Глава 1
ВОЗДУШНЫЕ СЕПАРАТОРЫ
Воздушные сепараторы представляют собой технологическое оборудование, предназначенное для разделения сыпучих смесей с помощью воздушного потока. Процесс разделения смесей в воздушном сепараторе носит название пневмосепарирование. В основу принципа пневмосепарирования положено различие аэродинамических свойств частиц разделяемых компонентов смеси. Воздушные сепараторы используют для очистки зерна и разделения продуктов шелушения крупяных культур. При очистке зерна воздушным потоком выделяют так называемые аэроотделимые примеси, к которым относят цветочные оболочки, части стеблей и колосьев, полову, семена сорных растений, щуплые зерна основной культуры, пыль и т. д. При разделении продуктов шелушения крупяных культур воздушным потоком выделяют лузгу и мучку.
В зависимости от взаимодействия сил, действующих на частицы разделяемых компонентов сыпучей смеси воздушные сепараторы подразделяются на гравитационные, центробежные, аэрогравитационные (с псевдоожи-женным слоем) и др. По принципу использования воздушных потоков эти сепараторы подразделяются на три группы: с разомкнутым циклом воздуха (РЦВ); с замкнутым циклом воздуха (ЗЦВ); с комбинированным циклом воздуха (КЦВ).
Отдельную группу составляют воздушные сепараторы, встраиваемые в пневмотранспортные установки и совмещающие функции разгрузителя транспортируемого продукта и воздушного сепаратора. Такие воздушные сепараторы носят название «пневмосепараторы».
В зерноперерабатывающих предприятиях используют преимущественно гравитационные воздушные сепараторы с разомкнутым, замкнутым или комбинированным циклом воздуха. При этом в зависимости от конструкции воздушного сепаратора в рабочем (пневмосепарирующем) канале воздушный поток может быть вертикальным (восходящим), наклонным или горизонтальным. Наибольшее распространение благодаря конструктивной простоте и компактности устройств получили сепараторы с вертикальным воздушным потоком.
Гравитационные воздушные сепараторы с разомкнутым циклом воздуха называются аспирационными колонками.
Основным недостатком аспирационных колонок является большое влияние их работы на воздухообмен в рабочем помещении. К их достоинствам относится использование относительно чистого воздуха, забираемого из помещения для пневмосепарирования.
Воздушные сепараторы с замкнутым циклом воздуха носят название аспираторы. Циркулирующий в машине воздушный поток не оказывает влияния на воздухообмен в помещении. В этом главное достоинство аспираторов. Воз душный поток для осуществления процесса пневмосепарирования создается в различных конструкциях аспираторов радиальным, осевым или диаметральным вентилятором. Наиболее совершенным аспиратором является конструкция с применением диаметрального вентилятора, обладающего лучшими компоновочными свойствами, чем радиальный и осевой вентиляторы. К таким машинам относится аспиратор типа А1- БДЗ.
В воздушных сепараторах с комбинированным циклом воздуха до 10% воздуха обновляется, они не оказывают большого влияния на воздухообмен в рабочем помещении, как это имеет место в аспирационных колонках, и в то же время процесс пневмосепарирования осуществляется в них более чистым воздухом, чем в аспираторах, в которых с воздушным потоком циркулирует сравнительно большая часть наиболее легкой примеси, не осевшей в относо- осаждающем устройстве аспираторов. К воздушным сепараторам с комбинированным циклом воздуха относится воздушный сепаратор А1-БДК-2,5.
Этот сепаратор может работать как на замкнутом цикле воздуха, так и на комбинированном в зависимости от его места в технологическом процессе. Так, например, в начале технологического процесса шелушильного отделения крупозавода после шелушильных машин сепаратор используют на замкнутом цикле. В конечной стадии, на контроле крупы, где предъявляются более высокие требования к чистоте воздуха, осуществляющего пневмосе-парирование, применяют комбинированный цикл, так как приблизительно 80% наиболее легких примесей, не осевших в осадочной камере машины, уходит в аспирационную установку, к которой присоединена машина.
