Машины для шелушения зерна крупяных культур

К машинам для шелушения зерна крупяных культур относятся вальцедековые станки, валковые шелушители и шелушильно-шлифовальные машины.

Для вальцедековых станков характерным является наличие вращающегося валка и неподвижной деки, позволяющих формировать величину рабочего зазора и его форму (клиновидная, серповидная). В таких машинах реализован основной способ шелушения — сжатие и сдвиг.

Принцип работы вальцедековых шелушильных машин основан на взаимодействии зерна с вращающимся валком и отодвинутой на некоторое расстояние от валка жестко закрепленной декой. Вращающийся валок захватывает зерно и перемещает его в рабочую зону, образованную валком и декой. Здесь (при входе в рабочий зазор и при выходе из него) к зерну прикладываются усилия сжатия.

При вращении валка зерно касается его поверхности оболочкой и получает сдвигающее воздействие, которое тем сильнее, чем активнее связь оболочки с неподвижной декой. С этой целью рабочий зазор устанавливается равным или несколько большим диаметру ядра, но меньше диаметра зерна. Игнорирование этого требования приводит к значительному повреждению ядра или появлению нешелушеных зерен (недоруша).

Величина зазора регулируется во время работы или переналадки оборудования, а его форма определяется конструктивными особенностями деки и устанавливается в зависимости от вида зерна.

Вальцедековый станок 2ДШС-3 применяют для шелушения проса и гречихи. Цветковые оболочки проса и плодовые гречихи отделяются при непродолжительном воздействии сжатия и сдвига на них трех рабочих поверхностей, одна из которых — вращающийся валец, а две другие — неподвижные деки.

Станок объединяет два процесса шелушения без промежуточного отбора продуктов шелушения. Завод-изготовитель выпускает станок в двух вариантах: 2ДШС-ЗА для шелушения проса и 2ДШС-ЗБ для шелушения гречихи.

Вальцедековый станок (рис. 6.1) имеет питающий механизм 10, который включает задвижку 14, питающий валок, заслонку и регистратор производительности. Задвижка служит для перекрытия поступления зерна и остановки станка в случае завалов. Рабочими органами станка являются абразивный 12 и песчаниковый /7 вальцы, а также резиновая 13 и песчаниковая 16 неподвижные деки. Зазор между вальцом и декой регулируют штурвалами^и 7посредством червячного редуктора. Все конструктивные узлы вальцедекового станка смонтированы на сварной станине 3, которая одновременно является его кожухом.

Рис. 6.1. Шелушильный станок 2ДШС-3:

1 — пульт управления; 2 — ограждение; 3 — станина; 4, 7 — штурвалы; 5, 8 — дверки; 6,9— рычаги управления; 10 — питающий механизм; 11, 18— электродвигатели; 12 — абразивный валец; 13 — резиновая дека; 14 — задвижка; 15 — ручка маховика для регулирования производительности; 16 — песчаниковая дека; 17 — песчаниковый валец Питающий валок предназначен для равномерного распределения зерна по всей ширине питающего механизма и приводится в движение через клиноременную передачу и двухступенчатый цилиндрический редуктор от рабочего валка, который, в свою очередь, получает привод от электродвигателя мощностью 5,5 кВт через клиноременную передачу двумя ремнями типа В.

Для шелушения гречихи валец 17и деки 16 изготавливают из естественного камня (песчаника), а для шелушения проса валец 12 делают сборным из трех абразивных кругов ПП600 х х 150×305 и одного ПП600×200×305. Круги насаживают на приводной вал, устанавливают между ними картонные прокладки толщиной 2 мм и стягивают болтами.

Деки для шелушения проса набирают из специальных резинотканевых пластин и закрепляют болтами в декодержателях. Деку устанавливают под углом 45° к горизонтальной плоскости валка.

Технологический процесс осуществляется следующим образом. Для шелушения зерно из приемного устройства питающим валиком равномерным потоком подается по лотку в первую рабочую зону между вальцом и первой декой. Здесь зерно подвергается сложной деформации сжатия и сдвига, в результате которой происходит его шелушение. Затем по направляющему лотку зерно вводится во вторую рабочую зону, где повторно шелушится. Применение двух дек позволяет установить различную величину зазора между деками и вальцом, чтобы предотвратить дробление крупных зерен гречихи. Продукт из станка выводится через отверстие в станине. Пробы после первой и второй дек отбирают через люк.

