Технологический процесс разделения смеси решетом

Принцип разделения зерновой смеси решетом заключается в том, что через отверстия решета одни частицы проходят, другие нет, - в зависимости от соотношения размеров частиц и отверстий решета. Более мелкие частицы, которые прошли через решето, называют про-

 

 

 

Рис. 14.4. Разделение зерновой смеси по состоянию и форме поверхности:

а – раскатная горка; б – электромагнитный барабан семеочистительной машины; в – винтовая горка-змейка.

ходом. Более крупные частицы, которые сошли с решета, называют сходом. Полученные при разделении зерновой смеси, фракции зерна называют выходом, а семена сорняков, кусочки колосье, стеблей и другие засорители – отходом.

Решето представляет собой металлический лист с пробивными отверстиями одинакового размера. Отверстия чаще всего бывают продолговатой или круглой формы. Решето помещают в решетном стане, который подвешен на подвесках и во время работы приводится в колебательное движение. Угол наклона решета выбирают таким, чтобы с неподвижного решета зерновая смесь не скатывалась под действием силы тяжести. Во время работы зерновая смесь должна перемещаться по поверхности решета тонким слоем. При колебании решета, часть зерновой смеси проходит сквозь его отверстия, а часть сходит с решета.

Частота колебаний решета связана с амплитудой, углом наклона решета и коэффициентом трения смеси. При небольшой частоте колебания решета движение зерновой смеси замедляется, производительность решета падает. При завышенной частоте колебаний зерновая смесь движется по решету быстро, часть зерна не успевает пройти сквозь отверстия, в результате качество разделения смеси ухудшается.

В решетных станах зерноочистительных машин, как правило, устанавливают несколько решет, каждое из которых выполняет свои функции. В зависимости от назначения решет их подразделяют на колосовые, подсевные и сортировальные.

Колосовые предназначены для выделения крупных примесей, имеют большие отверстия. Через подсевные проходят мелкие примеси. Они имеют обычно круглые небольшого диаметра отверстия. Сортировальные решета предназначены для разделения основной культуры на сорта.

Решетные станы различных зерноочистительных машин разработаны на основании общей классической схемы (рис. 14.5). Такой решетный стан состоит из четырех решет: Б₁, Б₂, В, Г. При работе зерновая смесь подается на решето Б₁, которое подбирают с такими отверстиями, чтобы сквозь них проходило 50% зерновой смеси (в том числе зерно и мелкие примеси). Вторая часть зерновой смеси сходит с решета Б₁ и поступает на решето Б₂ (колосовое). Решето Б₂ подбирают с такими отверстиями, чтобы все зерно проходило через его отверстия, а крупные примеси сходили с решета. Зерновая смесь, прошедшая через решето Б₁, поступает на решето В. Решето В (подсевное) подбирают с такими отверстиями, чтобы сквозь них проходили мелкие примеси (песок, семена сорняков). Зерно (в том числе половинки дробленого зерна) сходят с решета В на решето Г (сортировальное). На решето Г поступает также зерно, которое прошло сквозь решето Б₂. Решето Г подбирают с такими отверстиями, чтобы через них прошли мелкие и щуплые семена (в том числе половинки дробленых вдоль зерен). Чистые, полноценные семена сходят с решета Г.

Подбор решет осуществляется предварительно по данным таблиц инструкций заводов-изготовителей и уточняется практически путем просеивания навески зерновой смеси через лабораторные решета. Это маленькие решета с соответствующими номерами.

Чтобы отверстия решет не засорялись, все зерноочистительные машины имеют приспособления для их очистки. Наиболее эффективны очистители щеточного типа.

4. Типы зерноочистительно-сортировальных машин и их устройство

Типы зерноочистительных машин. Различают зерноочистительные машины общего и специального назначения. Машины общего назначения подразделяют на машины для предварительной (или ворохоочистительные), первичной и вторичной (или сортировальные) очистки. Зерноочистительные машины общего назначения по устройству подразделяют на воздушные (МПО-50), воздушно-решетные (К-527А), триерные (К-236А), воздушно-решетно-триерные (СМ-4, «Петкус-Гигант», К-531 и др.).

При предварительной очистке из состава зерновой смеси, поступившей от комбайна, выделяют полову, кусочки стеблей и крупные примеси. Предварительная очистка выполняется до сушки и закладки семян на хранение.

При первичной очистке зерна из зерновой смеси, поступившей после предварительной очистки и, при необходимости, после сушки, выделяют невыделенные на машинах предварительной очистки соломистые и неорганические примеси и не менее 60% семян сорных растений. При вторичной очистке зерно, кроме очистки, сортируют, и доводят семенной материал до базисных кондиций.

