Антипов С.Т. и др. Машины и аппараты пищевых производств. Книга 2. Том 1

Подождите немного. Документ загружается.

Глава

Оборудование

для

очистки

сепарирования

сыпучего сельскохозяйственного сырья

Крупа поступает через приемные патрубки питателя, накапливается

на

грузовом

клапане, распределяется

по

всей

его

ширине

падает

на

сито верхнего кузова.

процессе движения крупа просеивается через отверстия сита

падает

на

поддон,

крупные сорные примеси идут ходом

через выпускной патрубок выводятся

из ма-

шины. Проход через выпускной лоток попадает

на

сито нижнего кузова. Здесь крупа

идет ходом

через патрубок выводится наружу. Дробленка

мучка проходят через

отверстия сита

по

поддону направляются

выходной патрубок.

При настройке машины регулируют угол наклона кузовов, подбирают требуе-

мый размер отверстия

сит,

регулируют высоту щеток

подачу продукта. Угол

на-

клона ситовых кузовов регулируют, изменяя длину подвесок

при

помощи гаек.

Для

изменения высоты щеток поднимают

или

опускают направляющие.

По

мере изна-

шивания щеток направляющие перемещают вверх.

Техническая характеристика двухъярусной крупосортировочной машины

А1

БКГ-1

приведена

табл.

8.3.

Таблица

8.3

Техническая характеристика просеивающих машин

Показатели

А1-БПК А1-БП2-К ПБ-1,5

А1-БКТ-1

Производительность,

т/ч

8...10

1,5...3,0

1,5...2,5

Размеры ситового цилиндра,

мм:

диаметр 400 400

- -

длина

900 900

Рабочая поверхность

сит, м

2,26

1,13

1,5

3,2

Частота вращения вала бичевого ротора,

с"

Расход воздуха

на

аспирацию, м

/мин

95 95 3,7...6,3

Частота вращения вала бичевого ротора,

с"

Расход воздуха

на

аспирацию, м

/мин

16 7

1,2

Мощность электродвигателя,

кВт

2x5,5

5,5 1,0

1,1

Габаритные размеры,

мм

1550х1430х 1550х800х 2900х856х 2800х1625х

х2295 х1275 х1810

х1680

Масса,

кг

700 340 561 750

Инженерные расчеты. Производительность

(кг/ч) ситового сепаратора

при

разделении зерновой смеси определяют

по

результатам снятия баланса продуктов

выражают следующей зависимостью:

= т/г,

где

т -

масса поступающей

машину зерновой смеси,

кг; т -

продолжительность

работы машины

при

определении производительности,

ч.

Содержание полноценных зерен

отходах

или

полноту разделения

а (%)

опре-

деляют

по

формуле

(тз/то)

-100,

где

т}-

масса полноценных зерен

отходах,

кг; т

масса отходов,

кг.

Технологический эффект очистки зерна

от

примесей

Е (%)

находят следующим

образом:

{(т

-т„

)/т

} (100-а),

где

масса подлежащих выделению примесей

исходном сырье,

кг; т

пр

масса

примесей, оставшихся

исходном зерне, которые могут быть выделены

на

сепара-

торе,

кг.

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Основными расчетными параметрами плоских сит зерновых сепараторов явля-

ются: длина и ширина подсевных сит, угол их наклона, угол направления колеба-

ний, кинематические параметры и т. д.

Ширина сит В (м) сепаратора

П/

Яв

где П - производительность сепаратора, кг/с; цв - удельная производительность,

отнесенная к единице ширины решета, кг/(см).

Значение оптимального ускорения J

(м/с

) ориентировочно определяют по эм-

пирической формуле

=4,2^/360^/7,

где q

- удельная производительность по ширине сита, кг/(с-м); у - угол между на-

правлением колебаний и плоскостью сита, град (у = а + |3).

Частоту колебаний /(с"

) определяют по уравнению

/ = (1/20Х/10у

/Л,

где А - амплитуда колебаний, м,

А = ек,

здесь е - эксцентриситет, м; к - коэффициент, учитывающий колебания; он зависит

от величины оптимального ускорения /

Мощность

JV(KBT),

потребную для работы ситового кузова, определяют по формуле

N = (M -J

)/(460-F) ,

где т - масса ситового кузова, кг;/- частота колебаний сита, с"

Необходимая мощность электродвигателя зерноочистительного ситового сепаратора

=ЯЮ

/ГШООЮЛЛ

где

Г)

- КПД передаточного механизма; СО- частота колебаний сита, с"

Расчет просеивающих машин включает определение производительности, по-

требляемой мощности привода, габаритных размеров деталей рабочих органов.

