飼料錘片式粉碎機輔助吸風系統的設計思路

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飼料錘片式粉碎機輔助吸風系統的設計思路簡介
飼料廠粉碎機採用輔助吸風系統的目的是使粉碎機工作時造成篩下較大的負壓,促使粉碎室內合格細粉能迅速……
飼料錘片式粉碎機輔助吸風系統的設計思路正文

飼料廠粉碎機採用輔助吸風系統的目的是使粉碎機工作時造成篩下較大的負壓,促使粉碎室內合格細粉能迅速通過篩孔,防止篩孔堵塞,減少物料的過度粉碎,提高粉碎機的產量。同時,當空氣進入粉碎室通過篩片時,能有效地冷卻粉碎室,帶走粉碎室產生的熱量和水分。通過試驗證明,良好的輔助吸風系統可使粉碎機產量提高20%以上,並且避免篩孔堵塞和後續工序的結露現象。當然,也應避免吸風系統過大的吸風量造成無謂的動力消耗和由此而產生的負作用,因而合理配置粉碎機輔助吸風系統具有重要的意義。採用輔助吸風來提高粉碎機產量的基本要素一般有兩個:一是氣流必須從進料口湧入粉碎室,並通過篩孔排出,這樣的氣流才可成為提高粉碎機產量的有效氣流;二是為了較明顯地提高產量,有效氣流的風量必須足夠大。因此,在進行整個結構的設計時,必須綜合考慮各種因素,才能使輔助吸風系統發揮應有的作用[1]。飼料廠粉碎機輔助吸風系統的形式一般有兩種:①採用集中風網對錘片式粉碎機進行吸風;②採用獨立風網對錘片式粉碎機進行吸風。本文主要是通過分析各種吸風形式存在的問題,來設計合理的輔助吸風系統。

1 各種吸風形式存在的問題及其造成的原因

1.1 各種吸風形式存在的問題

1.1.1 採用集中風網對錘片式粉碎機進行吸風

這種形式在一些中小型飼料廠的飼料生產機組中較常見,粉碎機採用振動給料器給料,存在允許有效氣流湧入的進風口;輸送物料採用半圓截面絞龍、吸風罩位置的選擇都有利於阻擋來自輸送設備的旁路氣流。但主要的問題是:由於設計風網時,將下料坑這樣的高阻力係數、大風量負載與粉碎機這樣的高阻力係數及大負載組合在一起,風網的吸風量主要來自下料坑,來自粉碎機的風量很小,甚至不能消除因粉碎機錘片旋轉而產生的正壓氣流,機內粉塵大量溢出以致使用者不得不用麻袋將粉碎機進口包住,因此有效氣流基本上不存在,粉碎機的產量自然就難以提高。另外,還要考慮到機組安裝的局限性等等。

1.1.2 採用獨立風網對錘片式粉碎機進行吸風

這種形式在一些大中型飼料廠中較為常見,但在這種形式中,存在的主要問題是因為設計的不合理不完善,在生產中會出現很多的問題。當系統使用一段時間后,組合式除塵器布袋嚴重堵塞,使風機效率大大降低,粉碎機產量降至額定產量的70%左右,甚至更低,生產時往外噴料,粉碎機內溫度過高,電機負荷增大;車間內粉塵瀰漫,工作環境惡劣,嚴重影響了生產的正常進行;除塵器布袋(筒)嚴重堵塞,振動清理無效,只有進行人工清理;吸風口選擇的位置不當、風量的大小選擇不當等原因,導致風機所吸的氣流主要為經由提升機流入的旁路氣流;絞龍出口處上升氣流速度較大物料排出易受阻,經常發生絞龍堵塞等等。因此,對這種輔助吸風形式,必須進行合理的設計。

1.2  造成以上問題的原因

①粉碎機閉風螺旋輸送機上的吸風道和除塵器的吸風截面積過小,風速過高,易帶走物料;②由於粉碎后物料有一定的溫度和濕度,加上布袋面料的選擇不佳和電磁閥管徑偏小,噴吹用氣包容積不夠,致使吸附粉塵后的除塵器較難清理;③所用的風機風壓偏低,當除塵器粉塵吸附嚴重、阻力增大時,以及粉碎機內篩板孔徑小,粉碎的物料較難通過並使篩板因局部堵塞而阻力增高時,風機的效率更大大降低,對粉碎機幾乎形不成有作用的負壓和吸風;④閉風螺旋輸送機的設計不盡合理,擋風板或擋風塊的效果不明顯,致使外面過多的空氣進入,從而使粉碎機機內的風量、風壓減弱,吸風效果大大降低[1]。