На мукомольных заводах, оснащенных комплектным оборудованием, используют аспирационные колонки РЗ-БАБ, а для отделения транспортирующего воздуха от зерна и пневмосепарирования - цилиндрические пнев-мосепараторы РЗ- БСД. Они работают в режиме разомкнутого цикла воздуха.
Факторы, влияющие на эффективность пневмосепарирования.
Эффективность пневмосепарирования Е (%) в производственной практике оценивают отношением массы примесей, выделяемых воздушным потоком из зерновой смеси, к массе аэроделимых примесей, находившихся в исходной смеси. При этом, на основе баланса фракций и количественно-качественного анализа навеса очищенного продукта и отходов, используют формулу где А - масса отходов, кг; а - содержание полноценного продукта (зерна) в отходах, % от их массы; В - масса отделяемых
воздухом примесей в исходной (зерновой) смеси, кг.
Воздушный режим в воздушных сепараторах устанавливают такой, чтобы содержание полноценного зерна в отходах а не превышало 2%.
Содержание нормального зерна в отходах характеризует четкость сепарирования, т. е. качественную сторону процесса. Суммарная эффективность очистки зерна от легких примесей в зависимости от цели и задачи сепарирования имеет разное значение, причем наиболее высокие требования предъявляют к обработке и подготовке зерна к помолу и переработке его в муку.
На современных мукомольных заводах суммарная эффективность очистки зерна в подготовительном отделении должна быть не менее 90%.
К числу факторов, оказывающих наиболее существенное виляние на результаты процесса пневмосепарирования, относятся следующие:
различие в аэродинамических свойствах разделяемых компонентов;
средняя скорость воздушного потока в рабочем канале; - степень неравномерности воздушного потока в канале;
конструкция и размеры рабочего канала (ширина, высота над местом поступления продукта и ниже его); удельная нагрузка продукта (количество продукта, проходящее в единицу времени через единицу длины рабочего канала); скорость и угол ввода смеси в рабочий канал; концентрация примесей в смеси (или соотношение «тяжелого» и «легкого» компонентов);
столкновение и сцепление частиц разделяемых компонентов в зоне сепарирования;
чистота воздуха, поступающего в рабочий канал для осуществле ния процесса сепарирования (или эффект осаждения примесей в осадочной камере аспираторов с ЗЦВ);
стабильность и равномерность подачи смеси в зону сепарирования и др.
Основной показатель аэродинамических свойств компонентов разделяемой смеси - скорость витания (табл. 1.1).
В качестве примера на рис. 1.1 приведено взаимное расположение, полученных на основе пневмоклассификации дифференциальных полигонов распределения скоростей витания компонентов, входящих в состав образцов продуктов шелушения основных крупяных культур ядра, лузги, дроб-ленки, нешелушеных зерен, семян сорных растений, зерен культурных растений. На рисунке видно, что для всех культур из продуктов шелушения наиболее эффективно может быть отделена лузга. Другие компоненты ввиду значительного совмещения полигонов распределения скоростей витания между собой и с полигонами для ядра не могут быть эффективно отделены от основного компонента - ядра - воздушным потоком.
Культура, примеси |
Увит- м/с |
|||||||||||||||
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 |
||||||||||||||||
нормальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пшеница битая поперек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
битая вдоль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щуплая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рожь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ячмень |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Овес |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гречиха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Просо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Горох |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подсолнечник |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кукуруза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Куколь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Овсюг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вьюнок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гречишка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пырей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Василек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спорынья |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Редька дикая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Горчак |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конопля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легкие сорняки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мякина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Степень неравномерности
воздушного потока
оценивается по коэффициенту
вариации
Ф
м
л-1 '
воздушного потока, м/с.
где - скорость воздушного потока в точке измерения по сечению пневмока-нала, м/е; п -число измерений,
где
V средняя скорость воздушного потока
в
пневмоканале,
м/с; а- среднее квадратиичное отклонение
скоростей в г отдельных
точках сечения пневмокана-ла от средней
скорости
м/с
гт
=
.
