Конструкции и работа основных типов измельчающих машин

Все измельчающие машины делятся на дробилки и мельницы. Дробилки применяются для крупного и среднего дробления, мельницы — для среднего, мелкого, тонкого и коллоидного измельчения.

Основные измельчающие машины подразделяются на следующие типы: щековые дробилки, гирационные, молотковые и дробилки ударного действия; протирочные машины; валковые мельницы и бегуны, шаровые и стержневые мельницы, кольцевые, вибрационные, коллоидные мельницы.

Резательные машины бывают пластинчатыми, дисковыми, роторными, струнными и др.

Ко всем измельчающим машинам предъявляются общие требования:

- равномерность кусков измельченного материала:

- удаление измельченных кусков из рабочего пространства;

- сведение к минимуму пылеобразования;

- непрерывная и автоматическая разгрузка;

- возможность регулирования степени измельчения;

- возможность легкой смены быстро изнашивающихся частей;

- небольшой расход энергии на единицу продукции.

Щековые дробилки измельчают материал путем раздавливания и раскалывания в конической камере, образованной неподвижной и подвижной плитами, которые периодически сближаются. Раздавленный материал выпадает из дробилки во время обратного хода подвижной плиты.

Конструкция дробилки показана на рис.4.1. Щеки дробилки снабжены съемными ребристыми плитами из износостойкой стали. Подвижная щека установлена на неподвижной оси и приводится в колебательное движение от эксцентрикового вала при помощи шатуна, шарнирно связанного рычагами 12 с этой щекой и регу-лировочными клинь-ями 8 и 11. Переме-щением клиньев при помощи болтов регу-лируют ширину вы-пускной щели и, сле- довательно, степень измельчения мате-риала, С помощью тяги 13 и пружины 9 обеспечивается об- ратное движение щеки. Коленчатый рычаг, образуемый шатуном и распорными плитами, является основой конструкции дробилки и позволяет получать очень большие давления.

Щековая дробилка проста и надежна в работе, однако наличие в ней неуравновешенных качающихся масс требует установки ее на тяжелых фундаментах. Работа дробилки сопровождается сильным пылеобразованием и шумом, а процесс дробления — образованием мелочи.

Гирационные (конусные) дробилки применяются для крупного, среднего и мелкого измельчения. Измельчение происходит путем непрерывного раздавливания и излома кусков материала мевду конической дробящей головкой и корпусом который имеет форму усеченного конуса (рис.4.2). Дробящая головка установлена в корпусе дробилки с эксцентриситетом, в результате чего она совершает эксцентричное вращательное движение. Когда дробящая головка приближается к одной стороне корпуса, измельченный материал выпадает с противоположной стороны через расширяющуюся в это время кольцевую щель между корпусом и головкой.

Молотковые дробилки применяются, например, для измельчения костей в производстве кормов. Молотковая мельница представляет собой машину ударного действия, имеющую быстровращающийся диск с шарнирно при-

крепленными к нему молотками (рис.4.3.). Материал поступает в дробилку через бункер и измельчается дробящими молотками, а также за счет ударов о броневые плиты. Измельченный материал удаляется через колосниковую решетку. Размеры отверстий колосниковой решетки определяют размеры измельченного материала.

Рис.4.3. Молотковая дробилка:

1 — корпус; 2 — дробящий молоток;

3 -диск; 4 — вал; 5 — броневая плита;

6 - колосниковая решетка

В дезинтеграторах и дисмембраторах на дисках по концентрическим окружностям расположены пальцы-била. Каждый ряд пальцев одного диска расположен с небольшим зазором между двумя рядами пальцев другого диска (рис.4.4).

Материал поступает в машину через загрузочный бункер и измельчается за счет ударов вращающихся пальцев. Измельченный материал высыпается через разгрузочную воронку, расположенную в нижней части машины. Частота вращения дисков 200—1200 мин'¹. Производительность таких машин колеблется от 05 до 20 т/ч.

Дисмембраторы в отличие от дезинтеграторов имеют один вращающийся диск. Роль второго диска выполняет крышка мельницы, на внутренней поверхности которой по концентрическим окружностям расположены ряды неподвижных пальцев.

