Мукомольная промышленность

Воздушно-ситовые и ситовые сепараторы

Для очистки основной массы зерна от посторонних примесей, отличающихся размерами и аэродинамическими свойствами, на мукомольных заводах широко, применяют воздушно-ситовые и ситовые сепараторы. Зерновую массу в этих машинах очищают последовательным просеиванием на наклонно расположенных ситах, отделяющих примеси по величине (толщине и ширине), и воздушным потоком, который дважды пронизывает слой зерна в аспирационных каналах: при поступлении в машину и при выходе из нее. Воздушный поток уносит с собой легкие примеси. Воздушно-ситовые сепараторы в основном применяют на зерноперерабатывающих предприятиях с механическим внутризаводским транспортом, ситовые — на предприятиях с пневматическим транспортом. В ситовых сепараторах аспирационная часть (осадочные камеры и аспирационные каналы) отсутствует, а функции воздушного потока выполняют пневмотранспорт и пневмосепараторы.

Процесс механического разделения сыпучих материалов на фракции, различающиеся геометрическими признаками и физическими свойствами, 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, отличающихся от основного зерна линейными размерами (шириной и толщиной); для сортирования зерна на отдельные классы и фракции по крупности при подготовке продовольственного зерна к шелушению, а также при доведении семенного зерна до заданных кондиций; для сортирования продуктов измельчения и шелушения зерна.

В результате просеивания через одно сито исходный продукт разделяется на две фракции (части), содержащие разные по размерам частицы. Часть смеси, проходящая через отверстия сита, называют проходом, остальную часть, которая остается на сите и сходит с него, — сходом.

Сита с круглыми отверстиями задерживают частицы, ширина, которых больше диаметра этих отверстий. Поэтому считают, что на таких ситах можно разделить продукт по ширине отдельных частиц или выделить из зерновой смеси примеси, отличающиеся от зерен основной культуры шириной.

Сита с прямоугольными отверстиями задерживают частицы, толщина 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 культуры толщиной.

Зерно удлиненной формы характеризуется длиной, шириной и толщиной (рисунок 1).

Рисунок 1 - Размеры зерновки
Рисунок 1 — Размеры зерновки

Разные зерновки культурных и семена сорных растений имеют различные размеры. Так, зерновки овса и овсюга имеют удлиненную форму, причем длина превышает толщину и ширину в несколько раз, куколя —
укороченную, гороха — шарообразную. Эти особенности зерна используют для очистки основной культуры в зерноочистительных машинах. Зная размеры зерен и примесей, из зерновой массы на ситах можно выделить зерно или примеси, отличающиеся по толщине или ширине, а при помощи ячеистой поверхности — по длине.

Для сортирования зерновой массы по толщине применяют сита с продолговатыми (рисунок 2,а), по ширине — с круглыми отверстиями (рисунок 2,б).

Рисунок 2 - Сита с круглыми (а) и прямоугольными (б) отверстиями
Рисунок 2 — Сита с круглыми (а) и прямоугольными (б) отверстиями

Сита — основные рабочие органы просеивающих машин. Сито характеризуется формой и размером отверстия и коэффициентом живого сечения. Размер отверстия взаимосвязан с номером сита. Коэффициент живого сечения характеризует севкость сита. Его определяют как отношение площади отверстий ко всей рабочей площади сита. Чем больше коэффициент живого сечения, тем; выше севкость. В зерноочистительном отделении мукомольного завода применяют пробивные (штампованные) и металлотканые сита. Пробивные сита изготовляют из листовой стали толщиной 0,8…1,0 мм. Отверстия пробивных сит бывают круглой, продолговатой и треугольной формы. Сита с круглыми отверстиями изготовляют диаметром от 0,8 до 5 мм.

Расположение круглых отверстий на листе таково (рисунок 3,а), что центр каждого из них находится в центре правильного шестиугольника, в вершинах которого расположены центры соседних отверстий, причем две стороны шестиугольника перпендикулярны длине стального листа. Сита с продолговатыми отверстиями изготовляют двух типов: с отверстиями, расположенными одинаковыми рядами, и с отверстиями расположенными смещенными рядами (рисунок 3,б). Размеры отверстий колеблются по ширине от 0,5 до 10 по длине от 10 до 50 мм.