Производительность просеивателя П

(кг/с) с прямоугольной ситовой поверх-

ностью

= hbvp,

где h - толщина слоя материала в начале просеивающей поверхности, м; b - ширина

просеивающей поверхности, м; v

—

скорость движения материала по поверхности, м/с;

р - плотность материала, кг/м

Частота вращения эксцентрика п (с"), приводящего просеивающие сита в воз-

вратно-поступательное движение:

и = (35...40)JTG(<P-A)/R ,

где (р - угол трения частицы о поверхность сита, град;

Глава 8 Оборудование для очистки и сепарирования

сыпучего сельскохозяйственного сырья

q>=arctgK

здесь К

- коэффициент трения; а - угол наклона сита, рад; г - радиус эксцентрика, м.

Ориентировочная максимальная мощность N (кВт) привода просеивателя, необ-

ходимая для приведения в движение сит:

+т

)/240,

где к - коэффициент (к = 2,0...2,5); п - частота вращения эксцентрика, мин"

; г -

эксцентриситет, м; т

~ масса качающихся частей сита, кг; т„ - масса слоя продукта

на сите, кг;

т„ = Shp,

здесь S - площадь сита, м

; h - толщина слоя продукта, м; р - насыпная плотность

продукта, кг/м

Приведенный радиус г

(м) вращающегося барабанного сита бурата

={\/h^ll

/(pntga),

где h - наибольшая толщина продукта в барабане, м; п - частота вращения барабана, с"

;

а - угол наклона барабана, град.

Частота вращения барабана должна соответствовать условию

п>п

кр

=15г

-1

Общую площадь поверхности сита S

(м

) определяют по формуле

где q

- удельная производительность бурата, кг/(м

-с).

Площадь ситовой поверхности одной рамки S

(м

)

/Z,

где Z- число граней ситового барабана (Z = 5...6).

Длину ситового барабана L (м) находят из условия

L = So/(2nR),

где R - радиус барабана, м.

Размеры шнека принимают такими: диаметр винта d

= 0,15...0,20 м; шаг винта Х

= d

;

диаметр вала шнека d

= 0,2.. .0,3 м.

Частота вращения распределительного шнека п

(с"

)

=4II

/[N(D

-DL)X

где аз

—

коэффициент заполнения шнека (аз = 0,5...0,6).

Мощность электродвигателя N (кВт)

N = g[(m

ndn + 2Am

Rn + П

LK J/flOOO ц),

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

где тб, т„ - масса барабана и продукта, кг; К

- коэффициент трения скольжения в

подшипниках (К

= 0,15...0,20); d- диаметр шейки вала, м; п - частота вращения

барабана, с-

; R - радиус барабана, м; g - ускорение свободного падения, м/с

; L -

длина шнека, м; К

- коэффициент сопротивления (К

= 4.. .5).

При расчете машины с неподвижными ситами задаются следующие размеры:

шаг винта Х

(0,7...0,8)af

;

высота загрузочного отверстия кожуха h = (1,0...1,5) Х

;

диаметр вала винта d

= (0,2...0,3) d

; радиальный зазор между винтом и кожухом

5 = 2...3 мм.

Рассчитывают наружный диаметр винта, частоту вращения шнека, площадь и

размеры ситовой поверхности, мощность электродвигателя.

Наружный диаметр винта d

(м)

= ^ШГ

/(пра

) ,

где П

—

производительность просеивателя, кг/с; и

—

частота вращения, с"

; р

—

плот-

ность продукта, кг/м

; аз - коэффициент загрузки (аз = 0,2...0,3); Х

- шаг винта, м.

Частота вращения шнека п (с

)

1 gtgO^l

КР

2ni К

где X - угол подъема винтовой поверхности, tg X = t/(nd); (р - угол трения покоя по

винту (tg ф = К

); К

- коэффициент трения груза по кожуху (К

= 0,3...0,4);

- внутренний радиус кожуха, м.

Диаметр цилиндрического сита d

(м)

+2b.