Дисковые мельницы применяются для мелкого и тонкого дробления зерна, солода, жмыха, сухарей и др. Рабочими органами дисковых мельниц являются два вертикальных рифленых диска, один из которых неподвижный, а другой вращается на горизонтальном валу. Измельчаемый материал подается непрерывно в зазор между дисками, где и измельчается. Степень измельчения регулируется величиной зазора между дисками. Окружная скорость дисков при помоле зерна составляет 7—6 м/с.

Молотки, плиты, диски и решетку изготавливают из износоустойчивой марганцовистой стали или из углеродистой стали, на которую направляют твердый сплав.

Для измельчения фруктов и ягод и последующего отделения сока от полученной массы применяются дисковые измельчающие машины, скомбинированные с центрифугой. Конструкция одной из них представлена на рис.4.5.

Внутри корпуса на валу установлена дисковая терка, которая приводится во вращение коническим ротором. Сырье загружается через загрузочную воронку в корзину, стенки которой выполнены из сетки и выполняют роль фильтровальной поверхности. Измельченная масса под действием центробежной силы разделяется на сок и мезгу. Сок фильтруется через сетчатые стенки вращающейся корзины и поступает в кольцевое пространство, из которого через выпускной патрубок сливается из измельчителя.

Рис.4.5. Измельчающая машинка для фруктов и ягод:

1 - воронка; 2 - патрубок для мезги;

3 - корпус; 4 - ротор; 5 - двигатель;

б - патрубок для выхода сока; 7 - вал;

8 - измельчающий диск; 9 - корзина

Мезга поступает в пространство под крышей и оттуда выгружается через патрубок в крышке.

В протирочных машинах для фруктов и овощей отделение сока от мезги происходит за счет протирания через протирочные сита.

Протирочная машина состоит из одной или нескольких протирочных камер. На рис.4.6 показана протирочная машина с одной горизонтальной проти-

рочной камерой. Камера представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого расположена перфорированная металлическая решетка. Решетка установлена таким образом, что между ней и корпусом образуется кольцевой канал. По оси корпуса расположен ротор с насаженными на него протирающими лопатками. Между лопатками и решеткой имеется зазор, в котором и происходит измельчение материала за счет удара и истирания, а протирание происходит за счет давления, создаваемого лопатками ротора.

Рис.4.6. Протирочная машина: 1 — корпус; 2 — кольцевой канал;

3— решетка; 4 — воронка; 5 — ротор; 6 — спица; 7—- лопатка

В машинах с двумя протирочными камерами достигается более высокая степень измельчения сырья за счет установки во второй камере решетки с меньшими проходными размерами.

Валковые мельницы служат для среднего, мелкого и тонкого измель-

чения. Они применяются в пищевой промышленности для дробления и помола зерна, солода, плодов, жмыха и т. д. Рабочими органами валковой мельницы являются горизонтальные валки. Дробилка может иметь один валок, вращающийся вокруг горизонтальной оси параллельно неподвижной рабочей щеке, либо два валка. В первом случае раздавливание материала происходит между неподвижной щекой и вращающимся валком. Парные валки вращаются навстречу один другому, и раздавливание происходит между валками. Поверхность валков может быть гладкой, рифленой и зубчатой.

На рис.4.7 представлена схема валковой мельницы. Подшипники валка 5 неподвижны, а валка 3 — подвижны и удерживаются при помощи пружины 2, что позволяет валку 3 смещаться при попадании в мельницу твердых инородных тел. Размер кусков продукта определяется шириной щели определяется шириной щели между валками. Загрузка мельницы производится непосредственно из бункера. При вращении валков куски материала захватываются валками и раздавливаются.

Бегуны (рис.4.8) имеют, как правило, два жернова (катка) и чашу, в которую загружается зерно. Жернова закреплены на вертикальном валу и вращаются вместе с ним. Кроме того, жернова одновременно вращаются вокруг

горизонтальных осей за счет трения между поверхностью жерновов и материалом, находящимся в чаше. Измельчение зерна происходит раздавливанием и истиранием при набегании на него жерновов.

Бегуны бывают с неподвижной чашей и вращающимися от привода катками; с вращающейся от привода чашей и свободно вращающимися катками. Бегуны с вращающейся чашей более быстроходны

(2О —• 50 мин ^-1').

Выгрузка измельченного материала осуществляется автоматически за счет центробежной силы.

Шаровые и стержневые мельницы, в которых продукт обрабатывается шарами или стержнями, находящимися вместе с ним в полом вращающемся барабане, покрытом изнутри бронированными плитами, применяются для тонкого измельчения.

Шаровая мельница (рис.4.9.) загружается шарами и материалом одновременно. Шары изготавливают из стали, диабаза, фарфора и других твердых материалов. Размер шаров зависит от размеров измельчаемого мате риала. Стальные шары имеют диметр 35—175 мм. Корпус мельницы заполняют шарами на 30—35 % его объема. Наряду с шарами используются также цилиндричес кие стержни. Оси стержней распола- гают параллельно оси корпуса мельницы. В шаровых мельницах измельчение материала происходит под действием ударов падающих шаров или стержней и путем истирания его между шарами или стержнями и внутренней поверхностью корпуса мельницы.

При вращении шаровой мельницы вследствие трения между стенкой мельницы и шарами последние поднимаются в направлении вращения на такую высоту, пока угол подъема не превысит угла их естественного откоса, после чего скатываются вниз.

С увеличением скорости вращения мельницы возрастает центробежная сила и соответственно увеличивается угол подъема шаров до тех пор, пока составляющая силы веса шаров не станет больше центробежной силы. При нарушении этого условия шары падают, описывая при падении некоторую параболическую кривую. При дальнейшем увеличении скорости вращения мельницы центробежная сила может стать настолько большой, что шары будут вращаться вместе с мельницей.

Рамная центробежная свекло-резка (рис.4.10.) служит для изрезывания свеклы в стружку для извлечения из нее сахарозы.

Принцип действия свеклорезки заключается в следующем. Свекла загружается в свеклорезку через загрузочный бункер, увлекается вращающейся улиткой и под действием центробежной силы прижимается к режущей кромке ножей, которыми изрезывается в стружку. Свекловичная стружка через проемы ножевых рам выпадает в пространство между корпусом свеклорезки и кожухом и затем через люк поступает на дальнейшую переработку.

Для замены ножей ножевая рама поднимается и заменяется глухой рамой без ножей. Для очистки ножей применяется продувка паром или сжатым воздухом.

Вертикальные овощерезки применяются для разрезания овощей на ломтики, кубики, соломку и т д. Овощерезка состоит из загрузочной воронки, измельчающей камеры и привода. Режущим инструментом является горизонтальный диск, насаженный на вертикальный вал, приводимый во вращение электродвигателем. Машина изготовлена из высококачественного цветного металла, покрытого слоем полиамида.

Размеры и форма нарезанных овощей изменяются в зависимости от конфигурации ножей.

На рис.4.11. показаны некоторые конструкции режущих дисков.

Рис.4,11. Режущие диски овощерезки:

а - стандартный ломтерезный; б - тонкий для резки мягких и сочных продуктов;

в - для нарезания волнистых ломтиков; г - для нарезания кубиков; д - терка

Измепьчитель для мяса — куттер (рис.4.12.) работает следующим образом. Мясо из корыта автоматически загружается во вращающуюся чашу, изготовленную из нержавеющей стали, и режется инструментом, выполненным в виде фрезы и установленным в чаше.

Скорость резки
составляет 130 м/с. Процесс
проводится под вакуумом.
Материал корпуса и крышки
куттера делает процесс
резания практически
бесшумным. Выгрузка фарша
производится периодически с
помощью автоматической
наклонной заслонки, которая
вытесняет фарш из чаши в
приемное корыто. Уплот
нение крышки и корпуса
достигается с помощью
специальных полимерных
прокладок. Смена режущего
инструмента происходит ме
нее чем за 3 мин

Вибрационные мельницы предназначены для тонкого измельчения материала. Мельница представляет собой барабан, заполненный примерно на 70 % измельчающими телами, например шарами Внутри барабана установлен вибратор, который сообщает вибрацию шарам и измельчаемому материалу. Интенсивность работы такой мельницы зависит от частоты и амплитуды колебаний Как правило, частота колебаний составляет 1500 - 2500 мин ¹ при амплитуде 2-4 мм

Коллоидные мельницы используются для очень тонкого измельчения суспензий Измельчение проводится мокрым способом. Основными частями коллоидной мельницы являются корпус с коническим гнездом и ротор Меаду конической поверхностью корпуса и поверхностью ротора имеется зазор, равный долям миллиметра. Ротор вращается с окружной скоростью 30—120 м/с. В зазоре между корпусом и ротором твердые частицы суспензии измельчаются истиранием