 

 

 

Рис. 14.5. Принципиальная схема работы классического решетного стана:

ЗС – зерновая смесь; МП – мелкие примеси; ЧЗ – чистое зерно; КП – крупные примеси; МЗ – мелкое зерно; Б₁, Б₂, В, Г – решета.

Машины специального назначения используют для дополнительной и специальной обработки зерна. К специальным машинам относят раскатные горки, змейки, пневмосортировальные столы, электромагнитные машины и др. Они применяются для дополнительной очистки семян от примесей, которые нельзя выделить при помощи машин общего назначения.

Зерноочистительные машины могут быть стационарные и передвижные.

Безрешетная зерноочистительная машина МПО-50 предназначена для выделения из зернового вороха, поступившего от зерноуборочных комбайнов, половы и других сорных примесей. Производительность машины 50 т/ч. Машина состоит из распределительного шнека 4, сетчатого транспортера 3, встряхивателя 2, диаметрального вентилятора 5, нагнетательного 9 и всасывающего 10 каналов, отстойной камеры 7, дроссельной заслонки 6 и шнека для отходов 8 (рис. 14.6).

Зерновой ворох подают в распределительный шнек, который равномерным потоком распределяет ворох по ширине движущегося сетчатого транспортера. Зерно и мелкие примеси проходят сквозь отверстия сетчатого транспортера, а крупные примеси (колоски, частички соломы, листья) выносятся сетчатым транспортером из машины и уходят отдельным потоком. Встряхиватель, воздействующий на верхнюю ветвь сетчатого транспортера, способствует лучшей сепарации зерна. Зерновой ворох, прошедший через сетчатый транспортер, двумя потоками поступает во всасывающий канал пневмосистемы и взаимодействует с воздушным потоком, движущимся вверх, который уносит легкие примеси в отстойную камеру. Зерно не уносится воздушным потоком и самотеком поступает на следующую машину зерноочистительной линии. Примеси из отстойной камеры выводятся выгрузным шнеком отдельным потоком.

Регулируют частоту вращения вентилятора и положение дроссельной заслонки. Для обработки зерновых культур применяют транспортер с ячейками 12х12 мм, а при обработке зернобобовых 15х15 мм.

Воздушно-решетная зерноочистительная машина ЗМ-10 может быть использована как для предварительной, так и для первичной очистки семян зерновых, зернобобовых, трав и других культур.

 

Загрузка

 

 

       Поток обрабатываемого зерна

       Поток очищенного зерна

Ù
Поток воздуха с мелкими примесями

в Воздух

‑х Крупные примеси

 

Рис. 14.6. Технологическая схема работы машины МПО-50:

1 – лоток для крупных отходов; 2 – встряхиватель сетчатого транспортера; 3 – сетчатый транспортер; 4 – распределительный шнек; 5 – вентилятор; 6 – заслонка; 7 – отстойная камера; 8 – выгрузной шнек; 9, 10 – воздушные каналы.

Производительность машины до 25 т/ч при предварительной очистке и до 10 т/ч при первичной очистке.

Машина включает в себя питающее устройство, решетную систему и воздушную (аспирационную) систему (рис. 14.7). Питающее устройство имеет распределительный шнек и питающий валец. Равномерность подачи зернового материала регулируется при помощи впускного шибера.

Решетная система состоит из двух колеблющихся навстречу друг другу и расположенных один над другим решетных станов. В верхнем решетном стане устанавливаются последовательно одна за другой три секции верхнего решета, соответственно 1_а, 1_в, 1_с, которые непрерывно очищаются движущимися в направлении движения материала скребками установленного над решетами транспортера.

В нижнем решетном стане установлены в двух уровнях средние и нижние решета (соответственно 2_а, 2_в и 3_а, 3_в), очистка которых производится с помощью щеточного механизма.

Воздушная система машины ЗМ-10 имеет вентилятор 5, каналы предварительной 1 и главной 10 аспирации и выводные шнеки 4, 6 для отходов. Процесс, протекающий в канале главной аспирационной системы, можно контролировать через смотровое окно. Скорость воздушных потоков в каналах аспирации бесступенчато регулируют положением заслонок. Степень перекрытия каналов заслонками контролируется по положению соответствующих указателей со шкалами.

Технологический процесс. Зерновая смесь, подлежащая очистке, по зернопроводу подается в питающее устройство, где распределяется питающим шнеком и вальцем по всей ширине машины. Питающее устройство подает зерновую смесь в воздушный поток канала предварительной аспирационной системы. Вместе с воздушным потоком в отстойную камеру уносятся пыль и другие легкие примеси.

