шелушения.
Если кольцевой зазор не заполнен зерном, вентилятор засасывает
наружный воздух, который проходит мимо слоя зерна, в результате
чего снижается эффективность шелушения.
Испытание машины ЗШН в производственных условиях показало,
что основное влияние на технологическую эффективность оказывает
окружная скорость кругов, размер кольцевого зазора и крупность зерна
абразива.
В таблице XVIII-6 приведены кинематические и другие параметры,
рекомендуемые для обработки зерна различных культур.
ТАБЛИЦА XVIII-6
Рекомендуемые параметры вертикальных шелушильно-шлифовальных машин
Культура Для шелушения зерна Номер зерен абра- зива в дисках* (ста- рая классификация) Для шлифования крупы
окружная ско- рость дисков, м/с рабочий зазор, мм время обработки при однократном пропуске, с окружная ско- рость дисков, м/с рабочий зазор, мм время обработ- ки за однократ- ный пропуск, с
Ячмень 22—25 15—18 100—120 10—12 , 20—22 14—16 80—100
Овес 18—22 14—16 80—100 16—18 14—16 16—18 10—12 60—80
Горох 12—15 15—16 45—65 14—18 18—22 12—14 10—12 50—60
Пшеница: твердая 16—18 10—11 30—40 14—16 18—22 16—18 10—11 70—80
мягкая 14—16 10—11 25—35 16—18 22—24 16—18 10—11 70—80
* Первая цифр а относится к верхним, а вторая — к нижним дискам.
Для шлифования крупы применяют абразивы с зернистостью на
2—4 номера выше, чем для шелушения продукта.
При переработке ячменя влажностью 12,5—13% коэффициент
шелушения 65—70%, количество дробленых частиц около 4%. При
обработке на этих машинах твердой пшеницы ее зольность снижается
соответственно на 0,04—0,07%, а мягкой —на 0,06—0,09%.
Техническая характеристика шелушильно-
шлифовальной машины ЗШН
Производительность (при выработке пятиномерной пер-
ловой крупы), кг/с............................... 0,45—0,6
Частота вращения вала, рад/с ... . 202
Диаметр абразивных кругов, м............................. 0,25
Диаметр ситового цилиндра, м............................. 0,27
Площадь ситового цилиндра, м2 .................... 0,5
Расход воздуха, м3/с.................... ... 0,25
Электродвигатель:
мощность, кВт......................................... 22
частота вращения, рад/с......................... 146
27—100
417
Продолжение
Габаритные размеры, м:
длина .........................................
ширина.........................................
высота.........................................
Масса, кг.........................................
1,54
0,76
1,69
925
§ 8. ШЛИФОВАЛЬНЫЕ И ПОЛИРОВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Машина для шлифования и полирования риса, применяемая в
Японии, состоит из разъемной чугунной станины 2, приемного бункера 1,
шлифовальной 19, полировальной 18 секций и основания 17
(рис. XVIII-16).
Шлифовальная секция 19 расположена в верхней части машины.
Она состоит из абразивного барабана 5 и разъемной цилиндрической
ситовой обечайки 4 (сито с продольными отверстиями по образующей
цилиндра). Абразивный барабан со стороны поступления продукта
выполнен в виде шнека (около двух витков). На внутренней поверхно-
сти ситовой обечайки 40 стальных гонков 6, которые можно поворачи-
вать на 90° при помощи рукояток 3.
Полировальная секция 18 состоит из стального барабана 7, на
поверхности которого закреплено 48 кожаных бичей 9, и цилиндриче-
ской ситовой обечайки 10.
Приемная часть барабана выполнена в виде шнека (около пяти
витков). Ситовая обечайка имеет продольные отверстия, расположен-
ные под углом 20° к образующей.
Рис. XV11I-16. Машина для шлифования и полирования риса:
/ — вриемный бункер; 2 —станина; 3 — рукоятка; 4 —снтовая обечайка; 5 —абразивный барабан;
* —гонок; 7 — стальной барабан; 8— воздухопровод; 9— кожаные бнчи; 10— снтовая обечайка;
4 11— выпускной бункер; 12—аспирационная колонка; 13— выходной патрубок; 14—шнек-вороши-
тель; 15 — патрубок; 16 — вентилятор; 17 — основание; 18 — полировальная секция; 19 — шлнфоваль-
вая секция; 20 — лоток; 21 — рукоятка; 22 — грузовой клапан.
418
Внутри чугунного основания машины расположены выпускной
бункер И и шнек-ворошитель 14 для сбора и удаления выделившейся
в машине мучки. Выходной патрубок 13 ворошителя присоединяют к
аспирационной сети предприятия.
Выпускной лоток 20 с грузовым клапаном 22 в месте выхода про-
дукта из шлифовальной секции предназначен для регулирования вре-
мени пребывания продукта в шлифовальной секции, а переходной
клапан с рукояткой 21 — для направления продукта в полировальную
секцию.
Выход продукта из полировальной секции регулируют клапаном.
Продукт выпускается через аспирационную колонку 12. В нижней, тор-
цовой, части машины находится вентилятор 16, назначение которого
обдувать ситовые обечайки шлифовальной и полировальной секций.
Воздух поступает снаружи через патрубок 15 и подводится к обечайкам
воздухопроводами 8, расположенными внутри машины.
Исходный продукт через приемный бункер попадает в шлифоваль-
ную секцию. Здесь он захватывается шнеком и подается в рабочую
зону, где между вращающейся абразивной поверхностью и ситовой обе-
чайкой шлифуется.
Изменяя угол наклона стальных гонков, можно установить
оптимальное время пребывания продукта в шлифовальной секции.
Обработанный продукт может быть выведен наружу или направлен в
полировальную секцию. В ней крупа захватывается шнеком и подается
в рабочую зону, где, проходя между вращающимися кожаными бичами
и ситовой обечайкой, полируется и выпускается наружу через аспира-
ционную колонку.
Мучка, полученная в процессе шлифования и полирования, сдува-
ется с внутренних ситовых поверхностей машины и через выпускной
бункер попадает в шнек-ворошитель, откуда удаляется в аспирацион-
ную сеть предприятия.
Техническая характеристика машины для шлифования
и полирования риса
Производительность, кг/с............................... 0,33
Диаметр шлифовального барабана, м....................... 0,2
Частота вращения шлифовального барабана, рад/с . . . 160
Диаметр полировального барабана, м.................. 0,22
Частота вращения полировального барабана, рад/с ... 52
Мощность для привода машины, кВт....................... 14
Масса, кг :........................................... 896
§ 9. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ШЕЛУШИЛЬНАЯ МАШИНА
Анализ показал, что одним из перспективных направлений созда-
ния шелушильных машин может быть способ шелушения зерна при
помощи струи сжатого воздуха, движущейся с критической или сверх-
критической скоростью.
При этом способе можно:
получить за однократный пропуск зерна через машину весьма
высокий коэффициент шелушения при относительно небольшом
дроблении;
отказаться от предварительного сортирования по крупности зерна
перед шелушением;
шелушить зерно с повышенной влажностью;
сократить в целом технологический цикл и потери исходного сырья.
Принципиальная схема аэрошелушильной установки (рис. XVIII-17)
включает конусный бункер 4, центрально расположенную внутри бунке-
ра трубку 3, сопло 5, трубку 6, в которой зерно подвергается действию
27»
419
шелушения
Рис. XVIII-17. Схема аэроше*
лушильной установки:
/—компрессор с ресивером; 2— воз-
духопровод; <3 —трубка; 4 —конус-
ный бункер; 5 — сопло; 6 — трубка
смешения; 7 — резиновая трубка;
8 ~ центробежный разгрузитель.
воздушного потока, отводящую трубку 7,
центробежный разгрузитель 8, компрес-
сор с ресивером 1 и воздухопровод 2.
Физическая сущность процесса ше-
лушения в установке представляется
следующим образом '. Струя воздушного
потока, движущаяся с критической (зву-
ковой) или сверхзвуковой скоростью,
увлекает непрерывно поступающее в ко-
нусный бункер зерно и транспортирует
его в трубку смешения 6. Здесь зерно
испытывает в результате трения о стенки
трубки тормозящее действие.
Под влиянием комплекса факторов
(перепада давления, трения, сил инер-
ции) нарушается целостность оболочки
зерна. Благодаря разности скоростей
зерновки и струи воздушного потока на
поверхности оболочек возникают танген-
циальные (касательные) силы, которые
разрушают связи как между наружными
покровами зерновки, так и ядром. В ре-
зультате этого зерно шелушится.
Смесь шелушеных и нешелушеных
зерен вместе с потоком воздуха, вылетая
из трубки смешения, поступает через от-
водящую резиновую трубку в центро-
бежный разгрузитель.
Техническая характеристика аэродинамической
шелушильной машины
Производительность, кг/с:
при влажности овса до 12% и объемной массе
500—550 кг/м3............................ 0,12—0,15
при влажности проса до 14% и объемной массе
650-700 кг/м3.................................. 0,20—0,22
Расход сжатого воздуха на одно сопло, м3/с . . 0,02—0,025
Рабочее давление, 105 Па....................... 6—8
Диаметр сопла (в зависимости от вида перерабаты-
ваемой культуры), мм......................... 3,5—5,5
Количество сопл в машине, шт. ..... 4
Количество трубок смешения, шт............ . . 4
Расстояние от среза сопла до горловины трубки сме-
шения, мм...................................... 15—30
Удельный расход электроэнергии на 1 т зерна, кВт-ч:
для овса влажностью до 14%................... 74
» » » » 18% . . . 60
» проса » » 14% . . .41,5—44
Расход воздуха для отсоса лузги, м3/с . .... 0,66
Удельный расход сжатого воздуха на шелушение.
м3/кг:
для овса влажностью 14% . . . 0,660
» » » 18% . . . 0,545
» проса » 14%................... 0,375
Габаритные размеры (без компрессора и вентилято-
ра), м:
длина..................... 0,72
ширина..................................... . 0,65
высота . .... . . 1,89
Масса (без компрессора), кг . . . ............ 255
1 Авторское свидетельство № 142861. Способ шелушения зерна. Авторы Я. М. Жис-
,ман, А. Я- Соколов, Е. Н. Гринберг.
420
Глава XIX
МАШИНЫ ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ
ШЕЛУШЕНИЯ ЗЕРНА
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
На разных стадиях процесса переработки зерна пленчатых культур
в крупу необходимо разделять продукты шелушения на две фракции,
одна из которых содержала бы главным образом шелушение зерна,
а другая — нешелушеные. Для этого применяют машины, которые сор-
тируют смесь на фракции, отличающиеся между собой совокупностью
различных свойств (коэффициентом трения, плотностью, формой, раз-
мерами и упругостью).
Аналогичные машины могут быть использованы для выделения иэ
зерновой смеси примесей: камней, металлических частиц, ржаного ко-
стра, рожков спорыньи, семян сорных растений и поврежденных зерен.
§ 2. ПАДДИ-МАШИНЫ
Машины устроены следующим образом. К сортировальному столу /
перпендикулярно к поверхности прикреплены стенки 2 зигзагообразной
формы из листовой стали (рис. XIX-1, а). Они образуют каналы 3 и 4, по
которым движется продукт. Сортировальный стол получает прямолиней-
ное возвратно-поступательное движение в направлении, указанном
стрелкой.
Более плотные частицы а (рис. XIX-1,6) с большим коэффициентом
трения и меньшей упругостью перемещаются вниз, не приходя в сопри-
косновение с рабочими участками зигзагообразного канала. Менее плот-
ные частицы б с меньшим коэффициентом трения и большей упругостью,
чем частицы а, контактируют с рабочими участками канала и перемеща-
ются вдоль них вверх.
При сортировании семенных смесей, содержащих шарообразные к
эллипсоидообразные зерна большой упругости (горох, соя), они пере-
мещаются вверх, отражаясь от рабочих участков зигзагообразных сте-
нок канала (рис. Х1Х-1,в).
Устанавливая сортировальные столы под соответствующим углом
наклона к горизонту, можно добиться разделения исходного продукта
на две фракции. Угол наклона сортировального стола к горизонту регу-
лируют специальным механизмом.
Основными признаками, по которым смесь разделяется на рабочих
участках канала на две фракции, является различие между плотностью
и коэффициентами трения сортируемых частиц. На процесс разделения
влияет также различие формы, размеров и упругих свойств частиц.
На эффективность разделения смеси влияет самосортирование, ко-
торое происходит при прямолинейно-возвратном поступательном движе-
нии канала. Нешелушеные зерна, как более легкие, крупные, упругие и
гладкие, попадают в верхние, а шелушеные — в нижние слои. В резуль-
тате создается большая свобода перемещения для нешелушеных зерен и
образуются дополнительные связи для шелушеных.
421
на подъем Под уклон
Рис. XIX-1. Принцип действия падди-машины:
а — схема сортирующего стола; б — фрикционная схема движения зерна;
в— ударная схема движения зерна.
Поэтому процесс разделения зависит также от соотношения шелу-
шеных и нешелушеных частиц, а также от толщины слоя разделяемого
продукта на днище сортировального стола.
Теоретически процесс разделения зерновой смеси на части, разли-
чающиеся коэффициентом трения зерен, можно объяснить при рассмот-
рении движения одного зерна в канале. Так как угол наклона днища ка-
нала (опорной поверхности сортировального стола) а>0 (рис. XIX-2, а),
то силу тяжести частицы можно разложить на две составляющие:
А = Q cos а и В = Q sin а.
Направление силы инерции Ри соответствует положению кривоши-
па в I и IV квадрантах или во II и III квадрантах (рис. XIX-2, б, в). Сила
инерции ,
Ри = — и2 г cos со/, (XIX-1)
g
где (at — текущее значение угла поворота кривошипа, отсчитываемого
от левого мертвого положения механизма.
Сила инерции направлена параллельно поверхности стола, в связи
с чем нормальное давление А~ Qcosa постоянно.
Сила трения частиц о поверхность стола постоянна и равна
Т = fA = fQ cos a, (XIX-2)
где f — коэффициент трения скольжения частицы об опорную поверх-
ность стола.
Относительное движение частицы по опорной поверхности стола
начнется, когда совместное действие сил Ри и В преодолеет действие си-
лы Т. Силы Ри и В всегда расположены под прямым углом, поэтому рав-
нодействующая
R=VPl+B^~. (XIX-3)
Так как сила Р1Т переменная по величине и направлению, то и сила/?
является переменной. Сила трения Т всегда противоположна силе R. На
'422
ижения зерна;
соотношения шелу-
слоя разделяемого
Рис. XIX-2. Условия движения частицы, находящейся в канале падди-
машины:
а— схема действия сил на наклонной плоскости днища стола; б —план сортироваль-
ного стола при положении кривошипа в I и IV квадрантах; в — план сортировально-
го стола при положении кривошипа во II и III квадрантах; г —• отражательные зиг*
загообразные стенки на сортировальном столе.
на части, разли-
нить при рассмот-
аклона днища ка-
0 (рис. XIX-2, а),
ставляющие:
ожению кривоши-
.XIX-2, б, в). Сила
(XIX-1)
, отсчитываемого
ти стола, в связи
а и равна
(XIX-2)
опорную поверх-
верхности стола
олеет действие си-
лом, поэтому рав-
(XIX-3)
лению, то и сила R
ложна силе R. На
плоской поверхности стола продукт начнет скольжение при условии, если
R^T.
При наличии на поверхности стола направляющих зигзагообразных
стенок (рис. XIX-2, г) возникают добавочные силы трения частиц об эти
стенки.
Частота вращения вала приводного механизма сортировального сто-
ла, когда частица будет перемещаться вверх, а кривошип находится в
мертвых точках, можно определить из дифференциального уравнения
т-^- = Ри cosp — Qsinocsinp — [Ри sin Р ф- Q sin a cos Р] —•
dt
— Qfcos a, (XIX-4)
где fi— коэффициент трения скольжения частицы о боковую стенку ка-
нала.
После преобразования получаем:
т — = Ри (cos Р — sin Р) — Q sin a (sin р ф- /х cos Р) — fQ cos а.
dt
Заменив f\ на tgtpi, можно убедиться, что левая часть равенства бу-
дет положительной при условии, если
Л, cos (Р +. Ф12. > Q sin asin (Р + ф1) + /Q cos а, (XIX-5)
cos <рх cos
где <рх— угол трения частицы о боковую стенку канала.
423
Таким образом,
р -> Q Г5^п а5'п (Р + Ф1) + f cos a. cos <Pi~l
L cos(₽ + <p1) J*
В мертвом положении кривошипа
Р = — СО2Г
1 и.щах — ш / ,
£
где со угловая скорость кривошипа, с-1;
г— радиус кривошипа, м;
g — ускорение свободного падения, м/с2.
Поэтому
Q ,,2-^. n rsin «sin (Р + фх) + /cos acostfi
g cos(P + <p1)
Сокращая обе части равенства, находим (рад/с):
й Л sin a sin (Р + <Pi) + /cos a cos <px
V gr COS (P + <Pi)
(XIX-6)
(XIX-7)
(XIX-8)
При полученном значении и все частицы смеси перемещаются вверх
по сортировальному столу. Поэтому фактическую частоту вращения вала
на практике принимают равной 0,5—0,7 от полученного значения. Уста-
новлено, что со2г находится в пределах 9—12 м/с2; ее выбирают в зависи-
мости от физико-механических свойств смеси.
Опыт показывает, что в моменты контакта зерна и рабочих участков
канала частицы, подлежащие направлению вверх, отделяются стопор-
ной поверхности, в связи с чем сила /Qcosa к ним не приложена.
В этом случае неравенство (XIX-8) принимает следующий вид:
/ sin a „ ,
QJ 1/ tg (р + <Pj) .
г gr
Контакт частицы и направляющей плоскости нарушается в момент,
когда вступает в силу уравнение (см. рис. XIX-2, г)
Q sin a cos р 4- — и2 г sin р cos at' = 0, (XIX-9)
g
где at' — угол поворота кривошипа, соответствующий продолжительно-
сти контакта t'.
Решая уравнение (XIX-9) относительно coscof, получаем:
cos [л — at'] =
g sin a
co2r tg p
(XIX-10)
откуда продолжительность контакта
л — arccos
gsina
co2rtg p / J'
(XIX-11)
Таким образом, продолжительность контакта есть функция многих
переменных. С увеличением частоты колебаний сортировального стола
продолжительность контакта уменьшается, а качество разделения смеси
ухудшается. Это положение полностью подверждается практикой.
Цикл работы падди-машины имеет четыре интервала движения зер-
новой смеси. В интервалах, определяемых углом поворота кривошипа
at' и продолжительностью контакта t', зерновая смесь движется по тра-
екториям (прямым) относительного движения. Они представляют собой
424
(XIX-6)
(XIX-7)
h
(XIX-8)
фемещаются вверх
оту вращения вала
го значения. Уста-
ыбирают в зависи-
I рабочих участков
деляются от опор-
риложена.
дующий вид:
5
Рис. XIX-3. Устройство одинарной падди-машины:
1 — трансмиссия; 2— приемное устройство; 3 —• корпус; 4—приводной механизм; 5 —тяга;
6 — стойка; 7 — штурвал.
'шается в момент,
(XIX-9)
продолжительно-
олучаем:
(XIX-10)
пересечение наклонной опорной поверхности стола и направляющих плос-
костей стенок.
В двух других интервалах зерновая смесь движется по траекториям
(кривым) относительного движения на опорной поверхности стола, опре-
деляемого углом поворота кривошипа,
at" = л — at'
(XIX-11)
функция многих
вального стола
азделения смеси
рактикой.
движения зер-
ота кривошипа
ижется по тра-
ставляют собой
и продолжительностью отсутствия контакта t".
С учетом формул (XIX-10) и (XIX-11)
at" = arccos —^4- (XIX-12)
а2 гtg р
Следовательно,
t"
arccos
g sin a
a>2r tg p
(XIX-13)
Сумма t' и t" равна продолжительности полуцикла работы падди-
машины.
Одинарная падди-машина (рис. XIX-3) состоит из приемного устрой-
ства 2, распределяющего продукт равномерным слоем по всей длине ма-
шины и корпуса 3, в котором находятся 30 каналов с зигзагообразными
направляющими плоскостями. Каналы расположены на трех сортиро-
вальных столах по десять в каждом; на второй стол продукт поступает
28—100
425
через отверстия первого, а на третий — через отверстия первого и второго
сортировальных столов. Штурвал 7 позволяет изменять и фиксировать
наклон корпуса от отношению к горизонтальной оси. Стойки 6 шарнирно
соединяют корпус с основанием станины. Приводной механизм 4 через
эксцентрики и тяги 5 приводит в возвратно-поступательное движение кор-
пус машины.
Вспомогательная трансмиссия 1 имеет один или два шкива в зависи-
мости от количества машин, которые она приводит в движение. На вспо-
могательной, а также сопряженной с ней трансмиссиях установлены ко-
нические шкивы. Вращение от главной трансмиссии на вспомогательную
передается плоским ремнем, надетым на конические шкивы, что позволя-
ет регулировать скорость движения корпуса машины.
Приводной механизм одинарной падди-машины (рис. XIX-4) вклю-
чает шкив 2 с противовесом 3, жестко сидящим на валу 1. На конце вала
закреплено коническое зубчатое колесо 6, которое через зубчатые колеса
7 и 5 передает вращение шкиву 4 с противовесом 8.
В результате суммарная центробежная сила инерции обоих противо-
весов при горизонтальном направлении уравновешивает силу инерции
корпуса. При другом положении противовесов центробежные силы инер-
ции уравновешивают друг друга. Подобная конструкция приводного ме-
ханизма позволяет в значительной степени уравновесить всю систему
падди-машины.