Рис. 1.1. Полигоны распределения скоростей витания компонентов продуктов шелушения:
а - риса; б - гречихи; в - овса; 1 - ядро; 2 - дробленка; 3 - нешелушеные зерна; 4 — лузга; 5 - лузга мелкая; б - рудяк; 7 - ядро колотое; 8 - лузга крупная; 9 -семена сорных растений; 10 - зерна культурных растений
На степень неравномерности воздушного потока влияет главным обра
зом конструкция рабочего канала, особенно нижней его части, ниже места поступления в канал разделяемой смеси.
Определяющее влияние на эффективность пневмосепарирования в установках с вертикальным каналом оказывает удельная нагрузка на канал q [кг/(чсм)], скорость воздушного потока ve (м/с) и ширина канала В (мм). При реальных режимах сепарирования эти факторы связаны с эффективностью следующим соотношением:
П= 0,5018 - 0,0031q + 0,0613v+ 0,00085.
Здесь nl численно выражает эффективность пневмосепарирования не в процентах, а в долях единицы, его часто называют коэффициентом извлечения примесей.
Удельная зерновая нагрузка. Для разных машин в зависимости от назначения, вида обрабатываемой культуры и конструкции канала она колеблется в широких пределах. Однако для эффективного ведения процесса удельная нагрузка не должна превышать 200-220 кг/(чсм) даже при максимальной ширине канала (до 200 мм).
Удельная зерновая нагрузка в современных воздушных сепараторах составляет 80-100 кг/(чсм) при очистке зерна, 50-65 кг/(чсм) - при разделении продуктов шелушения крупяных культур. В пневмосепарирующих устройствах при элеваторной очистке зерна q достигает 300-500 кг/(чсм).
Скорости перемещения зерновки в пневмосепарирующем канале можно приближенно определить по формулам:
Размеры
пневмосепарирующего канала.
Пневмосепарирующий канал (рис. 1.2)
характеризуется шириной
В, высотой
H от места
поступления зерна в канал до поворота
в осадочное устройство, высотой
Н2 от места
поступления воздуха в канал до места
поступления в него зерна и углом
а ввода
сепарируемой смеси в канал. Длину L
пневмосепарирующего
канала выбирают по оптимальной удельной
зерновой нагрузке и заданной
производительности:
Рис. 1.2. Пневмосепарирующий канал:
1 - приемно-распределительное устройство; 2 - пневмосепарирующий канал; 3 — осадочная камера; 4 - дроссельный клапан; 5 - шнек; I- исходная зерновая смесь; II - очищенное зерно; III-отходы; IV-воздушный поток
|
|
|
ТО F/I |
gsjff kfltit^uHl ^ кгКч-ся} |
||||
q=JU кг |
|
|
|
М НО ЙО |
||||
|
|
|
||||||
(/ |
"йМ /ЪОО |
|
|
|||||
V |
|
q-SOO к, |
■/(ч-см) |
|||||
1 / |
|
|
|
|||||
О
100 200 зоо в, мм
Рис. 1.3. Зависимость эффективности очистки зерна Е от ширины В канала
С увеличением ширины канала эффективность очистки возрастает, достигая некоторой максимальной величины. При дальнейшем увеличении ширины канала она снижается, так как приходится уменьшать скорость воздуха, обеспечивающую регламентированную четкость сепарирования. Такая закономерность объясняется временем воздействия воздушного потока на компоненты зерновой смеси. Оно увеличивается с удлинением пути частиц в большем по ширине канале. В широких каналах зерновой поток лучше разрыхляется и большинство легких примесей успевает перейти в верхний слой.