2 粉碎機輔助吸風系統設計的依據

①了解生產規模及工作制度從而確定所需輸送的物料量及工作時間;②了解需輸送的物料的性質,以便根據不同的輸送對象,選擇合適的吸風形式與設備,滿足工藝生產的要求;③了解廠房結構形式以及倉庫和附屬車間的結合情況。這些都與輔助吸風設備的選擇、安裝及管網布置有關;④熟練工藝流程及設備布置情況,以確定吸風管的數量和各自的吸風量,及所需輸送物料的道數和各道物料的性質,從而合理地組合網路,並選擇適宜的輔助吸風風速;⑤了解所採用設備的規格及性能;⑥明確技術經濟指標和環境保護要求;⑦調查操作管理條件和技術措施的可能性;⑧了解遠景發展規劃。

3 輔助吸風系統設備的選擇及相關參數的確定

現以SPSF112×40型粉碎機配置相應的獨立式輔助吸風系統為例,來說明輔助吸風系統設備的選擇及相關參數的確定。其風網示意圖1如下。

3.1 吸風罩的設計及相關參數的確定

粉碎機吸風罩的合理設計,應能保持合理的吸風量和風速,吸風口的風速一般取1.5~2.5m/s為宜。設計時,根據粉碎機型號確定吸風量,大多數空氣輔助吸風系統都設計成每平方米篩面每分鐘吸風量為44~88m3[1]。對於SPSF112×40型粉碎機,吸風量可取Q=3 000m3/h,[2]。為了使粉碎機呈負壓狀態,並減少過剩空氣的吸入量,應儘可能把吸風罩設計在粉碎機出口位置,以便用較小的風量來獲得較好的吸風效果。吸風罩應根據吸風系統的風量和吸風罩斷面的適宜風速來設計,其計算公式如下:

S=Q·K/V×3 600

式中:S——吸風罩斷面面積,m2;

Q——粉碎機每小時的吸風量,即按Q=3 000m3/h;

K——儲備係數,通常為1.1~1.2;

V——吸風罩斷面的風速,通常為1.5~2.5m/s;

則S=50×60×1.1/1.5×3 600=0.61m2

為了使吸風效果更好,而吸附到脈衝除塵器的物料更少,吸風罩中應增加一擋風板。擋風板的高度為吸風罩高度的1/2~2/5。吸風罩在滿足了計算的斷面后,其高度應不低於1m為宜。否則,因前路提升機或其它相關設備發生故障而造成突然停機或堵塞時,會使閉風螺旋輸送機堵死或吸風罩內物料堆積,進而使除塵器堵塞,更嚴重時,堆積的物料會使粉碎機也很快堵死,造成電機過載跳閘。因此,吸風罩的製作應做的盡量的高和大,以避免以上現象的發生。吸風罩的位置通常有設置在螺旋輸送機的出口一端或者與出口位置相反的另一端,如果設置在出口一端,則有可能對排料造成一定的影響。因此,筆者認為吸風罩放在與螺旋輸送機出口位置相反的一端則更為理想。

3.2 選用除塵效率高的脈動除塵器

由於吸風系統中有塵空氣直接進入脈衝除塵器,使得粉碎後有一定溫度和濕度的物料直接吸附在布簡上,造成清理困難。因此,選用針刺呢或其它更好的材料作為布筒面料,更換大管徑電磁閥和加大噴吹氣包的容積,是解決脈衝除塵器粉塵清理的有效辦法。同時,對脈衝除塵器的過濾面積的正確計算和使用,也是非常重要的,否則其使用效果也難如人意,脈衝除塵器的過濾面積的計算公式如下:

F=Q·K/V×3 600=50×60×1.1/0.06×3 600=15.27m2

式中:F——脈衝除塵器的過濾面積,m2;

Q——粉碎機每小時所需風量,即按Q=3 000m3/min;

K——儲備係數,通常為1.1~1.2;

V——過濾風速,在此選用為0.06~0.08m/s。

因為過濾面積為15.27m2,而TBLMZA.25BI型除塵器的過濾面積為18.1m2,大於15.27m2,所以應選用TBLMZA.25BI型高效方形脈衝除塵器,設備阻力H=800Pa。

3.3 選擇合適的風機

選用風量、風壓滿足粉碎機吸風系統的風機,對該系統有效的運行是至關重要的。根據各種粉碎機所需風量,便可計算得出風機的風量,其計算公式如下:

Q風=Q·K

式中:Q風——風機所選風量;

Q——粉碎機每小時所需風量,取Q=50m3/min;

K——儲備係數,通常為1.1~1.2。

風機風壓的選擇:H風=(H機+H脈+H管道)×1.1

式中:H風——風機的全壓;

H機——粉碎機的空氣阻力;

H脈——脈衝除塵器的空氣阻力。通常為0.14~0.16MPa;

