清选与分级机械

清选与分级机械按原理清选分级分类气流清选法筛选法重力清选法精选法光电分选法果蔬分级机1.气流式清粮装置：按照谷物混合物各组成部分的空气动力特性的不同进行选别。一般用物料的飘浮速度Vp来表示。mgP物料的飘浮速度Vp——将物体置于垂直向上的气流场内，当气流对物体的作用力P等于该物体的重力mg而使该物体处于相对静止的悬浮状态时气流所具有的速度（有时也称为临界速度）。（一）气流分选机械垂直气流清选机该机原理如右图所示。当谷物原料由喂料口喂入后，因轻杂物的悬浮速度小于气流速度而上升，饱满谷粒则因悬浮速度大于气流速度而下降，两种物料将在上下两个不同的位置被收集起来，从而实现谷物与轻杂物的清选分离。通过调整不同的气流速度可对多种谷物豆类进行除杂清理。水平气流分选机结构如右图所示。工作气流沿水平方向流动，颗粒在气流和自身重力的共同作用下因着陆位置的不同而完成分选。当物料在水平气流作用下降落时，大的颗粒获得气流方向加速度的能力小，落在近处，小的颗粒被吹到远处，而更为细小的颗粒则随气流进入后续分离器(如布袋除尘器、旋风分离器)被分离收集。水平气流重力型分级机适合较粗(≥200μm)颗粒的分级，不适于具有凝聚性的微粉的分级。筛子式清粮装置；利用混合物各组成部分的尺寸特性的差异进行分离和选别。具体方法是：根据谷粒的大小、形状，设计适当的筛孔，以达到筛选的目的。气流筛子组合式清粮装置：利用混合物各组成部分的尺寸特性和空气动力特性将筛子和风机配合进行分离选别。清粮效果好，在多数脱粒机和联合收获机上采用这种配合形式。筛子与风机配合的清粮装置1.阶梯板2.传动机构3.上筛4.下筛5.尾筛6.杂余推运器7.籽粒推运器8.风机横流风机：又称径流风机，气流为轴向吸入径向排出，气流在横向上分布均匀，功率消耗小，结构复杂，制造成本高。4.筛子的类型：⑴编织筛：用金属丝编织而成，制造简单、气流阻力小、有效面积大、生产率高，在多层筛子配置中宜作上筛。但平面强度小，易变形。⑵冲孔筛：在薄金属板材上冲制具有特定形状的筛孔。制造简单、不易变形、但有效面积小、生产率低，一般用作下筛。⑶鱼眼筛：在薄金属板材上冲制出凸起的鱼眼状筛孔。混合物在筛面上只能单向选别，向后推送的能力比较好，结构简单，生产率低，宜作下筛。柑橘用滚筒分级机如右图所示，用于柑橘、樱桃等物料的分级。有若干个轴线与被分级物料行进方向垂直的多孔转筒，各转筒的开孔沿物料行进方向自小到大。物料在转筒作用下沿其外表先后经过各转筒，当物料小于孔眼时，便落入相应转筒内，再流入集料槽。如此可分离得到大小不同的物料。根据工厂规模和进入原料量不同，转筒的数目以2~4个组合为宜，分级数为转筒数加1。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备结构如图4.1所示。主要由进料斗、滚筒、摩擦轮、收集料斗和机架等构成。滚筒由摩擦托轮支承在机架上。集料斗设在滚筒下面，其数目与分级的数目相同。滚筒分级机的结构滚筒滚筒是一变孔径的筒状筛，沿轴向从进口到最后出口依孔径从小到大分为几组，组数为需分级数减1，最后一级物料直接从滚筒的末端排出。滚筒可用不同方式绕其轴转动。但目前多采用摩擦轮方式驱动。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备三辊式分级机结构示意图（二）三辊式果蔬分级机整机主要由进料斗、理料滚筒、辊轴链带、出料输送带、升降滑道、驱动装置等组成。分级部分为一条由竹节形辊轴通过两侧链条连接构成的链带，辊轴分固定辊和升降辊两种连接形式，其中固定辊与链条铰接，位置固定，而升降辊浮动安装于链条连接板5的长孔内，升降辊与两侧相邻固定辊形成一系列分级菱形孔。