Рисунок 3 - Расположение отверстий на ситах
Рисунок 3 — Расположение отверстий на ситах

Номер пробивного сита, разделенный на 10, соответствует рабочему отверстию в миллиметрах. Например, для пробивного сита № 14 с продолговатыми отверстиями ширина отверстия 1,4 мм, для сита № 19 с круглыми отверстиями диаметр отверстия 1,9 мм. Размеры отверстий штампованных сит измеряют коническим дыромером.

Металлотканые сита изготовляют из стальной низкоуглеродистой отожженной проволоки. Сетки представляют собой проволочную ткань простого полотняного переплетения с ратными ячейками размером в свету от 0,4 до 5,0 мм. Номер металлотканого сита равнозначен размеру ячейки проволочного сита в свету.

Воздушно-ситовые сепараторы можно подразделить на две группы: для первичной очистки зерна главным образом от вегетативных примесей (ворохоочистители) и собственно воздушно-ситовые сепараторы, устанавливаемые на элеваторах и мукомольных заводах. Сепараторы классифицируют по исполнению — на стационарные, одинарные и спаренные; по типу привода — с инерциальным колебателем, эксцентриковым колебателем и кривошипно-шатунным приводом; по способу очистки сит — с приводными, инерционными, ударными механизмами. Часть сепараторов, в основном небольшой производительности, комплектуют индивидуальными вентиляторами.

Воздушный режим в пневмосепарирующих каналах регулируют дроссельными клапанами так, чтобы в аспирационные относы попадало не более 2% полноценного зерна от их общей массы.

Сепаратор А1-БИС-12

Сепараторы типа А1-БИС относят к воздушно-ситовым сепараторам, на ситах которых зерно очищается от примесей, отличающихся от него шириной и толщиной, а в пневмосепарирующем канале — скоростью витания.

Отличительные особенности конструкции — отсутствие осадочных камер и совмещение функции дебаланса и приводного шкива, что значительно уменьшает высоту и обеспечивает безопасность обслуживания; наличие регулируемого пневмосепарирующего канала позволяет изменять скорость воздуха. Круговое поступательное движение обеспечивает высокую эффективность очистки зерна от крупных и мелких примесей, а прижим ситовых рам эксцентриковым механизмом — хорошую фиксацию,  простую установку и выемку ситовых рам.

Сепараторы типа А1-БИС состоят из двухсекционного ситового корпуса, подвешенного к станине на гибких подвесках, и вертикального пневмосепарирующего канала. В корпусе сепаратора А1-БИС-12 (рисунок 4)
установлены выдвигающиеся рамы с сортировочными 11 и подсевными 10 ситами, зафиксированные эксцентриковыми механизмами. Ситовые рамы продольными и поперечными брусками разделены на ячейки, в каждой из которых имеется по два резиновых шарика 13, предназначенных для очистки сит. К нижней плоскости ситовой рамы прикреплены сетчатые фордоны.

1 - подвижная стенка; 2 - пневмосепарирующий канал; 3 - выпускной канал; 4 - вибролоток; 5 - вибратор; 6, 7 -лотки; 8 - шкив; -9 - электродвигатель; 10 - подсевные сита; 11 - сортировочные сита; 12 - приемный патрубок; 13 - резиновый шарик; 14 - патрубок для аспирации Рисунок 4 - Сепаратор А1-БИС-12
1 — подвижная стенка; 2 — пневмосепарирующий канал; 3 — выпускной канал; 4 — вибролоток; 5 — вибратор; 6, 7 -лотки; 8 — шкив; -9 — электродвигатель; 10 — подсевные сита; 11 — сортировочные сита; 12 — приемный патрубок; 13 — резиновый шарик; 14 — патрубок для аспирации
Рисунок 4 — Сепаратор А1-БИС-12

На передней стенке ситового корпуса установлен электродвигатель 9, который посредством клиноременной передачи приводит во вращение шкив 8 с дебалансным грузом, обеспечивающий круговое поступательное движение ситового корпуса. В верхней части станины установлены приемный патрубок 12 для поступления исходного зерна и патрубок 14 для подключения к аспирационной сети. Очищенное зерно выходит через выпускной канал 3. Для вывода крупных примесей служит лоток 7, для мелких — лоток 6. Со стороны сходовой части корпуса установлен пневмосепарирующий канал 2 с вибролотком 4, предназначенным для подачи зерна в канал.

