На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Пневматические сепараторы, их назначение и сущность процесса

Пневматические сепараторы, их назначение и сущность процесса

Пневмосепараторы служат-для разделения (сепарации) воздушным потоком частиц материала на фракции по аэродинамическим. свойствам (парусности) и удельному весу. Благодаря этим машинам воздух, помимо чисто транспортных и аспирационных функций, выполняет очень важные технологические задачи но очистке и сортированию материалов.

При наличии пневмосепараторов в составе пневмотранспортных установок зерноперерабатывающих предприятий они полностью заменяют отделители. В этом случае отпадает необходимость в работе воздушной части обычных воздушно-ситовых сепараторов и других энергоемких машин, отделяющих от зерна примеси при помощи воздушных потоков: дуо- и циклоаспираторов, лузговеек, аспирационных колонок и пр., которые при этом, как правило, исключаются из схемы технологического процесса. Упрощение и сокращение схем технологического процесса приводит к высвобождению производственных площадей, что. создает реальный резерв для увеличения производительности предприятия, улучшает условия труда и снижает эксплуатационные расходы.

Пневмосепараторы должны обеспечивать четкое и стабильное во времени разделение продукта па фракции, не допуская подсора.

Схематично процесс воздушной сепарации выглядит так: на частицу продукта, находящуюся в вертикальном воздушном потоке, действуют две силы — направленная вверх и обусловленная вязкостным сопротивлением аэродинамическая подъемная сила, пропорциональная площади поперечного (миделевого) сечения частицы и динамическому давлению, и направленная вниз сила тяжести, численно равная весу частицы.

При скорости воздушного потока, превышают, ей скорость витания частицы, подъемная сила больше силы тяжести, и частица уносится воздушным потоком. При равенстве скоростей воздуха и витания частица свободно «парит» в потоке; при скорости воздуха, меньшей скорости витания, частица падает вниз.

Поскольку транспортируемый продукт состоит из смеси частиц, иногда значительно отличающихся по размерам, весу, форме, состоянию поверхности и пр., следовательно, и по аэродинамическим свойствам, очевидно, он всегда может быть разделен воздушным потоком на различные по совокупности этих признаков части. Чем более разнятся по своим аэродинамическим свойствам частицы подлежащего сепарации продукта, тем более просто и четко можно разделить его на фракции. Однако часто случается так, что совершенно различные по качеству частицы продукта, которые нужно было бы разделить, обладают почти одинаковыми аэродинамическими свойствами (например, измельченные отруби и мука). В подобных случаях четкая пневматическая сепарация, конечно, невозможна.

Так как основной рабочей частью имеющихся конструкций пневмосепараторов является вертикальный воздушный канал, то наибольшей четкости сепарации можно достичь, если:

в канале поддерживается строго постоянная средняя скорость воздуха, поток ничем не нарушен и поле скоростей по сечению достаточно выровнено;

канал достаточно высок (> 800 мм), чтобы предупредить случайный вынос;

сепарируемая смесь подается в канал с постоянной производительностью и равномерно распределяется по всему сечению.

Иначе говоря, для нормальной работы пневмосепараторов необходимо более или менее строгое постоянство нагрузки и постоянство режима работы пневмоустановки в целом при условии предварительного регулирования скорости воздуха в рабочем канале в соответствии с заданной технологией сепарирования.

Однако в производственной обстановке все эти требования практически выполнить не удается. Более того, даже в лабораториях в применяемых сейчас пневмосепараторах за один пропуск из продукта удается выделить лишь около 80% примесей. Поэтому по прежнему  остро стоит вопрос о создании такого пневмосепаратора, в рабочем канале которого строго выдерживались бы поставленные выше условия.

Наиболее распространены в настоящее время зерновые пневмосепараторы конструкции Главмуки марок ЗПА-5 п ЗПА-10, отличающиеся один от другого производительностью и размерами.

В этих пневмосепараторах (рис. 1, а) смесь зерна с воздухом поступает из материалопровода 1 в переход 2, откуда зерно, двигаясь по инерции, через канал 3 попадает в камеру 4 и, потеряв скорость, оседает в ней. Воздух, круто повернув, через канал 9 устремляется в рабочий канал 11 пневмосепаратора, где происходит продувание зерна, поступающего из осадочной камеры 4 через качающийся в центрах грузовой клапан 10.

Зерно, преодолев сопротивление воздуха, падает и выводится из пиевмосепаратора через шлюзовой затвор 8, а отсепарированные легкие примеси уносятся-воздухом во вторую осадочную камеру 6, где выпадают из потерявшего скорость потока и выбрасываются в самотечную трубу через второй шлюзовой затвор 7. Запыленный

воздух отсасывается из пневмосепаратора через выпускной патрубок 5 и. направляется в пылеотделители. Скорость воздуха в рабочем канале регулируется изменением поперечного сечения при помощи шарнирно подвешенной подвижной стенки 12. Ось верхнего шарнира выводится наружу и имеет рычаг с пружинной защелкой, входящей в отверстия сектора, укрепленного на корпусе.

Таким образом, у обоих пневмосепараторов ЗПА ширина канала может изменяться от 80 до 190 мм, что позволяет регулировать скорость воздуха в них. Правда, при этом изменяется и скорость воздуха в материалопроводе, из-за чего пределы регулирования ограничены. Отсутствие надежного питающего устройства при поступлении зерновой смеси в сепарирующий канал является существенным недостатком пневмосепараторов ЗПА.