Затем материал поступает на верхнее решето, отделяющее крупные примеси (солому, колосья и др.), которые скребками транспортера перемещаются в выходному лотку. Зерно и мелкие примеси просеиваются сквозь верхние решета, делятся на два потока и направляются на параллельно работающие средние и нижние решета, сквозь которые просеиваются мелкие примеси (песок, семена сорняков). Зерно сходит с этих решет, поступает в главный аспирационный канал, где отделяются частицы с большой парусностью, а зерно

 

 

 

Рис. 14.7. Технологическая схема зерноочистительной машины ЗМ-10:

1 – канал предварительной аспирационной системы; 2 – валец питающего устройства; 3 – шнек питающего устройства; 4 – выводной шнек отходов предварительной аспирационной системы; 5 – вентилятор; 6 – выводной шнек отходов главной аспирационной системы; 7 – скребковый транспортер очистки верхнего решета; 8 – верхнее решето (1а; 1в; 1с – секции верхнего решета); 9 – среднее решето (2а; 2в – секции среднего решета; 10 – канал главной аспирационной системы; 11 – нижнее решето (3а; 3в – секции нижнего решета); 12 – щетки; 13 – нижний решетный стан; 14 – верхний решетный стан.

поступает в приемную воронку и может быть направлено на дальнейшую обработку.

При технологической настройке машины меняют решета в зависимости от очищаемых семян. Через решета 1_а и 1_в должно пройти примерно 90% зерновой смеси. При этом решета 1_а и 1_в устанавливают либо с одинаковыми отверстиями, либо размер отверстий решета 1_в на одну или две решетные ступени больше решета 1_а, а решета 1_с на одну или две решетные ступени больше решета 1_в.

Частоту колебаний решетных станов можно изменять, переставляя ремень привода в другие канавки шкива. Наклон верхних решет постоянный. Наклон нижних и средних решет меняется и контролируется по указателю наклона решет на стороне обслуживания машины. Для сыпучих материалов угол наклона и частоту колебаний уменьшают, для малосыпучих – увеличивают.

Комбинированная зерноочистительно-сортировальная машина СМ-4 предназначена для очистки и сортирования (т.е. для вторичной очистки) семян зерновых, зернобобовых, трав и других культур.

Машина состоит из загрузочного транспортера 2, распределительного шнека 3, устройства для автоматической регулировки загрузки кожуха распределительного шнека, двух замкнутых аспирационных систем (первой и второй аспирации), решетного стана, шнека для очищенного материала, двухпоточной отгрузочной нории 12, кукольного 13 и овсюжного 14 триерных цилиндров, рамы, электрооборудования, системы самопередвижения (рис. 14.8).

Устройство для автоматической регулировки загрузки кожуха распределительного шнека снабжено регулируемым подпружиненным клапаном-питателем 4.

При переполнении кожуха шнека зерном клапан отклоняется и при этом отключается механизм самопередвижения машин.

Каждая аспирационная система состоит из диаметрального вентилятора 7, 8, отстойной камеры, каналов и регулируемых заслонок. Из отстойной камеры первой аспирационной системы примеси выбрасываются шнеком 6, а из отстойной камеры 9 второй аспирационной системы выходят самотеком.

Аспирационные системы характеризуются замкнутым циклом. В атмосферу выбрасывается не более 10% отработанного воздуха. Во второй аспирационной системе установлен матерчатый фильтр, через который проходит часть запыленного воздуха.

Решетный стан классический двухярусный включает в себя решета Б₁, Б₂, В и Г. Частота колебаний решетного стана 418 мин^-1, амплитуда – 15 мм. Для очистки решет снизу под ними установлены щетки. Частота колебаний щеток 29 мин^-1, амплитуда 25,6 мм.

Технологический процесс. При движении машины загрузочный транспортер подает зерновую смесь к распределительному шнеку, который распределяет зерновую смесь по ширине машины и подает ее в канал первой аспирационной системы, в которой восходящий поток воздуха уносит в отстойную камеру примеси, а зерно поступает на решето Б₁. Половина зерновой смеси, в том числе фракция мелких семян и мелкие примеси, проходит через решето Б₁, а вторая половина зерновой смеси, т.е. фракция с крупными семенами и крупными примесями, сходит с решета Б₁ на Б₂. Сквозь решето Б₂ вторая половина зерна проходит на решето Г, а крупные примеси сходят с решета Б₂. Проход решета Б₁ падает на решето В. Сквозь решето В проходят мелкие примеси, зерно сходит на решето Г, где смешивается с проходом решета Б₂. Сквозь решето Г проходит мелкое и щуплое зерно, а сходит полноценное зерно. Сход с решета Г ссыпается в канал второй аспирации. Восходящий поток воздуха уносит в отстойную камеру оставшиеся щуплые зерна и легкие примеси. Очищенное на решетах и в каналах аспирации зерно поступает в кожух шнека и далее на первую ветвь нории (вертикального ленточно-ковшевого транспортера).