Техническая(характеристика одинарной падди-машины
Производительность (в пересчете на зерно), кг/с:
при переработке овса в крупу:
в основной машине................................ 0,14
в контрольной машине........................... 0,3—0,36
при переработке риса в крупу:
в основной машине.................................. 0,21
в контрольной машине................................. 0,3
при переработке проса в пшено в основной и конт-
рольной машинах....................................... 0,11
Количество каналов в трех ярусах......................... 30
Эксцентриситет, мм......................................... 90
Частота колебаний в минуту ........................ 95—105
Расход воздуха, м3/с...................................... 0,16
Мощность электродвигателя, кВт ........................... 1,25
Размеры каналов, м:
длина............................................... 1,32
ширина ............................................. 0,215
высота.............................................. 0,093
Масса, кг ........................................... 1950
Для нормальной работы падди-машины необходимо непрерывное
поступление продукта одинаковым слоем во все каналы машины и плот-
ное прилегание направляющих стенок к опорной поверхности сортиро-
вального стола. Поверхность стола и всех направляющих стенок должна
быть плоской, без следов коррозии или других изъянов; не допускается
перекос корпуса стола, так как это вызывает накопление продукта около
стенок каналов (правых или левых), а также нарушение установленного
кинематического режима машины.
Технологический процесс в падди-машине регулируют, уменьшая
или увеличивая наклон корпуса по отношению к горизонтальной оси и
изменяя частоту колебаний. Продукт, полученный сходом в нижней части
машины, должен состоять только из шелушеных зерен. Продукт, полу-
ченный в верхней части машины и содержащий главным образом неше-
лушеные зерна, направляют на повторную обработку в шелушильные
машины.
426
28*
я первого и второго
ть и фиксировать
тойки 6 шарнирно
механизм 4 через
ьное движение кор-
ва шкива в зависи-
вижение. На вспо-
х установлены ко-
вспомогательную
кивы, что позволя-
рис. XIX-4) вклю-
у 1. На конце вала
з зубчатые колеса
ии обоих противо-
ает силу инерции
ежные силы инер-
ия приводного ме-
сить всю систему
ины
0,14
0,3—0,36
0,21
0,3
0,11
30
90
95-105
0,16
1,25
1,32
0,215
0,093
1950
о непрерывное
машины и плот-
хности сортиро-
х стенок должна
; не допускается
продукта около
установленного
уют, уменьшая
нтальной оси и
в нижней части
Продукт, полу-
образом неше-
в шелушильные
28*
Рис. XIX-5. Трехъярусный крупоотделитель БКО:
1 — распределительное устройство; 2 —штурвал; 3—рычаг; 4—при-
емное устройство; 5-—сортировальный стол; 6, 7, 16 — лотки;
8— электродвигатель; 9 — ячейка; 10— ребра; И—приводной вал;
12—рама; 13 — червячная передача; 14—вал; 15 — эксцентриковый
механизм
Рис XIX-6 Крупоот
БКО:
а — вид спереди; б — вт
1 — электродвигатель; 2,
4 —канал; 5 — распреде
устройство; 6 — сортирова,
лы; 7 —патрубки; 8 — г
рама; 9— рычаги;
// — штурвал; 12 — червяч
дача.
Основным д
ством падди-маши
ляется относитель'
сокая точность р
ния при стабильн
боте. К недостатке
дует отнести гр
кость и динамичен
уравновешенность.
§ 3. КРУПООТДЕЛИТЕ!
Трехъярусный
отделитель БКО
XIX-5) производи'
стью 0,4 кг/с пре;
чен для разделени
межуточных про
шелушения риса.
Машина состс
рамы 12, на к
установлены при
вал 11 с эксцентрг
механизмом 15. Тр
са наклонных сор
с эксцентриковым
клона в поперечное
так и в поперечно!^
движение от эксцен
Механизм изме
вой и левой резьбо!
жение вручную noq
На раме усташ
ние приводному ва.
ных столов выполг
ячейки 9 глубиной
Это необходимо дл
Над верхним С'
делительным устро!
равных части и нап.
Шелушение зе
они не в состоянии
ляются через лоток
рез лоток 6. Смес
лоток 7.
Основным приз
отдельные фракции
шелушеных и неше
вального стола и и
Рис XIX-6 Крупоотделитель
БКО.
а — вид спереди; б — вид сбоку;
1— электродвигатель; 2, 3 —лотки;
4 — канал; 5 — распределительное
устройство; 6 — сортировальные сто-
лы; 7 — патрубки; 3 — подвижная
рама; 9— рычаги; 10—вал;
11— штурвал; 12 — червячная пере-
дача.
Основным достоин-
ством падди-машины яв-
ляется относительно вы-
сокая точность разделе-
ния при стабильной ра-
боте. К недостаткам сле-
дует отнести громозд-
кость и динамическую не-
уравновешенность.
§ 3. КРУПООТДЕЛИТЕЛЬ БКО
Трехъярусный крупо-
отделитель БКО (рис.
XIX-5) производительно-
стью 0,4 кг/с предназна-
чен для разделения про-
межуточных продуктов
шелушения риса.
Машина состоит из
рамы 12, на которой
установлены приводной
вал 11с эксцентриковым
механизмом 15. Три яру-
са наклонных сортировальных столов 5 связаны системой рычагов
с эксцентриковым механизмом и механизмом для изменения угла на-
клона в поперечном направлении. Столы наклонены как в продольном,
так и в поперечном направлении и получают возвратно-поступательное
движение от эксцентрикового механизма.
Механизм изменения угла наклона столов состоит из вала 14 с пра-
вой и левой резьбой и двух наклонных рычагов 3. Он приводится в дви-
жение вручную посредством штурвала 2 и червячной передачи 13.
На раме установлен также электродвигатель 8, передающий враще-
ние приводному валу через клиноременную передачу. Дно сортироваль-
ных столов выполнено из листовой стали, на которой выштампованы
ячейки 9 глубиной 1 мм. Расстояние между ребрами 10 ячеек — 6,5 мм.
Это необходимо для выделения из смеси шелушеных зерен.
Над верхним столом расположено приемное устройство 4 с распре-
делительным устройством 1, которое разделяет зерновую смесь на три
равных части и направляет их на три сортировальных стола.
Шелушение зерна перемещаются только вдоль машины, потому что
они не в состоянии преодолеть сопротивлений ребер ячеек стола, и уда-
ляются через лоток 16, а нешелушеные скатываются вниз и удаляются че-
рез лоток 6. Смесь шелушеных и нешелушеных зерен удаляется через
лоток 7.
Основным признаком, по которому исходный продукт разделяется на
отдельные фракции, является различие между коэффициентами трения
шелушеных и нешелушеных зерен об ячеистую поверхность дна сортиро-
вального стола и их плотностью.
429
Большое значение для разделения смеси имеет самосортирование, ко-
торое происходит при возвратно-поступательном движении стола. Неше-
лушеные зерна, как более легкие, крупные, упругие, попадают в верхние
слои, а шелушеные — в нижние.
Таким образом, в этой машине, как и в падди-машине, создается
большая свобода перемещения для нешелушеных зерен и возникают до-
полнительные связи для шелушеных зерен, так как они приходят в со-
прикосновение с ячеистой поверхностью дна стола.
Оптимальный режим машины устанавливают регулированием часто-
ты колебаний и угла наклона сортировальных столов в зависимости от
физико-механических свойств исходного продукта. Недостатком машины
является ее динамическая неуравновешенность. Общий вид крупоотде-
лителя БКО показан на рисунке XIX-6.
Техническая характеристика трехъярусного
крупоотделителя БКО
Производительность (по рису-зерну влажностью
14—14,5%), кг/с............................... 0,4—0,7
Частота колебаний сортировальных столов в ми-
нуту ........................................... 216, 230, 240
Амплитуда колебаний сортировальных столов, мм 28
Глубина ячеек на поверхности дна сортироваль-
ного стола, мм..................................... 0,5
Шаг ячеек, мм . . .................. 6,5
Мощность для привода машины, кВт 1,0
Масса, кг............................................. 290
Глава XX
МАШИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ГРАНУЛИРОВАННЫХ КОМБИКОРМОВ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
КОМБИКОРМОВ
Предприятия комбикормовой промышленности вырабатывают ком-
бинированные корма — концентраты из разного сырья сельскохозяйст-
венного и животного происхождения. Комбикорма бывают рассыпные в
виде сыпучей массы, брикетированные и гранулированные.
Рассыпные комбикорма обладают недостатками, особенно проявля-
ющимися при транспортировании их на далекие расстояния (они занима-
ют много места); из-за неизбежных вибраций и колебаний они самосор-
тируются на составные части, отличающиеся по плотности. В результате
этого работа, затраченная на смешивание отдельных частей при произ-
водстве кормов, оказывается в значительной мере бесполезной. Рассып-
ные корма хранить насыпью из-за их гигроскопичности трудно. Отсырев-
ший продукт, лежащий более или менее толстым слоем, начинает само-
согреваться и портиться. Если в состав комбинированных кормов входят
такие продукты, как мясная или рыбная мука, то довольно быстро начи-
нается их плесневение и гниение.
Самое эффективное средство борьбы с этими недостатками — брике-
тирование и гранулирование комбинированных кормов на специальных
машинах, вследствие чего объем продуктов значительно уменьшается.
Уменьшение гигроскопичности и окисляемости кислородом воздуха
повышает сохранность прессованных кормов, т. е. ведет к их консерви-
рованию.
Особое значение имеют гранулированные корма, обогащенные раз-
личными белково-витаминно-минеральными добавками. Цранулы пред-
ставляют собой большей частью цилиндрические столбики спрессованной
комбикормовой смеси диаметром от 2 до 20 мм и высотой 3—20 мм. Эти
корма применяют для кормления свиней, молодняка крупного рогатого
скота, домашней птицы и рыб.
К достоинствам гранулированных кормов относят:
большую питательную ценность, так как в них равномерно распреде-
лены и сконцентрированы различные компоненты, входящие в состав ком-
бикормов, а также добавки, повышающие кормовую ценность гранул;
возможность кормления домашней птицы гранулами, так как они по
своей структуре больше приближаются к зерну, чем рассыпные корма, и
легко склевываются птицами;
удобство раздачи их на фермах животным и птице, что повышает
производительность труда обслуживающего персонала и позволяет ме-
ханизировать эту операцию;
объем гранулированных кормов в 3—4 раза меньше объема рассып-
ных, что улучшает транспортабельность и условия хранения;
отсутствие самосортирования отдельных компонентов, входящих в
состав комбикормов.
431
§ 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МАШИН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ГРАНУЛИРОВАННЫХ КОМБИКОРМОВ
Известно два способа гранулирования: сухое, без предварительного
увлажнения комбикормов, и влажное, с их увлажнением перед прессова-
нием и с последующей сушкой гранул. Применяют, главным образом
сухой способ производства гранулированных комбикормов, используя
агрегаты с прессующими роликами. В них матрицы расположены в гори-
зонтальной или вертикальной плоскости.
Прессующие элементы действуют по принципу кольцевого прессова-
ния (рис. ХХ-1, а). Такие элементы применяют в прессах не только ма-
лой, но и большой производительности (2,2—2,77 кг/с).
Матрица 1 получает вращение вокруг оси 2 и передает его прессу-
ющим роликам 3 через продукт. Он, поступая в матрицу, под действи-
ем центробежной силы распределяется на внутренней поверхности мат-
рицы, попадает в зону 4 наибольшего сжатия между роликами и матри-
цей, где и выпрессовывается через отверстия 5.
На рисунке ХХ-1, б показана конструкция прессующего ролика. Для
поворота эксцентриковых осей и роликов на их верхней части установ-
лено червячное колесо 1, приводимое в движение от червяка 2. На рабо-
чей поверхности роликов нарезаны рифли 3.
Эксцентриситет в осях роликов, равный 2,5 мм, необходим для ре-
гулирования их положения относительно внутренней поверхности матри-
цы в зависимости от условий прессования (вид кормов, диаметр отвер-
стий матрицы и производительность пресса), а также для компенсации
износа внутренней поверхности матрицы и наружной поверхности
ролика.
Матрица (рис. ХХ-1, в) с вертикальным расположением оси получа-
ет вращение через вал 1 и коническую зубчатую передачу 2.
С наружной стороны матрицы по диаметру расположено два ножа с
винтовым механизмом для регулирования положения. Ножи отрезают
кусочки (гранулы) заданной длины. Для получения гранул разных диа-
метров устанавливают матрицы с соответствующими отверстиями.
Процесс гранулирования комбикормов следует рассматривать как
непрерывное прессование, которое начинается в зоне деформации, опре-
деляемой углом захвата а, и заканчивается на линии центров матрицы и
прессующего ролика (рис. ХХ-1, г).
Производительность пресса и мощность, необходимую для прессо-
вания, можно определить, установив аналитическую зависимость скоро-
сти перемещения гранулы цг в отверстии матрицы от основных геометри-
ческих параметров матрицы, прессующего ролика и толщины слоя ком-
бикормовой смеси. Высота спрессованной смеси (гранулы) h и слоя по-
рошкообразной смеси Н до прессования обратно пропорциональны плот-
ности прессованной гранулы уп и объемной массе порошка ун, т. е.
А=Дк=:р. - (ХХ-1)
/г ун
Скорость перемещения гранулы в отверстии матрицы в конце дефор-
мации будет равна первой производной функции высоты h спрессован-
ной смеси по времени ее деформации t.
Величина h зависит от высоты слоя порошкообразной смеси Н. Из
треугольника ДО2О1 (рис. ХХ-1, г), полученного в результате соединения
точки А (точка встречи слоя смеси Н с прессующим роликом) с центра-
ми прессующего ролика О2 и матрицы Qb находим
АО1 = О2 oi + АО2 — 2АО2 О2ОГ cos (180 — а), (ХХ-2)
где
AO^R — H- О2О1=- R — г- АО2 = г.
432
г ।
Рис. ХХ-1. Устройство прессующих элементов:
а — схема прессующих элементов, действующих по принципу кольцевого прессования,
б — конструкция прессующего ролика; в — матрица, вращающаяся вокруг вертикаль-
ной осн; г — расчетная схема.
После подстановки значений и преобразований получим
Н - R — (R — г)а + г2 + 2г (7? — г) cos а
Следовательно,
Я—1/ (7? — г)2 + А2 + 2г(7? — г) cos («1—)
h =-----I------------------------- (ХХ-3)
Угол а связан с углом си соотношением
а = ах — ; 04 = сом г.
г
Время деформации t слоя Н может быть определено по частоте вра-
щения матрицы «м и центральному углу jab образованному линией цент-
433
ров Oi<92 и радиусом, проведенным из центра матрицы Oi через точку А.
Время, затрачиваемое на один оборот матрицы, равно =------- с, а
«м
, Л 360 „
число повторностей деформирования за один оборот матрицы---. Вре-
ai
мя, затрачиваемое на деформирование одного клиновидного элемента с
центральным углом щ, можно определить из выражения
60 а±
360ям 6ям
(ХХ-4)
Таким образом, скорость перемещения гранулы в отверстии матрицы
в конце деформирования (на линии центров OiO2) может быть получена
путем дифференцирования функции h по времени t
d \ “ V (F — Э2 + F + 2г (7? — г) cos ai
=ог=":: zj_____________—z
dt dt
После преобразований и упрощения получим
,,,,, , .
шм F (F — г) sin----------
Г
₽ у/ (/? — а)2 + л2-|-2г (/? — л)соз ~
(ХХ-5)
Это выражение позволяет определить скорость перемещения гранул
в отверстиях матриц на линий центров О\О2.
Затем можно определить производительность пресса и потребную
мощность для его привода.
Мощность зависит от усилия трения FTp при перемещении гранулы
в отверстии матрицы, скорости перемещения vr гранулы в отверстии,
количества одновременно прессуемых гранул. Сила трения гранулы
(кгс) при перемещении в круглом отверстии может быть определена из
следующей зависимости:
FTp = ps= Jtf dohop,
1 — p, 1 — p.
(XX-6)
где
f — коэффициент трения смеси о стенки отверстия матрицы;
р, — коэффициент Пуассона;
р — давление прессования, кг/см2;
s — площадь боковой поверхности отверстия матрицы;
d0 — диаметр отверстия, см;
h0 — высота отверстия, см;
— микротвердость прессованной гранулы, кг/см2;
— относительная плотность гранулы; Р"1 = 1-^-
\ Ун
т—опытный показатель степени, определяемый экспериментально.
Необходимо отметить, что скорость ог является пульсирующей. Она
возрастает от нуля до определенного максимума.
Зная значения FTP и vr, можно непосредственно рассчитать мощ-
ность, потребную на процесс прессования гранул в матрице. Очевидно,
зависимость мощности N (кВт) от FTP и иг для данных условий может
быть выражена в следующем виде:
102
(ХХ-7)
434
где z—число одновременно прессуемых гранул в матрице (связано с
числом прессующих роликов);
k—поправочный коэффициент, учитывающий физико-механические
свойства комбикормовой смеси (гранулометрический состав,
влажность, температура и т. п.).
После подстановки значений FTp и ог можно написать
сом R (R — г) sin — ~~~
N = zkf-^— nd0 h0 -g-----------------------------
1 P C0M Rt
P | (R ~/)2 + r2 +2r( R — r)cos---
ИЛИ
ШМ R (R — Г) Sin -
N = zknf -L d0 hQ-------------- r ......................... (XX-8)
1 / Vn \m+' , / C0M Rt
— V (F-H2 + л2 + 2r(7? — r)cos —•
\ Ун ) Г Г
Аналитическая зависимость для расчета производительности пресса
Q (т/ч) может быть выражена в следующем виде:
Q = 3,6 фгр ~ п0 vr, (XX-9)
где —поправочный коэффициент, учитывающий влияние перемычек
между отверстиями в матрице; k=0,06ч-0,07;
ф— объемная масса гранул данного размера, кг/м3;
zp — количество прессующих роликов, гр=2-нЗ;
п0— число отверстий в матрице.
После подстановки значения иг (м/с) и преобразования формула
для определения производительности принимает вид
<£>м R (R—r) sm--
Q = 2,83 kt фгр do«o -................. Г---------- (XX-10)
_ / ^KRt
₽ Ъ (7?-r)2 + r2 + 2r(/?-r) cos-*y-
§ 3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМБИКОРМОВ
Агрегат ДПБ. Прессующая часть (рис. ХХ-2) состоит из питаюшего
шнека 1, смесителя 5 и матрицы 6, формующей гранулы. Рабочим орга-
ном смесителя является вал с лопастями, угол наклона которых можно
регулировать для получения необходимой эффективности смешивания
ингредиентов комбикормов.
На передней, торцовой, стенке смесителя установлена форсунка 3.
В сопло подается меласса, а в пространство между соплом и корпусом
форсунки — пар из распределителя золотникового типа. Направление
сопла можно регулировать винтовым механизмом.
До поступления в форсунку меласса проходит через фильтр, где
установлен цилиндр с перфорированными стенками, через которые она
фильтруется и затем подается в форсунку специальным насосом.
Сменная матрица позволяет получить гранулы разных размеров. На
специальной траверсе установлено два прессующих ролика, оси которых
расположены горизонтально.
Смесь поступает из камеры 8 в клиновидный зазор между кольце-
вой матрицей и левым роликом. В матрице установлен отражатель,
посредством которого часть смеси направляется в зазор между матри-
цей и правым роликом.
435
Рис. ХХ-2. Агрегат ДПБ для гранулирования комбикормов:
1— питающий шнек; 2—фильтр для мелассы; 3 — форсунка; 4 — канал для подачи пара; 5 —сме-
ситель; 6—кольцевая матрица; 7— прессующий ролик; 8 — камера для подачи смеси; 9 — станина;
10 — вал.
В зависимости от требуемой длины гранулы обрезаются одним или
двумя ножами. Зазор между матрицей и прессующим роликом регули-
руют специальным механизмом.
На рисунке ХХ-3 показано устройство механизма для регулирования
производительности питающего шнека. Для этого изменяют скорость
вращения вала шнека специальным редуктором-вариатором.
При помощи рычага 1 подвижный кулачок 2 можно поворачивать
относительно неподвижного кулачка 3. Этим изменяют величину дуги,
по которой движутся ролики 4. Они обкатывают кулачок только по боль-
шому радиусу. Оси роликов закреплены на рычагах 5.
При обкатывании роликов по поверхности кулачка большого радиу-
са рычаг 5 выводит ползун 6 из зацепления с зубчатым венцом 7, кото-
рый соединен с валом 8 питающего шнека. Когда ролики сходят с по-
влашенио
Кулачки 2иЗ повернуты дрие относительно
Врага на максимальный угол, вал 8 Надет
находиться в неподвижном положении
Рис. ХХ-3. Устройство механизма для регулирования производительности питающего
шнека:
а — общий вид; б — поперечные разрезы
Рис. ХХ-4. Агрегат ДГ для гранулирования
комбикормов:
/—-питающий механизм; 2 — смеситель; 3—«пресс;
4 приводной механизм; 5 — трубопроводы
Рис. ХХ-5. Питающий механизм гранулятора:
I — шарикоподшипник; 2 — корпус; 3 — шнек; 4 — фланец; 5 — цепная передача.
верхности кулачков большого радиуса, ползун 6 под действием пружины
9 поднимается и входит в зацепление с зубчатым венцом 7.
При совпадении профилей подвижного 2 и неподвижного <3 кулачков
ролики 4 обкатываются только по поверхности кулачка малого радиуса.