Схемы пневмосепараторов: а — ЗПА-5; б — ОТИ-800: в — БПС

Рис. 1. Схемы пневмосепараторов: а — ЗПА-5; б — ОТИ-800: в — БПС.

 

Выполненная на мельнице «Новая победа» в Москве простая модернизация ЗПА, показанная на рисунке 1, а штриховыми линиями, в некоторой мере устраняет этот недостаток, увеличивая отбор крупных примесей до 60%. Через вырезанный в боковине машины и плотно закрывающийся лючок (170 X 160 мм) на направляющих вставляют внутрь ЗПА прямоугольный лоток 13 (150 X 150 мм) с наклонным козырьком. Лоток делают из миллиметровой стали по всей ширине корпуса, благодаря чему скорость падения зерна в осадочной камере резко уменьшается и оно более равномерно распределяется по ширине питающей щели. Одновременно в лотке оседают случайные тяжелые примеси (камни, металл и т. п.).

Кроме этого, для уменьшения скорости поступления зерна непосредственно в канал в нем под питающей щелью установлена изогнутая под углом 45° тормозящая планка, положение которой по высоте меняется посредством двух вертикальных вырезов и болтов. Однако и при этих условиях пневмосепараторы ЗПА довольно часто не дают должного эффекта и потому, что сравнительно небольшие размеры второй осадочной камеры, как правило, не обеспечивают надежного осаждения в ней примесей, и они уносятся в батареи пылеотделителёй, а при неисправностях или перегрузке воздухом пневмосепаратора в батареи попадает даже зерно.

Пневмосепаратор ОТИ (рис. 1, б), одним из первых выполненный и опробованный на производстве, выгодно отличается от ЗПА наличием питающего валика 10, несколько большей высотой канала, установкой двух циклонов на его корпусе и совершенно иным принципом регулирования скорости воздуха в рабочем канале задвижкой 5 и обводной щелыо, через которую можно пропускать часть воздуха непосредственно в циклоны, минуя сепарирующий канал. Такое регулирование никак не отражается на присоединенном к пневмосепаратору материалопроводе, поскольку сопротивление н общий расход воздуха в нем остаются постоянными. Благодаря этим преимуществам, при одинаковом примерно эффекте очистки, четкость сепарирования у пневмосепараторов ОТИ выше, а унос отделенных примесей в пылеотделитель почти совершенно исключен.

Пневмосепараторы ОТИ без циклонов в то же время можно использовать для сбора всех примесей в одном месте, что иногда необходимо. Однако они при одинаковой с ЗПА-5 производительности больше по габаритам, имеют большее сопротивление, значительно сложнее, дороже в изготовлении и серийно не выпускаются.

Пневмосепаратор БИС (рис. 1, в) является своеобразной комбинацией ЗПА и ОТИ.

Если демонтировать улитку 2 с входящим внутрь осадочной камеры 4 цилиндром и заглушить отверстие в верхней крышке, а материалопровод 1 присоединить, как показано пунктиром, то пневмосепаратор будет работать по уже описанной для ЗПА и ОТИ схеме с подводом аэросмеси снизу, но с возможностью двукратного регулирования скорости воздуха в коническом продувочном канале 11 при помощи подвижной наклонной стенки 12 (как у ЗПА) и путем перепуска части воздуха через обводную щель и клапан 5 (как у ОТИ). При подводе аэросмеси сбоку — через улитку 2, которую можно поворачивать относительно осп, нижний ввод заглушен. Зерно попадает в осадочную камеру 4, а воздух, трижды повернув на 180°, через каналы 3 и 9 поступает в продувочный канал II, где и сепарирует подаваемое питающим валиком 10 зерно. Отсепарированные примеси осаждаются в обоих случаях в отдельно стоящей батарее циклонов 6.

Пневмосепараторы БПС сложнее, дороже и тяжелее, чем ЗПА и ОТИ, н имеют гораздо большее аэродинамическое сопротивление. Что касается преимуществ, то они пока неясны, так как опыта эксплуатации этих сепараторов еще нет.

Краткая техническая характеристика пневмосепараторов дана в таблице 1.

Таблица 1 - Техническая характеристика пневмосепараторов

Сравниваемые показатели

Пневмосепараторы

ОТИ-800

ЗПА-5

ЗГ1Л-10

БПС-2,5 (без

батареи)

Производительность, т/сутки

170

170

240

60

Расход воздуха, м3/мин  

15—20

20—25

20—40

13-17

Коэффициент аэродинамического сопротивления, кГ • мин2/мин8

0,30

0.08

0,05

0,4-0,6

Высота машины

2300

1760

1970

2100

Ширина

945

860

1080

830

Длина

1000

1145

1375

940

 

 В заключение нужно отметить, что вопросы воздушной сепарации на зерноперерабатывающих предприятиях должны быть тщательно изучены, так как именно здесь заложены значительные резервы повышения эффективности и экономичности пневматического транспорта.

Следовало бы обязательно опробовать и другие способы пневмосепарации, широко применяемые за рубежом, а не только вертикально-противоточную, на которой основаны описанные сепараторы и которая является далеко не самой эффективной в настоящее время.

  • Похожие материалы