Необходимая эффективность шелушения достигается регулированием зазоров между вальцом и деками. Положение дек относительно вальца изменяют штурвалами 4 и 7. Рычаги управления 6 и 9 предназначены для быстрого отвода дек от вальца на расстояние 10 мм в нерабочее положение («Отвалено») в случае прекращения подачи зерна в станок.

В станках для шелушения проса и гречихи применяют разные декодержатели как по конструкции, так и по способу их подвески к станине. Необходимо учитывать, что для эффективного шелушения проса форма зазора между деками и вальцом должна быть клиновидной (уменьшаться от входа к выходу), а для шелушения гречихи — серповидной (в центре больше чем на входе и выходе).

Электрическая схема управления станком предусматривает блокировку остановки и включения станка, а также включение сигнальных ламп при полном изнашивании дек. Кнопки «Пуск» и «Стоп», а также сигнальные лампы смонтированы на панели станка.

По сравнению со станком 2ДШС-3 однодековый шелушильный станок СВУ-2 имеет более простое устройство и так же применяется для шелушения гречихи и проса.

Рабочими органами станка являются вращающийся валок и неподвижная дека. Так же, как и в станке 2ДШС-3, при использовании станка для переработки гречихи валок и деку изготавливают из песчаника, а для переработки проса валок — из абразивной массы, а деку — из кордовой резины.

В зависимости от вида перерабатываемого зерна размер и форма рабочей зоны между барабаном и декой в этом станке различны. Основные технические данные вальцедековых станков приведены в табл. 6.2.

6.2. Техническая характеристика вальцедековых станков.

*В числителе — при шелушении проса, в знаменателе — при шелушении гречихи.

Валковый шелушитель У1-БШВ, предназначенный для шелушения зерна риса при переработке его в крупу, состоит из станины, быстроходного и тихоходного валков, электродвигателей быстроходного и тихоходного валков, механизма отвала, тросов, привальных грузов и демпфера.

В верхней части корпуса установлен питатель, состоящий из бункера с приемным и аспирационным патрубками. В бункере имеются заслонки датчика контроля наличия продукта и датчика регулятора производительности.

Быстроходный валок установлен на неподвижных относительно станины подшипниковых опорах, а тихоходный — в опорах, поворачивающихся на рычагах, что дает возможность регулировать зазор между валками. К рычагам тихоходного валка крепят перекинутые через блоки тросы, концы которых соединяют с одной стороны с механизмом отвала, а с другой — с привальными грузами. При движении винта механизма отвала вниз происходит отвал тихоходного валка от быстроходного. При движении винта вверх трос отпускается на расстояние, равное зазору между валками в отваленном состоянии и сумме толшин изношенного слоя резины валков, и тихоходный валок под воздействием массы грузов приваливается к быстроходному.

В процессе работы шелушителя зерно из бункера подается в приемный патрубок 4 (рис. 6.2) и заполняет питающий бункер.

Рис. 6.2. Технологическая схема шелушителя У1-БШВ:

1,2 — быстроходный и тихоходный валки; 3, 4 — аспирационный и приемный патрубки; 5 — датчик наличия продукта; 6 — питающая заслонка; 7— накопительный карман; I — зерно риса; II — воздух; III — продукты шелушения; IV — воздух с лузгой Воздействуя на заслонку датчика 5 наличия продукта, оно проходит через щель, образованную заслонкой и наклонной стенкой и равномерным слоем поступает в зазор между валками 1 и 2, вращающимися навстречу друг другу с различными окружными скоростями.

Под воздействием кратковременных усилий сжатия и сдвига происходит отделение оболочки от ядра. Затем шелушеное зерно попадает на скат станины и в выпускное отверстие шелушителя. Некоторое количество продукта шелушения удерживается в кармане на скате, образуя защитный слой, предохраняющий рис от дробления при ударе о металл.

Воздух, засасываемый в аспирационную сеть через решетку нижнего люка, движется навстречу продукту, унося с собой пыль и часть лузги.

Кроме шелушителя У1-БШВ для шелушения риса и проса применяется шелушильная машина Al-ЗРД-З с резиновыми валками.

Шелушильная машина Al-ЗРД-З состоит из корпуса 16 (рис. 6.3), который включает две чугунных боковины. В верхней части машины имеется питатель 23, состоящий из корпуса 5, бункера 7 и приемного патрубка 24. Внутри корпуса установлены лоток 25 и грузовая заслонка 4 с брезентовым фартуком для автоматического закрытия выпускного отверстия питателя при отвале валков, прекращая поступление продукта в рабочую зону.