Оптимальную ширину определяют в зависимости от удельной зерновой нагрузки на канал (рис. 1.3) в зоне наиболее высокой эффективности. Например, при зерновой нагрузке q = 200 кг/(ч-см) для обеспечения эффективности очистки в пределах 50-55% ширина канала должна быть не менее 200 мм. Эффективность очистки для каждой удельной нагрузки q существенно возрастает с увеличением ширины канала В до определенного значения, например, при 100 кг/(чсм) - до 100 мм, при 300 кг/(ч-см) - до 250 мм. Дальнейшее увеличение ширины канала повышает эффективность незначительно, поэтому нецелесообразно принимать величину В по максимальному значению эффективности из соображений экономичности процесса сепарирования (табл. 1.2).
Высота верхней части канала Н1 оказывает существенное влияние на эффективность очистки, главным образом она связана с четкостью сепарирования. Малые значения Н не позволяют поддерживать достаточно высокую скорость воздушного потока в связи с заносом полноценного зерна в осадочную камеру.
Конструкция нижней части канала и высота Н2 влияют на выровнен-ность потока, следовательно, и на эффективность. При любом способе подвода воздуха в канал (через отвод с одной стороны или с двух сторон) наличие прямого участка перед зоной сепарирования способствует выравниванию поля скоростей по ширине канала, причем с увеличением высоты канала выровненность поля скоростей увеличивается.
Для каналов шириной 100-200 мм высота их нижней части, существенно выравнивающая поле скоростей, составляет 130-180 мм. В общем случае соотношение между шириной канала в и высотой нижней его части Н2 равно (1,5-2,0)B. Увеличение Н2, например, с 230 до 430 мм повышает эффективность очистки примерно на 5-8%, поэтому в машинах, где допустимо некоторое увеличение габаритов увеличением высоты Н2 не следует пренебрегать.
Скорость воздушного потока. Эффективность очистки зерна воздушным потоком зависит от начальной скорости Со ввода зерновой смеси в пнев-мосепарирующий канал и средней скорости воздушного потока. Оптимальная начальная скорость Со для зерна пшеницы находится в области 0,3-0,8 м/с, для продуктов шелушения зерна крупяных культур в области 0,4-0,5 м/с. С повышением средней скорости воздушного потока эффективность очистки увеличивается до известного предела (табл. 1.3), после чего зерно переходит в «кипящее» состояние, при котором резко возрастает унос нормального зерна в отходы.
* Ввод семян подсолнечник горизонтальный, д = 80 кг/(ч-см)
|
1.3. Эффективность очистки и четкость сепарирования пшеницы Скорость |
Эффектив |
Содержани |
Скорость |
Эффектив |
Содержани |
воздушног |
ность |
е |
воздушног |
ность |
е |
о потока, |
очистки, |
нормально |
о потока, |
очистки, |
нормальног |
м/с |
% |
го зерна в |
м/с |
% |
о зерна в |
4,4 |
25,3 |
0,54 |
5,2 |
52,7 |
5,3 |
4,7 |
37,0 |
1,25 |
5,7 |
68,2 |
22,0 |
4,9 |
44,8 |
1,65 |
6,1 |
88,0 |
26,0 |
Предельная скорость воздушного потока зависит от начальной скорости частиц сепарируемого продукта, удельной зерновой нагрузки, ширины канала и равномерности воздушного потока. При Со = 0,3 м/с и нагрузках, превышающих 200 кг/(чсм), предельная скорость 6,5 м/с, при нагрузках 50-200 кг/(чсм) - 8,5 м/с.
Направление скорости также влияет на эффективность сепарирования. Так, горизонтальное положение вектора скорости входа зерновок и примесей в канал повышает эффективность сепарирования на 12-15%. Это объясняется, с одной стороны, более пологой траекторией частиц в канале, при которой создаются лучшие условия выделения легких частиц, и с другой стороны, некоторым замедлением движения, способствующим их выделению в зоне сепарирования. Воздушный режим сепараторов регулируют по максимальному извлечению легких примесей при уносе в отходы полноценного зерна в пределах, установленных нормативами. При расчете пневмосепари-рующего канала скорость воздушного потока для очистки продовольственного зерна следует принимать (04-0,8) чвит (Увит определяют по табл. 1.1).