链带两侧设有升降辊用升降滑道9。图4.4三辊分级原理图三辊式果蔬分级机的工作原理链带在链轮的驱动下连续运行，同时各辊轴因两侧的滚轮与滑道间的摩擦作用而连续自转。果蔬通过进料斗送上辊轴链带，小于菱形孔的果蔬直接穿过而落入集料斗内。较大的果蔬由理料滚筒整理成单层，果蔬进入因升降辊处于低位而在菱形孔处形成的凹坑，随后被连续移至分级工作段，此段内的升降滑道呈倾斜状，使得升降辊逐渐上升，所形成的菱形孔逐渐变大。各孔处的果蔬在辊轴摩擦作用下不断滚动而调整与菱形孔间的位置关系，当某方向尺寸小于当时菱形孔尺寸时，即穿过菱形孔落到下面横向输送带的由隔板分割的相应位置上，并被输送带送出。大于孔的果蔬继续随链带前移，在升降辊处于高位时仍不能穿过菱形孔的果蔬将从末端排出。重量式选果机工作原理移动秤在非秤重位置上时，物料重量靠小轨道支持，使移动秤杠杆保持水平。当移动秤到达固定秤处进行称重即与小轨道脱离时，这时移动秤的杠杆与固定秤的分离针6相接触，物料和砝码在移动秤杠杆的两端，通过比较，若物料重量大于设定值，则分离针被抬起，料盘随杠杆转动而翻转，物料被排放到接料槽。如果果实重量小于测量设定值，则移动秤继续前移，经过分离针，进入控制滑道，移向下一个计量点。物料由重到轻按固定秤数量而分成若干等级。通过调整各段砝码重量，可调整分级规格。应用光学原理分级的两种类型食品工业中应用光学原理对物料进行分选分级的机械系统有两类。一类是基于光电测距原理，另一类根据比色原理进行分选。光电测距原理适用于(如水果、蔬菜等)个体较大且大小差异明显物料的分级。比色原理常用于(如花生、葡萄等)个体较小、粒度均匀、但外表颜色差异可测物料的选别。虽然在识别原理上这两类分选分级系统有很大差异，但系统构成有类似性，基本上由供料、检测传感、信号处理与控制电路，以及剔除动作执行系统等四部分构成。光束遮断式果蔬分级机光电元件可发信号给控制系统，使分级执行机构(如推板或喷嘴)工作，将果实从横向排出输送带，分级得到尺寸大于d值的果实。如果要将果实分成n级，则需要沿输送带前进方向设n组双光束检测单元。并且大尺寸的单元在前，小尺寸的单元在后。这种分级机适用于单方向尺寸分级。原理如图所示。有两对由L和R构成的光电单元，平等横装在输送带上方，两者相距d(d由分级尺寸决定)。随输送带经过分级区域的果实，若经过的果实尺寸大于d，则会同时将两条光束遮挡,这时，食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备光学式尺寸分级原理图利用光电原理测量物体的大小有多种方式，常见方式有：遮断式、脉冲式、水平屏障式和垂直屏障式等。脉冲计数式果蔬分级机原理如图4.8(2)所示。发光器L和接收器R分别置于果实输送托盘的上、下方，且对准托盘的中间开口处。托盘每移动一个a距离，发光器发出一个脉冲光束，果实在运行中遮挡脉冲光束次数为n,则果实的直径D=na。测得的D值通过微处理机，与机器内的(一组预设的)D值进行比较。然后由分级机的执行机构根据尺寸级别指令对物料进行分级处置。可以看出，这种分级机的准确性与输送系统的速度有关。屏障式果蔬分级机如图所示，将多个由发光器和接收器构成的光偶呈水平状排成一列，形成光束屏障。随输送带前进的果实经过光束屏障时，根据被遮挡的光束数可求出果实的高度，再结合各光束被遮挡的时间，经积分可求出果实平行于输送带移动方向的侧向投影面积。此积分值与设定值进行比较后可得出果实级别判断。从而可以在相应位置将果实被排出，得到不同规格级别的水果蔬菜。这种分级机的精度也与输送带速度有关。同样，也可以将光束屏障的光线成垂直方向排列，如图所示，可以得到相同的测取水果投影面积的效果。