Рис. 6.3. Шелушильная машина Al-ЗРД-З:

/ — электродвигатель; 2 — быстровращающийся валок; 3 — аспирационный патрубок; 4, 6 — заслонки; 5 — корпус питателя; 7 — бункер;

• 8, 10— рукоятки; 9, 13 — тяги; 11 — маховик; 12 — ось; 14 — кронштейн; 15 — разъемный рычаг; 16 — корпус шелушителя; 17 — дверка; 18 — порог; 19 медленновращающийся валок; 20 — запорная ручка; 21 — петля;
• 22 — хомут; 23 — питатель; 24 — приемный патрубок; 25 — лоток

Питатель имеет сигнализатор уровня и электромагнит, а для наблюдения за равномерным поступлением продукта имеется дверка.

В бункере смонтирована реечная заслонка 6. Рукоятки управления поворотом лотка и заслонки 6 вынесены на левую наружную стенку корпуса питателя. Питатель прикреплен к корпусу машины на двух петлях 21.

Основными рабочими органами машины являются два валка (быстроврашаюшийся 2 и медленноврашаюшийся 19) диаметром 200 мм и длиной 400 мм. Валки покрыты резиной и в процессе работы вращаются с разной частотой навстречу друг другу. Отношение скоростей составляет 1,45: 1 при скорости быстровращающегося валка 9,5 м/с.

С правой стороны машины к корпусу закреплен кронштейн, на котором установлен редуктор. Быстроходный вал редуктора получает вращение от электродвигателя 1 через клиноременную передачу, медленноврашаюшийся — через редуктор.

Один вал редуктора соединен с быстровращаюшимся валком при помощи втулочно-пальцевой муфты, а другой — с тихоходным валком посредством карданной передачи, позволяющей перемещать валки относительно друг друга при изнашивании резины. Для более удобной замены гильз с резиновым покрытием оси валков состоят из двух полуосей.

Быстроврашаюшийся валок 2 с подшипниками и плавающей полумуфтой прикреплен к корпусу машины двумя хомутами 22, медленноврашаюшийся валок 19 с подшипниками соединен двумя шарнирными разъемными рычагами 15. Рычаги тягами 13 с пружинными амортизаторами связаны с механизмом привала-отвала и регулирования зазора. Этот механизм состоит из кронштейна /4, оси /2, тяги 9, рукоятки 10 и маховика 11. Тяга шарнирно соединена со штоком пружинного механизма заслонки питателя, удерживаемой в открытом положении рукояткой 8 с защелкой.

Технологический процесс шелушения на станке Al-ЗРД-З осуществляется следующим образом. Продукт из бункера-питателя 7 при помощи направляющей заслонки 4 поступает равномерным потоком по всей длине валков в рабочую зону — зазор между валками, величина которого регулируется с помощью маховика 11. Подвергаясь деформациям сжатия и сдвига, зерно при прохождении между вращающимися валками шелушится.

После выхода из рабочей зоны продукты шелушения поступают на наклонную стенку аспирационного канала, скатываются по ней вниз, где пронизываются воздушным потоком, который уносит отделенные пленки и пылевидные частицы через аспирационный канал, а смесь шелушеных зерен удаляется из машины.

На верхнем скате аспирационного канала, на расстоянии 200 мм от его нижней кромки, установлен порог высотой 100 мм. Он служит для удерживания на скате продуктов шелушения, которые, в свою очередь, образуют зерновую подушку, предохраняющую плоскость ската от износа.

Для нормальной работы шелушильной машины необходимо, чтобы зерно поступало строго в межвалковый зазор, а не на валок, так как в этом случае валки будут изнашиваться неравномерно. В процессе работы машины под нагрузкой происходит постепенный износ резины валков, поэтому необходимо периодически прижимать медленновращающийся валок маховиком 7/до получения рабочего зазора, обеспечивающего требуемую эффективность шелушения.

По мере уменьшения диаметра валков из-за износа резины и изменения положения медленновращающегося валка следует изменить положение заслонки 4, чтобы продукт поступал на линию соприкосновения рабочих валков. Если степень шелушения по длине рабочих валков будет неодинаковой, необходимо остановить машину и отрегулировать параллельность валков по всей их длине.

Резину на быстровращающемся валке заменяют через 120… 150 часов непрерывной работы, а на медленновращающемся — через.

190…200 часов. Износ валков допускается до диаметра 180 мм.