H管道——脈衝除塵器上風機排向室外管道的空氣阻力,空氣阻力與管徑、風速有關。通常風速選用13~15m/s,水平管道保持在16~l7m/s。

Q風=Q·K=50×60×1.1=3 300m3/h;

粉碎機的風量為3 300m3/h,阻力為40mmH2O。管段中的阻力的計算,可以根據風網示意圖來計算。這樣根據風網的阻力及風量,我們就可以選擇與之相配套的風機了。

吸風量和風速的選擇依據是當吸風量和風速在一定範圍時,在吸風口尺寸一定時,風速過大,雖然有利於提高產量,但容易帶走物料,不僅增加除塵風網的負荷,也增加迴流量,電耗也隨之增加。如果風速過低,則達不到應有的效果。

3.4 選擇好的螺旋輸送機

閉風螺旋輸送機的選擇或製作欠佳,不僅起不到閉風的效果,反而會使外部空氣進入,使風機負荷增大,粉碎機產量降低。合理地設計和選用閉風螺旋輸送機的型號、尺寸也是相當重要的,這樣可減少不必要的動力消耗。根據粉碎機的產量選用適當的螺旋輸送機,並在此基礎上進行閉風系統的設計,從而避免選用過大的型號和尺寸。

SFSH112×40粉碎機,其設計額定產量為15t/h(篩孔Φ3.0mm,玉米水分不大於14.5%)

螺旋輸送機的輸送量按下式計算;

θ=47D2ψSrnC

式中:θ——輸送量(t/h);

D——螺旋葉片直徑(m);

ψ——裝滿係數,玉米粉取ψ=0.33~0.4;

S——螺距(m),取S=(0.8~1.0)D;

n——螺旋軸轉速(r/min),慢速螺旋輸送機取

r——物料容重(t/m3),玉米粉取r=0.72t/m3;

C——傾斜係數;

根據上式取值:D——0.25m;S——0.8D=0.2m;ψ——0.33;n——140(r/min;r——0.72t/m3;

C——l;

則θ=47×0.252×0.33×0.20×0.72×140×l=l 9.5t/h

計算結果表明,選用LSS.25(H)型螺旋輸送機作閉風螺旋輸送機是可行的,而不是通常所選用的LSS.32(H)或LSS·40(H)型螺旋輸送機,從而減少了動力消耗、設備的體積和材料費用。

4 設計中應注意的問題

4.1 進風口的設置一般要求是進風口寬度與進料口寬度相等,面積也相等,故在垂直於粉碎機主軸中心線方向的進料短管處兩側封板用12目篩網代替。

4.2 沉降室的設置,最好設計為擴散式,以便空氣能在壓損小、風速低的情況下通過輸送機,而沉降室的深度要求在460mm以上,以利粉碎物沉降避免被氣流帶到除塵器內而造成損失。同理,在螺旋輸送機與吸風管道連接處彎道的設計要注意彎管截面積應比風管截面積增大3~5倍,以降低風速,防止氣流把物料帶走[3]。

4.3 螺旋式閉風器的使用,即在螺旋輸送機的出口處設置一閉風器,克服了採用閉風絞龍閉風效果不理想、漏風量大,避免了螺旋輸送機下料到提升機時常有的阻塞現象發生,以提高整個吸風系統的密閉性,達到生產工藝要求[4]。

4.4 在螺旋輸送機葉片的上方應有較大的空間供氣流流動。如果螺旋輸送機殼體為管狀,它將阻礙氣流流動,增加了氣流夾帶物流的可能性[5]。

以上所述,只是錘片式粉碎機輔助吸風系統的一般設計,在實際應用中,還必須根據廠房的結構、粉碎機周圍空間位置的大小等實際情況來決定,比如當粉碎機周圍空間位置比較大時,我們可以直接在螺旋輸送機的上方裝一自清式布袋過濾器也可以達到同樣的效果,其原理都是一樣的。總之,要因地制宜,靈活使用,這樣才可達到既滿足輔助吸風的要求,又能節省投資。

參考文獻

1 鄧小春.關於飼料粉碎系統的優化設計.糧食與食品工業,1996,(3):28~32

2 龐聲海,郝波主編.科學技術文獻出版社飼料加工設備與技術.科學技術文獻出版社,2001

3 陳福元.粉碎機輔助吸風系統的合理配置.廣東農機,2000(2)

4 楊秀榮.錘片粉碎機加裝吸風系統的參數及效果.武漢食品工業學院學報.1993,(4)

5 [美]Robert R.MeEllhiney等編.沈再春,萬學遂等譯校.中國農業出版社,飼料製造工藝學,(第四版).1996

李啟武,武漢工業學院飼料科學系,副教授,430023。

蔡祥敏,杭州匯能生物技術有限公司。
   

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