Для наиболее эффективного выделения легких примесей в пневмосепарирующем канале регулируют амплитуду колебаний вибролотка, величину вылета его в канал, величину выходной щели и скорость воздушного потока (положением подвижной стенки 1) в верхней и нижней частях канала, а также расход воздуха. В комплект поставки сепаратора входит специальный горизонтальный циклон, предназначенный для осаждения относов и устанавливаемый после сепаратора.

Принцип работы сепараторов следующий (рисунок 5): очищаемое зерно самотеком поступает в ситовой корпус, крупные примеси (сход с сортировочного сита 3) выводятся по лотку 9 из сепаратора, а смесь зерна с мелкими примесями проходом через сортировочное сито 3 направляется на подсевное сито 4. Мелкие примеси (проход подсевного сита) поступают в лоток 12 и удаляются из сепаратора.

1 - приемный патрубок; 2 - распределительное днище. 3 - сортировочное сито; 4 - подсевное сито; 5 - фартук; 6 - аспирационный патрубок. 7 - дроссельный клапан; 8 - подвижная стенка; 9 - лоток для крупных примесей; 10 - вибролоток; 11 - питающая коробка; 12 - лоток для мелких примесей; 13 - неочищенное зерно; 14 - легкие примеси; 15 - очищенное зерне; 16 - мелкие примеси; 17 - крупные принеси Рисунок 5 - Технологическая схема сепаратора А1-БИС-12
1 — приемный патрубок; 2 — распределительное днище. 3 — сортировочное сито; 4 — подсевное сито; 5 — фартук; 6 — аспирационный патрубок. 7 — дроссельный клапан; 8 — подвижная стенка; 9 — лоток для крупных примесей; 10 — вибролоток; 11 — питающая коробка; 12 — лоток для мелких примесей; 13 — неочищенное зерно; 14 — легкие примеси; 15 — очищенное зерне; 16 — мелкие примеси; 17 — крупные принеси
Рисунок 5 — Технологическая схема сепаратора А1-БИС-12

Очищенное на ситах от крупных и мелких примесей зерно поступает на вибролоток 10 и далее в пневмосепарирующий канал; при прохождении воздуха через поток зерна легкие примеси выделяются из зерновой смеси и выносятся воздухом через канал в горизонтальный циклон. Очищенное зерно из пневмосепарирующего канала через отверстие в полу по самотечным трубам идет на дальнейшую обработку.

Во время работы сепаратора под нагрузкой особое внимание обращают на равномерность подачи зерна в ситовой корпус, равномерность распределения зерна по ширине сортировочных сит, плавность хода ситового корпуса, отсутствие подсора зерна и чрезмерного пыления, наличие подпора зерна в питающих коробках 11 над вибролотками 10, эффективность сепарирования в пневмосепарирующем канале, отсутствие забиваемости сит зерном и примесями.

При техническом обслуживании сепараторов во время декадных или других планово-профилактических остановок проверяют состояние ситовых рам и резиновых шариков. Поврежденные ситовые рамы и изношенные шарики заменяют новыми. Устраняют неполадки, замеченные во время работы, проверяют натяжение приводных ремней, состояние уплотнения ситовых рам и смотровых люков. Особое внимание обращают на надежность затяжки резьбовых соединений, на крепление гибких подвесок к станине и ситовому корпусу, электродвигателя и вибратора.

Сепаратор А1-БСФ-50

Сепараторы А1-БСФ-50 предназначены для разделения исходной зерновой смеси на две фракции, отличающиеся геометрическими размерами (толщиной и шириной), а также для очистки мелкой фракции зерна
от мелкой примеси (подсева).

Сепаратор А1-БСФ-50 представляет собой машину пакетного типа разборной конструкции (рисунок 6).