Температура нагрева резиновой поверхности валков не должна превышать 45…50°С.

Технологический режим шелушения необходимо устанавливать так, чтобы эффективность шелушения за однократный пропуск была не ниже 85…90%, увеличение дробленых зерен не более 3%. При таком режиме работы менее интенсивно изнашивается резиновая рабочая поверхность валков и на протяжении всего периода работы их поверхность остается гладкой.

Интенсивность шелушения продукта регулируют изменением величины зазора между валками. Величину рабочего зазора при шелушении риса принимают 0,60…0,75 мм. Для проверки межвалкового зазора открывают дверку 77 в передней стенке питателя. Зазор контролируют щупом по всей длине валков. Если он не одинаков, его регулируют вращением маховиков на тягах с левой или правой стороны машины, поворачивая которые можно регулировать как величину зазора, так и параллельность валков.

В процессе работы машины необходимо следить за поступлением зерна, качеством шелушения, отбором лузги, температурой подшипников, а также при необходимости регулировать зазор между валками.

Для включения машины в работу и ее выключения служат тяга 9 и рукоятка 10. Этот механизм также используют для «тонкой» регулировки рабочего зазора между валками при сохранении их параллельности, поворачивая для этой цели маховик 11. Механизм отвала и привала в рабочее положение валков закрепляется рукояткой 8, расположенной на правой верхней стороне бункера-питателя. При попадании в межвалковый зазор какого-либо постороннего твердого предмета, срабатывают пружинные амортизаторы, установленные на тяге 13, что предохраняет механизм машины от внезапных перегрузок и поломок.

Перевод машины на холостой ход осуществляется поворотом рукоятки 8, которая освобождает пружину, воздействующую на тягу 9. При этом тяга переместится влево и повернет эксцентрик, предназначенный для разведения валков. Одновременно с этим вверх перемещается заслонка 4 питателя с прикрепленным к ней брезентовым фартуком, выводная щель бункера перекрывается, и поступление обрабатываемого продукта в машину прекращается.

Для включения машины в работу необходимо рукоятку повернуть «от себя» до срабатывания защелки рукоятки. Заслонка питателя с фартуком опустится, валки сблизятся, и продукт начнет поступать в рабочую зону машины.

В процессе работы машины и особенно во время наладки режима шелушения необходимо следить за показаниями амперметра, стрелка которого не должна отклоняться за красную черту.

Во всех случаях остановки машины, кроме аварийного, необходимо закрыть шибер в питающей самотечной трубе для прекращения подачи продукта. Основные технические данные шслушителей У1-БШВ и Al-ЗРД-З приведены в табл. 6.3.

6.3. Основные технические данные шелушителей.

Шелушильно-шлифовальную машину Al-ЗШН-З применяют на крупяных заводах для шелушения пшеницы, ячменя, гороха; шлифования и полирования крупы, вырабатываемой из зерна этих культур, а также в подготовительном отделении мукомольных заводов взамен обоечных и щеточных машин для отделения от зерновой ржи верхних оболочек и шелушения пшеницы при обойных помолах.

Зерно в шелушильно-шлифовальной машине обрабатывается в результате интенсивного трения о рабочие органы и взаимного трения.

Рабочими органами шелушителя (рис. 6.4) являются ситовой цилиндр 4, состоящий из сита толщиной 1,2 мм с отверстиями прямоугольного сечения, который установлен в корпусе 5 рабочей камеры, вертикальный пустотелый (в верхней части) вал 3 с абразивными кругами 6. Вал в верхней части имеет шесть рядов отверстий, по восемь отверстий в каждом ряду диаметром 20 мм.

В верхней части машины установлен приемный патрубок 7. Внизу размешен выпускной патрубок /, снабженный устройством для регулирования продолжительности обработки продукта. Вертикальный вал приводится в движение от электродвигателя 9 через клиноременную передачу.

В процессе работы продукт в машину поступает по цилиндрическому патрубку 7 в кольцевое пространство (рабочую зону) между абразивными вращающимися кругами и ситовой поверхностью. Зерно подвергается интенсивному продолжительному трению при продвижении его к выпускному патрубку. В результате происходит отделение оболочек, основная масса которых через отверстия перфорированного цилиндра и далее через кольцевую камеру удаляется из машины.

Особенность работы машины Al-ЗШН-З заключается в полном заполнении ее рабочей зоны продуктом, перемещающимся непрерывным потоком к выпускному патрубку.