От нории зерно поступает в кукольный цилиндр. Здесь короткие примеси поднимаются выше и забрасываются в лоток, выводятся шнеком наружу и объединяются с проходом решета Г. Затем семена поступают в овсюжный цилиндр, где очищаются от длинных примесей. Длинные примеси перемещаются по дну цилиндра к выходу длинных примесей, а семена забрасываются в лоток и шнеком подаются на вторую ветвь отгрузочной нории.

При очистке продовольственного зерна триерные цилиндры отключают. Кукольный и овсюжный триерные цилиндры аналогичны по устройству, отличаются только диаметром ячеек.

Диаметр цилиндра 0,6 м, длина 1,96 м, частота вращения 35…45 мин^-1.

 

 

Рис. 14.8. Технологическая схема семяочистительной машины СМ-4:

1 – канал первой аспирационной системы; 2 – загрузочный транспортер; 3 – распределительный шнек; 4 – клапан; 5 – отстойная камера первой аспирационной системы; 6 – выгрузной шнек; 7 – вентилятор первой аспирационной системы; 8 – вентилятор второй аспирационной системы; 9 – отстойная камера второй аспирационной системы; 10 – заслонка второй аспирационной системы; 11 – каналы второй аспирационной системы; 12 – двухпоточная нория; 13 – кукольный триерный цилиндр; 14 – овсюжный триерный цилиндр; 15 – шнек для очищенного зерна; 16 – заслонка первой аспирационной системы.

Суммарная мощность электродвигателей 6 кВ. Производительность машины при очистке семенного зерна 4 т/ч.

Пневматический сортировальный стол ПСС-2,5В предназначен для специальной очистки семян от трудно отделимых сорняков и сортирования семян зерновых, зернобобовых, овощных культур и трав по плотности, форме, размерам и свойствам поверхности. Исходный материал должен быть предварительно обработан на воздушно-решетных машинах и триерных цилиндрах.

Рабочими органами машины являются дека 8 и вентилятор 19 (рис. 14.9). Дека состоит из металлического каркаса и сетки с отверстиями 0,5…0,6 мм. Снизу дека продувается воздушным потоком. Дека установлена с наклоном в продольном ОХ и поперечном ОУ направлениях. Дека колеблется в направлении продольного наклона ОХ. По сторонам деки имеются борта, а с двух ее сторон четыре приемника зерна для различных фракций с регулируемыми клапанами. Зерновой ворох поступает на сетчатую поверхность деки через загрузочную горловину.

В результате колебаний деки и действия воздушного потока, проходящего снизу сетку деки, ворох приходит в легкоподвижное (псевдосжиженное) состояние. В результате частицы с большей плотностью опускаются вниз, а легкие всплывают вверх, т.е. ворох расслаивается. В дальнейшем тяжелые частицы взаимодействуют с декой и за счет сил трения и инерции движутся в направлении колебаний, поднимаясь в сторону борта ДЕ по поверхности деки. Легкие частицы в меньшей степени подвержены воздействию колебательных движений деки и перемещаются в сторону наклона деки, т.е. к борту АЕ.

Регулируют углы продольного и поперечного наклона, амплитуду и частоту колебаний деки, скорость воздушного потока, подачу вороха и положение клапанов приемника фракций. Производительность машины до 2,5 т/ч.

 

 

—тп— —тп— — тяжелые примеси

—тз— —тз— — тяжелое зерно

—лз— —лз— — легкое зерно

—лп— —лп— — легкие примеси

 

Рис. 14.9. Пневматический сортировальный стол ПСС-2,5В:

1 – вариатор; 2 – регулятор; 3 – механизм привода; 4 – противовес; 5 – шатун; 6 – рамка; 7 – кронштейн; 8 – дека; 9 – горловина; 10 – сетка; 11 – воздуховыравнивающая решетка; 12 – клапан; 13, 15, 18 и 20 – приемники; 14 – заслонка; 16 – рычаг; 17 – рамка; 19 – вентилятор.

Тема 15