Так как в механизме установлено два рычага 5 с соответствующими де-
талями, то вал смесителя получит в этом случае наибольшую частоту
вращения. Если установить подвижный кулачок относительно неподвиж-
ного так, чтобы их поверхности находились в противоположных друг
другу направлениях, то ролики 4 будут обкатываться по максимальному
радиусу выступающих частей кулачков. В результате этого ползун 6 со-
вершенно не будет касаться зубчатого венца 7 и вал 8 шнека вращаться
не будет.
Агрегат ДГ производительностью 2,77 кг/с (рис. ХХ-4). Предназна-
чен для изготовления гранулированных комбикормов разных диаметров.
Агрегат состоит из гранулятора, охладителя и измельчителя. Кроме того,
в агрегат входит воздушно-ситовой сепаратор ЗСП-10, подъемник ДГУ
для матриц и необходимый комплект электрооборудования.
Матрицы для пресса изготавливают из стали 20Х2Н4А по ГОСТ
4543—71 со следующим режимом термообработки: отжиг поковок; це-
ментация на глубину 0,8—1,2 мм при температуре 940—950° С; норма-
лизация при температуре 850—900° С; закалка при температуре 830—
850° С; отпуск в масле с температурой 160° С в течение 12 ч. Твердость
поверхности матрицы должна быть 61—64 HRC-
Питающий механизм гранулятора (рис. ХХ-5) предназначен для
равномерной подачи рассыпного комбикорма в смеситель. Ее величину
можно изменять путем варьирования частоты вращения вала шнека.
Основной частью питающего механизма является корпус 2, внутри
которого на шариковых подшипниках 1 расположен шнек <3, получаю-
щий вращение через цепную передачу 5.
В торцовых стенках корпуса предусмотрены окна, закрытые съем-
ным фланцем 4, что позволяет вынимать и устанавливать шнек. На бо-
ковой стенке шарнирно закреплена плита для монтажа приводного ме-
ханизма.
В верхней части корпуса расположено загрузочное окно и крышки
для очистки внутренней части питающего механизма, а в нижней части—
окно для выпуска продукта в смеситель.
Приводное устройство питающего механизма состоит из электродви-
гателя, вариатора и редуктора.
Смеситель гранулятора (рис. ХХ-6) предназначен для увлажнения
продукта паром или водой, ввода мелассы в комбикорм и для интен-
сивного их смешивания.
Внутри корпуса 1 на шариковых подшипниках 4 установлен вал 2
с лопатками, приваренными под углом к его оси. Благодаря этому при
439
'J'JEU I
Рнс. XX-6. Смеситель гранулятора:
/ — корпус; 2 — вал; 3— кольцо; 4 — шарикоподшипник; 5 — корпус подшипника; б — коллектор;
7— сетка; 8 — трубка; 9, 15 — форсунки; 10— электродвигатель; 11 — плита; 12 — окно; 13—фланец;
14 — ограждение.
вращении вала достигается одновременное смешивание и транспортиро-
вание продукта к отверстию для выгрузки.
Вращение валу передается через редуктор и цепную передачу от
электродвигателя 10, который смонтирован на качающейся плите 11.
На ограждении 14 предусмотрено смотровое окно 12 для определе-
ния направления вращения вала смесителя. Корпус 5 подшипника кре-
пится к фланцу 13 через кольцо 3, что уменьшает теплопередачу от
смесителя к подшипникам и исключает попадание смазки в смеситель.
В зоне загрузочного окна установлено две форсунки 15 для подачи
горячей воды в комбикорм. В нижней части корпуса смонтирован кол-
лектор 6 с отверстием для подвода пара в смеситель через два окна,
закрытые сетками 7. В верхней части смесителя установлено три фор-
сунки 9 для подачи мелассы. Степень разбрызгивания мелассы регули-
руют, перемещая трубку 8.
На рисунке ХХ-7 показан пресс-гранулятор, который приводится в
движение от электродвигателя через упругую втулочно-пальцевую муф-
ту 1. Вращение передается на вал-шестерню 2 редуктора. Электродвига-
тель и редуктор закреплены на общей сварной швеллерной раме <3.
Выходной вал редуктора, на котором закреплена шестерня 5, явля-
ется одновременно и рабочим шпинделем пресса, изготовленным как од-
но целое с планшайбой 6. Смазка редуктора осуществляется разбрызги-
ванием масла, залитого в корпус.
Шпиндель представляет собой полый вал, один конец которого опи-
рается на шариковый подшипник, установленный в стакане 7, а дру-
гой— на большой конический подшипник, установленный во фланце кор-
пуса 13. Внутри шпинделя проходит центральная ось 12, опирающаяся,
с одной стороны, через фланец 8 на конический подшипник, установлен-
440
Б-Б
Рис. ХХ-7. Пресс-гранулятор:
1— муфта; 2 — вал-шестерня; 3 —рама; 4 — приспособление для разбрызгивания масла; 5 — шестерня; 5 •—планшайба; 7 — стакан; 5—фланец; 9 — штифт; /0 — гайка;
// — конечный выключатель; 12 —ось; /3—корпус; 14 — матрица; 15 — ролик.
3
7
Рис. ХХ-8. Коммуникации
пара агрегата для гранули-
рования комбикормов:
/, 8, 9 — вентили; 2 — редукци-
онный клапан; 3,' 7 — маномет-
ры; 4 —- автоматический клапан;
5 — сепаратор пара; б — конден-
сатоотводчик.
ный в стакане 7, а с другой — на конический подшипник, вмонтирован-
ный в планшайбу. На хвостовик оси 12 навинчена гайка 10, при помо-
щи которой регулируют зазоры в конических подшипниках.
Стакан 7 и фланец 8 имеют приливы с отверстиями, в которые
вставлены предохранительные штифты 9. Над фланцем 8 установлен
конечный выключатель И.
При перегрузке или заклинивании закрепленной на планшайбе 6
матрицы 14 с роликами 15, возросшее усилие срезает предохранитель-
ные штифты. В этом случае нормально неподвижная ось 12 вместе с
фланцем 8 поворачиваются, воздействуя на ролик конечного выключа-
теля. При этом электродвигатель гранулятора отключается.
В оси 12 предусмотрено два сквозных отверстия для смазки роликов
15. Смазка подается через две масленки, установленные со стороны пре-
дохранительных штифтов. На наружной поверхности ролика 15 сделаны
канавки для более надежного захвата продукта в зону прессования.
Коммуникации (рис. ХХ-8) служат для подведения пара в смеси-
тель.
За вводным вентилем 1 установлен манометр для определения дав-
ления в магистрали, а после него редукционный клапан 2, который по-
нижает давление пара до (3,5—4) 105 Па. Электроконтактный манометр
3 при понижении давления ниже 3-105 Па перекрывает стоящий за ним
автоматический клапан 4 и отключает электродвигатель гранулятора.
После клапана 4 установлен сепаратор пара 5, отделяющий капель-
ки воды от сухого пара. В нижней части сепаратора сделано отверстие
для отвода конденсата в конденсатоотводчик 6. Манометр 7 предназна-
чен для визуального контроля давления пара, поступающего в смеситель.
Сепаратор пара 5 и манометр 7 необходимо устанавливать как можно
ближе к прессу.
На паропроводе перед смесителем смонтирован вентиль 8, а вентиль
9, служит для слива конденсата, находящегося в трубах, перед пуском
пресса.
После достижения устойчивого режима необходимо перевести гра-
нулятор на автоматический цикл работы.
Высококачественные гранулы из многих исходных продуктов можно
выработать и без использования пара. Однако для достижения оптималь-
ной производительности целесообразно применять пар. В этом случае
получают более однородные по структуре и внешнему виду гранулы.
Действие пара заключается главным образом в том, что уменьшает-
ся трение продукта о матрицу и, следовательно, выделение тепла. Кроме
того, пар действует на обрабатываемый продукт как смазка, благодаря
чему увеличивается производительность гранулятора, а также срок
службы матрицы и роликов. Давление пара должно быть постоянным.
Разбрызгиватели воды, расположенные в верхней части корпуса
питателя, используют, если увлажнение паром недостаточно. Обычно
разбрызгивать воду необходимо при обработке грубого, сухого продукта.
442
Рис. ХХ-9. Охладитель гранул;
1— загрузочная воронка; 2— окно; 3—крышка; 4, 10 — стенки; 5 —основание; 6—‘Диффузор;
7, 9 — дверки; 8 — рукоятка; 11 — бункер; 12 — камера; 13—датчик; 14—приемный бункер; 15— па-
трубок; 16—рассекатель; 17— стейка; 18— жалюзи; 19, 25 — заслонки; 20 — нижняя часть колонки;
21 — лист; 22 — разгрузочное устройство; 23—основание колонки; 24—вал.
Меласса, поступающая на смешивание с продуктом, должна иметь
температуру не менее 45—50° С. На выходе из форсунки меласса раз-
брызгивается струей пара. Подача мелассы в смеситель должна быть
равномерной и составлять 5—6% от производительности гранулятора.
Для получения оптимальных показателей работы в эксплуатацион-
ных условиях необходимо учитывать, что:
размеры частиц продукта уменьшаются в процессе изготовления
гранул благодаря действию роликов и матрицы на продукт. Такое из-
мельчающее действие требует дополнительного расхода энергии и снижа-
ет производительность гранулятора. Если же на прессование подается
предварительно измельченный продукт, то можно повысить производи-
тельность пресса и уменьшить износ матрицы и роликов;
при попадании в зону прессования инородного тела может произойти
поломка прессующих органов. Чтобы избежать повреждения рабочих
органов машины, предусмотрены предохранительные штифты, которые
при заклинивании матрицы срезаются;
отверстия в матрицах имеют полированную поверхность, что обес-
печивает максимальную производительность. Для того чтобы сохранить
поверхность отверстий, необходимо после окончания работы запрессовы-
вать матрицу масличным продуктом, не вызывающим коррозию.
В случае съема матрицы на долгий период, кроме запрессовки отверстий,
вся матрица должна быть покрыта антикоррозийной смазкой. Матрицу
нужно хранить на деревянных стеллажах в сухом месте;
при установке новой матрицы нельзя ее перегружать, необходимо
дать матрице приработаться в течение нескольких часов. Поэтому мак-
443
симальную производительность можно получить только после определен-
ного числа часов работы гранулятора;
необходимо помнить, что матрицы изготовлены из легированной
стали, термически обработаны и обладают высокой поверхностной
твердостью. Всякие ударные воздействия на матрицу твердыми телами
категорически запрещаются.
Охладитель (рис. ХХ-9) предназначен для охлаждения гранул, по-
ступающих из пресса. Охладитель состоит из основания колонки 23 с
разгрузочным устройством 22, вентиляционной установки, приводного
механизма разгрузочного устройства и воздушных камер.
В верхней части установлен бункер 14, на одной из стенок которого
установлено три датчика 13 и задвижка. Нижние датчики связаны
электрической схемой с приводом разгрузочного устройства 22 так, что
в случае заполнения продуктом колонки до их уровня они включают раз-
грузочное устройство, а в случае снижения — отключают его. Верхний
датчик является аварийным.
Если нижние датчики не срабатывают, продукт может заполнить
верхний бункер, самотечную трубу от пресса к охладителю и пресс, в
результате чего произойдет авария. Аналогичное явление может быть и
в том случае, если не отрегулирован поток гранул, т. е. загрузка гранул
в охладитель превышает разгрузку.
Поэтому верхний датчик связан электрической схемой с приводами
питателя и смесителя пресса и подачей пара в смеситель, которые при
достижении продуктом уровня верхнего датчика автоматически от-
ключаются. Одновременно включается разгрузочное устройство охла-
дителя.
Приемный бункер 14 закрыт крышкой 3, в которой установлена
загрузочная воронка 1, патрубок 15 для подсоединения к аспирации и
окно 2.
Внутри бункера рассекатель 16 разделяет поток гранул в две охлаж-
дающие полости колонки. При подводе самотечной трубы необходи-
мо дать направление потоку гранул так, чтобы заполнение гранулами
полостей колонки было равномерным.
‘ Охладительные полости колонки образованы двумя торцовыми стен-
ками 4 и 10, между которыми внутри колонки закреплены по три секции
стенок 17 и снаружи — по три секции жалюзи 18.
Колонку устанавливают на основание 5, в котором смонтировано
разгрузочное устройство 22. В нижней части колонки окно с диффузором
6 служит для подсоединения к вентиляционной установке1.
При работе охладителя воздух засасывается через жалюзи, прохо-
дит через слой гранул и сетку. После этого отсасывается вентилятором
через диффузор. На воздушной линии между охладителем и вентилято-
ром необходимо установить заслонку для регулирования расхода и дав-
ления воздуха.
Для очистки воздуха от пыли и мелких частиц устанавливают цик-
лон или другое пылеосаждающее устройство.
В начале работы, когда колонка не заполнена гранулами, основной
поток охлаждающего воздуха направляют через нижнюю часть 20 ко-
лонки. Для этого воздушный канал перекрывают заслонкой 19, уста-
навливаемой в горизонтальное положение рукояткой 8. После заполне-
ния колонки гранулами необходимо установить заслонку в вертикаль-
ное положение.
На другой стенке охладительной колонки сделано два окна, закры-
тых дверками 7 и 9. Они предназначены для очистки сеток и удаления
осыпи частиц с листа 21. Сетки необходимо очищать часто, так как засо-
ренные отверстия снижают охлаждающую способность колонки.
Со стороны жалюзи прикреплены камеры для подвода воздуха. При
эксплуатации охладителя в зимнее время камеры должны быть теплоизо-
444
Рис. ХХ-10. Измельчитель гранул:
1 — плита; 2 — электродвигатель; 3, 4, 5, 6, 7 — шкивы; 8— пружина; 9 — рукоятка; 10, 11 — валки;
12 — корпус; 13, /5 —крышки; 14 — щиток; 16 — заслонка; 17 — корпус подшипника; 18 — палец;
19 — крышка.
лированы. Разгрузочное устройство представляет собой два вала 24 с
лопастями, которые, вращаясь навстречу друг другу, создают в центре
единый поток продукта.
Посредством заслонок 25 можно регулировать количество выходя-
щего продукта, изменяя зазор между лопастями и заслонкой.
Вентиляционная установка состоит из вентилятора, электродвига-
теля и пылеотделителя.
Измельчитель (рис. ХХ-10) предназначен для измельчения гранул
диаметром до 10 мм в крупку заданного размера.
Корпус 12 измельчителя представляет собой сборно-сварную конст-
рукцию, в верхней части которой предусмотрено прямоугольное окно,
служащее для приема продукта.
С передней стороны измельчителя расположены окна, закрытые
крышками 13 и 15. Через окна замеряют зазор между валками, контро-
лируют работу валков и отбирают пробы продукта. С боковых сторон
на корпусе крепят две крышки 19, закрывающие продольный паз в кор-
пусе после установки валков 10 и 11.
На плите 1 с продольными пазами монтируют электродвигатель 2
со шкивом <3. Заслонка 16, переключаемая рукояткой 9, служит для на-
правления продукта на валки или мимо них. Щитки 14 предназначены
для защиты от попадания продукта между стенкой корпуса и торцами
валков.
С левой стороны на ведущем валке насажен шкив 4, а с правой —
шкив 6", передающий вращение при помощи клиновых ремней на шкив 5
ведомого валка. Шкив 7 служит для натяжения клиновых ремней, кото-
рое обеспечивается пружиной 8.
445
Шкивы охватываются клиновыми ремнями так, что большим основа-
нием они ложатся на плоские шкивы 5 и 7, а меньшим — на шкив 6 с
клиновыми канавками. Корпуса 17 подшипников ведомого валка в ниж-
ней части шарнирно насажены на пальцы 18, приваренные к корпусу, а
в верхней части шарнирно связаны с устройствами, регулирующими за-
зор.
Ведущий валок изготовлен из отбеленного чугуна; на его поверхно-
сти нарезаны рифли с углом наклона 2° к оси валка. Ведомый валок
также изготовлен из отбеленного чугуна и по размерам аналогичен
ведущему валку. Нарезка рифлей на поверхности валка винтовая под
углом 87° к его оси.
Гранулы, полученные на прессе, охлаждаются в охладительной ко-
лонке, из которой поступают в измельчитель. Попадая в зазор между
валками, гранулы захватываются ими и измельчаются в крупку.
Регулируя зазор между валками, получают крупку заданного
размера.
Техническая характеристика агрегата ДГ
Гранулятор
Производительность, кг/с...................... 2,77
Расход пара, кг/с............................. 0,16
Рабочее давление пара, поступающего в смеси-
тель, 105 Па.................................. 3,5—4
Влажность комбикорма до смесителя, % . . . . 12—14
Влажность гранул после пресса, %.............. 13—17
Температура гранул после пресса, °C........... 50—80
Привод питателя:
мощность электродвигателя, кВт.............. 0,8
частота вращения, рад/с .... . . 145
Редуктор-вариатор:
диапазон регулирования .... .... 10
передаточное число редуктора .... 115,48
частота вращения тихоходного вала, рад/с . 34,2—34,7
частота вращения шнека, рад/с............. 0,59—0,6
Привод смесителя:
мощность электродвигателя, кВт.............. 2,2
частота вращения, рад/с................... 142
передаточное число редуктора ............. 4
частота вращения вала смесителя, рад/с . . 12,1
Привод пресса:
мощность, кВт................................ 75
частота вращения, рад/с .... ... 142
передаточное число редуктора . . ... 6,68
частота вращения матрицы, рад/с........... 21,3
Комплект матриц (шт.) с отверстиями диамет-
ром, мм:
4,8............................................. 2
7,7 . .2
9,7 .. . . .2
12,7 ... ...................... 2
19,0...................................... 2
Количество прессующих роликов (в каждой мат-
рице), шт..................................... 2
Габаритные размеры, м:
длина ..................................... 2,19
ширина ... . . . 1,10
высота...................... ... 2,19
Масса, кг..................................... 3200
Охладитель
Влажность гранул после охлаждения (не бо-
лее), %...................................... 2,77
Влажность гранул после охлаждения (не более), % 14,5
446
Температура гранул после охлаждения .... На 10—15° С
выше темпе-
ратуры окру-
жающего
воздуха
Габаритные размеры без вентиляционной установ-
ки, м:
длина......................................... 1,95
ширина.................................... 1,74'
высота.................................... 4,04
Масса (без вентиляционной установки), кг . . . 1165
Вентиляционная установка:
вентилятор................................... Центробеж-
ный пылевой
давление, Па.............................. 1800
производительность, м3/с.................. 4,11
частота вращения ротора вентилятора, рад/с 118
Электродвигатель:
мощность, кВт............................... 17
частота вращения, рад/с .................. 150
Габаритные размеры, м:
длина..................................... 1,98
ширина.................................... 1,33
высота.................................... 1,29
Высота охладителя в компоновке с измельчите-
лем, м....................................... 4,55
Масса, кг..................................... 835
Измельчитель
Производительность, кг/с ..................... 2,77
Электродвигатель:
мощность, кВт............................. 13
частота вращения, рад/с................ 145
Диаметр валков, м............................. 0,205
Частота вращения валка, рад/с:
ведущего.................................... 49
ведомого.................................. 34,2
Максимальный диаметр измельчаемых гранул, мм 10
Габаритные размеры, м:
длина..................................... 1,97
ширина.................................... 1,42
высота.................................... 0,51
Масса, кг .... ...................... 1120
Глава XXI
ВЕСОВЫЕ УСТАНОВКИ
О
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Взвешивание — важнейшая операция, проводимая на элеваторах
мукомольных, крупяных и комбикормовых заводах. По показаниям ве-
сов судят о количестве поступившего и отгруженного зерна. На муко-
мольных, крупяных и комбикормовых заводах весы используют для то-
го, чтобы определять количество переработанного зерна. Кроме того, на
комбикормовых заводах применяют автоматические весовые дозаторы
для дозирования компонентов комбикормов перед их смешиванием.
В процессе очистки и сушки зерна при помощи весов учитывают,
сколько из него удалено влаги, выделено примесей. В фасовочных отде-
лениях автоматические весы служат для выдачи точных порций продук-
та при зашивке в мешки и пакеты.
Неправильные показания весов или ошибки, допускаемые при взве-
шивании зерна, могут причинить государству большой материальный
ущерб.
Весы всех систем характеризуются чувствительностью, точностью,
устойчивостью и постоянством показаний.
Чувствительность весов. Это отношение величины линейного или
углового отклонения коромысла Да к массе грузика Др, вызвавшего это
перемещение, т. е. Да/Др. Например, предельно нагруженные неравно-
плечие весы среднего класса точности отвечают требованиям чувстви-
тельности, если груз-допуск Др, обладающий массой '/юоо от наиболь-
шего предела взвешивания, выведет коромысло из положения равнове-
сия и при этом подвижный указатель равновесия переместится на 5 мм.
Такие же требования установлены для весов платформенных передвиж-
ных общего назначения.
Для автоматических весов дискретного действия (порционных) чув-
ствительность признается удовлетворительной, если груз-допуск в '/юоо
от " 'рузки отклонит указатель коромысла на 5 мм.
Точность весов. Под ней понимают свойство давать показания, мак-
хиально близкие к истинной массе грузов.
Абсолютная точность весов практически неосуществима вследствие
трения в частях механизма, деформации призм, коромысла и рычагов, а
также неизбежной неточности отношений между длиной плеч рычагов.
В связи с этим для каждого класса весов установлена допустимая вели-
чина погрешности. Весы, применяемые на элеваторах, мукомольных, кру-
пяных и комбикормовых заводах, большей частью соответствуют средне-
му классу точности (допускаемая погрешность в пределах от 0,02 до
0,2% от наибольшего предела взвешивания).
Устойчивость весов. Это способность весов, выведенных из состояния
равновесия под действием внешней нагрузки, самим возвращаться после
снятия внешней нагрузки и нескольких колебаний в исходное положение.