Ориентировочные значения средней скорости воздушного потока ve, м/с, в вертикальном пневмосепарирующем канале при очистке зерна пшеницы (для q = 90-100 кг/(ч.см)) составляют 6-7 м/с, при разделении продуктов шелушения крупных культур (для q= 50-65 кг/(ч-см)) - 4—5 м/с. Меньшие значения средней скорости относятся к большим удельным зерновым нагрузкам. Это связано, как показали исследования, с различной плотностью продуваемого воздухом слоя разделяемой смеси.
1.2.
Эффективность очистки семян
подсолнечника* |
Скорость |
Эффективност |
Содержание |
В, мм |
воздушного |
ь очистки, % |
нормальных |
|
потока va м/с |
|
семян в отходах, % |
100 |
5,0 |
38,9 |
- |
5,5 |
48,7 |
- |
|
120 |
5,0 |
44,4 |
- |
5,5 |
62,5 |
0,42 |
|
140 |
5,0 |
69,2 |
0,62 |
5,5 |
78,0 |
0,48 |
|
160 |
5,0 |
71,4 |
0,95 |
5,5 |
82,7 |
5,06 |
|
180 |
5,0 |
71,5 |
2,68 |
5,5 |
81,6 |
7,57 |
|
200 |
5,0 |
71,3 |
1,88 |
5,5 |
84,0 |
5,04 |
При больших удельных нагрузках слой плотнее, что приводит увеличению скорости воздуха в межзерновых каналах, и поэтому значение средней скорости воздушного потока устанавливают меньше, чтобы содержание нормального зерна в относах не превышало нормативных 2%. При меньших удельных нагрузках скорость воздушного потока увеличивают для повышения эффекта пневмосепарирования. В идеальном случае должно происходить автоматическое саморегулирование расхода воздуха при колебаниях удельной нагрузки за счет определенного наклона
аэродинамической характеристики вентилятора аспиратора в рабочей зоне этой характеристики. Как показал опыт эксплуатации такое саморегулирование происходит, например, в аспираторе А1 -БДЗ с диаметральным вентилятором.
Концентрация примесей в смеси также весьма существенно сказывается на результатах пневмосепарирования. Так, например, в зерне, поступающем в подготовительное отделение мукомольного завода после элеваторной очистки содержится не более 0,5% отделимых воздухом примесей, а в продуктах шелушения крупяных культур в крупозаводе лузги содержится до 10%, кроме лузги, направляемой на контроль. Потому эффективность пневмосепарирования при очистке зерна пшеницы 60% считается хорошим показателем, в то время как эффективность выделения лузги из продуктов шелушения крупяных культур достигает 95% и более при одинаковых нормативных значениях содержания полноценного продукта в отходах. Такая разница в показаниях эффективности пневмосепарирования объясняется большим влиянием столкновения и сцепления частиц разделяемых компонентов в зоне сепарирования. При меньшем содержании примесей в исходной смеси выделение их менее эффективно.
Столкновение и сцепление частиц разделяемых компонентов в зоне сепарирования оказывает существенное влияние на эффективность пневмосепарирования. Для уменьшения влияния этого явления на результаты пневмосепарирования в некоторых воздушных сепараторах предусмотрено предварительное расслоение исходной смеси перед подачей ее в пневмоканал. Так, например, в конструкции пневмосепарирующего устройства типа УПС, выпускаемого ЗАО «Совокрим», вибролоток снабжен поперечными рифлями, параметры которых в совокупности с параметрами колебаний лотка подобраны на основе теоретических и экспериментальных исследований для более эффективного самосортирования смеси. При этом частицы легкого компонента всплывают в верхний слой исходной смеси в результате чего в пневмосепарирующем канале снижается вероятность столкновения частиц разделяемых компонентов и в итоге повышается эффективность пневмосепарирования.
=z
Ж(Я.)ршх- £ (ft) айв
где п-число частей секций пробоотборника; Z(qi) max, ^min(qi)- сумма
выборочных величин зерновой нагрузки в половине секций пробоотборника соответственно с наибольшим и наименьшим заполнением, кг.
