第二章物料处理与输送设备.

1第一章物料处理与输送设备第一节固体物料的处理与粉碎设备第二节固体物料输送设备第三节细胞破碎设备第四节液体物料输送设备（简要）2第一节固体物料的处理与粉碎设备一、固体物料的筛选分级设备工厂购回的原料中常常混有铁屑、石块、稻草等杂质。需要有特定的除杂设备除掉它们杂物纤维性较长的物质，如麻绳草屑、庄稼秸秆；颗粒状物质，如沙子、泥土块、小石块等；铁磁性物质，如铁钉、螺丝等。3（一）除杂设备目的：除去原料中的磁性杂质。原理：原料成薄层通过磁铁分离器，铁渣及其它磁性杂质被吸住，而原料则可自由通过。永久磁铁：结构简单、不耗电能、但磁力弱、易退化；电磁铁：磁力稳定、性能可靠、但耗电能、结构复杂。41、磁力除铁器（1）永磁溜管永久磁铁装在溜管上边的盖板上。每个盖板上装有两组前后错开的磁铁。工作时，散料从溜管上端流下，磁性物体被磁铁吸住。连续磁选拆板清理5（2）永磁滚筒•永磁滚筒主要由进料装置、滚筒、磁芯、机壳和变速机构等组成。•由永久磁钢和铁隔板按一定顺序排列成170°的圆弧形，安装在固定的轴上，一般固定不动。•特别适合于除去粒状物料中的磁性杂质67原理：利用不同孔径的筛子，将粒度不同的物料分离。目的：除去杂质，物料分级。目：筛面上一平方英寸面积上的开孔数。目数越大，筛上的孔径越小，所能通过的物料粒度就越小。因此，物料的粒度可用“目”来表示。60目：直径0.4mm的微粒。（二）筛选设备8筛选原理：将物料从筛的一端加入，并使其向筛的另一端移动，从而使尺寸小于筛孔的物料穿过筛孔落下，成为筛下物，而尺寸大于筛孔的物料经过筛面从筛的另一端引出。筛面的运动方式：往复运动、平面回转、旋转筛面9（1）振动筛•筛选与风选结合的清理设备•结构：振动筛主要由进料装置、筛体、吸风除尘装置和支架等部分组成•三级振动筛•平面筛:金属丝编织冲孔金属板进口风速4~6m/s出口风速4~7m/s筛选设备一般分为振动筛和转筒筛两种。10流程进料口一二三小杂轻杂沉降室风机大杂排出中杂净粮出粮口排出11（2）圆筒筛用于谷物精选后的分级。（2.5mm，2.2-2.5mm，＜2.2mm）物料从小孔端进入，由大孔端排出，从而分出三个级粒。倾斜角3～5°。圆周速度0.7～1.0m/s。12（三）精选设备精选目的：除杂粒，如大麦中的豆类、小麦和大米等。精选机理：利用带有袋孔（窝眼）的工作面来分离杂粒物料，袋孔中嵌入长度不同的颗粒，带升高度不同而分离。或者说主要是根据颗粒长度分级，可以除去半粒和杂粒。常用：碟片精选机滚筒精选机13颗粒形状分级设备的工作原理：设备上有袋形的凹孔，设备运转时，颗粒会嵌入袋孔中，不同长度的颗粒由于在袋孔中嵌入的深度不同而被带升的高度不同，短小的颗粒被带升到较高的位置才会落下，因此可以将不同长度的颗粒分级。14（1）碟片式精选机结构：金属碟片的平面上有许多袋形的凹孔，孔的大小和形式视分级条件而定。碟片式精选机工作过程：当碟片在粒状物料中转动时，短粒物料就会被嵌入袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短粒物料受本身重力作用再从袋孔中倒出，落入收集槽中。长粒物料因其长度较袋孔长，虽有可能进入袋孔，但因其重心仍在袋孔之外，当碟片还未带到一定高度，即从袋孔中滑落，因而达到长短粒物料的分离目的。15优点：工作面积大、转速高，故工作效率较高。不同规格的袋孔可设在同一台设备中，以适应除去不同品种杂质的需要。若碟片损坏可以部分更换。缺点：碟片上的袋孔容易磨损。功率消耗比较大。16（2）滚筒式精选机滚筒式精选机工作示意图1—袋孔；2—筛转圆筒；3—螺旋输送机；4—中央槽在筛转圆筒的内表面开有袋孔，长粒的大麦依靠进料位差和滚筒本身的倾斜度，沿滚筒长度方向流动，由另一端流出。而短粒大麦则由于嵌入袋孔的位置较深，被带到较高位置而落入中央槽中，由螺旋输送机排出。17滚筒式的特点是它分离出来的杂粒中大麦较少，但袋孔利用率低，产量低，工作面磨损后不能修复。