Постоянство или неизменяемость показаний- Заключается в совпаде-
нии результатов при повторных взвешиваниях одного и того же груза
448
на одних и тех ж‘е весах. Это совпадение результатов не может быть
точным. Практически требуется лишь, чтобы расхождения не выходили
за пределы допускаемых норм.
Показатели общих свойств весов зависят от конструкции, каче-
ства материалов, тщательности изготовления, а также сборки весов и
ухода за ними в эксплуатационных условиях. Конструкции и технические
характеристики основных деталей весов указаны в соответствующих го-
сударственных стандартах.
Для достижения устойчивости рычажных весов их коромысло долж-
но находиться в состоянии устойчивого равновесия, т. е. центр тяжести
коромысла и линия грузоприемных призм должны быть ниже точки опо-
ры, а равнодействующая параллельных сил, действующих на коромысло,
и сила тяжести коромысла должны быть на отвесной линии, проходящей
через эту точку.
Известно, что чем ниже центр тяжести, тем более устойчив рычаг,
но тем большую надо приложить силу, чтобы вывести его из равновесия,
т. е. тем меньше чувствительность весов.
Для определения уравнения чувствительности рассмотрим рисунок
XXI-1, где изображена схема коромысла весов, к которому в точках А
и В подвешены два взаимно уравновешивающихся груза Р и Ро. Сила
тяжести коромысла G приложена в центре.
Для равновесия коромысла необходимо, чтобы алгебраическая сум-
ма моментов сил, действующих на него относительно неподвижной точ-
ки О, равнялась нулю, т. е. чтобы Р АО-рРо-ВО=0.
Выведем коромысло из равновесия в положение Л1ОВЬ как показа-
но пунктирными линиями. Тогда:
момент силы Р относительно точки опоры О равен A4iOcosa;
момент силы Ро относительно точки опоры О равен PoOBjcosa,
момент силы G относительно точки опоры О равен G-OE sin а,
где a — угол отклонения коромысла.
Сложив эти моменты, легко убедиться, что сумма моментов в дан-
ном случае больше нуля, следовательно, равновесие нарушено и коро-
мысло стремится возвратиться в первоначальное положение.
Для того чтобы уравновесить коромысло в наклонном положении,
нужно, очевидно, к грузу Р прибавить некоторый груз р.
Тогда, обозначив плечи Л1О = ОЛ и ОВГ = ОВ через I, а ОЕ] = ОЕ
через S, получим
P0lcosa + GSsina — Plcosa— plcosa = 0 (XXI-1)
или, принимая во внимание, что Р0=Р, имеем
GS sin a = pl cos a.
Отсюда можно вывести формулу Эйлера, определяющую чувстви-
тельность весов,
= (XXI-2)
(jS
При малом значении угла а можно tg а считать равным углу а. Та-
tea а Да
ким образом, —— = — = —, откуда
р р Др
~ . (XXI-3)
Др GS v
Как видно из формулы (XXI-3), чувствительность коромысловых ве-
сов прямо пропорциональна длине грузоприемного плеча и обратно про-
порциональна удельному восстанавливающему моменту GS.
Повышение чувствительности с увеличением плеча имеет то неудоб-
29—100 ,.п
ство, что одновременно возрастает и его
масса. При удлинении коромысла также
увеличиваются период колебаний и воз-
можность его прогиба.
Для повышения чувствительности ве-'
сов необходимо изготавливать коромыс-
ла из легкого материала, отличающегося
наибольшим модулем упругости. Кроме
того, нужно так располагать точки под-
веса груза к коромыслу, чтобы опорная
призма была несколько выше линии, со-
единяющей крайние призмы.
Если весы недостаточно чувствитель-
Рис. XXI-1. Схема коромысла
весов.
ны, следует повысить центр тяжести коромысла. Предел повышения
центра тяжести коромысла — точка его опоры.
При уменьшении величины S до нуля момент GS также станет рав-
ным нулю и ненагруженное коромысло приобретает безразличное равно-
весие, т. е. при отклонении на угол а оно не будет стремиться принять
первоначальное горизонтальное положение. Если центрг тяжести нена-
груженного коромысла находится выше точки опоры, то оно приобретает
неустойчивое равновесие, т. е. практически не может, опираясь только
в одной точке О, сохранять горизонтальное положение.
Чувствительность весов зависит и от нагрузки: с ее изменением из-
меняется сопротивление трения в сочленениях отдельных деталей весов.
450
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ
В промышленности для измерения массы различных продуктов ис-
пользуются весы, различные по назначению, области применения и прин-
ципу действия. Ниже приведена общая классификация весов, наиболее
распространенных на предприятиях по хранению и переработке зерна.
Весы общепромышленного назначения широко используют во всех
отраслях промышленности. На этих весах можно взвешивать самые раз-
нообразные грузы, их изготавливают с коромысловым указательным
прибором, с коромыслами шкального типа и с циферблатными указа-
тельными приборами. Для автоматизации процессов взвешивания при-
меняют печатающие устройства, позволяющие регистрировать результа-
ты и суммировать итоги нескольких взвешиваний, а также устройства,
обеспечивающие дистанционную передачу показаний.
Технологические весы предназначены для взвешивания и весового
дозирования материалов непосредственно в технологических процессах.
Эта группа весов наиболее многочисленна. В. нее входят весы, которые
могут быть использованы в однотипных технологических процессах (на-
пример, автоматические конвейерные весы) и специальные весы (а так-
же весовые дозаторы) только для определенных грузов.
Применение современных технологических весов способствует меха-
низации и автоматизации производства.
Все весы по точности можно разделить на четыре класса: обычной,
средней, высокой и специальной точности.
29*
451
Допускаемые погрешности для весов обычной и средней точности
установлены ГОСТ 14004—68 «Весы рычажные общего назначения. Пре-
делы взвешивания. Нормы точности» и ГОСТ 13712—68 «Весы и весо-
вые дозаторы технологические. Пределы взвешивания и дозирования.
Нормы точности».
Новым основным требованиям, предъявляемым к весам общего на-
значения (среднего класса точности), является определенное соответст-
вие цены деления шкалы весов максимальной допускаемой погрешности.
Таким образом, цена деления должна свидетельствовать о точности ве-
сов. Число делений устанавливают от 1000 до 7500.
ТАБЛИЦА XXI-1
Допускаемые погрешности весов общего назначения
Интервалы взвешивания в ценах деления шкалы
Допускаемые в эксплуатации погреш-
ности в ценах деления шкалы
От наименьшего предела взвешивания до 500
Свыше 500 до 2000
Свыше 2000 до наибольшего предела взвешивания
+ 1,0
+ 1,5
±2,0
Для весов с накладными или встроенными гирями число делений яв-
ляется условным и соответствует всему интервалу от нулевой точки до
наибольшего предела взвешивания. В таблице XXI-1 приведены допу-
скаемые погрешности и интервалы взвешивания весов общего назначе-
ния, принятые ГОСТ 14004—68.
Допускаемые погрешности технологических весов (обычной и сред-
ней точности), принятые ГОСТ 13712—68, построены по схеме, несколь-
ко отличающейся от принятой в ГОСТ 14004—68.
Технологические весы и весовые дозаторы изготавливают следую-
щих классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.
Класс точности определяется:
у циферблатных и коромысловых шкальных весов — по относитель-
ной допускаемой погрешности при наибольшем пределе взвешивания,
выраженной в процентах от указанного предела;
у автоматических весов дискретного действия (порционных) для сум-
марного учета — по относительной допускаемой погрешности среднего
арифметического значения массы порции из десяти отвесов в процентах
от номинального значения массы порции;
у автоматических весовых дозаторов дискретного действия (порци-
онных) для дозирования (фасовки) в интервале от наименьшего преде-
ла взвешивания до половины наибольшего предела взвешивания — по
относительной допускаемой погрешности в процентах от половины наи-
большего предела взвешивания; в интервале от половины наибольшего
предела взвешивания до наибольшего предела взвешивания — по отно-
сительной допускаемой погрешности в процентах от номинального зна-
чения каждой отдельной порции;
у автоматических весов дискретного действия (порционных) для сум-
марного учета без нормирования массы отвешиваемой порции — по от-
носительной допускаемой погрешности в процентах от фактической мас-
сы продукта, прошедшего через весы за десять отвесов;
у автоматических весов и дозаторов непрерывного действия — по
относительной допускаемой погрешности в процентах от наибольшего
предела производительности.
452
§ 3. ВЕСЫ РЫЧАЖНЫЕ НЕРАВНОПЛЕЧИЕ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО
ПРИМЕНЕНИЯ И БУНКЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
Рычажные весы. Наиболее распространенным видом весов являются
рычажные, конструктивная особенность которых —использование ры-
чажных систем различной сложности для передачи усилия, создаваемо-
го массой взвешиваемого груза, к отсчетному устройству.
Рычажные неравноплечие весы состоят из следующих основных ча-
стей: грузоприемного устройства; отсчетного устройства; рычажной си-
стемы, соединяющей грузоприемное и отсчетное устройства, приспособ-
лений для прекращения колебаний весов и освобождения призм весов
от нагрузки.
Конструкция грузоприемного устройства определяется характером
тех грузов, для которых предназначены весы. Если, например, весы слу-
жат для взвешивания штучных грузов, то их снабжают платформой, а
для взвешивания сыпучих продуктов — специальными бункерами или
ковшами.
Рычажные системы состоят из рычагов первого и второго рода, опор-
ных и соединительных деталей (призм, подушек, серег, колец и тяг). В за-
висимости от назначения рычаги называют основными, или грузоприем-
ными, передаточными и вспомогательными.
На рисунке XXI-2 показаны основные части коромысловых неравно-
плечих весов: грузоприемный рычаг 2, грузоприемная призма 6, призмы
опорные 1, призмы двухопорные 3, серьги разъемные соединительные 5,
планка предохранительная 4 и серьги разъемные концевые 7.
Грузоприемные рычаги воспринимают нагрузку от грузоприемного
устройства, а передаточные рычаги передают нагрузку от грузоприемных
рычагов к коромыслу. Рычаги изготавливают из горячекатаной или литой
стали, серого или модифицированного чугуна.
Призмы, при помощи которых рычаги опираются на подушки или
серьги, называются опорными, а призмы, воспринимающие нагрузку от
платформы или других рычагов, — грузоприемными. Угол призмы прини-
мают до 60° в весах с наибольшим пределом взвешивания до 100 кг и 60—
90° в весах с наибольшим пределом взвешивания свыше 100 кг. Посадоч-
Рис. XXI-2. Основные части коромысловых неравноплечих весов:
1, 3, 6 — призмы; 2— рычаг; 4 — плаика; 5, 7 — серьги.
4.53
ную часть призмы в месте соединения ее с рычагом делают с конуснос-
тью 1 :50.
Призмы рассчитывают на контактные нагрузки в рабочем ребре и
на прочность. На основании опытных данных принимают следующие до-
пускаемые контактные нагрузки для призм:
открытых трехгранных и двухопорных (80—400) Н/мМ;
открытых пятигранных (400—2400) Н/мм;
консольных (100—400) Н/мм;
двухконсольных (100—1700) Н/мм.
При расчете на прочность приняты следующие допускаемые напря-
жения:
на изгиб (1,8—2,0) 103Па;
на срез (0,9—1,0) 108Па.
Чистота обработки рабочих поверхностей призмы, щечек и посадоч-
ных поверхностей призмы и гнезд для них должна быть не ниже седьмого
класса.
Поворачивая призму на соответствующий угол в отверстии рычага,
можно регулировать точность размеров плеч. Это обеспечивает взаимо-
заменяемость призм без индивидуальной подгонки. Призма должна обла-
дать твердостью и в то же время не быть хрупкой. Твердость подушек
должна быть всегда выше твердости призм, что предохраняет от образо-
вания на подушках углублений и связанной с ними потери чувствитель-
ности весов. Поэтому призмы и подушки изготавливают из высокоугле-
родистой стали. Призмы термически обрабатывают до твердости HRc-~
= 60ч-63, а подушки до твердости HRC = 634-65.
Щечки предохраняют подушки от выпадения и призмы от сдвига с
подушек. Вместо соединительных серег в весах с небольшим пределом
взвешивания применяют кольца круглой или овальной формы.
Для соединения подплатформенных рычагов с отсчетным устройст-
вом служат тяги, изготовляемые из обычной малоуглеродистой стали.
В весах применяют два типа указательных приборов: коромысловый
с указателем равновесия и циферблатный со стрелкой, показывающей
результаты взвешивания по секторной или круговой шкале.
Отсчетное устройство весов с коромыслом (рис. XXI-3) состоит из ко-
ромысла <3 с передвижной гирей 4, упора 5, гиредержателя 6, регулятора
Рис. XXI-3. Отсчетное устройство весов с коромыслом:
/ — винт; 2 —регулятор; 3 — коромысло; 4— гиря; 5 —упор; 6 — гиредержатель.
454
тары 2 и винта 1 регулятора тары. Колебания весов прекращают арре-
тиром.
В обыкновенных коромысловых весах взвешивание осуществляют,
сравнивая массу груза с массой гири при определенном равновесном по-
ложении. В циферблатных весах величину взвешиваемого груза опре-
деляют по отклонению квадранта. При этом величина взвешиваемой
массы пропорциональна углу отклонения уравновешивающего груза
квадранта и расстоянию от центра масс до точки опоры. Этот механизм
называют квадрантным потому, что максимальный угол поворота груза
на призменной опоре не может превышать 90°, т. е. находится в преде-
лах одного квадранта круга.
В корпусе 1 указательного прибора (рис. XXI-4) закреплена чугун-
ная рамка 2, в центре которой размещены опорные подшипники для оси
12 зубчатого колеса стрелки 8. Это колесо находится в постоянном зацеп-
лении с рейкой 13, которая соединена посредством пружинной дуги с пе-
редней и задней планками, образующими совместно с другими деталями
(не показанными на рисунке) горизонтальный мостик 10. К нему шарнир-
но присоединены правый 11 и левый 5 квадранты.
Квадрант представляет собой маятниковый силоизмеритель на лен-
точных опорах. С передним и задним малыми опорными секторами 17
Рис. XXI-4. Циферблатный указательный прибор:
1 — корпус; 2 — рамка; 3, 6 — лепты; 4 —упор: 5, //—квадран-
ты; 7 —циферблат; 8 —стрелка; 9, /7 —секторы; 10 — мостик;
12— ось; 13 — рейка; 14 — траверса; 15 — масляный затвор;
16—тяга; /8 —шпилька; 19, 21 — винты; 20— груз-противовес;
22—гайка.
455
квадранта соединен большой грузоприемный сектор 9. На одной оси
с секторами 17 шарнирно подвешен груз-противовес 20, положение кото-
рого относительно секторов можно изменять двумя винтами 19 и оконча-
тельно фиксировать контрольной шпилькой 18. Положение противовеса
регулируют гайками 22 и закрепляют стопорным винтом 21.
Квадранты на гибких стальных лентах 6, закрепленных на опорных
секторах 17, подвешены к рамке, причем ленты 6 и секторы прилегают к
шлифованным боковым направляющим рамки. Две гибкие стальные лен-
ты <3 одним концом закреплены на грузоприемных секторах 9, а другим
концом соединены между собой и тягой 16 посредством траверсы 14. Тяга
16 проходит через масляный затвор 15, предохраняющий указательный
прибор от проникновения влаги и пыли.
Через траверсу 14 и ленты 3 усилие передается на дуговую поверх-
ность грузоприемных секторов 9. При этом квадранты вращаются вокруг
своих осей в направлении действия силы (левый квадрант по часовой
стрелке, правый против часовой стрелки).
Отклонение квадрантов ограничивается винтовыми упорами 4. Гру-
зоприемные секторы 9 будут при этом без скольжения обкатываться по
направляющим рамки, создавая момент, противодействующий момен-
ту взвешиваемого груза. При повороте квадранты перемещаются
вверх, увлекая за собой мостик 10, а вместе с ним рейку 13, заставляя
вращаться находящуюся в зацеплении с ним шестерню и ось 12 со
стрелкой 8. Положение стрелки на шкале циферблата 7 определяет
массу груза.
Циферблатные указательные приборы позволяют получить равно-
мерную круговую шкалу. Это достигается специальным профилирова-
нием большого (грузоприемного) сектора; при этом грузоприемное
плечо изменяется по определенному закону в зависимости от угла по-
ворота квадранта.
Если рейка 13, жестко связанная с мостиком 10, опустится на ве-
личину h, пропорциональную углу поворота <р — <р0, а зубчатое колесо
радиуса г, входящее в зацепление с рейкой, повернется на некоторый
угол р, при котором дуга гр будет равна величине h, то
й = (ф — <р0) и h = гр,
где — радиус опорного сектора.
Следовательно, угол поворота стрелки пропорционален углу пово-
рота квадранта
Р=— (ф—Фо). (XXI-4)
Г
Находившийся в равновесии при начальном угле <р0 квадрант
под действием нагрузки Р отклонится от вертикали на угол ф
(рис. XXI-4, б). При равновесии
Р (р — 7?х) = QI (sin ф — sin ф0), (XXI-5)
где Q — сила тяжести квадранта;
I— координата его центра масс.
Используя условие линейности шкалы, можно написать:
7э = й(ф— фо), (XXI-6)
где k—коэффициент пропорциональности.
Следовательно, для грузоприемного плеча квадранта
Р = — ?~si1^ + 7?х. (XXI-7)
k ф —Фо
456
Направляющая кривая большого (грузоприемного) сектора квадран-
та, обеспечивающая равномерную шкалу, является огибающей хорд кри-
вой, ортогональных к радиусу-вектору, проведенному из начала коорди-
нат. Для упрощения изготовления весов эта кривая аппроксимируется
дугой окружности, профиль большого сектора очерчивается постоянным
радиусом Rz, а оба сектора скрепляются с эксцентриситетом е. Чтобы
квадранты постоянно прижимались к направляющим рамки 2, ленты 3
устанавливают не вертикально, а с некоторым наклоном.
Роль циферблатных указательных приборов с равномерной шка-
лой возрастает в связи с возможностью применения их в комплексе с
современной электронной аппаратурой и счетно-решающими устройст-
вами. Кроме того, их применяют для дистанционной регистрации по-
казаний.
Таким образом, в современных конструкциях весов циферблатный
указательный прибор предназначен не только для определения массы
груза по шкале циферблата, но и для установки регистрирующих ап-
паратов, печатающих результаты взвешивания и суммирующих отдель-
ные показания. В этом приборе могут быть установлены фотоэлектри-
ческие, импульсные и другие датчики с кодирующими устройствами
для дистанционной документированной регистрации цифровых значе-
ний, а также для автоматического управления взвешиванием и дозиро-
ванием в различных технологических процессах. Такие циферблатные
указатели можно применять в платформенных, бункерных, вагонных и
других весах.
Наряду с прямыми методами взвешивания на рычажных весах,
которые непосредственно показывают массу груза, широко используют
косвенные методы взвешивания, основанные на измерении силы тяжес-
ти упругими элементами, электротензометрическими и пневматичес-
кими датчиками.
Косвенные методы взвешивания наиболее целесообразны при ав-
томатизации технологических процессов. Применение этих методов по-
зволит создать малогабаритные конструкции весов, удобные в обслу-
живании, простые в эксплуатации и обеспечивающие дистанционную
передачу показаний.
Весы платформенные. Изготавливают с отношением плеч рычаж-
ной системы 1 : 100. Поэтому масса гирь в 100 раз меньше массы груза.
Весы (рис. XXI-5) состоят из связанных между собой большого 1
и малого 2 рычагов, соединенных между собой серьгами 5 и опирающих-
ся на призмы 7. Призмы прикреплены к раме весов серьгами 8.
На коромысле 14 с делениями установлено три призмы. К первой
призме 16 посредством серьги подвешен гиредержатель 17. Вторая
призма 10 опирается на крюк, прикрепленный к полке весов, и служит
опорой для коромысла весов. Третья призма 11 через тягу, проходя-
щую внутри колонки 9, соединяется с рычагом 1.
Платформа весов при помощи четырех подушек 4 опирается на со-
ответствующие призмы 3, 6 рычагов 1 и 2. На колонке 9 установлен от-
вес для проверки горизонтального положения весов.
По коромыслу перемещается гиря 13. Ненагруженные весы приво-
дят в равновесие при помощи механизма для взвешивания тары, или
так называемого регулятора тары 12. Для остановки колеблющегося
коромысла используют арретир 15.
Бункерные весы. Применяют для взвешивания зерна, поэтому на
платформе установлен специальный бункер (рис. XXI-6). Отношение
между длиной плеч рычажной системы бункерных весов 1 : 500. Расче-
тами доказано, что при производительности транспортного оборудова-
ния 45 или 100 т/ч целесообразно применять весы с наибольшим
пределом взвешивания 5 или 10 т, а при производительности транспорт-
ного оборудования 175 или 350 т/ч — весы с наибольшим пределом взве-
30—100
457
шивания 20 или 60 т. Производительность .бункерных весов Q(т/ч)
можно определить по следующей формуле:
Q = 3-^
Т
(XXI-8)
где М—масса взвешиваемой порции зерна, кг;
Т— цикл взвешивания одной порции зерна, с.
Цикл взвешивания одной порции зерна
71 = 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4»
где 4—время, затрачиваемое на открывание задвижки в бункере
над весами; t\= (154-20)с;
4— продолжительность наполнения весового бункера, с;
время /2 зависит от количества и размера отверстий в бункере
над весами, откуда зерно поступает в весовой бункер;
4— время, затрачиваемое на закрывание задвижки в бункере над
весами; 4= (154-20) с;
Рис. XXI-6. Бункерные весы:
/ — бункер; 2— механизм управления; 3—выпускные затворы; 4 — весовой
механизм.