от
умеренного второй - от
и
Кн
более
0,28.
|
1.4.Эффективнос очистки Кн |
Е,% |
Кн |
Е,% |
0,00 |
65 |
0,25 |
38 |
0,05 |
62 |
0,28 |
34 |
0,07 |
60 |
0,31 |
30 |
0,10 |
57 |
0,34 |
27 |
0,15 |
54 |
0,37 |
24 |
0,19 |
47 |
0,40 |
21 |
0,22 |
42 |
0,43 |
18 |
Зависимость Е =f /(КН) имеет два перехода: первый снижения к более значительному при увеличении Кн до 0,1 значительного к более плавному снижению при увеличении Расчетная формула имеет вид
г-Щ
115
где Е- эффективность при равномерном распределении, %.
В технических требованиях к пневмосепарирующим устройствам коэффициент неравномерности не должен превышать Кн< 0,1, что гарантирует снижение эффективности не более чем на 7-8%.
При выборе вентилятора расход воздуха Qe, (м3/с) в пневмосепарирующем канале подсчитывается по формуле
Qe=BLv,
где В - ширина канала, м; L - длина канала, м; v- скорость воздушного потока, м/с
Аналитическая оценка эффективности пневмосепарирования в вертикальном рабочем канале. Сущность метода оценки эффективности пневмосепарирования заключается в совместном анализе функций распределения скоростей витания On(v) легкого и Or(v) тяжелого компонентов, а также воздушного потока Фп(у) в рабочем канале. Коэффициент выделения легкого компонента г|Л и степень уноса тяжелого компонента фТ
пл =1 фл (v ) [Фп (V ) ®n(v i-l)], Vt =!фт (v i) [Фп (v )- Фп^ i-l)].
Здесь варианта i = 1 соответствует началу полигона распределения ФпМ, варианта i = n - число классовых промежутков Av в размахе эмпирического распределения скорости воздушного потока R = vn-v1 (см. рис. 1.4).
Содержание тяжелого компонента
Zr
в легкой фракции,
являющегося вторым показателем
эффективности процесса пневмосепарирования
после rjn, определяется
по формуле
■ж
am
0 — —> |
|
|
|
/ ^ / |
|
щм/ |
/ ФМ, |
|
7 / / / / / / f |
У |
|
' I '' |
/ |
|
I г |
/ |
|
Is |
/ |
|
// У / / |
|
|
/ / / |
|
|
И ,'''/ i |
|
|
V, л/
с
Рис. 1.4. Интегральные полигоны распределения скоростей витания легкого Фп(v), тяжелого Фr(v) компонентов и воздушного потока Фп(v)
Метод ограничен допущениями: в рабочем канале расход тяжелого и легкого компонентов через любое сечение зоны сепарирования постоянен, а плотности распределения на нем скоростей витания компонентов одинаковы. Несмотря на указанные ограничения, представленный метод учитывает главные факторы: аэродинамические свойства разделяемых компонентов, среднюю скорость воздушного потока в рабочем канале, степень неравномерности потока и концентрацию примесей в смеси.
Потери давления в пневмосепарирующем канале. Нпк (Па) при очистке зерна можно определить по формуле
где q - удельная зерновая нагрузка, кг/(ч.см); В - ширина пневмосепарирующего канала, см; Vк - средняя скорость воздуха в канале, м/с.
Потери давления в пневмосепараторе. Они определяются сопротивлением АН (Па), которое вычисляют по формуле
AH=kQ2,
где к - коэффициент сопротивления машины, Н-с2/м5; Q—расход воздуха, м /с.
Коэффициент сопротивления зависит от конструкции невмосепаратора и равен 0,02-0,15; потери полного давления составляют от 300 до 800 Па.
Пневмосепарирующие устройства в большинстве своем конструктивно заканчиваются герметизирующими устройствами для вывода зерна и отходов. Наиболее широкое распространение среди них получили шлюзовые затворы, основным расчетным параметром которых, обеспечивающим требуемую производительность, является вместимость - емкость ячеек ротора
.