Скорость перемещения зерна в рабочей зоне, а следовательно, и продолжительность его обработки, производительность машины и технологическую эффективность процесса шелушения, шлифования и полирования регулируют с помощью клапана, размещенного в выпускном устройстве. Воздух, засасываемый через пустотелый вал, и имеющиеся в нем отверстия проходит через слой обрабатываемого продукта. Вместе с оболочками и легкими примесями через ситовой цилиндр он поступает в кольцевую камеру и далее в аспирационную систему.

Рис. 6.4. Шелушильно-шлифовальная машина А1-ЗШН-3:

• 1,7 — выпускной и приемный патрубки; 2 — корпус; 3 — вал;
• 4 — ситовой цилиндр; 5 — корпус рабочей камеры; 6 — абразивный круг; 8, 12 — подшипниковые опоры; 9 — электродвигатель; 10 — станина;
• 11 — клиноременная передача

Оптимальная технологическая эффективность машины достигается при окружной скорости дисков 20 м/с, зазоре между кругами и ситовым цилиндром равным 10 мм.

К достоинствам машины можно отнести хорошее качество шелушения продукта и сравнительно низкий выход дробленого ядра; к недостаткам — достаточно высокий удельный расход электроэнергии и быстрый износ рабочих органов. Основные технические данные шелушильно-шлифовальной машины Al-ЗШН-З приведены в табл. 6.4.

6.4. Основные технические данные машины А1-ЗШН-3.

Шелушитель «Стратопакт ТМ» производится фирмой Buhler AG (Швейцария). Он предназначен для отделения оболочки (шелушения) овса, подсолнечного семени, гречихи и т. п.

Шелушитель (рис. 6.5, а) представляет собой цилиндрический корпус 4, снабженный тремя опорами 2. Сверху к корпусу крепится наклонный колпак 7, который связан с цилиндром шарниром. Колпак прижимается к корпусу замками 6. При раскрытии замков колпак откидывается двумя газонаполненными амортизаторами 13.

При этом обеспечивается свободный доступ к рабочим органам шелушителя: ротору и отбойному кольцу. Две рукоятки 12 служат для возвращения колпака в рабочее положение.

С основным материалопроводом 9 шелушитель связан гибким рукавом, который сжимается посредством пружин 10. Наличие гибкого рукава позволяет с помощью маховичка вертикально перемещать дозирующее устройство, входящее в отверстие колпака 7.

Рис. 6.5. Шелушитель «Стратопакт ТМ» BSSA-HKESSO:

а — общий вид: 1 — отводящий конус; 2 — опора; 3 — патрубок; 4 — корпус; 5 — электродвигатель привода ротора; 6 — замок; 7 — колпак; 8 — рукав;

• 9 — материалопровод; 10— пружина; 11 — электродвигатель привода отбойного кольца; 13 — амортизатор; б — схема шелушения: 1 — кольцевая опора; 2 — ролик; 3 — отбойное кольцо; 4 и 5 — диски; 6 — пластины;
• 7 — труба дозирующего устройства; 8 — рукав; 9 — материалопровод;
• 10 — конус; 11 — кольцо; 13 — амортизатор

Электродвигатель 11 приводит в движение отбойное кольцо, которое вращается с частотой 3 мин^-1.

Ротор шелушителя надет на вал электродвигателя 5, вращающегося с частотой 1500 мин^-1. В отводящем конусе 7 расположен патрубок J, который подсоединяется к аспирационной системе.

Технологический процесс шелушения осуществляется следующим образом. Подлежащий обработке продукт через центральный материалопровод 9 (рис. 6.5, б) и гибкий рукав 8 поступает в дозирующее устройство, представляющее собой трубу 7, способную перемещаться в вертикальной плоскости. При этом изменяется площадь кольца 77, образуемого трубой 7 и конусом 10. Таким образом, при опускании трубы 7 производительность машины уменьшается, а при подъеме увеличивается.

Пройдя кольцо, зерно попадает в горизонтальные каналы ротора, в котором между двумя дисками 4 и 5 расположены пластины 6, образующие радиальные каналы. Ускоряясь в радиальном направлении, зерно попадает в каналы и движется так, что своим острием ударяется в отбойное кольцо 3. В результате удара шелуха (лузга) отделяется от ядра. Смесь из ядер, лузги и неотшелушенного зерна поступает в нижнюю часть машины и разгружается через выпускное отверстие. Производительность шелушителя по овсу составляет примерно 3,5 т/ч.