Высота цилиндрического сита Н

(м)

/nd

Мощность электродвигателя N (кВт)

N = gII

KJK

+U-io-

+[да

ГЛ-г;/408л] ,

где Н„ - высота подъема продукта, м; К

- коэффициент сопротивления продукта (К

= 10);

ш - угловая скорость лопастей, рад/с; И

- высота лопасти, м; R - наружный радиус

лопасти (R = 0,3 м); г - радиус вала, м (г = 0,03 м); г) - КПД передачи; К

- коэффици-

ент сопротивления (для муки Кг = 5000).

Производительность просеивающих машин П (кг/с) с вращающимися ситами

определяется по формуле

П = (nptga^R

)/60,

где п - частота вращения барабана, мин'

; р - насыпная плотность продукта, кг/м

;

a - угол наклона оси барабана, град; R - радиус барабана, м; h - наибольшая высота

слоя продукта в барабане, м.

Мощность электродвигателя N (кВт) просеивателя-бурата

Глава 8 Оборудование для очистки и сепарирования

сыпучего сельскохозяйственного сырья

N = ng\(т

- т

пр

)fnd + 2Ат

пр

р] //1000

•

60л),

где те - масса барабана, кг; т

пр

- масса продукта в барабане, кг; /- коэффициент

трения скольжения в подшипниках; d - диаметр цапфы вала, м; л - КПД привода,

g - ускорение свободного падения, м/с

Первое средство для привлечения дельных

мыслей - не думать ни о чем пустячном и по-

шлом. Расчистите место для дельных мыслей

они придут сами.

ШОПЕНГА

УЭР

АРТУР (1788-1860),

немецкий философ

8.5 ТРИЕРЫ

Триеры применяют для выделения примесей, отличающихся от зерен основной

культуры длиной. К примесям, выделяемым на триерах, относят семена куколя, ко-

торые короче зерен пшеницы, или семена овсюга, которые длиннее зерен пшеницы.

Триеры по конструктивному исполнению основных рабочих органов подразде-

ляют на две группы: цилиндрические и дисковые. Наиболее широкое применение на

зерноперерабатывающих предприятиях получили дисковые триеры, которые имеют

большую производительность при меньших габаритах и отличаются более высокой

технологической эффективностью.

Цилиндрические триеры в зависимости от значения окружной скорости разде-

ляют на тихоходные (v = 0,3...0,5 м/с) и быстроходные (v =

1,2...1,5

м/с). Тихоходные

триеры выпускают с наружным сетчатым цилиндром и без него. Первые применяют

для очистки зерна от коротких и длинных примесей и его сортирования по толщине,

вторые - для контроля отходов. Быстроходные цилиндрические триеры используют

для очистки зерна от коротких и длинных примесей, а также для сортирования се-

мян. Зерно в машину поступает в начале цилиндра, а в некоторых конструкциях - по

всей длине. Часто эти триеры снабжают ворошильным механизмом.

Цилиндрический триер (рис. 8.25, а) состоит из стального цилиндра 1 со

штампованными ячейками 2 на внутренней поверхности и шнека 5, расположенного

в желобе 4. При вращении цилиндра с зерном в ячейки триера попадают из смеси

частицы зернового материала, длина которых меньше диаметра ячеек, и поднима-

ются вверх; падают в желоб, находящийся внутри цилиндра и выводятся, наружу

шнеком. В цилиндре остаются частицы, длина которых больше диаметра ячеек и

которые не укладываются в них по длине, и выходят сходом по цилиндру с другой

стороны. Степень разделения зерновой смеси на фракции по длине зависит от уров-

ня,

на котором установлена верхняя грань 3

желоба.

Триеры, выделяющие из зернового ма-

териала короткие примеси (например, ку-

коль,

битое зерно и т. п.), называются овсю-

гоотборными. У них очищенное зерно вы-

ходит из цилиндра, а примеси - из желоба.

Триеры, предназначенные для отделе-

ния длинных зерновых примесей, называют

Рис.

8.25 Принцип действия триера

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

овсюжными. В них зерно выходит из желоба, а примеси - из цилиндра. У выходного

конца овсюгоотборного цилиндра устанавливают кольцо - диафрагму, которая спо-

собствует образованию слоя зернового материала внутри цилиндра.

В дисковом триере (рис. 7.25, б) ячейки выполнены на поверхности чугунных

дисков. При вращении дисков 1 в ячейки попадают короткие зерна, которые затем

выпадают в желобки 2 и выводятся из машины.

Цилиндрические триеры с внутренней ячеистой поверхностью изготавливают

одинарного и двойного действия. Триеры одинарного действия имеют по всей длине

цилиндра ячейки одного типа и размера и выделяют только короткие или только

длинные примеси. Триеры двойного действия на различных участках цилиндра по

длине имеют ячейки двух размеров для отделения длинных и коротких примесей.

Дисковые триеры выпускают однороторными. Для сокращения занимаемой

производственной площади их комбинируют в двух- и четырехроторные агрегаты,

включающие триеры для отбора длинных и коротких примесей. Дисковые триеры

для выделения коротких примесей снабжают контрольными дисками.

Основными рабочими органами дисковых триеров являются кольцевидные дис-

ки с ячейками на боковых поверхностях. Карманообразные ячейки расположены по

концентрическим окружностям. Диски закреплены на горизонтальном валу и вра-

щаются в вертикальной плоскости. Нижняя часть дисков погружена в зерновую

смесь. Форма и размеры ячеек, скорость вращения дисков подобраны таким обра-

зом, что короткие компоненты обрабатываемой смеси захватываются ячейками,

поднимаются вверх и при определенном угле поворота, который зависит от частоты

вращения дисков и коэффициента трения частиц о материал диска, выпадают из

ячеек на наклонные лотки и выводятся из машины. Длинные компоненты смеси то-

же захватываются ячейками, но занимают в них неустойчивое положение и выпада-

ют из ячеек при меньшем угле поворота дисков. Фракции могут быть порознь выве-

дены для дальнейшей обработки в этой или последующих машинах.

При движении зерновой смеси вдоль машины концентрация короткой фракции в

ней снижается. В куколеотборниках ячейки дисков поднимают и отбирают куколь и

дробленое зерно, а в овсюгоотборниках роль коротких компонентов выполняет ос-

новная культура - зерно.

Эффективность работы триера зависит от частоты вращения дисков, положения

лотков и заслонок, от формы и размеров ячеек, коэффициента трения зерновой сме-

си о поверхность дисков, концентрации, состава примесей и других факторов. Все

эти факторы не поддаются оперативному управлению. При эксплуатации триеров

необходимо обеспечивать стабильную подачу зерна, добиваясь равномерного его

распределения и необходимого уровня в загрузочном устройстве. Регулируют пода-

чу и время обработки зерна при помощи заслонок загрузочного и других устройств.

Надежная и эффективная работа триеров возможна при очищенных ячейках,

влажности зерна не выше 18 % и отсутствии в исходном зерне твердых и грубых

примесей. Поэтому исходная зерновая смесь должна предварительно пройти соот-

ветствующую очистку, а при необходимости и сушку.

Отличительная особенность процесса сепарирования в триерах - его высокая

эффективность и сравнительно небольшая удельная производительность. Например,

в дисковых триерах устойчивая эффективность выделения коротких фракций дости-

гает 95 %, а в цилиндрических 85...90 %.

Глава 8 Оборудование для очистки и сепарирования

сыпучею сельскохозяйственного сырья

Рис.

7.26 Ячейки дискового триера: а - форма I; б - форма II; в - форма III

В дисковом триере ячейки расположены на литых дисках. Наиболее распро-

странены две формы ячеек (рис. 8.26): с плоским дном - форма III для овальных зе-

рен и с полукруглым дном - формы I, II для шаровидных зерен. Рабочий размер

ячейки - длина /. Предусмотрено три типоразмера дисков по диаметру: 380; 460 и

630 мм. Наружный диаметр дисков триеров 630 мм, внутренний - 380 мм, шаг дис-

ков на валу - 64,5 мм.

Количество дисков определяет производительность триера. Ячейки на дисках

располагают по концентрическим окружностям.

Форма триерных ячеек определяется способом изготовления, и по этому при-

знаку они могут быть штампованные, фрезерованные и литые.

Наибольшее распространение получили стальные цилиндры со штампованными

ячейками, как наиболее прочные и дешевые в изготовлении. Форма и размеры

штампованных ячеек берутся согласно государственному стандарту на триерные

цилиндры. Штампованные ячейки в плане круглые, а в разрезе по окружности ци-

линдра - ковшеобразные.

Рабочим размером ячейки (рис. 8.27) служит диаметр d, подбираемый в зависимо-

сти от компонентов сепарируемой смеси зерна (стандарт предусматривает ячейки

диаметром от 1,6 до 12,5 мм). Остальные размеры ячейки, определяющие ее форму

(диаметр дна d\, глубина h и ho, радиусы R и г), подбирают в зависимости от номи-

нального диаметра d. Существенное значение в рабочем процессе цилиндрического

триера имеет положение стенки ячейки, с которой частица выпадает в приемный желоб.