458
>есы платформенные:
3, 6, 7, 10, 11, 16 — призмы;
J, 8 — серьги; Р —колонка;
тары; 13—гиря; 14 — коро-
>етир; /7 — гиредержатель.
фных весов <?(т/ч)
(XXI-8)
движки в бункере
нкера, с;
тверстий в бункере
ой бункер;
жки в бункере над
во
; 4 — весовой
Рис. XXI-7. Автомобильные весы:
1 — указательный прибор; 2 — тяга; 3 — обвязочная рама; 4 —ферма; 5 — подплат-
форменный механизм; 6 — струнка; 7—рычаг.
— продолжительность взвешивания одной порции зерна; /4=15 с;
ts — время, затрачиваемое на открывание клапана весового бун-
кера; ts~ 15 с;
t6—продолжительность истечения зерна из весового бункера, с;
/7 — время, затрачиваемое на закрывание клапана весового бунке-
ра; t7= (154-20) с.
Продолжительность истечения зерна определяют по формуле
= (XXI-9)
где Qx— производительность транспортного оборудования, принимаю-
щего зерно из-под весов, кг/с.
Для получения максимальной производительности бункерных весов
необходимо механизировать управление задвижкой в бункере над веса-
ми и клапаном весового бункера; сократить продолжительность взвеши-
вания; сделать внутреннюю поверхность весового бункера гладкой, что
уменьшит коэффициент трения между стенкой и зерном; сократить вре-
мя истечения зерна.
Бункерные весы выпускают также с циферблатными указательными
приборами.
Стационарные автомобильные весы. Применяют для взвешивания
грузов, перевозимых автомобильным транспортом, а также для взвеши-
вания крупногабаритных или тяжелых грузов.
На рисунке XXI-7 показаны автомобильные весы с наибольшим пре-
делом взвешивания 30 т со шкальным отсчетным устройством. Основные
части автомобильных весов — это указательный прибор 1, грузоприем-
ная часть и обвязочная рама 3.
Указательный прибор 1 состоит из коромысла со шкалой, большой и
малой передвижной гирь, дополнительной шкалы, регулятора тары и
указателя равновесия двух колонок с арретирным приспособлением.
Грузоприемная часть состоит из мостовой фермы 4, опирающейся
на подплатформенный механизм 5. Его устанавливают & котловане на
глубине 2 м. Механизм представляет собой систему чугунных рычагов 7,
которые опираются на стойки и соединены между собой серьгами. Общее
отношение плеч всех рычагов 1 :800. Подплатформенный механизм сое-
динен с коромыслом тягой 2.
Для ограничения разбега фермы с каждой стороны устанавливают
струнки 6, соединяющие ферму с обвязочной рамой.
30*
459
Взвешиваемые автомобили с зерном должны въезжать на платфор-
му весов со скоростью не более 3 км/ч.
Стационарные автомобильные весы с наибольшим пределом взве-
шивания до 30 т выпускают с платформой размером 9\3 и 12X3 м. На
платформе длиной 12 м можно устанавливать и взвешивать автомобиль
вместе с прицепом, что значительно ускоряет процесс взвешивания и да-
ет более точные результаты, чем при раздельном взвешивании.
Весы вагонные. Применяют двойные вагонные весы ВКД-ЮО с
двумя платформами длиной 7,72 и 5,7 м с коромысловым указательным
прибором шкального типа и наибольшим пределом взвешивания 100 т,
одноплатформенные весы ВК-150 с коромысловым указательным прибо-
ром шкального типа и наибольшим пределом взвешивания 150 т, одно-
платформенные весы РС-150Ц13В (ВЦ-150)* с циферблатным указа-
тельным прибором и наибольшим пределом взвешивания 150 т.
Используют также весы РС-150Ц24В (ВЦ-150ДР) с дистанционной
регистрацией показаний. На них можно определить массу железнодо-
рожных вагонов с расцепкой или без расцепки вагонов.
В вагонных весах с наибольшим пределом взвешивания 150 т
(рис. XXI-8) общее передаточное отношение от тяги к платформе весов
1 : 2000. При взвешивании вагона весовая платформа приподнимается и
своими стальными пластинами, упирающимися в реборды бандажей,
приподнимает вагон. Платформа с груженым вагоном поднимается ме-
ханизмом. При перемещении весовой платформы опорные подушки не
выходят из контакта с призмами грузоприемных устройств.
В скобках указаны старые марки весов.
§ 4. ВЕСЫ АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОРОМЫСЛОВЫЕ
ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ
На предприятиях применяют автоматические весы дискретного дей-
ствия (порционные) с опрокидывающимся ковшом и с открывающимся
дном ковша.
Наибольшее распространение получили автоматические весы с от-
крывающимся дном ковша, так как по габаритным размерам, массе, из-
носоустойчивости и эксплуатационным удобствам эти весы имеют преи-
мущества перед весами с опрокидывающимся ковшом.
Автоматические весы с опрокидывающимся ковшом. Эти весы со-
стоят из станины, весового и питающего механизмов, механизма для
взвешивания остатков, количество которых менее целой порции, регуля-
тора точности взвешивания, приспособления, обеспечивающего плав-
ность хода автоматических весов, выпускного механизма и счетчика, по-
казывающего число опрокидываний ковша.
На рисунке XXI-9, а показано положение ковша весов в начале его
заполнения. Ковш 1 расположен так, что центр тяжести порожнего
ковша находится с правой стороны от вертикальной плоскости, прохо-
дящей через точку опоры 2, а центр тяжести наполненного ковша нахо-
дится по левую сторону от этой плоскости.
Это объясняется тем, что на задней стенке ковша расположены про-
тивовесы 3, делающие правую часть незаполненного ковша несколько
тяжелее левой. При заполнении ковша продуктом из надвесового бунке-
ра (на схеме не показан) через впускную воронку питателя 4 левая
часть становится тяжелее. Ковш заполняется в два периода —основным
потоком (грубая насыпка), а затем малым потоком—досыпкой.
Под действием массы продукта ковш, подвешенный к левым грузо-
приемным призмам 6 коромысла 7, опускается, а гиредержатель 8,
подвешенный на правой стороне коромысла, поднимается. Когда достиг-
нуто равновесие (рис. XXI-9, б), заслонка 5 питающей воронки 4 пово-
рачивается по часовой стрелке; поступление продукта в ковш прекра-
щается.
Продолжая движение вниз, ковш 1 вместе с запором 9 поворачива-
ется вокруг точки 2 против часовой стрелки (рис. XXI-9, в). Под давле-
нием продукта и собственной силы тяжести клапан 10, закрывающий от-
верстие ковша, открывается и содержимое ковша начинает высыпаться.
Как только часть продукта высыпится (рис. ХХ1-9,г), гиредержа-
тель 8 под действием гирь опускается и поднимает ковш. После полного
опорожнения ковш вследствие перемещения центра тяжести повернется
по часовой стрелке и при этом вновь откроет заслонку 5.
Начинается новый цикл взвешивания. Для направления гиредержа-
теля и ограничения его хода, а следовательно, хода весов служат стер-
жень и скоба.
Механизм взвешивания остатков необходим для установления пол-
ной величины партии продукта. Механизм (рис. XXI-10) состоит из
Рис. XXI-9. Автоматические весы с опрокидывающимся ковшом:
а — ковш в начале заполнения; б — ковш после заполнения его продуктом; в — ковш в Начале опо-
рожнения; г— ковш к концу опорожнения; 1— ковш; 2 — опора; 3 — противовесы; 4 — питатель’
5 —заслонка; 6 — призма; 7 — коромысло; 8 — гиредержатель; 9 — запор; 10 — клапан.
461
Рис. XXI-10. Механизм для взвешивания остатка в ковше автомати-
ческих весов:
/—коромысло; 2 —гиря; <3 — указатель; 4, 5 — призмы; 6 — гиредержатель.
неравноплечего коромысла 1, опирающегося своей средней призмой 4
на чугунную стойку. Гиря 2 может передвигаться по плечу коромысла 1,
на котором нанесены деления. Правый конец коромысла через призму 5
может подпереть гиредержатель 6.
Во время нормальной работы весов этот механизм выключают. Если
нужно определить массу остатка продукта, устанавливают гирю 2 так,
чтобы ковш под влиянием количества находящегося в нем зерна уравно-
весился. При этом конец коромысла 1 должен быть против острия ука-
зателя 3.
Разность между массой гйрь в гиредержателе и показанием гири 2
на шкале коромысла при равновесии показывает массу продукта в неза-
полненном ковше.
В тот момент, когда наступает равновесие и заслонка питающего ме-
ханизма закрывает выпуск продукта из надвесового бункера, в ковш ве-
сов падает столб продукта, оказавшегося в пространстве между заслон-
кой и поверхностью продукта в ковше. Он давит на весовую систему с
усилием (Н)
Р"= (ХХИ0)
где Q„— производительность питателя при досыпке, кг/с;
z— высота между заслонкой и поверхностью продукта в ковше при
равновесии, м;
ии— скорость истечения продукта из надвесового бункера при до-
сыпке, м/с.
В формулу (XXI-10) входит также величина А, определяемая опыт-
ным путем, ее называют коэффициентом динамики весов.
Масса же столба продукта (кг), поступающего после закрывания
заслонки в ковш весов, равна
Ят = ~ (К2^+^-ри) . (XXI-11)
Следовательно, динамическое воздействие столба продукта не соот-
ветствует его массе и при каждом взвешивании часть продукта могла
быть неучтенной. Поэтому в автоматических весах предусмотрен регу-
лятор точности, который оказывает обратное давление на гиредержа-
тель.
Пользуясь передвижной гирей, можно так установить регулятор,
что его усилие совместно с давлением столба продукта будет соответст-
вовать массе продукта, поступающего в ковш после установления равно-
весия. Для этого можно использовать коэффициент регулирования
462
Л[ст
г ст
(XXI-12)
значения которого 1,1—1,6.
Регулятор точности (рис. XXI-11) состоит из рычага 7, который
призмой 3 опирается на подушку 6, закрепленную в станине. На правом
плече рычага установлена призма 5, которая передает усилие на подуш-
ку 4 гиредержателя 8. В связи с этим уменьшается действие массы гирь,
расположенных на гиредержателе, и опускание ковша ускоряется.
Гиря 1 может перемещаться вдоль шкалы 2. Ее положение подбира-
ют, принимая во внимание особенности взвешиваемого продукта. Таким
образом, эта гиря создает равновесие, уменьшая действие гирь на вели-
чину, соответствующую массе и давлению столба продукта, который на-
ходится в воздухе в момент закрывания заслонки питающего механизма.
Приспособление для увеличения плавности хода весов состоит из
грузового рычага 10, вращающегося вокруг оси 11, которая закреплена
на станине весов. На конце рычага закреплен ролик 12.
Когда в ковше нет продукта, гиредержатель опускается. Конец рыча-
га 7 поднимается и поворачивает при помощи ролика 12 грузовой рычаг
10 против часовой стрелки в такое положение, при котором создается
наибольшее давление в сторону, противоположную действию гирь.
При опускании ковша гиредержатель поднимается, конец рычага 7
опускается, а грузовой рычаг 10, поворачиваясь по часовой стрелке,
плавно уменьшает давление регулятора на держатель. В положении рав-
новесия коромысла давление регулятора плавности прекращается. Упор
Рис. XXI-11. Устройство регулятора точности и приспособления для уве-
личения плавности автоматических весов с опрокидывающимся ковшом;
/ — гиря; 2— шкала; «?, 5—призмы; 4, 6 — подушки; 7, 19—рычаги; 5 —гиредержа-
тель; 9— упор; 11 — ось; 12 — ролик.
463
9 при соприкосновении со станиной ограничивает возможность поворота
грузового рычага,
Автоматические весы Д-100-3 с открывающимся дном ковша
(рис. XXI-12), Двойное равноплечее коромысло 1 двумя призмами опи-
рается на подушки, прикрепленные к кронштейнам чугунной рамы,
На грузоприемные призмы левого плеча коромысла подвешен гире-
держатель, внутри которого помещены пять специальных гирь прямо-
угольной формы массой по 20 кг, а на призмы правого плеча коромысла
подвешен ковш с открывающимся дном.
Впускная воронка перекрывается секторной заслонкой 4, которая
взаимодействует через систему рычагов 3, 7, И, 12, 13 с запорным ме-
ханизмом 10 откидного дна ковша. Через подвеску 5 с буферной пружи-
ной 6 заслонка поддерживается в открытом состоянии опорой 9, за-
крепленной на ковше.
На специальной призме, опирающейся на закрепленную в станине
подушку, установлен регулятор точности отвесов. Он правой концевой
Рис. XXI-12. Основные этапы цикла взвешивания на автоматических
весах Д-100-3 с открывающимся дном ковша:
а — при основном потоке продукта; б —- при досыпке; в — при равновесии гирь
и ковша; г — при разгрузке ковша; 1— коромысло; 2, 3, 7, 11, 12, 13 — рычаги;
4 — заслонка; 5—-подвеска: 6 —«пружина; 8 — палец; 9— опора; /0 —запор-
ный механизм.
464
частью действует на кронштейн, который вместе с опорой 9 закреплен
на ковше.
Точность отвесов регулируют, перемещая гирю на регуляторе. Мо-
мент, создаваемый грузом регулятора и приложенный к ковшу, должен
компенсировать часть массы столба продукта, который попадет из ворон-
ки в ковш после закрывания заслонки.
В весах установлен также счетчик (на рисунке не показан), связан-
ный тягой с заслонкой, которая при срабатывании приводит его в дейст-
вие для отсчета числа взвешенных порций.
Продукт поступает из надвесового бункера через воронку в ковш и
заставляет его опускаться, а гиредержатель — подниматься до тех пор,
пока масса продукта в ковше не достигнет заданного значения, весы не
придут в равновесие и заслонка не закроется.
В начале цикла взвешивания продукт поступает в ковш весов через
все сечение горловины впускной воронки. При этом заслонка поддержи-
вается в открытом положении подвеской с буферной пружиной. По мере
заполнения ковша зерном коромысло начинает поворачиваться но часо-
вой стрелке, а ковш постепенно опускаться.
Движение ковша вниз обусловливается тем, что сила тяжести гирь
уравновешивается силой тяжести продукта в ковше и силой давления
на коромысло регулятора плавности. Его функции выполняет заслонка с
рычагами и подвеска с буферной пружиной. При опускании ковша ниж-
ний конец подвески также опускается и заслонка начинает закрываться
до тех пор, пока ролик вертикального рычага 13 не установится на па-
лец спускного рычага 2.
При дальнейшем закрывании заслонки, вызываемом продолжаю-
щимся движением ковша вниз, рычаги перестанут оказывать давление
на коромысло. Его движение замедлится, пока в ковше не наберется
больше продукта.
Когда в ковше будет до 85—95% продукта, палец 8 заслонки уп-
рется в регулировочный болт в пазу правого рычага 7, давление за-
слонки на ковш прекратится, т. е. регулятор плавности перестанет ра-
ботать. Одновременно весы переходят на досыпку, т. е. продукт посту-
пает в ковш через щель между заслонкой и правой стенкой горловины
надвесового бункера.
При достижении заданной массы продукта коромысло переходит
положение равновесия, ковш опускается ниже. Болт, установленный в
кронштейне передней опоры ковша, выводит спускной рычаг 2 из-под
вертикального рычага 13, благодаря чему рычаги 3 и 7 занимают го-
ризонтальное положение, заслонка полностью закрывается, а верти-
кальный рычаг 13 переходит в нижнее положение. Поперечный рычаг
12 правым концом поворачивает колено затвора 10, в результате чего
днище под действием силы тяжести продукта открывается.
Продукт высыпается из ковша, и коромысло под действием гирь
поднимает ковш, сжимает буферную пружину. Этим создается усилие
для открывания заслонки, которая удерживается в закрытом положе-
нии рычагами 3 и 7. Дно ковша закрывается. Стержень колена затвора
ударяет по правому концу поперечного рычага 12, заставляет его по-
вернуться по часовой стрелке и приподнять вертикальный рычаг 13.
Таким образом, заслонка получает возможность открыться только пос-
ле закрывания дна ковша.
Открываясь, заслонка поднимает в исходное положение рычаги 3,
7, 12, 13 и заставляет счетчик сделать отсчет. Начинается новый цикл
взвешивания.
На комбикормовых заводах все виды зерна (овес, пшеница, яч-
мень, горох и т. д.) взвешивают на одних и тех же автоматических ве-
сах. Точность весов при изменении объемной массы взвешиваемого
продукта изменяют посредством регулятора точности.
465
На элеваторах и мукомольных заводах также применяют автома-
тические неравноплечие порционные весы. Коромысло таких весов вы-
полнено с передаточным отношением плеч 1:100, что позволяет умень-
шить габаритные размеры и массу.
Принципиально работа неравноплечих весов не отличается от ра-
боты равноплечих весов Д-100-3.
Производительность QB (кг/с) автоматических весов дискретного
действия определяется как
QB = , (XXI-13
'А
где Мв— масса взвешиваемой порции, кг;
Тъ— рабочий цикл весов, с.
Цикл весов складывается из цикла работы питателя Та (например,
надвесового бункера с заслонкой) и цикла работы исполнительных,
разгружающих и других механизмов автоматики Т;,кх
ТБ = ТП + ТК№. (XXI-14)
В свою очередь,
5Пп=5П1 + Л_2 + 7,2> (XXI-15)
тде Тг— время работы питателя на основном потоке, с;
Т2— время работы питателя на досыпке, с;
Tj-2— время работы питателя в переходном режиме, с.
Масса продукта, поступившего в ковш весов,
Мп = Л4. + М. 2 + Л12, (XXI-16)
где Мь М2, Mi-2 — масса продукта, поступившего в ковш весов при ос-
новном потоке, досыпке и переходном режиме, кг.
Причем
Mi = Qi Л;
Л41_2 = 2 ^1—2’ ^2 = Q-2
где Qi, Q2, Qi-2 — производительность питателя при основном потоке,
досыпке и переходном режиме, кг/с.
Тогда производительность весов (кг/с)
Q171 + Q1_271-2 + Q272
Т1 + Т1_2 + Т2 + 7’мех
(XXI-17)
Очевидно, что производительность питателя при основном потоке
должна быть больше производительности весов; Qi= (1,24-2,7) QB.
Время работы питателя на досыпке Т2 устанавливают в интервале
72= (0,34-0,5) Тп, а массу продукта на досыпке М2= (0,14-0,2) Мп.
При этом производительность питателя на досыпке
Q2 = ~. (XXI-18)
* 2
Общим недостатком всех автоматических порционных весов явля-
ется то, что гирю регулятора точности надо устанавливать каждый раз
в новое положение, если взвешивают другой продукт или изменилась
интенсивность подачи продукта.
В таблице XXI-2 приведена техническая характеристика автомати-
ческих весов с открывающимся дном ковша.
466
ТАБЛИЦА XXI-2
Техническая характеристика автоматических весов с открывающимся дном ковша
Показатели Равноплечие весы Неравиоплечие весы
Д-20 Д-50 Д-100-3 Д-500 ДН-500 дн-юоо ДН-4000
Масса порции, кг 15—20 40—50 60—100 250—500 250—500 500—1000 2000—4000
Количество от- весов в мину- ту 5 4 4 2 2 2 До 2
Производи- тельность, кг/с 1,67 3,33 6,66 16,7 16,7 33,3 97,4
Объем ковша, 0,044 0,12 0,20 1,1 1,14 1,9 6,5
Масса с гиря- ми, кг 180 350 500 1900 950 1050 2750
Автоматические весы для мучнистых продуктов и лузги. Отличаются
от автоматических весов для других продуктов наличием разрыхлителя,
обеспечивающего равномерное поступление продукта через воронку
весов.
На рисунке XXI-13 показаны автоматические весы ДМ-100-2 для
взвешивания мучнистых продуктов. Рабочим органом разрыхлителя
является вал с несколькими лопатками 1, расположенными по двум
спиралям левого и правого направления. Это обеспечивает разрыхле-
ние и направление продукта к центру воронки при режиме досыпки.
Рис. XXI-13. Автоматические весы
ДМ-100-2:
/—лопатка; 2 —вал; 3 —рычаг; 4 —элек-
тродвигатель; 5 — клиноремениая передача.
467
Для привода разрыхлителя на весах установлен электродвигатель.
После каждого отвеса он останавливается при помощи ртутного вы-
ключателя, связанного с поперечным рычагом 3 автоматического меха-
низма весов. При закрывании заслонки ртутный контакт разрывает
электрическую цепь катушки магнитного пускателя, который, в свою
очередь, останавливает электродвигатель 4. При открывании заслонки
ртутный контакт замыкается и включает электродвигатель. Привод от
электродвигателя на вал 2 разрыхлителя осуществляется при помощи
клиноременной передачи 5.
Ковши весов для мучнистых продуктов и лузги выполнены с более
отвесными стенками и закругленными углами по сравнению с ковша-
ми для взвешивания зерна. Дно ковша весов полируют для предотвра-
щения налипания мучнистых продуктов.
Весы ДМ-100-2 на комбикормовых заводах применяют для взве-
шивания комбикормов, дрожжей, рыбной и мясо-костной муки, отрубей
и других ингредиентов. Для этого изменяют некоторые узлы весов, что
обеспечивает согласованный ритм наполнения и опорожнения весов.
Весы ДЛ-80-2 для лузги отличаются от весов для мучнистых про-
дуктов главным образом размерами ковша из-за малой объемной мас-
сы лузги.
