Повітряно-ситові сепаратори
Для очищення від легких домішок (пилу , полови , часток стебел , остюків і т. п. ) крізь потік зерна продувають струмінь повітря . Легкі частинки захоплюються струменем повітря і виносяться із зернової маси.
З'ясуємо , за яких умов легкі частинки будуть виділятися з потоку зерна. Всяка матеріальна частка , що знаходиться в повітряному струмені , що піднімається у вертикальній трубі , відчуває дію двох сил : сили тяжіння G і сили опору повітря R. Якщо G > R , то частка падає вниз назустріч струмені повітря ; якщо R> G , частка піднімається струменем повітря вгору ; при G = R частинка витає в повітрі. Швидкість повітря , при якій частка перебуває в подібному стані , називається швидкістю витання . Швидкість витання частинок різних злаків і домішок залежить від аеродинамічних властивостей цих частинок : їх форми , маси, стану поверхні і т. д. Швидкість витання легких домішок значно менше швидкості витання повновагих частинок зерна. Тому , продуваючи потік зерна струменем повітря зі швидкістю , меншою швидкості витання частинок зерна , можна очистити зерно від легких домішок.
Швидкість витання найважливіших хлібних злаків (пшениці , жита , ячменю ) залежно від натури зерна коливається від 8,5 до 11,5 м / с , для кукурудзи вона досягає 13 м / с. Коефіцієнт опору для цих же злаків дорівнює приблизно 0,20-0,22 .
Швидкість руху повітря в аспіраційних каналах зерноочисних машин для попереднього очищення зерна від легких домішок приймають рівною 6-7 м / с , для вторинного очищення зерна 7 - 8 м / с. При вторинному очищенні поряд із зазначеними домішками додатково виділяються також легковагі зерна основної культури .
Найбільш поширеною зерноочисної машиною , заснованої на поділі зернової суміші по аеродинамічних властивостях , є повітряно - ситовий сепаратор ( рис. 1-7) . Основними робочими органами сепаратора є плоскі коливні сита і вентилятор . Сита виділяють домішки , що відрізняються від основної маси зерна за розмірами ; вентилятор продуває зерно струменями повітря для видалення легких домішок.
На станині 1 за допомогою плоских пружних сталевих пластин 3 підвішений ситовий корпус 2 . Ексцентриковий вал 19 і шатун 20 призводять ситовий корпус в зворотно- поступальний рух . У верхній частині сепаратора знаходиться приймальня коробка 11 з шнеком 12 , який розподіляє зерно по всій ширині машини. Під шнеком маються засувки 13, що регулюють кількість зерна , що надходить на сита. Осадові камери 6 служать для уловлювання легких домішок з повітря, що подається вентиляторами 9 ( зазвичай встановлюють два вентилятори - по одному з кожного боку сепаратора ) .
рис . 1-7 . Повітряно- ситовий сепаратор
Швидкість руху повітря в аспіраційних каналах 5 і 10 , а також в осадових камерах 6 регулюється клапанами 7 і шиберами 8 , що встановлюються в різних положеннях , зазначених на схемі пунктиром . У нижній частині кожної осадової камери шарнірно підвішені клапани 4 , які завдяки розрідженню, створюваному вентилятором , щільно притискаються до стінок камер. У міру накопичення легких домішок на дні камер клапани під дією маси домішок відкриваються і пропускають їх в похилі лотки 16 , укріплені на ситова корпусі. Сита в ситова корпусі знімні. Очищення сит проводиться інерційним щітковим механізмом 18 .
Зерно , яке надходить до приймальні коробку 11 , рівномірно розподіляється по ширині машини шнеком 12 і засувками 13 і тонким потоком тече вниз по аспіраційного каналу 10 , в якому воно провітрюється струменем повітря . Зерно , очищене від легких домішок , зсипається на коливний ситовий корпус 2 . Па ситах 14 і 15 відокремлюються грубі і великі домішки , на ситі 17 - дрібні домішки. Очищене зерно сходом йде з сита 17 в аспіраційний канал 5 , де знову провітрюється.
Описаний сепаратор одинарний , із зворотно -поступальним рухом ситового корпусу. Існують також сепаратори з двома ситова корпусами і з круговим поступальним рухом сит. Продуктивність сепараторів залежить від якості очищення зерна. При первинному очищенні зерна , виробленої відразу після приймання від заготівельних організацій , відокремлюють найбільш грубі домішки. Вторинна очистка зерна проводиться перед переробкою його на солод і призначена для більш повного виділення домішок. Тому при вторинному очищенні в сепаратор подають зерна приблизно в 3-4 рази менше. На продуктивність сепаратора також впливають вид зерна, що переробляється , його насипна щільність ( табл. 1.2).
Таблиця 1.2
Показники |
Пшениця |
Жито |
Ячмінь |
Овес |
Кукурудза |
Просо
|
Насипна щільність, г/м5 |
750 |
720 |
650 |
500 |
700 |
700 |
Коефіцієнт для розрахунку продуктивності сепаратора |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
1,0 |
0,75 |
Технічна характеристика повітряно- ситових сепараторів наведена в літературі [ 1 , с. 20 ] .