Вместимость шлюзового затвора, т. е. необходимую емкость V (дм3) ячеек ротора шлюзового затвора, определяют по формуле:
где q - расчетная производительность затвора, кг/мин; - объемная масса продукта, кг/дм3; п - частота вращения ротора, мин'; £ - коэффициент заполнения ячеек (е = 0,7-0,8).
Аспираторы типа А1 -БДЗ
Аспираторы типа А1-БДЗ с замкнутым циклом воздуха и диаметральным вентилятором предназначены для разделения продуктов шелушения крупяных культур (отбора лузги и мучки, контроля лузги, контроля готовой продукции) и для очистки зерна пшеницы от аэродинамически легких примесей. Аспираторы устанавливают в шелушильных отделениях крупяных и зерноочистительных отделениях мукомольных заводов. Аспираторы типа А1-БДЗ выпускают двух модификаций по производительности 6 т/ч (А1- БДЗ-6) и 12 т/ч (А1-БДЗ-12).
Аспиратор (рис. 1.5) состоит из приемного патрубка 1 и корпуса, представляющего собой сборно-сварную конструкцию из листовой стали, в которой внутренними стенками и перегородками образованы приемная камера 11, вертикальные пневмосеприрующий 10 и рециркуляционный 5 каналы, осадочная камера 4. В нее по длине машины встроен диаметральный вентилятор (ротор) 2 и шнек 7 для вывода относов.
К нижней части пневмосепа - рирующего канала приварен выпускной патрубок 9 для вывода очищенного Продукта из аспиратора. В верхней части приемной камеры установлен механизм 13 с двумя грузовыми клапанами, сблокированными между собой тягой, и делитель 12, положение которого можно изменять относительно приемного патрубка в зависимости от направления потока продукта.
Рис. 1.5. Аспиратор типа А1-БДЗ:
Рис.
1.6. Технологическая схема аспиратора
типа А1- БДЗ:
I —>—I— т I
1,5
— патрубки; 2 - пневмосепари- рующий
канал; 3 — скатная плоскость; 4
- скат;
б - вентилятор; 7 -осадочная камера; 8 -
шнек; I
-
неочищенное зерно; II - очищенное зерно;
III
- относы;
IV -
Принцип
работы аспиратора заключается в
следующем (рис. 1.6). Исходный продукт
через приемный патрубок
5 самотеком
поступает в приемную камеру, в которой
по наклонным скатам
4 равномерно
распределяется по всей ее длине. Затем
по наклонной скатной плоскости 3 продукт
поступает в пневмосепарирующий канал
2, где
продувается восходящим потоком воздуха,
создаваемым диаметральным вентилятором
Это позволяет лучше распределить продукт по длине приемной камеры и пневмосепарирующего канала. Двухклапанный механизм автоматически поддерживает постоянный уровень продукта в приемной камере независимо от его поступления.
В пневмосепарирующем канале продукт падает на направляющую, которая в конце имеет горизонтальный участок для лучшего «разбрызгивания» зерна в зоне сепарирования или на наклонную плоскость ската при использовании сепаратора на контроле лузги. Для регулирования воздушного режима на входе в осадочную камеру установлена поворотная заслонка 3 обтекаемой формы. Ее поперечное сечение имеет форму лемнискаты.
Ротор диаметрального вентилятора сварной конструкции на полуосях с промежуточными дисками, к которым приварены 29 лопаток, вращается в подшипниковых узлах. В зависимости от перерабатываемой культуры и производительности частоту вращения ротора вентилятора изменяют, заменяя шкивы. Вал шнека установлен в двух шариковых сферических подшипниках.