18粉碎：指大块固体物料破碎成小块物料，或小块物料进一步破碎成粉末状物料的单元操作。机械粉碎的5种形式（5种粉碎力）：挤压、冲击、研磨、劈力和剪切。二、固体物料的粉碎设备19挤压冲击研磨剪切劈裂20固体物料粉碎按粒径范围分为:①粗碎.原料粒度40～1500mm，成品粒度5～50mm。②中细碎.原料粒度5～50mm，成品粒度0.1～5mm。③微粉碎.原料粒度5～10mm，成品粒度＜100μm。④超微粉碎.原料粒度0.5～5mm，成品粒度＜10～25μm。21粉碎比：粉碎前后的粒度比。x=D1/D2粉碎比，粗碎为2～6，中、细碎为5～50，磨碎为50以上。总粉碎比是经过几道粉碎步骤后的总结果。对于物料的粉碎，必须根据物料的特性，以及粉碎要求选择合适的粉碎方法：对于坚硬的和脆性的物料，挤压和冲击很有效。对韧性物料剪切力作用较好。任何一种粉碎机，都是几种方法的结合。22生产上对粉碎机械基本要求1、粉碎后的物料颗粒大小要均匀；2、单位产品消耗的能量要少，避免过度粉碎，以粉碎的物料须尽快脱离粉碎机；3、磨损的工作部件更换方便，在操作发生故障时，有保险装置使其能自动停止；4、操作自动化，如能够不断的自动卸料；5、粉尘少。231、锤式粉碎机适用范围:中等硬度物料的中、细碎，脆性物料。锤刀：可拆换，可摆动避开硬物。高碳钢和锰钢，可两头调换使用。工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤的冲击力所破碎。然后物料被抛至冲击板上，再次被击碎。此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。•优点：很高的破碎比（达10-50），单位产量能耗低、构造简单、结构紧凑、生产能力高•缺点：如工作部件易于磨损，运转时震动声音较大241－矩形；2－带角矩形；3－斧形双转子锤式粉碎机25锤式粉碎机的生产能力圆孔筛：锤刀扫一次一个圆筛孔排出产品容量Vo(m3)Vo=0.785·Do2·d·μ(m3)式中：Do—筛孔直径,md—产品粒度mμ—排料不均匀系数每h排出的产品体积V：V=60×0.785·Do2·d·μ·Z·k·n（m3/h）Z—筛孔总数k—锤刀排数n—转速r/min每h排出的产品量（质量）QQ=V.γ=15πDo2·d·Z·k·n·γ（t/h）γ—产品的松散体积质量（t/m3）26方孔筛：每个孔排出的产品容量（m3）Vo=L·c·d·μ（m3）L、c—分别为筛孔的长度、宽度m每h排出的产品量体积V：V=60L·c·d·μ·Z·k·n（m3/h）Z—筛孔总数k—锤刀排数n—转速r/min每h排出的产品量（质量）Q：Q=V.γ=60L·c·d·μ·Z·k·n·γ（t/h）γ—产品的松散体积质量（t/m3）272.对辊粉碎机适用范围:广泛用于破碎粘性和湿物料块a.两辊式粉碎机主要构件：平行装置的圆柱形辊筒辊筒表面：光滑，表面有齿表面有凸棱或凹槽。作用力：挤压挤压、研磨、剪切要得到粒度较细的成品：提高转速、具有一定转速差（15％～20％）28转速2.5~6m/s，5~30%速差直径250~800mm，L＜1500mm29b.四辊式粉碎机•两对辊筒、一对筛子•原料经第一对辊筒粉碎后，由筛选装置分离出皮壳排出，粉粒再进入第二对辊筒粉碎。光辊丝辊12~14条/25.4mm30c.五辊式粉碎机前三个辊为光辊，后两个为丝辊。即先挤压破碎，可以使生物质原料的皮壳不致粉碎的太细而影响后序工作最后挤压研磨粉碎成细粒细粉。光辊丝辊31d.六辊式粉碎机三对辊筒，前两对为光辊，后一对为丝辊丝辊光辊光辊32（3）辊式粉碎机生产能力理论生产能力Q=60πD.n.b.l.ρφ（kg/s）D—辊筒直径mb—两辊间距m（0.0001~0.00015）l—辊筒长度mn—辊筒转速r/minρ—被粉碎物料密度kg/m3Φ—松散系数大麦芽取0.5~0.7，与物料性质和操作均匀度有关。辊筒长度100mm每小时粉碎大麦芽：双辊粉碎机150~200kg/h四辊式200~300kg3334354、超微粉碎＜1μm。