При зворотно- поступальних рухах ситових корпусів , що забезпечують переміщення зернової маси по ситам , виникають сили інерції , які діють по лінії руху корпусів. Сили інерції через станину машини передаються міжповерхових перекриттів та іншим частинам будівлі і можуть призвести до небезпечних коливань останніх. Тому ситові корпусу потрібно врівноважити . Урівноваження досягається спільною роботою двох ситових корпусів на одному приводі або особливою конструкцією приводу.
Найбільш поширеним способом врівноваження ситових корпусів з кривошипно -шатунним приводним механізмом є урівноваження допомогою обертового вантажу
Балансуючий механізм , зміцнюваний безпосередньо на ситова корпусі , призводить в коливальний рух ситовий корпус і врівноважує виникають у ньому інерційні сили . Повний урівноваження досягається у сит , що здійснюють круговий поступальний рух і мають балансирний привід ( рис. 1-8) . Подвійний ситовий корпус 3 підвішений за допомогою тросів 4 до стельової рамі. Приводний механізм складається з веретена 6 і балансирной осі 1 з регульованими вантажами 7 .
Приводний механізм укріплений на стельової підвісці 5 . Балансирная вісь зміщена від осі веретена (ексцентриситет r = 45мм) і при обертанні в підшипнику 2 змушує здвоєний ситовий корпус здійснювати круговий поступальний рух . Вантажі 7 врівноважують інерційні сили корпусу.
Рис. 1-8. Подвійний сепаратор з круговим рухом ситових корпусів
Сучасні повітряно- ситові сепаратори ( аспіратори ) діють за аналогічним принципом , але з поділом виконуваних машиною операцій на дві частини:
відсів більш грубих і більш тонких частинок за допомогою комплекту вібраційних сит ;
видалення легких часток з використанням окремої розширювальної камери з рециркуляцією більшої частини використовуваного повітря .
Прикладом сучасного аспіратора може служити сепаратор «Классіфайер» (Classifier) фірми Бюлер (Biihler) (м. Брауншвейг, Німеччина) (рис. 2.6).
Як і всі аспіратори , цей сепаратор оснащений двома ситами для відділення більш грубих і більш тонких домішок, але, природно, розрахований на більш високу продуктивність (до 24 т/год). Привід розташований в центрі ваги ящика у вигляді двох ексцентрикових електродвигунів, що обертаються синхронно і в протифазі; завдяки цьому компенсується бічна вібрація, яка перетворюється в зворотно - поступальні рухи. У що знаходиться на виході з аспіраційного каналу продукті можуть відділятися легкі частинки, які потім очищаються від пилу в центральній аспіраційноїної установці.
1 - станина, 2 - приймальна камера; 3 - поділ продукту; 4 - розподільний клапан; 5 - головне сито; 6 - сито для піску; 7 - ситовий ящик; 8 - аспіраційний канал
Рис. 2.6. Сепаратор «Классіфайер»:
Для знепилювання повітря в сучасних установках використовують аспіратори з повітряною циркуляцією (рис. 2.7).
За допомогою ексцентрикового мотора (1) дно ємності (2) періодично відкривається і пропускає рівномірний регульований потік ячменю , який відразу ж підхоплюється повітрям , легкі частинки піднімаються вгору , а ячмінь падає вниз. Потік подводимого повітря може регулюватися (5). У верхній частині аспіратора обсяг простору більше, і завдяки зниженню швидкості потоку легкі частинки падають вниз і видаляються через клапанний затвор (8).
Використане повітря знову підводиться по повітряному каналу і знову застосовується в циклі видалення домішок. Близько 10% отодімого повітря направляється в центральну аспірацію, і тому при подачі зерна виникає знижений тиск і з системи відводиться пил.
1 - ексцентриковий електродвигун; 2 - дно ємності з регульованою налаштуванням (башмак живильника), 3 - ємність живильника; 4 - переставляється стінка каналу; 5 - пристрій для перестановки підйомного каналу; 6 - регулювання повітря за допомогою дросельного клапана; 7 - розширювальна камера; 8 - клапанний затвор
А - впуск неочищеного ячменю; В - випуск очищеного ячменю; С - випуск легких відходів; D - відведення аспіраційного повітря з пилоподібними відходами до циклону
Рис. 2.7. Аспіратор з повітряною циркуляцією
трієрів
Домішки, які від зерен основної культури довжиною , відокремити на ситах неможливо. Для цієї мети використовують трієри . Робочим органом трієра є циліндр або диск з осередками , які обирають короткі частинки.
За призначенням розрізняють трієри для виділення з основної маси зерна половинчастих зерен і кулястих домішок (куколя тощо) і трієри для відділення зерен основної культури (пшениці , ячменю і т. п.) від довгих зерен вівса і вівсюга . Трієри першого виду називаються куколеотборнікамі . трієри другого виду - овсюгоотборнікамі .
Осередки робочої поверхні куколеотборніка вибирають з маси зерна кулясті домішки і половинчасті зерна, кількість яких не перевищує 5%; осередку овсюгоотборніка, навпаки, вибирають основну складову частину - пшеницю, жито чи ячмінь, кількість якої звичайно дорівнює 95% обсягу зернової маси. Природно, при рівних розмірах продуктивність куколеотборніка набагато більше , ніж овсюгоотборннка .
Залежно від призначення діаметр осередків трієра різний: для виділення половинчастих зерен ячменю, кулястих зерен куколю та інших насіння 6,25-6,5мм; для виділення пшениці 8,5; для виділення ячменю з вівса 9.5-10мм.