Техническая характеристика автоматических весов
для муки и лузги
Марка.............................. ДМ-100-2
Масса порции, кг................... 60—100
Производительность, кг/с........... 1,39—3,33
Объем ковша, м3........................... 0,3
Мощность, кВт ............................. 1
Масса с гирями, кг........................ 760
ДЛ-80-2
60—80
0,278—1,39
0,42
1
775
§ 5. ВЕСОВЫБОЙНЫЕ АППАРАТЫ
Весовыбойные аппараты состоят из автоматических весов, снаб-
женных устройством для выпуска порции по внешнему импульсу, под-
весового бункера с устройством для зажима мешка и устройства для
уплотнения продуктов в мешке.
Полуавтоматический весовыбойный аппарат ДВМ-100 (рис. XXI-14).
На подвесовой раме 12 установлены автоматические весы 11. Они име-
ют комбинированный питатель, состоящий из лопастного барабана 1
и разрыхлителя 2. Такой питатель обеспечивает более точную подачу
продукта.
От электродвигателя 4 через клиноременную передачу приводится
в движение вал разрыхлителя, а через цепную передачу вал лопаст-
ного барабана. Электромагнитное запорное устройство 3 служит для
управления опорожнением ковша.
Подвесовой бункер 5 соединен гибким матерчатым фартуком с ка-
чающимся патрубком 9 встряхивающего устройства 7. На горловину
патрубка надевают мешок, который закрепляют при помощи специаль-
ного быстродействующего ременного зажима. Для уплотнения продук-
та в мешке встряхивают патрубок, который получает колебания от
кривошипно-шатунного механизма 6, приводимого в действие от элек-
тродвигателя 8 через клиноременную передачу.
Порция продукта после отвеса сразу не высыпается из ковша, так
как этому препятствует электромагнитное устройство. Оно позволяет
открыть ковш только после нажатия пусковой кнопки, т. е. после того
как мешок будет надет на патрубок встряхивающего устройства.
При нажатии на кнопку включается цепь электромагнита, который
открывает запорное устройство весового ковша, дно ковша под давле-
нием находящегося в нем продукта открывается.
468
После выпуска порции продукта из ковша в мешок весы автомати-
чески включаются, т. е. открывается заслонка и начинает работать
электродвигатель питающего механизма, который подает продукт в ве-
совой ковш.
Верхняя заслонка весов при открытом весовом ковше и весовой
ковш при открытой заслонке не могут открыться благодаря электри-
ческой и механической блокировкам.
Количество наполненных мешков фиксируется счетчиком 10, уста-
новленным на подвесовом бункере.
Для нормальной работы весовыбойного аппарата необходимо обес-
печить равномерную подачу продукта, не допуская уплотнения муки
над питателем в надвесовом бункере. Лучше всего для этого применять
шнек или цепной транспортер. Их производительность должна быть
несколько выше производительности аппарата. Излишек продукта воз-
вращается норией в надвесовой бункер.
Полуавтоматический весовыбойный аппарат ДВК-80 для крупы
отличается от аппарата ДВМ-100 тем, что не имеет питателя и встря-
хивающего устройства, но снабжен приспособлением для обеспечения
постоянной интенсивности досыпки.
Аппарат ДВК-80 работает так же, как и аппарат ДВМ-100.
Техническая характеристика весовыбойных аппаратов
Марка ДВМ-100 ДВК-80
Масса одной порции, кг Производительность (количество 60—80 60—80
мешков в час) 120—180 До 120
Объем весового ковша, м3 0,2 0,2
Число колебаний мешка в минуту . . 230—285 —
Мощность электродвигателя, кВт . . 1 —
Масса с гирями, кг 1285 700
§ 6. ВЕСЫ АВТОМАТИЧЕСКИЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
' Автоматические весы непрерывного действия служат для опреде-
ления массы продукта, перемещаемого ленточными транспортерами.
Масса прошедшего через весы продукта М выражается в общем
виде как
*2
М = р (х) dx,
где f (х)— функция, характеризующая измерение нагрузки, кг на
1 м длины ленты транспортера;
хх и х2 — координаты ленты, соответствующие началу и концу
взвешивания;
dx — элементарный участок ленты транспортера.
Конвейерные весы можно разделить на две группы: весы, которые
встраиваются в транспортеры, и весы с автономным весовым транспорте-
ром.
В первом случае в транспортере, который должен быть достаточно
длинным, снимают несколько неподвижных роликовых опор и вместо
них устанавливают весовой механизм. Весы второй группы встраивают-
ся в разрыв технологического потока. Такие весы имеют собственный
короткий транспортер, при перемещении по которому взвешивается про-
дукт.
Весы первой группы, как правило, проще по конструкции, однако их
транспортерная лента должна иметь на всей длине равномерную массу
и быть бесшовной. Такие весы нельзя применять в тех случаях, если
469
Рис, XXI-14, Полуавтоматический весовыбойный
аппарат ДВМ-100:
/ — лопастной барабан; 2 — разрыхлитель; 3 —запорное
устройство; 4, 8 — электродвигатели; 5—бункер; 6—кри-
вошипно-шатуниый механизм; 7 — встряхивающее устрой-
ство; Р—патрубок; 10— счетчик; // — автоматические
весы; 12— рама.
по условиям производства исключается возможность монтажа длинных
транспортеров.
В весах с автономным весовым транспортером определяется масса
всего продукта, находящегося на коротком транспортере, благодаря че-
му может быть достигнута более высокая точность.
Рассмотрим принцип действия конвейерных весов.
Как известно, производительность транспортера определяется по
формуле
Q = qv, (XXI-19)
где Q—производительность, кг/с;
q— погонная нагрузка, кг/м;
v—скорость транспортирования, м/с.
При транспортировании величины q и v могут изменяться в доволь-
но широких пределах, т. е. q = f(t)', Ц=ц(/) и, следовательно, <2=ф(/);
Суммарное количество продукта, прошедшего за время Т через
транспортер, выразится
Мг= [ф (/) dt = р (/) ц (/) dt. (XXI-20)
т т
Масса продукта на участке ленты I
Mt = ql.
(XXI-21)
470
Рис. XXI-15. Схема конвейерных ве-
сов:
1—роликовые опоры; 2— весовая ролико-
вая опора; 3 — противовес; 4 — рычаг;
5 — стрелка; 6 — шкала; 7 — груз.
Рис. XXI-16. Схема фрикционного интегра-
тора:
1 — вал; 2 — диск; 3 — интегрирующее колесо;.
4 — счетчик.
Если выделим в транспортере участок фиксированной длины I и бу-
дем непрерывно взвешивать количество продукта, которое окажется на
этом участке в каждый данный момент времени t, то тем самым можно-
определить мгновенное значение q на данном участке, т. е. эксперимен-
тально найдем функцию q=f(t).
На рисунке XXI-15 показана схема конвейерных весов. Между дву-
мя неподвижно закрепленными роликовыми опорами 1 находится весо-
вая роликовая опора 2. Если между опорами 1 расстояние 21, то при до-
статочно большом количестве неподвижных роликовых опор усилие, дей-
ствующее на весовую роликовую опору, пропорционально массе продук-
та на участке I.
В качестве весового механизма в механических конвейерных весах
применяют квадрант, состоящий из ломаного рычага 4 с противовесом 3.
Для уравновешивания тары (т. е. массы роликовой опоры и транспор-
терной ленты) служит груз 7. При отсутствии продукта на ленте стрелка
5 стоит на нулевом делении шкалы 6. Увеличение нагрузки на транспор-
тере вызывает пропорциональное отклонение стрелки, т. е.
т = krql или т (/) = If (/),
где т—перемещение конца стрелки, см;
— коэффициент пропорциональности.
Для измерения скорости транспортера служит роликовая опора 2,
причем при отсутствии проскальзывания
со = k2v или со (/) = k2 Т] (/),
где со — угловая скорость роликовой опоры 2;
k2— коэффициент пропорциональности.
Для определения суммарного расхода служит фрикционный интег-
ратор (рис. XXI-16).
Диск 2 интегратора, находящийся на валу 1, через редуктор связан
с роликом весов. Угловая скорость диска
(Од = k2 vi или (Од (/) = k2i т] (/),
где i—передаточное отношение редуктора.
Интегрирующее колесо 3 касается диска в точке А, причем расстоя-
ние у от точки А до оси вращения диска пропорционально перемещению
конца стрелки весового механизма. Конструктивно это осуществляется
при помощи системы рычагов и тяг
у = kyn = krk3ql или у (/) = (XXI-22}
где k3— коэффициент пропорциональности.
С выходным валом интегрирующего колеса связан счетчик 4 коли-
чества оборотов (угла поворота). Суммарный угол поворота оси интег-
471
рирующего колеса за время Т
Ф= (XXI-23)
т
Соответствующая этому углу цифра h появляется на счетчике, т. е.
h = <р = J юк (/) dt.
т
При отсутствии проскальзывания в точке А вледствие равенства ок-
ружных скоростей интегрирующего колеса и диска
(XXI-24)
гк
Подставляя в формулу XXI-24 полученные ранее выражения у и юд,
получим
®к = (XXI-25)
r«.
Число цифр h на счетчике
h = Ма k3 и (/) dt (XXI-26)
Гк J
T
Обозначив
/;t k2 ks kt il _______________________
fк
получим
h = k f f (/) Л (/) dt. (XXI-27)
т
Но подынтегральное выражение есть не что иное, как суммарное
количество продукта УИТ. Следовательно.
h = А?Д4Т,
где k—постоянная интегрирования весов.
§ 7. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЕСОВЫЕ ДОЗАТОРЫ
ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ
Автоматические дозаторы дискретного действия предназначены для
весового дозирования комбикормов и их ингредиентов с объемной мас-
сой 200—500 кг/м3.
Дозаторы комплектуют в батареи с общим пультом управления или
выпускают с отдельным пультом. Питатели дозатора тарельчатые с ин-
дивидуальным электроприводом. Цикл взвешивания до 60 с. Управление
дозаторами дистанционное, электропневматическое, давление в воздуш-
ной сети 0,4 МПа, для дозатора ДК-10 — электрическое.
Величина дозируемой порции устанавливается на циферблатном
указательном приборе дозатора. Возможен выпуск порции от внешнего
электрического импульса.
Автоматические весовые дозаторы ДК-70 (рис. XXI-17) применяют
для дозирования комбикормов. Основные узлы дозатора — это тарельча-
тый питатель 7, рычажная система 2, ковш 3, указательный прибор 4,
привод 5, автоматический механизм 6 и блок электрооборудования 7.
На рисунке XXI-18 показана кинематическая схема дозатора ДК-70.
Такую же кинематическую схему имеют дозаторы ДК-20, ДК-40 и
дк-юо.
472
(XXI-23)
я на счетчике, т. е.
твие равенства ок-
(XXI-24)
выражения у и ©д,
(XXI-25)
(XXI-26)
(XXI-27)
>е, как суммарное
[редназначены для
в с объемной мас-
)м управления или
тарельчатые с ин-
э 60 с. Управление
авление в воздуш-
е.
на циферблатном
>рции от внешнего
XI-17) применяют
>а — это тарельча-
гельный прибор 4,
зооборудования 7.
а дозатора ДК-70.
ДК-20, ДК-40 и
Рис. XXI-18. Кинематическая схема дозатора ДК-70.
Тарельчатый питатель состоит из вращающейся тарелки 41
(рис. XXI-18), впускной горловины 45 и цилиндрической подвижной за-
слонки 44. Этой заслонкой управляют от пневмоцилиндра 8 и электро-
магнита 9 через систему тяг 5, 6 и рычагов 4, 42, 43, вращающихся во-
круг осей 1, 2.
Величину открытия заслонки 44 регулируют путем ввинчивания
штока 7 пневмоцилиндра 8 в тягу 5. Величину зазора между заслонкой
44 и тарелью 41 при режиме досыпки регулируют болтом <3 тяги 6.
Тарель питателя приводится в движение от индивидуального элек-
тродвигателя 39 через червячный 38 и конический 40 редукторы. На
призмы 17, закрепленные на каркасе дозатора, опирается грузоприем-
ный рычаг <37.
На призмах малого плеча грузоприемного рычага подвешен ковш
дозатора 23.
Большое плечо рычага через призмы при помощи серег, тяг и пере-
даточного рычага связано с циферблатным указательным прибором 36,
на котором установлены бесконтактные датчики грубой массы 32, точ-
ной массы 29 и нулевого положения стрелки <35. На большом плече рас-
положен также противовес 26.
Датчики грубой массы 32 и точной массы 29, связанные между со-
бой, снабжены стрелкой и могут перемещаться по окружности при по-
мощи рукоятки 30, чем задается необходимая величина дозируемой
порции.
В циферблатном приборе установлен аварийный микропереключа-
тель 34, который размыкается от нажима кронштейна 33 в случае отка-
за в работе электросхемы дозатора и наполнения ковша сверх наиболь-
шего предела взвешивания. Весовая стрелка циферблатного указатель-
ного прибора снабжена флажком 31.
При перемеш
ков 29, 32 и 35, ко
Ковш дозато}
вилку 25 и штанг;
ще ковша в закрь
Открытие и з
каркасе пневмоци
лок 16, 10, 11, 20
установлена вилк
На каркасе у
взаимодействует
Путь прохож
кожухом, которы
цангу у питател
При включе
который через че
тарель питателя
тропневматическй
цилиндра 8.
Поршень пне
заслонку 44 в ве
По мере нап
щаясь по циферб
который дает ко
лость цилиндра 8.
44 под действием
чаг 43 не упрется
При этом ум
ступление продук
По мере даль
личины порции с
сы 29, который д
новку электродви
Под действие
тателя 41, полное
При получен
пневматический
линдра 19, котор
ет вверх рычаг 21
вая при этом кол
вилку 25 открыв
При полном
ный выключатель
подачи воздуха в
ном направлении,
При порожн
га 10 нажимает
блатного указате
рекрывая флажко
Цикл взвеши
При монтаж
грузоприемн
подушкам в пред
ковш не заде
все гайки и б
линии призм
затирания призм
ко своими рабочи
474
При перемещении весовой стрелки флажок 31 входит в паз датчи-
ков 29, 32 и 35, которые при этом подают соответствующие импульсы.
Ковш дозатора 23 снабжен поворотным днищем 24, которое через
вилку 25 и штангу 22 связано с коленом затвора 28, удерживающим дни-
ще ковша в закрытом положении.
Открытие и закрытие днища 24 осуществляются от закрепленного на
каркасе пневмоцилиндра 19 через шток 18 и систему тяг, рычагов и ви-
лок 16, 10, 11, 20, которые перемещают рычаг 21. На правом его конце
установлена вилка, взаимодействующая с роликом 27 колена затвора 28.
На каркасе установлены конечные выключатели 12 и 15, с которыми
взаимодействует рычаг 10 через регулировочные болты 13 и 14.
Путь прохождения продукта через дозатор закрыт пылезащитным
кожухом, который имеет два съемных листа у каркаса и съемную полу-
цангу у питателя дозатора.
При включении дозатора начинает работать электродвигатель 39,
который через червячный и конический редукторы передает вращение на
тарель питателя 41. Одновременно включается электромагнит 9, а элек-
тропневматический клапан подает воздух в верхнюю полость пневмо-
цилиндра 8.
Поршень пневмоцилиндра через шток 7, тягу 5, рычаг 4 поднимает
заслонку 44 в верхнее положение.
По мере наполнения ковша продуктом весовая стрелка 31, переме-
щаясь по циферблату, входит флажком в паз датчика грубой массы 32,
который дает команду на переключение подачи воздуха в нижнюю по-
лость цилиндра 8. Шток 7, поднимаясь, освобождает рычаг 4, и заслонка
44 под действием силы тяжести опускается вниз до тех пор, пока ры-
чаг 43 не упрется своим пальцем в регулировочный болт 3 тяги 6.
При этом уменьшается зазор между заслонкой 44 и тарелью 41. По-
ступление продукта в ковш сократится. Наступает режим досыпки.
По мере дальнейшего наполнения ковша и достижения заданной ве-
личины порции стрелка с флажком 31 входит в паз датчика точной мас-
сы 29, который дает команду на отключение электромагнита 9 и оста-
новку электродвигателя 39.
Под действием силы тяжести заслонка 44 опускается на тарель пи-
тателя 41, полностью перекрывая его выходное сечение.
При получении дозатором команды на опорожнение ковша электро-
пневматический клапан подает воздух в верхнюю полость пневмоци-
линдра 19, который через шток 18, вилку 16, рычаг 10 и тягу И поднима-
ет вверх рычаг 21; вилка рычага 21 воздействует на ролик 27, поворачи-
вая при этом колено затвора 28. Оно, в свою очередь, через штангу 22 и
вилку 25 открывает днище ковша 24. Происходит опорожнение ковша.
При полном открытии днища болт 13 рычага 10 нажимает на конеч-
ный выключатель 12, который подает импульс на изменение направления
подачи воздуха в цилиндр 19; поршень начинает перемещаться в обрат-
ном направлении, закрывая при этом днище ковша.
При порожнем ковше и полностью закрытом днище болт 14 рыча-
га 10 нажимает на конечный выключатель 15, весовая стрелка цифер-
блатного указателя 36 при этом возвращается в нулевое положение, пе-
рекрывая флажком 31 датчик нулевого положения 35.
Цикл взвешивания начинается заново.
При монтаже дозатора необходимо, чтобы:
грузоприемный и передаточный рычаги имели осевой разбег по
подушкам в пределах 1—2 мм;
ковш не задевал за другие детали дозатора;
все гайки и болты были надежно затянуты;
линии призм рычагов были горизонтальны и не было перекосов и
затирания призм (призмы рычагов должны сопрягаться с серьгами толь-
ко своими рабочими ребрами);
475
струнка весового механизма при порожнем ковше имела разбег на
пальцах в пределах 0,5 мм;
продукт поступал в дозатор равномерно и по центру воронки пита-
теля;
надвесовой и подвесовой бункера имели углы наклона стенок, ис-
ключающие зависание продукта;
в надвесовом бункере было смотровое окно для проверки наличия
продукта над дозатором, а в подвесовом бункере — окно для доступа к
днищу ковша при техническом обслуживании и для установки гирь на
ковш при поверке весового механизма;
к подвесовому бункеру в зоне наибольшего пыления продукта была
подключена аспирация.
В таблице XXI-3 приведена техническая характеристика автомати-
ческих однокомпонентных дозаторов дискретного действия для комби-
кормов.
На комбикормовых заводах обычно требуется дозирование несколь-
ких ингредиентов, которые затем поступают в смеситель. Для этого до-
заторы ДК собирают в батареи, причем каждый дозатор используют,
как правило, только для подачи одного компонента. Дозирование осуще-
ствляют по параллельной схеме, при которой число дозаторов равно чи-
слу компонентов (не считая резервных дозаторов).
На комбикормовых заводах начинают применять многокомпонент-
ные весовые дозаторы. Они позволяют дозировать при помощи одного
весового механизма шесть компонентов (дозатор 6ДК-Ю0) или шест-
надцать (дозатор 16ДК-Ю00).
ТАБЛИЦА XXI-3
Техническая характеристика автоматических дозаторов
Показатели ДК-2 ДКМ-10 ДК-Ю
Дозируемый продукт Масса порции, кг Объем ковша, м3 Габаритные размеры, м Масса, кг Поваренная соль 0,3—2,5 0,013 1,46X0,65X1,11 405 Молотый мел (влажность ДО 12%) 1 — 10 0,013 1,46X0,65X1,11 395 Составляющие комбикормов 1—10 0,035 1,43X0,64X1,09 385 Продолжение
Показатели ДК-20 ДК-40 ДК-70 ДК-Ю0
Дозируемый продукт Масса порции, кг Объем ковша, м3 Габаритные размеры, м Масса, кг 5—20 0,1 1,45Х0,84Х Х1.45 330 Комбикорма и 20—40 0,128 1,45Х0,84Х XL61 335 их составляющ 40—70 0,26 1,76Х1,08Х Х1,86 545 ие 70—100 0,35 1,76Х1,08Х XI,91 560
Автоматические шестикомпонентные весовые дозаторы 6ДК-Ю0
(рис. XXI-19) применяют для дозирования ингредиентов комбикормов
(обогатительная смесь, мел, сухие кормовые дрожжи и мясо-костная
мука) с объемной массой 400—1000 кг/м3; пределы массы дозы (порции)
от 10 до 100 кг; цикл дозирования порции в 100 кг, набранной из шести
компонентов, до 5 мин. Допустимая погрешность для порции от 10 до
50 кг составляет ±0,5% от наибольшего предела взвешивания, а для
порции от 50 до 100 кг ±1 % от номинального значения массы дозы.
476
Рис. XXI-19. Автоматический шестикомпонентный весовой дозатор
6ДК-Ю0.
Рис. XXI-20. Кинематическая схе-
ма шестикомпонентного весового
дозатора 6ДК-100:
1—электропневматический клапан;
2— опора; 3 — струнка; 4 — противовес;
5—указатель массы; 6 — тяга; 7, 17—
рычажная система; 8 — подставка;
9 — каркас; 10 — цилиндр; 11 — шток;
12 — поршень; 13 — днище ковша; 14 —
ковш; 15 — болт; 16 — конечный выклю-
чатель; 18 — патрубок; 19 — редуктор;
20 — шнековый питатель; 21 — входная
горловина.
Дозатор имеет шесть шнековых питателей с индивидуальными при-
водами от двухскоростных электродвигателей.
Управление дозатором электропневматическое с пульта управления
при помощи перфокарт (давление в пневмосети 0,4 МПа, напряжение
электрической сети 220/380 В). Указатель дозатора снабжен фотоэлект-
рическим устройством, обеспечивающим автоматическую работу.
Дозатор (рис. XXI-20) состоит из каркаса 9, шести шнековых пита-
телей 20, ковша 14, рычажной системы 7, 17, подставки 8, указателя мас-
сы 5, электропневматического клапана 1, электрооборудования и систе-
мы программного управления.
Каркас 9 сварен из углового проката и листа. В верхнем листе кар-
каса сделаны шесть отверстий для ввода шести патрубков 18 от питате-
лей 20.
Шнековый питатель 20 приводится в движение от индивидуального
двухскоростного электродвигателя через червячный редуктор 19. Для
подвода продукта в питатель служит входная горловина 21.
Рычаг 17 призмами опирается на опоры 2, закрепленные на каркасе
9. Большое плечо весового рычага 17 через призмы при помощи серег,
тяги 6 и передаточного рычага 7 связано с указателем массы 5. На приз-
мах малого плеча вёсового рычага подвешен ковш 14, который предохра-
няется от раскачивания струнками 3. На большом плече рычага 17 рас-
положен также противовес 4.
477
Каждый компонент дозируется отдельным питателем последователь-
но с заданием массы дозы нарастающим итогом.
В качестве элемента, программирующего массу дозы, используют
перфокарты. Величина требуемой массы программируется в специаль-
ном коде. Точность задания массы на циферблатном указателе ±0,2%.
Перфокарту заменяют при переходе на новый рецепт смеси. Кроме
задания требуемой массы, на перфокарте программируют номера пита-
телей (за каждым питателем закреплен определенный компонент), участ-
вующих в дозировании. Для уменьшения динамической ошибки в систе-
ме осуществляется предварение дозы, т. е. питатель отключается не-
сколько раньше, чем будет достигнута соответствующая масса.
Предварением достигается тот же эффект, что и при помощи регуля-
тора точности в автоматических порционных весах. Величину предваре-
ния выбирают в пределах 0—31 деления шкалы (при общем числе деле-
ний шкалы 500) опытным путем в зависимости от физико-механических
характеристик и массы дозы каждого компонента.
В состав системы управления дозатора входят (рис. XXI-21) весы,
шкафы и пульт управления. В пульте управления находятся блок срав-
нения (блок индикации), блок сумматоров, осуществляющий вычитание
массы досыпки и предварение задания, блок контроля и сигнализации,
блоки управления и питания.
Датчиком системы служит установленный на циферблатном указа-
теле фотоэлектрический преобразователь, который в зависимости от уг-
ла поворота весовой стрелки вырабатывает соответствующее число элек-
трических импульсов. С весовой стрелкой связан кодовый диск с маской,
представляющей расположенные в определенной последовательности не-
прозрачные риски.
Когда кодовый диск, закрепленный на оси циферблатного указателя,
повернется с весовой стрелкой на угол, соответствующий заданному, на
выходе блока сравнения появляется сигнал. Его и используют для вклю-
чения и выключения питателей.
Рис. XXI-2I. Блок-схема системы управления многокомпонентных весовых дозато-
ров дискретного действия.
478
лем последователь-
1 дозы, используют
руется в специаль-
указателе ±0,2%.
цепт смеси. Кроме
руют номера пита-
компонент), участ-
ий ошибки в систе-
ль отключается не-
1я масса.
ри помощи регуля-
еличину пр едва ре-
общем числе деле-
зико-м ехан ических
эис. XX1-21) весы,
одятся блок срав-
яющий вычитание
я и сигнализации,
>ерблатном указа-
ависимости от уг-
^ющее число элек-
ый диск с маской,
довательности не-
атного указателя,
ий заданному, на
льзуют для вклю-
Иления
окг.
контроля и сиг-
нализации
С пульта управления по программе, заданной на перфокарте, вве-
денной в считывающее устройство, задается автоматическая программа
работы дозатора.
После включения дозатора начинает работать в соответствии с прог-
раммой один из питателей, сначала в режиме грубой сыпи на быстрых
оборотах, а потом в режиме досыпки на малых оборотах.
’ После достижения заданной массы по данному ингредиенту питатель
отключается и автоматически по программе включается следующий и
так до полного выполнения программы. После окончания работы послед-
него питателя подается импульс на опорожнение ковша. Электропневма-
тический клапан 1 (см. рис. XXI-20) переключает направление воздуха
в нижнюю полость цилиндра 10. Поршень 12 со штоком 11 под действием
воздуха идет вверх, открывая при этом днище ковша 13. Происходит
опорожнение ковша.
Через некоторое время после возвращения стрелки циферблата в ну-
левое положение подается команда на закрытие днища 13 ковша 14.
При полном закрытии днища болт 15 нажимает на ролик конечного
выключателя 16. Схема приводится в исходное положение для начала
нового цикла.
Автоматический шестнадцатикомпонентный весовой дозатор
16ДК-1000 предназначен для дискретного дозирования ингредиентов
комбикормов с объемной массой 160—1000 кг/м3. Пределы массы дозы
100—1000 кг, объем ковша 3 м3, цикл дозирования порции, набранной из
10—12 компонентов, до 5 мин. Допустимая погрешность для порции от
100 до 500 кг составляет ±0,5% от наибольшего предела взвешивания,
а для порции от 500 до 1000 кг ±1,0% от номинального значения массы
дозы.
Дозатор имеет 18 шнековых питателей (два питателя резервные)
с индивидуальным приводом от двухскоростных электродвигателей- Уп-
равление дозатором — электропневматическое с пульта при помощи
! перфокарт (давление в пневмосети 0,4 МПа).
Кинематическая схема и система управления построены аналогично
шестикомпонентному дозатору 6ДК-100.
§ 8. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ДОЗАТОРЫ НЕПРЕРЫВНОГО
ДЕЙСТВИЯ
лк
срабпения
(индикации)
л ание
зоешиРани
М№йМи
систра счи/тл кия
программы
С перфокарты
весовых дозато-
Автоматические дозаторы дискретного действия (порционные), опи-
санные выше, подают продукт в виде отдельных порций. В этом случае
дозирование не является непрерывным. Вместе с тем многие технологи-
ческие процессы часто требуют непрерывного дозирования продукта с
заданным весовым расходом, Для этого применяют весовые дозаторы
непрерывного действия, которые устраняют несоответствие порционного-
дозирования продукта непрерывному характеру технологического про-
цесса, обеспечивают равномерную подачу ингредиентов, что, в свою оче-
редь, способствует лучшему перемешиванию.
Дозаторы непрерывного действия — наиболее сложное весовое обо-
рудование, которое требует квалифицированного и тщательного ухода, а
также обслуживания. Наиболее распространены ленточные дозаторы с
постоянной скоростью транспортера.
На рисунке XXI-22 показана блок-схема такого дозатора. Пита-
тель 1 (вибрационный, шнековый, тарельчатый и т. п.) подает дозируе-
мый продукт на короткий транспортер 2, движущийся с постоянной ско-
ростью. Масса продукта на транспортере непрерывно преобразуется ве-
совым устройством 3 в пропорциональный электрический или пневмати-
ческий сигнал.
Он поступает в систему регистрации и автоматического управле-
ния 4, в интегрирующий 6 и регистрирующий 5 приборы. Эта система-
479-
Рис. XXI-22. Блок-схема дозатора с постоянной скоростью транспортера:
1— питатель; 2 — транспортер; 3— весовое устройство; 4 — система регистрации и ав-
томатического управления; 5 — регистрирующий прибор; 6—интегрирующий прибор.
Рис. XXI-23. Электрический дозатор ДН-47:
1— бункер; 2—весовой механизм; 3—подвеска; 4 — транспортер; 5—корпус; 6 — вибропита-
тель.
воздействует на питатель и обеспечивает производительность, равную
заданной.
Электрический дозатор ДН-47 (рис. XXI-23) состоит из бункера 1,
весового механизма 2, подвески 3, транспортера 4, корпуса 5, вибропи-
тателя 6.
На рисунке XXI-24 показана кинематическая схема дозатора. Кор-
пус бункера 1 опирается на пружины 3. Рассекатель 2 служит для пред-
отвращения зависания продукта. Вертикальный зазор между лотком 5
питателя и бункером, определяющий высоту слоя продукта, регулируют,
изменяя положение бункера при помощи винтов 4.
Рис. XXI-24. Кинематиче,
/ — бункер; 2 — рассекатель;
рессора; 8 — основание; 10
14 — клапан; 15 — патрубок;
20 — арретир; 21 —гиря-против
Между корпусом
пружины 9, предотвр
Лоток 5 крепят к ос
С кронштейном связа
Привод транспо
встроенного синхронн
кую стабильность ча
также очищающие ск
Из дозатора прол
паном 14, который н;
дельный короб для кс
Транспортер при
устройства,в которое
силоизмеритель 23, а;
точные опоры 22.
Электрический bi
ние лоток 5, благодар
транспортер.
П р оизводительна
жение и силу тока ви
баний.
Весовое устройст
номным весовым траь
ально не отличается о'
лишь в кинематике це
ку. Конвейерные весь
ных дозаторов. С дат
выполненная в соотве
Система автомат!
ние на обмотках виб
время остается посто
ских свойств дозируе
ния и других возмуще
480
31—100
I
Рис. XXI-24. Кинематическая схема электрического дозатора ДН-47:
1 — бункер; 2— рассекатель; 3, 9 —пружины; 4 — виит; 5 —лоток; 6 — вибродвигатель; 7 — пружина-
рессора; 8 — основание; 10—редуктор; 11 — электродвигатель; 12 — транспортер; 13—скребки;
14— клапан; 15— патрубок; 16—корпус; 17 — тяга; 18 — успокоитель колебаний; 19 — коромысла;
20 — арретир; 21 -гиря-противовес; 22 — опора; 23 — датчик-силоизмеритель.
Между корпусом дозатора 16 и основанием 8 питателя установлены
пружины 9, предотвращающие передачу вибраций на весовую систему.
Лоток 5 крепят к основанию при помощи плоских пружин-рессор 7.
С кронштейном связан электрический вибродвигатель 6.
Привод транспортера 12 осуществляется через редуктор 10 от
встроенного синхронного электродвигателя И, обеспечивающего высо-
кую стабильность частоты вращения. На транспортере установлены
также очищающие скребки 13.
Из дозатора продукт выходит через патрубок 15 с перекидным кла-
паном 14, который направляет его по технологической схеме или в от-
дельный короб для контрольного взвешивания.
Транспортер при помощи тяг 17 подвешен на коромысле 19 весового
устройства, в которое входят гиря-противовес 21, электрический датчик-
силоизмеритель 23, арретир 20, успокоитель колебаний 18, упругие лен-
точные опоры 22.
Электрический вибродвигатель 6 приводит в колебательное движе-
ние лоток 5, благодаря чему продукт движется от горловины бункера на
транспортер.
Производительность дозатора можно регулировать, изменяя напря-
жение и силу тока вибродвигателя, от которых зависит амплитуда коле-
баний.
Весовое устройство представляет собой конвейерные весы с авто-
номным весовым транспортером. Работа этого узла дозатора принципи-
ально не отличается от работы конвейерных весов. Отличие заключается
лишь в кинематике цепей, передающих усилие от транспортера к датчи-
ку. Конвейерные весы являются составной частью современных ленточ-
ных дозаторов. С датчиком связана система управления и регистрации,
выполненная в соответствии с блок-схемой (см. рис. XXI-22).
Система автоматического управления поддерживает такое напряже-
ние на обмотках вибродвигателя, что производительность дозатора все
время остается постоянной, независимо от изменения физико-механиче-
ских свойств дозируемого продукта, нестабильности напряжения пита-
ния и других возмущений.
31—100
481
Рис. XXI-25. Схема уста-
новки для непрерывного од-
нокомпонентного весового
дозирования:
J. /2— бункера: 2,3 — сигнализа-
торы уровня; 4 — рукав; 5 — во-
ронка; 6 — дозатор; 7 — клапан;
8 — контрольные весы; 9 — ко-
роб; 10 — транспортер; 11 — ре-
зервный дозатор.
Производительность дозатора может
быть и не постоянной, а изменяться во вре-
мени в зависимости от технологических
требований.
Аналогично построены и другие ленточ-
ные дозаторы. Если используют шнековые,
тарельчатые и другие питатели, то их про-
изводительность регулируют автоматичес-
ки, изменяя частоту вращения электродви-
гателя. Система автоматического управле-
ния может быть построена на пневматичес-
ких приборах.
Производительность дозаторов непре-
рывного действия определяется произво-
дительностью питателя — вибрационного,
шнекового, тарельчатого и других, которая
может быть рассчитана по формулам, при-
веденным в главе XII. Весовой транспортер
должен иметь производительность на 10—
15% больше, чем производительность пита-
теля. Его производительность определяют
по формулам, рекомендуемым в курсе
«Подъемно-транспортные устройства» для
ленточных транспортеров.
Применение конвейерных весов и доза-
торов позволяет создать систему непрерыв-
ного взвешивания и дозирования одного
или нескольких ингредиентов в определен-
ном, требуемом технологией соотношении.
Специфика эксплуатации и конструктивные особенности весовых
дозаторов непрерывного действия предъявляют к компоновке и взаим-
ной увязке дозирующего, транспортирующего, технологического и вспо-
могательного оборудования ряд требований, с учетом которых разраба-
тываются современные установки.
В установки непрерывного весового дозирования включают ряд до-
полнительных устройств, обеспечивающих эффективную работу весового
оборудования.
В большинстве случаев можно выделить три варианта дозирования
сыпучих продуктов:
однокомпонентное;
многокомпонентное с постоянной производительностью;
многокомпонентное с переменной производительностью при соблю-
дении заданного соотношения между расходами отдельных компо-
нентов.
На рисунке XXI-25 показана схема установки для однокомпонент-
ного дозирования. Из надвесового бункера 1, снабженного сигнализато-
рами верхнего 2 и нижнего <3 уровней через мягкий рукав 4 продукт по-
ступает в приемную воронку 5 дозатора 6. На выходе дозатора установ-
лен перекидной клапан 7, при помощи которого продукт можно направ-
лять на промежуточный транспортер 10 и далее в технологическое обо-
рудование или в короб 9 для контрольных перевесов на весах 8. Резерв-
ный объемный дозатор 11 с бункером 12 служит для подачи продукта
при отборе контрольных проб.
Мягкий рукав 4 допускает вертикальное перемещение приемной во-
ронки 5, что необходимо для регулирования высоты слоя продукта на
лотке вибропитателя.
Для нормальной работы дозатора необходим определенный запас
продукта в надвесовом бункере. Сигнализаторы уровня, которые сблоки-
482
ь дозатора может
изменяться во вре-
т технологических
ны и другие ленточ-
ользуют шнековые,
итатели, то их про-
руют автоматичес-
ащсния электродви-
атического управле-
ена на пневматичес-
Рис. XXI-26, Схема установки для непрерывного многокомпонентного весового дози-
рования с постоянной производительностью:
/ — весовые дозаторы; 2 — транспортер; 3 — объемные дозаторы.
ь дозаторов непре-
еделяется произво-
дя — вибрационного,
о и других, которая
по формулам, при-
Зесовой транспортер
щтельность на 10—
водительность пита-
1ьность определяют
ндуемым в курсе
ie устройства» для
)В.
ерных весов и доза-
> систему непрерыв-
(озирования одного
i сигов в определен-
эгией соотношении,
обенности весовых
эмпоновке и взаим-
яогического и вспо-
VI которых разраба-
I включают ряд до-
ую работу весового
рианта дозирования
Рис. XXI-27. Схема установ-
ки для непрерывного много-
компонентного весового до-
зирования с заданным соот-
ношением:
/ — весы: 2 — транспортер; 3 —
короб; 4—объемный дозатор;
5 — перекидной клапан; 5—-лен-
точный доза гор.
остью;
ностью при соблю-
отдельных компо-
1ля однокомпонент-
‘нного сигпализато-
>укав 4 продукт по-
е дозатора установ-
укт можно направ-
хнологическое обо-
на весах 8. Резерв-
я подачи продукта
цение приемной во-
-л слоя продукта на
пределенный запас
1Я, которые сблоки-
рованы с оборудованием для загрузки надвесового бункера, позволяют
контролировать степень его заполнения.
При эксплуатации часто возникает необходимость отбора контроль-
ных проб продукта за определенный промежуток времени для проверки
точности и стабильности дозирования.
При проведении контрольных перевесов применяют резервный объ-
емный дозатор И (шнековый, барабанный, ленточный и др.) с бункером
12. Резервный дозатор, включаемый при отборе проб, обеспечивает
подачу материала, хотя и с меньшей точностью, при контроле работы
основного дозатора. После проведения перевеса продукт из короба 9
перемещается в бункер 12, объем которого в 3—4 раза больше объема ко-
роба 9.
При составлении технологических смесей, состоящих из нескольких
сыпучих ингредиентов, используют многокомпонентное дозирование с
постоянной производительностью (рис. XXI-26).
Каждый из компонентов смеси подается соответствующим весовым
дозатором 1 на сборный транспортер 2 и далее в технологическое обору-
дование. Требования, предъявляемые к установкам однокомпонентного
дозирования, естественно должны соблюдаться и в данном случае.
Перпендикулярное расположение продольных осей дозаторов и
сборного транспортера обеспечивает удобный отбор проб. Количество
резервных объемных дозаторов 3 может быть меньше числа весовых (из
расчета один резервный на 3—4 основных дозатора).
31* 483
В ряде случаев необходимо обеспечить дозирование нескольких ин-
гредиентов в определенном соотношении при условии, что расход одного
из них изменяется во времени. В этом случае установка для дозирования
должна осуществлять непрерывную подачу одного или нескольких ве-
домых компонентов пропорционально расходу ведущего компонента
(рис. XXI-27). Ведущий компонент подается на конвейерные весы 1 и
затем на сборный транспортер 2, куда автоматическим ленточным доза-
тором 6 подается также ведомый компонент. Перекидной клапан 5, ко-
роб 3, резервный объемный дозатор 4 обеспечивают возможность отбора
проб для контроля производительности дозатора.
Принцип действия системы дозирования заключается в том, что вы-
ходной сигнал конвейерных весов, пропорциональный расходу ведущего
компонента, является заданием для системы автоматического регулиро-
вания дозатора ведомого компонента. Последняя обеспечивает соответ-
ствие фактического и заданного значений расхода.
На рисунке XXI-27 показана схема установки для дозирования од-
ного ведомого компонента. В случае необходимости число дозаторов мо-
жет быть увеличено, при этом сигнал с конвейерных весов подается на
каждый из них.
Приведенными схемами не ограничиваются возможности построе-
ния схем непрерывного весового дозирования. Если применить соответст-
вующие приборы контроля и управления, то производительность можно
автоматически изменять в зависимости от каких-либо технологических
параметров, например, температуры, давления, влажности конечного
продукта.
Системы автоматического непрерывного весового дозирования обла-
дают большой гибкостью и хорошо сочетаются с современными средст-
вами комплексной механизации и автоматизации производства, что без-
условно обеспечит таким системам широкое распространение.
Глава XXII
АГРЕГАТНЫЕ УСТАНОВКИ
Комбикормовый агрегат АК-12 (рис. XXII-1) предназначен для
выработки рассыпных концентрированных комбикормов. Он представля-
ет собой комплекс технологического, транспортного и электрического
оборудования, обеспечивающего выполнение основных технологических
процессов при производстве рассыпных комбикормов, т. е. очистку и из-
мельчение сырья, дозирование и смешивание компонентов.
Комбикормовый агрегат (рис. ХХИ-2) рекомендуется применять в
колхозах и совхозах с годовым потреблением до 10 тыс. т комбикормов.
Принцип работы агрегата заключается в последовательной очистке
и измельчении сырья, дозировании компонентов в соответствии с задан-
ной рецептурой и последующем смешивании в двухвальном горизонталь-
ном смесителе. На всех линиях подъема сырья и готовой продукции ис-
пользуют пневматический транспорт; горизонтальное транспортирование
осуществляют при помощи винтовых шнеков.