1 - накладка; 2 - кронштейн; 3 - штанга; 4 -подвеска; 5 - приемное устройство; 6 - приемный рукав; 7 - пакетная рама; 8 - приемная коробка; 9 - ситовая рама; 10 - выпускной патрубок; 11 -выпускной рукав, 12 - напольный патрубок; 13 - упоры; 14 - дебалансный колебатель; 15 - центральная рама; 16 - зажимное устройство; 17 - балка Рисунок 6 - Сепаратор А1-БСФ-50
1 — накладка; 2 — кронштейн; 3 — штанга; 4 -подвеска; 5 — приемное устройство; 6 — приемный рукав; 7 — пакетная рама; 8 — приемная коробка; 9 — ситовая рама; 10 — выпускной патрубок; 11 -выпускной рукав, 12 — напольный патрубок; 13 — упоры; 14 — дебалансный колебатель; 15 — центральная рама; 16 — зажимное устройство; 17 — балка
Рисунок 6 — Сепаратор А1-БСФ-50

Сепаратор состоит из двух пакетных рам центральной рамы 1, системы поддерживающих, приемных и выпускных устройств. Пакетные рамы 7 посредством болтов соединены с центральной рамой 15. Они образуют корпус сепаратора, приводимый в равномерное круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости дебалансным колебателем 14. На упругих подвесках 4 корпус подвешен к кронштейну 2 потолочной рамы. К кронштейну подвески прикрепляют накладками 1 с помощью болтов. На штангах, присоединяемых к потолочной раме, монтируют устройство 5, предназначенное для приемки и равномерного разделения исходного зерна на два потока. Патрубки приемного устройства и приемной коробки 8 соединены матерчатыми приемными рукавами в, а выпускные 10 и напольные 12 патрубки — выпускными рукавами 11.

Пакетная рама 7 представляет собой сварную металлическую конструкцию. В ней собраны два пакета ситовых рам 9 (по девять в каждом пакете). Пакет поджимают к днищу четырьмя зажимными устройствами 16. Верхний пояс рамы и днище соединены вертикальными балками 17, к которым прикреплены упругие подвески.

Ситовые рамы сепаратора имеют одинаковое устройство и состоят из двух рам: основной и вкладной. Основная рама квадратная. Она имеет поддон и перепускные каналы. Поддон предназначен для сбора проходовой фракции зерна данной рамы и направления ее в соответствующий перепускной канал основной рамы. Вкладная рама имеет деревянный каркас. На него монтируют штампованное сито и металлотканую сетку с ячейками размером 10×10 мм. Между ситом и сеткой помещены шесть инерционных очистителей пластинчатого типа треугольной формы.

Устройство 16, сжимающее пакет рам в вертикальной плоскости, монтируют внутри балок верхнего пояса пакетной рамы. При вращении винта с правой и левой резьбой ползуны перемещаются по резьбе винта в противоположных направлениях. Смонтированные на ползунах кулачки имеют выступы, которые находятся в наклонных пазах приемной коробки. Перемещаясь по винту, кулачки выступами соответственно сжимают или разжимают (в зависимости от направления вращения винта) пакетрам в вертикальной плоскости. Для фиксации положения пакетов рам в горизонтальной плоскости служат упоры 13.

Центральная цельнометаллическая рама имеет верхний и нижний пояса, соединенные вертикальными стойками. Внутри центральной рамы смонтированы дебалансный колебатель и приводное устройство. Дебалансный колебатель состоит из верхнего и нижнего подшипниковых узлов и дебаланса. Получая вращение от электродвигателя через клиноременную передачу, дебаланс возбуждает круговые колебания ситового корпуса в горизонтальной плоскости.

Принцип работы сепаратора заключается в параллельном и последовательном движении обрабатываемого зерна на плоских горизонтальных ситах, совершающих равномерное круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости.

При движения зерновой смеси по ситу происходит процесс ее самосортирования, вследствие чего более мелкое зерно и мелкие примеси оказываются в нижних слоях, а крупное — в верхних. Крупная фракция зерна получается сходом с сит с размерами ячеек 2,25х25 мм, мелкая фракция — сходом с сит с отверстиями диаметром 2 мм, мелкие примеси (подсев) — проходом сит с отверстиями диаметром 2 мм.

При эксплуатации сепаратора особое внимание уделяют проверке степени затяжки болтов, фиксирующих положение упругих подвесок, и винтов, соединяющих центральную раму с пакетными рамами. Пакеты рам должны быть сжаты. Это следует регулярно проверять, особенно в период пуска в эксплуатацию. Уплотнения и материал рам со временем дают усадку, поэтому возникает опасность ослабления сжатия пакета.