Ее положение определяется углом 8, в современных ячеистых поверхностях этот угол

приближается к нулю с целью упрощения технологии изготовления цилиндра.

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

8.27 Форма штампованных ячеек

Направление движения

Эффективность работы ячеистых поверхностей зависит от количества ячеек на

единице площади и порядка их расположения. Наиболее рациональное расположе-

ние - шахматное, когда каждая ячейка размещена в центре правильного шести-

угольника, а в вершинах находятся центры смежных ячеек.

Образующие вспомогательного цилиндра диаметром do = 1,05 J должны быть

касательными к дуге окружности радиуса R.

Штампованные ячейки располагаются в шахматном порядке (рис. 8.28) с шагом

г = 0,6 + \,2d

где d- рабочий размер ячеек, мм.

Для приема и отвода зерна и примесей, выбран-

ных ячейками, служат желоб и шнек. Относительно

оси триера шнеки располагают концентрично и экс-

центрично.

Шнеки триеров однозаходные. Угловая частота

вращения шнека равна угловой частоте вращения

триерного цилиндра.

Профиль желоба должен быть таким, чтобы зер-

на, выпадающие из ячеек, в процессе падения не пе-

релетали через нерабочий край желоба.

Траектория полета зерен, выпадающих из ячеек, -

парабола. Дальность полета зерна по горизонтали

Рис.

8.28

Расположение

2а =

{(£>

/ g)sin 2а .

штампованных ячеек

Развертка

Глава 8 Оборудование для очистки и сепарирования 89

сыпучего сельскохозяйственного сырья

Высота полета зерна по вертикали

b = ((o

/2g)cos

a = ((d

/2g)sin

где (3 = 90 - a - угол сбрасывания зерна; a - угол подъема зерна ячейкой над гори-

зонтальным диаметром

a = (p+arcsin (Kcosy),

где ф - угол естественного откоса зерна в движении, град; К—показатель кинематиче-

ского режима триера.

В цилиндрическом триере (рис. 8.29) рабочим органом является стальной ци-

линдр 7, к концам которого прикреплены винтами розетки 3 и 11. Розетка 11 соеди-

нена шпонкой 10 с валом 1. К нему приварены витки шнека 2. Таким образом, вме-

сте с валом вращаются цилиндр и шнек.

Желоб 8 с одной стороны опирается через шарикоподшипник 9 на вал, а с дру-

гой

—

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 западают в ячейки, достигая зоны выпадения, раз-

гружаются в желоб и выводятся шнеком из машины. Зерновки длинной фракции

перемещаются вдоль цилиндра в лоток 6.

Особенность рассматриваемого триера - стабильность условий сепарирования,

которая достигается в результате равномерного распределения по длине цилиндра

исходной зерновой смеси с удалением из нее коротких фракций. Такой режим необ-

ходим для куколеотборочной машины, т. к. ее ячейки должны выделить из обраба-

тываемой зерновой смеси короткую фракцию, относительное содержание которой в

реальных условиях не превышает 2...3 %.

Техническая характеристика цилиндрического триера представлена в табл. 8.4.

Быстроходный цилиндрический триер МБТС (рис. 8.30). Цилиндр 1 диамет-

ром 800 мм и длиной 1700 мм изготовлен из стальных листов, на поверхности кото-

рых выштампованы ячейки диаметром 8,5 мм. Цилиндр свободно опирается на че-

тыре ролика, которые закреплены на станине 5 и сообщают ему равномерное враща-

тельное движение относительно горизонтальной оси.

Вдоль участка, равного 2/3 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, вращающегося от привода с

помощью шкива 4. Длинные примеси постепенно перемещаются вдоль цилиндра к

сборнику. Скорость продольного перемещения засорителей регулируют посредст-

вом системы из одиннадцати поворотных пластин-плужков 8, изменяя их продоль-

ную ориентацию и расположение по вертикали.

Торцовые части цилиндра снабжены кольцевыми диафрагмами-фланцами высо-

той 50 мм для поддержания в цилиндре определенного уровня зерна. При этом в

правой части цилиндра накапливаются овсюг и другие длинные примеси, направ-

ляемые в отход. Для того чтобы предотвратить попадание в отходы зерен пшеницы,

необходимо тщательно контролировать длинную фракцию.

Рис.

8.29 Цилиндрический триер