Машины с абразивными поверхностями и перфорированной стальной обечайкой для зерна

Прочная связь оболочки с ядром у некоторых зерновых культур (пшеница, ячмень, сорго и др.) затрудняют процесс шелушения, требуя значительных затрат на удаление оболочки. Причем наиболее эффективны те машины, в которых применяется фрикционно-терочное воздействие рабочих органов на оболочку зерна. В таких машинах основная роль в шелушении продукта принадлежит абразивным барабанам или абразивным дискам. Однако на эффективность шелушения оказывают влияние также состояние абразивных поверхностей и зернистость абразивного наполнителя; окружная скорость абразивных поверхностей; величины отверстий и формы перфорации стальной обечайки; расстояние между абразивными поверхностями и перфорированной стальной обечайкой и др.

Рассмотрим более подробно тип машин, в основу которых положен принцип длительного трения об абразивную поверхность внутри перфорированной обечайки.

Машины с абразивными дисками

Наиболее распространенными машинами с абразивными дисками являются зерновые шелушители непрерывного действия (ЗШН).

Рассмотрим работу машины ЗШН-1,5-132 (рис.1), выпускаемую ДОНСКОЙ АССОЦИАЦИЕЙ СВАРЩИКОВ «ДАС», г. Ростов-на-Дону.

Рис. 1. Зерновой шелушитель ЗШН-1,5-132

Обрабатываемый продукт подается в шелушильную машину через смотровой стакан 3 и загрузочный патрубок 7. Количество подаваемого продукта регулируется шиберной заслонкой 2. Далее продукт поступает на систему вращающихся абразивных кругов (один конический 9 и шесть цилиндрических 77), размещенных на роторе 8 через разделительные вставки 10. При вращении ротора 8 в опорах 5 и 18 с кругами 9 к 11 обрабатываемый продукт отбрасывается центробежными силами на внутреннюю поверхность неподвижного ситового цилиндра 7 и перемещается вниз между вращающимися кругами 77 и стенкой неподвижного цилиндра 7 к выходному патрубку 13, расположенному в корпусе 12. В момент перемещения зерна происходит его шелушение и удаление мелких фракций. Для получения продукта высокого качества в ряде случаев продукт шелушится дважды или трижды.

Время обработки зерна зависит от площади поперечного сечения выходного патрубка 7 3, которая регулируется поворотной фигурной заслонкой. Уменьшение площади сечения увеличивает степень шелушения и приводит к увеличению дробленого ядра; увеличение, напротив, уменьшает степень шелушения. Лопасти крыльчатки 17, расположенной в корпусе 75, всасывают воздух извне через отверстие в верхней крышке 4 и подшипниковой опоре 5 в полость ротора 8. Через отверстия в роторе, вставки 10, слой шелушащегося продукта, отверстия ситового цилиндра 7 и канал, образованный наружной поверхностью ситового цилиндра 7 и внутренней поверхностью кожуха 6, воздух попадает на лопасти крыльчатки 77 и далее отбрасывается к выходному патрубку отсоса 16. Проходя через слой продукта, воздух подхватывает лузгу и мучку, проходит через ситовой цилиндр 7 и удаляется из машины через патрубок 16. Струя воздуха, проходящая через слой продукта в рабочем пространстве (между кругами 77 и цилиндром 7), замедляет скорость падения зерна и тем самым увеличивает степень его обработки. Одновременно крыльчатка засасывает воздух через два клапана подсоса 14, объем которого регулируется поворотной диафрагмой на каждом клапане. Крыльчатка с ротором приводится в движение через передачу 27 электродвигателем 20, установленном на основании 19 машины.

Чем интенсивнее струя воздуха, проходящая через слой продукта (диафрагмы закрыты), тем интенсивнее проходит процесс шелушения. При открытых диафрагмах воздух начинает всасываться через клапаны. Струя, проходящая через слой продукта, уменьшается. Соответственно уменьшается прижим зерна к стенке цилиндра, что снижает эффективность шелушения.

Обработка продукта преимущественно осуществляется трением о торцевую и частично боковую поверхность абразивных дисков толщиной 60 мм и диаметром 250 мм.

Конструктивно каждый из кругов состоит из втулки, приваренной к ней арматуры и абразивной массы.

Абразивная масса представляет собой смесь из шлифовального порошка (черный карбид кремния), магнезита каустического и водного раствора хлористого магния. Зернистость кругов - от 80 до 160 мкм по ГОСТ 3647-80.