Техническая характеристика агрегата
для приготовления комбикормов
Производительность, т/смену........................ 10—12
Максимальное число компонентов...................... 12
Емкость бункеров, м3:
для компонентов....................................... 29
для готового комбикорма......................... 23
Расход воздуха, м3/ч.................................. 2500
Установленная мощность электродвигателей, кВт .... 59,7
Количество обслуживающего персонала, человек в смену . 2
Габаритные размеры (не более), м:
длина............................................... 12,50
длина (без бункера готовой продукции)................ 8,50
ширина.............................................. 8,30
ширина (без приемных бункеров)..... 6,00
высота............................................... 7,50
Масса (не более), кг:
без бункера готовой продукции........................ 12 000
с бункером готовой продукции..................... 14 000
Основное технологическое оборудование
Пневмосепаратор БПС-1,5
Производительность, т/ч : :................................ 1,5
Максимальное разрежение, Па........................... 5 900
Расход воздуха, м3/ч ..............................’ . 450—550
Установленная мощность электродвигателей, кВт .... 0,6
Габаритные размеры (не более), м:
длина.................................................. 0,9
ширина............................................. о,8
высота............................................. 1 ’§2
Масса (не более), кг.............. 225
Просеивающая машина
Производительность, т/ч....................... 1,5
Частота колебаний в минуту ................... 430
Амплитуда колебаний, мм........................ 5
Рабочая ширина сит, м........................ 0,5
Угол наклона сита к горизонту, град ... 10
485
Установленная мощность электродвигателя,
кВт....................................... 0,6
Дробилка ДМ
Производительность, т/ч.................... 2,0
Частота вращения ротора, рад/с.............. 290
Окружная скорость бичей, м/с................. 77
Площадь ситовой поверхности, м2 . . . . 0,4
Диаметр отверстий сита, мм........... 5—8
Установленная мощность электродвигателя,
кВт......................................... 22
Габаритные размеры (вместе с просеиваю-
щей машиной), м:
длина...................................... 2,36
ширина . .............................. 1,02
высота................................. 2,23
/Масса (вместе с просеивающей машиной),
кг........................................ 1340
Машины, для дробления жмыха, мела и соли Жмыхо- ломач Дробилка
Производительность, т/ч 1,5 0,4
Частота вращения (рад/с) вала:
ведущего 21,4 290
ведомого 15,5 —
Передаточное отношение зубчатой пары . . 1,38 •—
Окружная скорость бичей, м/с — 45
Площадь ситовой поверхности, м2 . . . . — 0,089
Диаметр отверстий сита, мм — 5—8
Установленная мощность электродвигателя,
кВт 4,0 7,5
Габаритные размеры, м:
длина 1,20
ширина . . . 0,85
высота . . 3,20
Масса (не более), кг . . 660
Шнеки Распре- делительный Сборный Для ГОТО* вой продук ции
Производительность, т/ч . . . 1,5 1,5 , 2,5
Диаметр шнека, мм .... 150 150 150
Частота вращения шнека, рад/с 10 10 10
Передаточное число редуктора 13 13 13
Установленная мощность элек-
тродвигателя, кВт .... 0,6 0,6 0,6
Габаритные размеры (не бо- лее), М;
длина 5,50 6,30 6,30
ширина 0,63 0,63 0,63
высота 0,33 0,33 0,33
Масса (не более), кг ... . 160 170 160
Смеситель двухвальный горизонтальный
Производительность, т/ч . . . 2,5
Частота вращения валов, рад/с 18
Передаточное число редуктора 7,75
Установленная мощность электродвигателя, кВт , . . . 1,5
Габаритные размеры (не более), м:
длина................................................... 4,85
ширина............................................. 1,о
высота..................................0,35
Масса (не более), кг...........................' 300
486
о
о со о •—
о* * -
О to 00 tO
О СП о
СП
Рис. XXII-1. Технологическая схема агрегата для приготовления комбикормов:
/ — приемные бункера; 2 — пневмосепаратор; 3—просеивающие машины; 4 — дробилка ДМ; 5 —дробилка для измельчения жмыха; 6 — дробилка для измельчения соли
и мела; 7—'шнеки; <9 — смеситель; 9 — бункера для готовой продукции; 10 — вентилятор.
5760
Рис. ХХП-2. Агрегат для приготовления комбикормов:
— разрез.
Вентилятор высокого давления В В Д-8
Производительность, м3/ч................................. 4000
Диаметр колеса, м......................................... 0,8
Частота вращения колеса, рад/с............................. 187
Максимальный напор, Па................................... 5900
Установленная мощность электродвигателя, кВт .... 13
Габаритные размеры, м:
длина................................................ 1,59
ширина......................................... . 0,76
высота....................................... 1,35
Масса, кг . . 465
О W чш
СП СП <£>
е
со
в
7270 -
зт
3000
-J400H----- /040
5
Рис. ХХП-2. Агрегат для приготовления комбикормов (продолжение):
б — план.
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
1. А к у н о в В. И. Струйные мельницы. М., Машгиз, 1962.
2. Артоболевский И. И. Теория механизмов. М., «Наука», 1965.
3. Блехман И. И., Джанелидзе Г. Ю. Вибрационное перемещение. М., «Нау-
ка», 1964.
4. Ви ди неев Ю. Д. Автоматическое непрерывное дозирование материалов. М. — Л.,
«Энергия», 1965.
5. Галицкий Р. Р., Рудой И. 3. Оборудование элеваторов, складов и зерно-
перерабатывающих предприятий (ч. II). М., «Колос», 1973.
6. Гаузнер С. И., Михайловский С. С., Орлов В. В. Регистрирующие
устройства в автоматических процессах взвешивания. М., «Машиностроение», 1966.
7. Г е р н е т М. М. Курс теоретической механики. М., «Высшая школа», 1973.
8. Гинзбург А. С. Сушка пищевых продуктов. М., 1973.
9. Г и н з б у р г М. Е. Технология крупяного производства (изд. 3-е, перераб. и доп.).
М., «Колос», 1969.
10. Гордон А. В., Сли винская А. Г. Электромагниты постоянного тока.
М. — Л., Госэнергоиздат, 1960.
И. Гладков Н. Г. Зерноочистительные машины. М., Машгиз, 1961.
12. Гортинский В. В., Демский А. Б., Борискин М. А. Процессы сепариро-
вания на зерноперерабатывающих предприятиях. М., «Колос», 1973.
13. Гортинский В. В., Жиганов Б. В. Состояние и перспективы развития тех-
ники сепарирования смеси шелушеного и нешелушеного риса. М., ЦНИИТЭПлег-
пищемаш, 1970.
14. Горячкин В. П. Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных ма-
шин. М. — Л., Сельхозгиз, 1935—1936.
15. Демидов А. Р., Лутки н Н. И. Вальцовый станок. М., Заготиздат, 1952.
16. Демидов А. Р., Ч и р к о в С. Е. Измельчающие машины ударного действия М.,
ЦНИИТЭПлегпищемаш, 1969.
17. Демин Г. С. и др. Очистка зерна на хлебоприемных предприятиях. М., «Колос».
1968.
18. Демский А. Б. и др. Справочник по оборудованию зерноперерабатывающих
предприятий. М„ «Колос», 1970.
19. Дзядзио А. М. и Кем мер А. С. Пневматический транспорт на зериоперера-
батывающих предприятиях (изд. 2-е, перераб. и доп.). М., «Колос», 1967.
20. Жислин Я. М. Технология и оборудование крупяного производства. М., «Ко-
лос», 1966.
21. Карпин Е. Б. Расчет и конструирование весоизмерительных механизмов и до-
заторов. М., Машгиз, 1963.
22. К а р п и н Е. Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы.
М., «Машиностроение», 1971.
23. К о ж ух о в с к и й Н. Е. Зерноочистительные машины. М., «Машиностроение»,
1965.
24. К о ж у х о в с к и й Н- Е., П а в л о в с к и й Г. Н. Механизация очистки и сушки
зерна. М., Сельхозиздат, 1963.
25. Левинсон Л. Б., Цигельский П. М. Дробильно-сортировочные машины
и установки. М., Госстройиздат, 1952.
26. Котляр Л. И. и др. Конструкция и эксплуатация сит просеивающих машин. М„
Хлебоиздат, 1963.
27. Котляр Л. И. Основы монтажа, эксплуатации и ремонта технологического обо-
рудования предприятий по хранению и переработке зерна. М., «Колос», 1969.
28. Куприц Я. Н. и др. Технология переработки зерна (мукомольное, крупяное
и комбикормовое производство). М., «Колос», 1965.
29. Куприц Я. Н. Физико-химические основы размола зерна. М., Заготиздат, 1946.
30. М а л и с А. Я., Д е м и д о в А. Р. Машины для очистки зерна воздушным пото-
ком. М., Машгиз. 1961.
490
31. Мачихина Л. И. Машина вибропневматического принципа действия, применя-
емая для очистки зерна от равновеликих минеральных примесей. М., ЦНИИТЭИ
Минзага СССР, 1972.
32. Орлов В. В. Циферблатные весы. М., «Машиностроение», 1972.
33. О р л о в С. П., Михайловский С. С., Т и м о ф е е в К. Н. Весы и дозаторы.
М., «Машиностроение», 1972.
34. П а н ч е н к о А. В. и др. Вентиляционные установки зерноперерабатывающих
предприятий (изд. 3-е, доп. и перераб.). М., «Колос», 1974.
35. Платонов П. Н., Лебединский В. Г., Фасман В. Б. Элеваторы и склады
(изд. 2-е, перераб. и доп.). М., «Колос», 1971.
36. Соколов А. Я- Комбикормовые заводы. М., «Колос», 1970
37. С о к о л о в А. Я- Машины для очистки и внутризаводского транспорта зерна. М.,
Машгиз. 1957.
38. Соколов А. Я. Машины для переработки зерна. М., Машгиз, 1963.
39. Соколов А. Я. и др. Основы расчета и конструирования машин и автоматов пи-
щевых производств. М., «Машиностроение», 1969.
40. Соколов А. Я. и др. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пи-
щевых производств. М., Пищепромиздат, 1960.
41. С о ко л о в А. Я. и др. Прессы пищевых и кормовых производств. М., «Машинострое-
ние», 1973.
42. Соколов А. Я- Технологическое оборудование предприятий по хранению и пе-
реработке зерна (изд. 3-е, перераб. и доп.). М., «Колос», 1967.
43. Соколов А. Я. Технологическое оборудование элеваторов, мельниц, крупяных
и комбикормовых заводов. М., Заготпздат, 1950.
44. Соколов А. Я. и др. Транспортирующие и перегрузочные машины для комплексной
механизации пищевых производств. М., «Пищевая промышленность», 1964.
45. С о л д а т е и к о Л. С., Котляр Л. И. Ячеистые сепараторы (триеры). М.,
ЦНИИТЭПлегпищемаш, 1972.
•46. Справочник по охране труда на предприятиях системы министерства заготовок
(составитель С. В. С о л и н). М., «Колос», 1973.
47. Правила организации и ведения технологического процесса на комбикормовых
предприятиях. М., ЦИНТИ Госкомзага СССР, 1967.
48. Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных предприя-
тиях. М., ЦИНТИ Госкомзага СССР, 1967.
49. Правила организации и ведения технологического процесса на мельницах. М.,
ЦИНТИ Госкомзага СССР, 1967.
50. Правила по организации и ведению технологического процесса на элеваторах
(утверждены Министерством заготовок СССР в августе 1972 г.).
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора................................................................... 3
Глава I. Развитие в СССР производства машин для переработки зерна 5
§ 1. Состояние в России производства машин для переработки зерна
до 1917 г......................................................... 5
§ 2. Развитие производства машин для переработки зерна в период
1917—1929 гг...................................................... 7
§ 3, Развитие производства машин для переработки зерна в период
1929—1940 гг...................................................... 8
§ 4. Развитие производства машин для переработки зерна в период
1945—1957 гг...................................................... 9
§ 5. Развитие производства машин для переработки зерна в период
1958—1965 гг..................................................... 10
§ 6. Развитие производства машин для переработки зерна в период
1966—1970 гг..................................................... 11
§ 7. Развитие производства машин для переработки зерна в период
1971—1975 гг..................................................... 11
Глава II. Современные формы организации и основные стадии производ-
ственных процессов........................................................ 13
§ 1. Производственный процесс на элеваторах...................... 14
§ 2. Производственный процесс на мукомольных заводах .... 15
§ 3. Производственный процесс на крупяных заводах................ 16
§ 4. Производственный процесс на комбикормовых заводах ... 16
§ 5. Производственный процесс на семеобрабатывающих заводах . 16
Глава III. Структура и классификация машин для переработки зерна . . 18
§ 1. Структура машин и назначение их элементов................... 18
§ 2. Классификация машин......................................... 19
§ 3. Основные требования, предъявляемые к машинам................ 21
Глава IV. Машины для выделения примесей, отличающихся от зерен ос-
новной культуры шириной и толщиной....................... 26
§ 1. Назначение и область применения............................. 26
§ 2. Классификация............................................... 27
§ 3. Металлические сита.......................................... 29
§ 4. Шелковые и капроновые сита.................................. 33
§ 5. Движение частицы продукта на плоских ситах.................. 37
§ 6. Влияние размеров отверстий сита на характер движения частиц 40
§ 7. Скорости, ускорения и силы инерции сита при движении его по
гармоническому закону............................................. 41
§ 8. Движение частиц по подвижному наклонному ситу......... 44
§ 9. Определение основных параметров сит для сепараторов ... 48
§ 10. Ситовые сепараторы для очистки зерна.................. 51
§ 11. Ситовые сепараторы для калибрования семян кукурузы ... 58
§ 12. Ситовые сепараторы с вращающимися ситами (центрофугалы) 62
§ 13. Сепараторы с круговым поступательным движением сит ... 66
§ 14. Просеивающие машины для комбикормов................... 72
Глава V. Машины для выделения примесей, отличающихся от зерен.......основ-
ной культуры аэродинамическими свойствами 76
§ 1. Назначение и область применения....................... 76
§ 2. Классификация......................................... 76
§ 3. Принцип воздушной сепарации зерна..................... 77
492
§ 4. Воздушные сепараторы для очистки зерна на мукомольных за-
водах с внутрицеховым механическим транспортом............ 79
§ 5. Воздушные сепараторы для очистки зерна на мукомольных за-
водах с внутрицеховым пневматическим транспортом .... 85
§ 6. Воздушные сепараторы для разделения кукурузных семян . . 90
Глава VI. Воздушно-ситовые сепараторы...................................... 91
§ 1. Назначение и область применения............................. 91
§ 2. Классификация . ; : : :..................................... 91
§ 3. Стационарные воздушно-ситовые сепараторы.................... 92
§ 4. Основные узлы сепарирующих устройств........................ 95
§ 5. Приводные механизмы......................................... 98
§ 6. Техническая характеристика сепараторов......................110
§ 7. Сепараторы для очистки свежеубранных зерновых масс ... 112
Глава
VII. Машины для выделения примесей, отличающихся от зерен ос-
новной культуры длиной........................................ 117~?
§ 1. Назначение и область применения.......................... 117 '
§ 2. Классификация............................................ 120
§ 3. Элементы теории цилиндрических триеров................... 120,
§ 4. Конструкции цилиндрических быстроходных триеров.......... 125'
§ 5. Элементы теории дисковых триеров......................... 1зГ
§ 6. Конструкции дисковых триеров..................?.......... 132
§ 7. Основные параметры для расчета и конструирования триеров . 137
§ 8. Малогабаритные дисковые триеры........................... 140
Глава VIII. Машины для выделения примесей, отличающихся от зерен основ-
ной культуры совокупностью различных физических свойств . 142
§ 1. Назначение н область применения............................ 142
§ 2. Классификация............................................... 142
§ 3. Машины для выделения примесей, отличающихся формой и ко-
эффициентом трения............................................. 143
§ 4. Машины для выделения примесей, отличающихся плотностью и
коэффициентом трения........................................... 146
Глава IX. Машины для сухой обработки поверхности зерна................ 159
§ 1. Назначение и область применения............................ 159
§ 2. Классификация.............................................. 160
§ 3. Обоечные машины для мукомольных заводов с внутрицеховым
механическим транспортом ..................................... 160
§ 4. Обоечные машины для мукомольных заводов с внутрицеховым
пневматическим транспортом ................................... 165
§ 5. Основные сведения для расчета и конструирования обоечных
машин......................................................... 172
§ 6. Щеточные машины............................................ 173
§ 7. Машины для обмолота початков кукурузы...................... 175
Глава X. Машины для обработки зерна водой............................ 179
§ 1. Назначение и область применения............................ 179
§ 2. Классификация.............................................. 180
§ 3. Элементы теории гидродинамической классификации............. 180
§ 4. Машины для увлажнения зерна................................. 184
§ 5. Машины для мойки зерна...................................... 188
§ 6. Устройства для очистки сточной воды........................ 198
Глава XI. Аппараты для обработки зерна теплом..................... 207
§ 1. Назначение и область применения........................ 207
§ 2. Аппарат для подогрева зерна БПЗ........................ 207
§ 3. Классификация кондиционеров............................ 210
§ 4. Воздушно-водяные кондиционеры.......................... 210
§ 5. Паровой кондиционер.................................... 225
§ 6. Аппараты для обработки теплом зерна крупяных культур . . 232
§ 7. Сушилка ВС-10-49 .......................................... 234
§ 8. Аппарат для производства вспученных зерен кукурузы и риса 236
Глава XII. Машины и агрегаты для дозирования и смешивания зерновых
и жидких продуктов......................................................... 239
§ 1. Назначение и область применения............................ 239
§ 2. Классификация дозирующих машин . . .... . . 239
§ 3. Оценка точности дозирования.............................. 241
493
§ 4. Барабанные дозирующие машины.............................. 243
§ 5. Тарельчатые дозирующие машины............................. 248
§ 6. Шнековые дозирующие машины................................ 253
§ 7. Вибрационные дозирующие машины............................ 254
§ 8. Устройства для дозирования мелассы........................ 257
§ 9. Смесители для ингредиентов комбикормов...............' . . 261
Глава ХШ. Магнитные сепараторы........................................... 267
§ 1. Назначение и область применения.......................... 267
§ 2. Классификация............................................ 267
§ 3. Основные характеристики магнитного поля и магнитных мате-
риалов ........................................................ 268
§ 4. Определение сил, действующих на мсталломагнитные частицы
в процессе магнитной сепарации................................. 272
§ 5. Методика расчета сепараторов.............................. 276
§ 6. Устройства с постоянными магнитами ...................... 278
§ 7. Электромагнитные сепараторы............................... 284
Глава XIV. Машины для измельчения зерна и ингредиентов комбикормов . 291
§ 1. Назначение и область применения........................... 291
§ 2. Классификация измельчающих машин.......................... 291
§ 3. Вальцовые станки.......................................... 291
Вальцы.................................................... 292
Питающий механизм......................................... 305
Механизм для регулирования величины зазора между вальцами 307
Механизм привода вальцов.................................... 308
Производительность и энергоемкость.......................... 311
Современные конструкции .................................... 312
§ 4. Плющильные станки........................................... 323
§ 5. Дробилки молотковые и зубчатые.............................. 324
Общее устройство............................................ 324
Конструкция молотков ....................................... 326
Конструкции сит и колосников................................ 328
Основы расчета.............................................. 329
Производительность и энергоемкость.......................... 331
Современные конструкции..................................... 332
Глава XV. Машины для сортирования (просеивания) продуктов измельче-
ния зерна........................................................... 343
§ 1. Назначение и область применения.......................... 343'
§ 2. Классификация............................................... 343
§ 3. Устройство рассевов пакетного типа..........................344
§ 4. Элементы теории движения продукта по ситу рассева .... 347
§ 5. Устройство отдельных узлов рассева пакетного типа .... 351
§ 6. Влияние различных факторов на эффект просеивания и пути ин-
тенсификации работы рассевов.................................... 358
§ 7. Рассевы шкафного типа ЗРШ................................... 360
§ 8. Мероприятия по повышению эксплуатационной надежности рас-
севов .......................................................... 368
Глава XVI. Машины для сортирования (обогащения) промежуточных про-
дуктов измельчения зерна ................................. 370
§ 1. Назначение и область применения .... .............. 370
§ 2. Классификация.......................................... 372
§ 3. Ситовеечные машины...................... ................ 372
Глава XVII. Машины для отделения частиц эндосперма от оболочек . . . 385
§ 1. Назначение и область применения........................ 385
§ 2. Классификация.......................................... 386
§ 3. Щеточные машины........................................ 386
§ 4. Бичевые машины......................................... 390
§ 5. Бичевая машина ДПС для обработки микродобавок комбикормов 394
Глава XVIII. Машины для шелушения зерна, шлифования и полирования ядра
крупяных культур..................................................... 396
§ 1. Назначение и область применения........................ 396
§ 2. Классификация.......................................... 397
§ 3. Шелушильные машины, воздействующие на зерно ударами . . 397
§ 4. Шелушильные машины, воздействующие на зерно усилиями сжа-
тия и сдвига................................................. 399
494
§ 5. Шелушильные машины, воздействующие на зерно непродолжи-
тельными усилиями сжатия и сдвига.............................. 399
§ 6. Основные теоретические предпосылки процесса шелушения на
обрезиненных валках............................................ 410
§ 7. Шелушильные машины, воздействующие на зерно продолжитель-
ным трением в зоне между рабочими органами..................... 415
§ 8. Шлифовальные и полировальные машины....................... 418
§ 9. Аэродинамическая шелушильная машина....................... 419
Глава XIX. Машины для сортирования продуктов шелушения зерна ... 421
§ 1. Назначение и область применения........................... 421
§ 2. Падди-машины...............................................421
§ 3. Крупоотделитель БКО........................................429
Глава XX. Машины для производства гранулированных комбикормов . . 431
§ 1. Назначение и область применения комбикормов............... 431
§ 2. Основы теории машин для производства гранулированных ком-
бикормов ...................................................... 432
§ 3. Оборудование для производства комбикормов................ 435
Глава XXI. Весовые установки........................................ 448
§ 1. Назначение и область применения........................... 448
§ 2. Классификация : :........................................ 451
§ 3. Весы рычажные неравноплечие общепромышленного применения
и бункерные технологические ................................... 453
§ 4. Весы автоматические коромысловые дискретного действия . . 461
§ 5. Весовыбойные аппараты..................................... 468
§ 6. Весы автоматические непрерывного действия..................469
§ 7. Автоматические весовые дозаторы дискретного действия . . 472
§ 8. Автоматические дозаторы непрерывного действия..............479
Глава XXII. Агрегатные установки...................................... 485
Указатель литературы........................................... 490
Александр Яковлевич Соколов
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
ПО ХРАНЕНИЮ И ПЕРЕРАБОТКЕ ЗЕРНА
Редакторы Б. Ф. Дубинин и В. И. Ч е бу р а ков
Художественный редактор 3. П. Зубрилина
Технический редактор Н. Н. Копнина
Корректор Н. Я, Туманова
Сдано в набор 21/Ш 1975 г. Формат 70X108V16. Бумага Уч.-изд. л. 42,12. Изд. № 66. Цена 1 р. 71 к. Подписано к печати 18/IX 1975 г. тнп. № 2. Усл.-печ. л. 43,40. Тираж 10 000 экз. Заказ № 100.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Колос»
103716, ГСП, Москва, К-31, ул. Дзержинского, д. 1/19
Владимирская типография Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии н книжной торговли
Гор. Владимир, ул. Победы, д. 18-6.