机械冲击式粉碎机、振动磨、胶体磨、搅拌磨等。36三.生物质原料固体间的混合1、固体混合的机理固体粒子在混合器内混合时，会发生对流、剪切、扩散等三种不同运动形式，形成三种不同的混合：对流混合：固体粒子的循环流剪切混合：粒子间相互滑动和撞击产生。扩散混合：存在状态不同而产生的局部混合作用。372、混合设备a.回旋型混合机（1）水平圆筒型混合机：仅靠扩散作用混合，效率低（2）倾斜圆筒型混合机：混合效果较好两种倾斜方式：两轴心重合并与水平面成一定角度，物料作螺旋混合。另一种是旋转轴水平放置，圆筒轴和旋转轴成一角度，物料呈复杂的环状移动。38（3）V型混合机由两个圆筒按V型焊接而成交角80°或81°主要靠粒子反复的分离与混合而达到混合作用。（4）双锥型混合机由一个短圆筒两端各与一个锥形圆筒焊接而成39b.固定型混合机搅拌槽式混合机：螺旋带状搅拌器，中心两端搅拌。锥形混合机：锥形内的螺旋推进器既公转也自转。自转使物料自底部上升，公转作用使物料全范围内产生漩涡和上下循环运动。40OVER41第二节固体物料的输送设备机械输送1、带式输送机2、斗式提升机3、螺旋输送机气力输送4、气力输送设备42一、机械输送系统及设备适用物料：松散状干湿物料或成包成件的物件。水平或有一定倾角物料输送，倾角≤22°与物料和输送带的摩擦和自然降落的程度有关。分类：固定式移动式特点：使用非常方便，操作连续性强，输送能力较高，在运送相同距离和重量的物料时，带式输送机的动力消耗最小。1、皮带输送机4344（1）带式输送机的结构结构：输送带、滚筒、料斗、托辊、卸料装置、驱动装置1—输送带；2—上托辊；3—缓冲托辊；4—导料板；5—加料斗；6—改向滚筒；7—张紧装置；8—尾架；9—空段清扫器；10—下托辊；12—弹簧清扫器；13—头架；14—传动滚筒；15—头罩物料放在输送带上，靠摩擦力前进，到带的一端或规定位置靠自重或卸料器落下。45带:橡胶带塑料带钢带300~1200mm安全规定，货物在两边应有50~100mm余量。托辊:上下间距一般与带宽和物料有关。松散物料一般1~1.5m≥20kg成箱间距≥箱在带长方向的1/2鼓轮:两端滚轮卸料端主动轮装料端从动轮宽度比带宽大100~120mm，生铁铸造或钢板焊接的空心轮。46传动和张紧装置：电动机和减速机主动轮端张紧装置有重锤式和螺丝拉紧式人工加料和卸料装置：松散物料：均匀落料，常采用漏斗加料器，漏斗出口小于带宽的0.7倍。卸料：末段自由落下，不用卸料装置，中途卸料用挡板，与带角度35~45°47⑵输送量的计算：A——物料在输送带上的横断面面积，m2；v——皮带速度，m/s；ρ——松散物料平均密度，kg/m3；φ——输送系数0.8~0.853.6QAv（t/h）48皮带运行速度：与物料有关窄带取小值宽带取大值挡板卸料，＜1.5m/s成件物品，一般0.5m/s~1.5m/s或更小倾斜输送，带速降低，水平速度乘修正系数A492、斗式提升机定义：在带或链等挠性牵引件上，均匀地安装着若干料斗用来连续运送物料的运输设备称为斗式提升机。用途：主要用于垂直、倾斜连续输送散状物料。优点：结构简单;占地面积小;提升高度大（一般12～20m，最高可达30～60m）;密封性好，不易产生粉尘。缺点：料斗和牵引件易磨损，对过载的敏感性大。50（1）构造和工作原理构件：牵引件、传动滚筒、张紧装置、料斗、加料及卸料装置和驱动装置等组成。整个装置封闭在金属外壳内，一般传动滚筒和驱动装置放在提升机的上端，如图所示。1一机头2一头轮3一料斗4一机筒5一进料斗6一机座7一底轮8—张紧螺杆51①牵引件：胶带：中小生产能力，中等提升高度，较轻料。链带：提升高度高，重物料。②料斗：承载部件（a）深斗流动性好、干燥物料（b）浅斗（多用）潮湿、流动差物料（c）三角形斗定向自流式卸料52③装料与卸料方式装料方式a、挖取法:物料加到提升机底部，被运转着的料斗直接掏取而提升。适用：适合于小或磨蚀性小的粉状物料。特点：其