Для шелушения зерна пшеницы, ячменя, гороха, проса, а также для шлифования и полирования круп из этих культур акционерное общество «БРИГ», Украина, выпускает МАШИНУ ШЕЛУШИЛЬНО-ШЛИФОВАЛЬНУЮ ЗШМ-04М.

ОАО Машиностроительный завод «ЭЛЕВАТОРМЕЛЬМАШ», г.Саратов, выпускает МАШИНУ ШЕЛУШИЛЬНО-ШЛИФОВАЛЬНУЮ АШП (аналог А1-ЗШН-3) (рис.2), предназначенную для шелушения ячменя, проса, гороха, кукурузы, шлифования и полирования ячменя при выработке перловой крупы, шелушения ржи и пшеницы при обойных помолах и ржаных сортовых помолах.

Рис. 2. Машина АШП (аналог А1-ЗШН-3)

АО «МЕЛЬИНВЕСТ», г. Нижний Новгород, выпускает ШЕЛУШИЛЬНО-ШЛИФОВАЛЬНУЮ МАШИНУ АКЗ-02 и АШП А1-ЗШН-3 в трех исполнениях (рис. 3):

Рис. 3. Машина шлифовальная

00 с абразивными кругами зернистостью 80 для шелушения пшеницы и ржи и полирования крупы;

01с абразивными кругами зернистостью 100 для шлифования крупы; 02 с абразивными кругами зернистостью 125 для шелушения ячменя.

02 с абразивными кругами зернистостью 125 для шелушения ячменя.

Заводом «КРАСНОЕ СОРМОВО» выпущены ШЕЛУШИЛЬНО-ШЛИФОВАЛЬНЫЕ машины типа ЗШН малой производительности.

Основными рабочими органами машины также являются полый вал с абразивными кругами и перфорированный цилиндр.

Продукты шелушения выводятся из машины. Пыль с цветочными пленками и оболочками от зерна через каналы 8, полый вал 13, слой продукта, отверстия цилиндра 7 воздухом отсасывается в аспирацион-ную трубу 15.

Для всех машин типа ЗШН, выпускаемых серийно, характерным является расположение привода в нижней части станины. Однако такое решение неизбежно приводит к увеличению высоты шелушителя как минимум на величину диаметра ситового цилиндра (угол наклона выпускного патрубка должен быть не менее 45-50°).

Несколько иное расположение привода использовано в ШЕЛУШИЛЬНО-ШЛИФОВАЛЬНОЙ МАШИНЕ «БЛАНКОСТАР ТМ» DSRD фирмы «БЮЛЕР» (Швейцария). Машина имеет вертикальное исполнение (рис. 4). В верхней части корпуса закреплен электродвигатель, от которого посредством многоручьевой клиноременной передачи, вращательное движение передается шлифовальному ротору.

Рис. 4. Шлифовальная машина «Бланкостар ТМ» DSRD

а - общий вид; б - схема шлифования

Машина работает следующим образом. Крупа или зерно через приемный патрубок 11 попадает на вращающийся распределительный диск 14, на внешней поверхности которого выполнена винтовая нарезка. Продукт подается в пространство между перфорированным цилиндром 7 и шлифовальным ротором 9, состоящим из шести карборундовых дисков 10. Ротор имеет аспирационные каналы для пропуска воздуха из внутренней части 12 вала 13 в рабочую зону машины.

Как и в машинах типа ЗШН обрабатываемый продукт подвергается интенсивному фрикционно-терочному воздействию абразивными дисками, металлической поверхностью перфорированного барабана, а также за счет трения между собой.

Обрушенное ядро и зерно выводится из рабочей зоны в сборник 16 через кольцевое отверстие 5 образуемое вращающейся цилиндрической частью 6 ротора и конусом 4. Конус крепится на втулке 3 и может перемещаться вертикально под действием груза 7, установленного на противоположном плече рычага 2. Перемещая груз по рычагу, можно добиться необходимого качества шелушения продукта.

Благодаря относительной простоте конструкции машин с абразивными дисками и стальной перфорированной обечайки они стали основными для шелушения ячменя, пшеницы, ржи, гороха, кукурузы.

Достоинством таких машин является высокая технологическая эффективность шелушения зерновых и бобовых культур при сравнительно малом количестве дробленого ядра.

К недостаткам можно отнести относительно высокую металлоемкость и энергопотребление, быстрый износ абразивных дисков и ситового барабана.

Дальнейшее совершенствование машин типа ЗШН идет по пути изменения отдельных узлов.