С противоположной стороны привода ротора сделано окно для вывода относов из шнека и установлен противоподсосный клапан, который выполнен из листовой резины и армирован продольными металлическими полосами. Для визуального наблюдения за поступлением продукта в аспиратор и его сепарированием в пневмоканале с торцов . v машины предусмотрены два смотровых окна, которые крепят на стенках с помощью резиновых уплотнений. Для очистки внутренней поверхности аспиратора к торцовым f \ стенкам корпус крепят на петлях фортки и дверку с резиновыми уплотнениями, которые
' рфиксируют ручками с зажимами. Для более надежной герметичности вывода относов с
аспиратором поставляют патрубок, который закрепляют к торцовой стене корпуса.
Привод вентилятора и шнека -' от электродвигателя б, который установлен на плите, через кпиноремен-ную передачу и контрпривод 8. Последний можно перемещать в двух направлениях: по вертикали и горизонтали, обеспечивая таким образом натяжение всех клиновых ремней.
Аэродинамически легкие примеси захватываются воздухом и поступают в осадочную камеру 7. Очищенный продукт выводится из машины через выпускной патрубок 1. Относы, осаждаясь в камере 7, выводятся из машины шнеком 8. Воздух, освобожденный от примесей, вновь засасывается ротором вентилятора и через рециркуляционный канал поступает в пневмосепарирующий канал. Таким образом, воздушный поток движется по замкнутому циклу.
Технические характеристики
аспираторов типа А1-БДЗ приведены в
таблице 1.5.1.5.
Технические характеристики аспираторов
типа А1-БДЗ
А1-БДЗ-12
А1
-БДЗ-6
7,5
3,75
2
1
10
5
12
6
90±5
90±5
60
60
1200
600
140
140
1,5
1,1
1600
1000
1300
1300
1860
1860
600
430
Во время работы сепаратора под нагрузкой особое внимание следует обращать на: равномерность подачи в аспиратор продукта, не допуская его перегрузки (наблюдение осуществляют через смотровые окна на приемной камере); чувствительность и плавность работы двухклапанного механизма приемной камеры; положение грузов (их регулируют так, чтобы уровень
* Производительность на овсе снижается на 25%
продукта над грузовым клапаном был в зоне смотрового окна); равномерность подачи и распределения продукта по длине пневмосепарирующего канала; скорость и равномерность воздушного потока по длине пневмосепарирующего канала, не допуская уноса годного продукта с относами; отсутствие подсоров и пыления через смотровые окна, фортки и грузовой клапан на выходе относов.
По аналогии с аспиратором А1-БДЗ, созданным на основе серьезных
научных исследований, выполнены и выпускаются аспираторы АСХ-2,5 и
АСХ-5, СП-1,«Восход» ЗА-1,С1-БВС и др.
Воздушный сепаратор А1-БДК-2,5
Предназначен для разделения продуктов шелушения крупяных культур - отбора лузги и мучки, контроля крупы и лузги - устанавливается в шелушильных отделениях заводов по производству круп.
Состоит сепаратор (рис. 1.7) из приемного патрубка и корпуса, представляющего собой сборно-сварную конструкцию из листовой стали, внутренние стенки и перегородки которой образуют приемную и осадочную камеры, каналы вертикальный пневмосепарирующий и рециркуляционный отвода запыленного и подвода чистого воздуха.
В осадочной камере по длине машины встроены диаметральный вентилятор и шнек для отвода осажденных относов, в верхней части приемной -двухклапанный механизм, способствующий лучшему распределения продукта по длине сепарирующего канала.
Привод вентилятора и шнека - от электродвигателя, клиноременной передачи и контрпривода.
Технические характеристики воздушного сепаратора А1-БДК-2,5
Производительность, т/ч: выделение лузги и мучки из продуктов шелушения риса* 2 контроль крупы овса 2,5 Эффективность извлечения лузги при номинальной нагрузке в процессе разделения продуктов шелушения риса, % ■ 85 Содержание полноценного продукта в относах осадочной камеры, % 2 Расход воздуха (в режиме комбинированного цикла), м3/ч 600 Размеры пневмосепарирующего канала, мм: длина 300 ширина 14
0Диаметральный вентилятор: