Мукомольная промышленность

Машины для удаления минеральных и трудноотделимых примесей

В зерне, поступающем в зерноочистительное отделение мукомольного завода, как правило, содержатся галька, крупный песок, кусочки руды, шлака, земли, ракушечника, стекла, немагнитных металлов и т. д., которые объединяют общим названием «минеральные примеси». По геометрическим размерам и аэродинамическим свойствам они настолько близки к зерновкам основной культуры, что не могут быть выделены на ситах, в триерах или воздушным потоком. Поэтому такие примеси относят к трудноотделимым.

Наличие минеральных примесей ухудшает качество муки или манной крупы, создавая ощущение хруста при разжевывании. Перед размолом зерна минеральные примеси удаляют в процессе очистки. Правилами организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах содержание минеральных примесей в зерне строго регламентируется. Для очистки зерна от минеральных примесей используют камнеотделительные машины. По принципу действия их можно разделить на вибрационные, вибропневматические и гидродинамические.

Основой рабочего процесса вибрационных машин является использование инерционных сил, возникающих в сыпучей среде при колебаниях сортирующей поверхности. Расслоение и разделение разнородных компонентов смеси производят вследствие их различия по размерам, форме, состоянию поверхности, плотности или совокупности показателей. Это машины с круговым поступательным движением в горизонтальной плоскости. В основу процесса очистки положено различие плотности зерна (1,3…1,4 г/см3) и минеральных примесей (1,9…2,8 г/см3), а также различие коэффициентов трения.

Вибропневматические машины используют восходящий поток в сочетании с колебаниями сортирующей поверхности. Это машины с возвратно-поступательным движением в горизонтальной плоскости. Вибропневматический способ разделения зерновой смеси использован в малогабаритных камнеотделительных машинах, которые применяют для обработки промежуточной фракции, содержащей, минеральные примеси. В состав комплектного высокопроизводительного оборудования мукомольных заводов входят вибропневматические камнеотделительные машины РЗ-БКТ.

К гидропневматическим относят машины, в которых осаждение минеральных примесей происходит в потоке воды. С точки зрения эффективности разделения этот способ дает хорошие результаты. Однако у него есть и недостаток — необходимость последующей сушки зерна и отходов.

Эффективность работы камнеотделительных машин определяют по содержанию минеральных примесей до и после очистки зерна. Работу камнеотделительных машин считают эффективной, если обеспечивается выделение 95% минеральных примесей.

Камнеотделительная машина РЗ-БКТ

Камнеотделительная машина РЗ-БКТ предназначена для очистки зерна от минеральных примесей в зерноочистительном отделении мукомольного завода. В основу рабочего процесса камнеотделительной машины положено сочетание восходящего воздушного потока с колебаниями сортирующей поверхности — вибропневматический принцип разделения сыпучих смесей.

Камнеотделительная машина РЗ-БКТ (рисунок 1) состоит из следующих основных узлов: вибростола, привода, приемных выпускных и аспирационных устройств и станины.

1 - патрубок аспирационный; 2 - заслонка дроссельная; 3 - манометр; 4 - питатель; 5 - приемник; 6 - крышка вибростола; 7 - пружина клапана; 8 - корпус вибростола; 9 - патрубок выпускной; 10, 24 - рукава резиновые; 11 - вал; 12 - вибратор; 13 - распределитель; 14 - воздуховыравнивающее днище; 15 - сортирующая поверхность; 16 - регулировочный диск; 17 - опорная плита; 18 - пружина-амортизатор; 19 - окно; 20 - рама; 21 - шкала; 22 - стойка вибростола; 23 - штурвалы; 25 -несущая рама; 26 - пластина; 27 - регулировочный винт; 28 - делитель; 29 - аспирационный рукав; 30 - стойка станины Рисунок 1 - Камнеотделительная машина РЗ-БКТ
1 — патрубок аспирационный; 2 — заслонка дроссельная; 3 — манометр; 4 — питатель; 5 — приемник; 6 — крышка вибростола; 7 — пружина клапана; 8 — корпус вибростола; 9 — патрубок выпускной; 10, 24 — рукава резиновые; 11 — вал; 12 — вибратор; 13 — распределитель; 14 — воздуховыравнивающее днище; 15 — сортирующая поверхность; 16 — регулировочный диск; 17 — опорная плита; 18 — пружина-амортизатор; 19 — окно; 20 —
рама; 21 — шкала; 22 — стойка вибростола; 23 — штурвалы; 25 -несущая рама; 26 — пластина; 27 — регулировочный винт; 28 — делитель; 29 — аспирационный рукав; 30 — стойка станины
Рисунок 1 — Камнеотделительная машина РЗ-БКТ

Вибростол подвижная часть машины, совершает возвратно-поступательные колебания под углом 30…40° к плоскости деки. Вибростол установлен под углом 5…10° к горизонтали. Он состоит из несущей сварной рамы 25, в которой смонтирована дека корпуса 8 и крышки 6 из оргстекла для визуального контроля рабочего процесса. В крышке имеются отверстия для присоединения аспирационного рукава 29 и для  приемного устройства.

Дека состоит из трех частей: сортирующей поверхности 15 из металлотканой сетки с отверстиями размером 1,5 х 1,5 мм, алюминиевой рамы 20 с поперечными и продольными планками, образующими квадраты размером 55 х 55 мм, воздуховыравнивающего днища 14 с отверстиями диаметром 3,2 мм. Дека с двумя окнами для крепления выпускных устройств очищенного зерна прикреплена к несущей подвижной раме.

На продольных боковых поверхностях корпуса имеются по два круглых окна 19 с крышками для доступа к сетке деки. Рядом с отверстиями установлены четыре регулировочных диска 16 со шкалой для контроля амплитуды и направления колебаний.

В корпусе над декой установлен механизм регулирования выпуска минеральных примесей. Пластина 26 из оргстекла служит для регулирования выходного сечения и воздушного режима в этой зоне. Пластину фиксируют пружиной и болтом с гайкой. Положение ее можно менять регулировочными винтами 27. В крышке корпуса вибростола смонтирован штуцер, соединенный гибкой трубкой с манометром 3 для контроля разрежения. Внутри корпуса установлен светильник для наблюдения за процессом.

Вибростол установлен на трех опорах. Со стороны выхода очищенною зерна нижняя часть вибростола опирается на четыре цилиндрических пружины 18, установленные попарно под углом 90° одна к другой. С противоположной стороны вибростол опирается на вертикальную стойку 22 с шарниром и механизмом регулирования угла наклона вибростола.

При вращении штурвала 23 происходит перемещение края вибростола со стороны выхода минеральных примесей. Величина угла наклона деки в градусах указана на вертикальной шкале 21. Связь вертикальной стойки 22 с декой вибростола осуществляется с помощью уголков и сайлент-блоков, а с опорной плитой 17 — через кронштейны, сайлент-блоки и корпус механизма подъема.

Сайлент-блоки представляют собой резинометаллическое изделие, состоящее из двух концентрично установленных коротких стальных трубок с запрессованной между ними резиновой массой. Сайлент-блоки применяют для соединения подвижной и неподвижной частей или двух частей, движущихся по различным законам.

Приемное устройство состоит из питателя, приемника и распределителя. К корпусу питателя при помощи хомута прикреплен конус воронка. Нижняя часть питателя соединена с приемником гибким рукавом, а верхняя с подводящим самотеком. Приемник 5 состоит из двух прозрачных боковин, соединенный между собой металлическими стенками, крышки питающего клапана, рычага с пружиной 7 и уголков для крепления к корпусу вибростола. Приемник обеспечивает постоянство нагрузки и герметичность вакуумной системы в зоне поступления зерна.

Распределитель 13 установлен под приемником в корпусе камнеотде-литсльной машины непосредственно над декой. Он состоит из двух вертикальных боковых стенок, между которыми наклонно установлена металлотканая сетка. Здесь происходит предварительная аэрация и распределение исходной смеси по сортирующей поверхности.

Для выхода очищенного зерна предусмотрено два выпускных патрубка 9 на нижнем конце вибростола, а для минеральных примесей — два выпускных патрубка на противоположной стороне. Выпускное устройство состоит из металлического патрубка, жестко связанного с рамой вибростола. К патрубку 9 при помощи хомута присоединен упругий резиновый рукав 10, выполняющий функцию противоподсосного клапана. Очищенное зерно поступает в металлические воронки, соединенные с самотечными трубами, а минеральные примеси — в переносную накопительную емкость.

Привод осуществляется электромеханическим вибратором 12. Эго электродвигатель, на обоих концах вала которого установлены грузыдебалансы. Регулировка амплитуды колебаний вибростола производится изменением положения грузов друг относительно друга.

Вибратор установлен и центральной части вала 11 виброрегулятора с помощью фиксатора, хомутов, сайлент-блоков и кронштейнов. Виброрегулятор предназначен для регулирования направления колебаний и установки на нем колеблющихся масс камнеотделительной машины и вибратора. Он состоит из горизонтального полого вала с приваренными к нему опорами, которые крепятся к несущей раме деки. Вал установлен на четырех пружинах 18, которые снизу фиксируются конусами стоек станины, а сверху — конусами вала виброрегулятора. Изменение направления колебаний производится перемещением вибратора в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно вала виброрегулятора.

Аспирационное устройство включает аспирационный рукав 29 из прорезиненной ткани, скрепленный хомутами в нижней части с крышкой корпуса вибростола, а в верхней — с патрубком, присоединенным к системе аспирации. В патрубке установлен регулятор воздуха, который выполнен в виде круглой пластины — дроссельной заслонки, поворачивающейся вокруг оси на 90° маховиком. В горизонтальном положении заслонка перекрывает сечение патрубка, а в вертикальном — обеспечивает максимальный расход воздуха. Положение заслонки указано верхней кромкой кронштейна на шкале. Аспирационный патрубок с регулятором воздуха крепится к станине при помощи двух изогнутых трубчатых стоек.

Станина камнеотделительной машины представляет собой сварную конструкцию, состоящую из опорной плиты 17 и укрепленных на ней двух стоек 30 с конусами для установки пружин 18. На углах станины прикреплены четыре скобы для подъема машины.

Технологический процесс в камнеотделительных машинах

Технологический процесс в камнеотделительных машинах происходит следующим образом. Зерновая смесь из приемного устройства попадает на сетчатую поверхность распределителя, продувается воздухом и двумя равными потоками поступает на сортирующую поверхность деки. Перемещаясь по наклонной сортирующей поверхности деки, зерновая смесь подвергается воз-действию вибрации направленных колебаний деки и восходящего воздушного потока воздуха. При этом происходит разрыхление слоя зерновой смеси, снижается коэффициент внутреннего трения и переход потока в состояние псевдоожижения. Вследствие происходящего самосортирования тяжелые минеральные примеси, обладающие высоким коэффициентом трения, опускаются на сортирующую поверхность деки и под воздействием ее направленных колебаний перемещаются вверх по суженой части в два патрубка и выводятся из машины через упругие резиновые рукава 24, сдавленные с двух сторон (они выполняют функции противоподсосных клапанов). Псевдоразжиженный верхний слой зерно течет под уклон сортирующей поверхности в два патрубка 9 и выводится из машины через рукава 11. Легкие примеси уносятся воздухом через аспирационное устройство и отделяются в фильтре.

Рабочий процесс имеет шесть регулируемых параметров: нагрузка, амплитуда и направление колебаний, расход воздуха, угол наклона деки и положение регулировочной пластины в зоне выпуска минеральных примесей.

Камнеотборник 152

Применяется на мельницах небольшой мощности и предназначен для отделения от зерна органических и минеральных примесей (мелкой гальки, кусочков угля, руды, земли, крупного песка и т. п.), которые могут быть легче или тяжелее зерна, но практически не отличаются по размерам и аэродинамическим свойствам. Камнеотборники устанавливаются в зерноочистительных отделениях мельниц, как правило, после сепараторов.

Камнеотборник (рисунок 2) состоит из прочной сварной конструкции — станины 11, несущей колеблющийся корпус 5, состоящий из крышки, собственно корпуса и сортировочной деки 7. Корпус установлен на четырех виброопорах 10. Колебания корпуса сообщаются двумя электровибраторами 9, смонтированными в единый блок. Крышка представляет собой сборочно-сварную конструкцию из листовой стали, состоящую из приемного патрубка 2 с питающим устройством 1, аспирационного патрубка 3, смотровых окон 4 и механизма регулирования выпуска тяжелых минеральных примесей 13.

1 - питающее устройство, 2 - приемный патрубок, 3 - аспирационный патрубок, 4 - смотровые окна 5 - корпус; 6 - лоток выгрузки примесей; 7 - сортировочная дека; 8 - патрубок очищенного зерна; 9 - электровибраторы; 10 - виброопоры; 11 - станина; 12 - штурвал; 13 - механизм регулирования выпуска тяжелых примесей; А - подача зерна; В - отсос воздуха в аспирационную сеть, С - выход примесей; Д - выход очищенного зерна Рисунок 2 - Камнеотборник 152
1 — питающее устройство, 2 — приемный патрубок, 3 — аспирационный патрубок, 4 — смотровые окна 5 — корпус; 6 — лоток выгрузки примесей; 7 — сортировочная дека; 8 — патрубок очищенного зерна; 9 — электровибраторы; 10 — виброопоры; 11 — станина; 12 — штурвал; 13 — механизм регулирования выпуска тяжелых примесей; А — подача зерна; В — отсос воздуха в аспирационную сеть, С — выход примесей; Д — выход очищенного зерна
Рисунок 2 — Камнеотборник 152

Сортировочная дека 7 состоит из трех частей: сортирующей поверхности из металлической сетки с отверстиями размером 1,2х1,2 мм; деревянной рамы с поперечными и продольными планками, образующими прямоугольные окна и воздуховыравнивающего днища из листа перфорированного алюминиевого с отверстиями диметром 3 мм.

Корпус 5 представляет собой сборную сварную конструкцию из листовой стали, в которой внутренними стенками 11 перегородками образованы приемная камера выгрузки очищенного зерна 8 и лоток выгрузки примесей 6.

Корпус 5 установлен на трех опорах. Со стороны выхода очищенного зерна нижняя часть корпуса опирается на две виброопоры; аналогично, с противоположной стороны корпус 5 опирается через виороопоры 10 на вертикальную стойку с механизмом регулирования угла наклона вибростола.

При вращении штурвала 12 происходит перемещение края корпуса со стороны выхода минеральных примесей. Тем самым изменяется величина угла наклона сортировочной деки. Привод осуществляется двумя электромеханическими вибраторами 9. Это электродвигатели, на обоих концах валов которых установлены грузы — дебалансы.

Регулировка амплитуды колебаний вибростола производится изменением положения грузов друг относительно друга. Направление вращения грузов-дебалансов должно быть встречным, при одновременном вращении двух дебалансов навстречу друг другу возникают центробежные силы, результирующая которых возмущает прямолинейные колебания корпуса.

При поступлении зерновой массы на наклонную сортирующую поверхность (деку) под воздействием восходящего воздушного потока (без просеивания) и вибрации сортирующей поверхности происходит разрыхление слоя зерна, В таком слое создаются условия для эффективного самосортирования разнородных компонентов: тяжелые частицы опускаются в нижние спои, достигая сортирующей поверхности, а частицы с меньшей плотностью стремятся в верхние слои. В расслоенной смеси происходит процесс вибрационного перемещения разнородных компонентов в противоположных направлениях.

Транспортирование вверх создается в результате определенного сочетания кинематических параметров, угла наклона и коэффициента трения сортирующей поверхности, нагрузки.

При отсутствии воздушного потока все компоненты смеси движутся вверх по сортирующей поверхности. При наличии аэрирующего воздействия воздуха псевдоожиженный слой зерна, практически не подверженный транспортирующему воздействию деки, «течет», как жидкость, под уклон и разгружается в нижней широкой части деки. Тяжелые минеральные частицы, находящиеся в нижнем слое и имеющие наибольшее сцепление с шероховатой сортирующей поверхностью, транспортируются вверх против наклона деки и выводятся через верхнюю, суженную ее часть.

На эффективность и производительность камнеотделительной машины существенное влияние оказывают частота, амплитуда и направление колебаний, скорость воздушного потока, угол наклона деки и коэффициент трения ее поверхности, различие в плотности зерна и минеральных примесей, нагрузка и влажность зерна.

Сортировочная машина ТДВ

Предназначена для разделения зерновых материалов, имеющих примерно одинаковые размеры частиц, но различающихся плотностью или удельной массой и коэффициентом трения.

Общий вид сортировочной машины ТДВ приведен на рисунке 3. Она состоит из следующих основных узлов: станины 1, рабочего корпуса 2, установленного на виброопорах 5 с жестко укрепленной сепарирующей декой 3, воздухонепроницаемого зонта 4, в верхней части зонта установлено приемное устройство 11 и отсасывающий коллектор, оснащенный регулировочным клапаном 12. Сообщение машине колебательного движения осуществляют два спаренных электровибратора 8, непосредственно установленные на корпусе 2.

1 - станина; 2 - рабочий корпус; 3 - сепарирующая дека; 4 - зонт; 5 - виброопоры; 6 -рычаг регулировки продольного наклона деки; 7 - рычаг регулировки поперечного наклона деки; 8 - сдвоенный электровибратор; 9 - распределительные клапаны; 10 - клапан регулирования удаления камней; 11 - приемное устройство; 12 - клапан регулирования расхода воздуха; 13 - U-образный манометр; I - легкая фракция продукта; II -средняя фракция; III - смешанная фракция (средний и тяжелый продукт); IV - тяжелая фракция; V - камни Рисунок 3 - Общий вид сортировочной машины ТДВ
1 — станина; 2 — рабочий корпус; 3 — сепарирующая дека; 4 — зонт; 5 — виброопоры; 6 -рычаг регулировки продольного наклона деки; 7 — рычаг регулировки поперечного наклона деки; 8 — сдвоенный электровибратор; 9 — распределительные клапаны; 10 — клапан регулирования удаления камней; 11 — приемное устройство; 12 — клапан регулирования расхода воздуха; 13 — U-образный манометр; I — легкая фракция продукта; II -средняя фракция; III — смешанная фракция (средний и тяжелый продукт); IV — тяжелая фракция; V — камни
Рисунок 3 — Общий вид сортировочной машины ТДВ

Продукт, поступающий в машину через приемное устройство, распределяется по сепарирующей деке специальным клапаном, который исключает пропускание воздуха в машину через приемный патрубок.

Сепарирующая дека (рисунок 4), осуществляющая продольное колебательное движение, обшита металлической сеткой, которая продувается воздушным потоком снизу вверх. Равномерность воздушного потока обеспечивает предусмотренное для этой цели распределительное устройство (перфорированный мост с направляющими).

1 - легкая фракция продукта; 2 - средняя фракция; 3 - смешанная фракция, 4 - тяжелая фракция; 5 - камни; 6 - клапан регулирования удаления камней Рисунок 4 - Технологическая схема сепарирования продукта на деке сортировочной машины
1 — легкая фракция продукта; 2 — средняя фракция; 3 — смешанная фракция, 4 — тяжелая фракция; 5 — камни; 6 — клапан регулирования удаления камней
Рисунок 4 — Технологическая схема сепарирования продукта на деке сортировочной машины

Сортировка продукта является результатом вибрации рабочей плоскости, отсасывания воздуха через патрубок с дроссельным клапаном и двойного (продольного и поперечного) наклона.

Обрабатываемое в машине зерно расслаивается следующим образом: тяжелые зерна остаются на сетке деки и под действием продольных колебаний проходят к выходу через патрубок 5. Легкие зерна всплывают под действием воздуха и благодаря ее поперечному наклону движутся к боковым сторонам плоскости и разгружаются через боковые патрубки 1, 2 и 3. Камни движутся в противоположное направление деки в сторону горизонтального клапана с регулируемым по высоте отверстием при помощи маховичка 6. Горизонтальный клапан позволяет создавать противоточную циркуляцию воздуха регулируемой скорости. Благодаря этой циркуляции происходит полное отделение зернового продукта от камней, которые разгружаются в находящийся ниже ящик.

Воздух, используемый в процессе расслаивания, содержащий пыль и легкие фракции продукта, подвергается очистке в циклоне или фильтре.

Регулировку продольного угла наклона деки осуществляют при помощи рычага 6 (см. рисунок 3). Цель настоящей регулировки — уменьшить скорость перемещения продукта в направлении отверстия для разгрузки камней. При выполнении правильной регулировки толщина слоя продукта постепенно уменьшается по мере приближения к разгрузочному отверстию.

Регулировку поперечного угла наклона деки осуществляют вращением маховичка 7 (см. рисунок 3). Она способствует распределению продукта по деке и настраивает машину в соответствии с количеством поступающего продукта. В результате регулировки достигается: при увеличении угла наклона — более быстрое перемещение продукта в направлении боковых разгрузочных отверстий; при уменьшении. Такую регулировку осуществляют при необходимости небольшой производительности машины.

Регулировку воздушного потока осуществляют дроссельным клапаном 12 при наличии продукта, постепенно — до получения равномерного псевдоожиженного слоя по всей деке. Тяжелые частицы и камни опускаются на дно деки, а легкие частицы всплывают таким образом, чтобы на них меньше влияло колебательное движение рабочей плоскости. Объем воздуха, необходимый для получения указанных результатов, зависит от количества и вида обрабатываемого продукта.

Регулировку процесса удаления камней осуществляют при помощи маховичка 6 (см. рисунок 4). Вращением маховичка уменьшают высоту свободного прохода между сеткой и краем клапана и тем самым вызывают увеличение скорости воздушного потока в этой зоне. Цель регулировки -задерживание продукта и исключение разгрузки его вместе с камнями.

При пуске машины клапан должен находиться в наиболее низком  положении. При поступлении первых камней клапан постепенно поднимают таким образом, чтобы обеспечить их проход к разгрузочному отверстию, а продукт должен останавливаться на определенном расстоянии от края клапана и направляться к боковым разгрузочным патрубкам тяжелых продуктов. Регулировку расхода воздуха осуществляют с целью обеспечения скорости воздуха, необходимой для нормального расслаивания продукта.

Регулирование подачи продукта в машину, т.е. производительности, осуществляется клапаном в приемном устройстве.

Регулировка амплитуды колебаний в основном осуществляется на заводе-изготовителе и соответствует большинству сепарируемых продуктов. При обработке продуктов со специфическими характеристиками может возникнуть необходимость дополнительной регулировки. Изменение амплитуды колебаний осуществляют сближением или удалением друг от друга эксцентриковых масс. Как правило, амплитуда колебаний составляет 5…6 мм.

Таким образом, оптимальные условия сепарирования продукта обеспечиваются соответствующим регулированием расхода воздуха; поперечного наклона деки; продольного наклона деки; регулированием клапана разгрузки камней и амплитуды колебаний.