TFSQ型高效环保组合式粮食杂质清理筛的研制

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粮 食 储 藏
２０１４ （２）
风管直径、锥体角度、进风口、出风口长度等关键 参数进行模拟分 析 和 优 化 （如 图 ３ 所 示）， 研 制 出 高效杂质与粉尘旋风分离沉降装置，可以分离和沉 降全部轻杂和大多数粉尘。经实际测试，旋风分离 器在处 理 ４０００ ｍ３／ｈ～６０００ ｍ３／ｈ 的 含 尘 气 体 时， 其 收 集 装 置 底 部 风 速 低 于 ０．３９ ｍ／ｓ。
关键词 粮食杂质 振动清理 风选 气流循环利用 粉尘
随着社会的进步，粮食生产、收获方式逐步向 机械化方向 发 展 。 ［１］ 机 械 化 收 获 时 部 分 叶 片、 穗、 茎等杂质混入粮食中，造成大杂、轻杂含量大大增 加，加之农村劳动力人口减少和各种经济因素的制 约，农民已形成交 “毛粮” 的习惯，在粮食收购时 就出现了 “双高 ” （水 分 高、 杂 质 含 量 高 ） 现 象。 在粮食清理入仓 过 程 中， 许 多 设 备 在 清 理 “双 高” 原粮时，出现了清理效果达不到要求，必须多次清 理，或清理 现 场 尘 土 飞 扬、 环 境 恶 劣 等 情 况 。 ［２～３］ 为解决实际中的问题，中储粮成都粮食储藏科学研 究所通过近３年的研究，研制出了集振动筛选、比 重风选、旋风分离沉降为一体，气流循环再利用的 ＴＦＳＱ 型高效环保组合式粮食杂质清理筛， 经过实 验测试、实际应用和专家鉴定结果表明：设备清理 效果好、效率高，清理过程粉尘污染小，是当前粮 食收购入库杂质清理的理想设备，具有广阔的市场 推广前景。
尘气体，粉尘污染明显好于同等条件下工作的圆筒 筛和振动清理筛，大大改善了杂质清理现场的作业 环境。
在输送进料环节，设备采用的罩式进料斗进料 结构减轻了输送机落料产生的扬尘，粉尘污染的控 制明显优于采用开放式进料结构的圆筒筛和振动清 理筛。
４．３ 操 作 、 维 护 设备采用垂直风选系统和旋风分离与除尘装
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粮仓机械与仓房建设
粮 食 储 藏
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ＴＦＳＱ 型高效环保 组合式粮食杂质清理筛的研制＊
毛根武 杨 健 周清伟 董德良 肖 红 向 飞 （中 储 粮 成 都 粮 食 储 藏 科 学 研 究 所 ６１００９１）
＊ 通讯地址：成都市青羊区广富路２３９号３２栋
第 ４３ 卷
ＴＦＳＱ 型高效环保组合式粮食杂质清理筛的研制
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系统，或与循环风吸风分离器配套使用。经过调研 和分析，项目组发现国内外普遍采用的循环风吸风 分离器结构复杂，效果不如开启式好，使用时线、 绳等长杂容易缠绕在风机叶片上造成设备故 障 ， ［６～７］ 而垂直 吸 风 分 离 器 结 构 简 单， 制 造 方 便， 没有运动部件，可靠性好，所以选定了垂直吸风分 离器作为设备风选系统。 １．２．３ 杂质和粉尘 沉 降 系 统 的 确 定 粮 食 轻 质 分 离和沉降的方式主要有重力沉降和旋风分离沉降两 种方式。粉尘分离和沉降的方式有重力除尘器、惯 性除尘器、电除尘器、湿式除尘器、袋式除尘器、 旋风除尘器六类。旋风除尘器因结构简单，本身无 运动部件，不需要特殊的附属设备，不受含尘气体 的浓度、温度限制等优点，被选定作为杂质与粉尘 分离沉降系统。 １．２．４ 清理的工艺 流 程 设 备 的 清 理 工 艺 流 程 如 图１所示。
摘 要 通过对振动筛理、垂直风选、旋风分离与沉降系统的研究，研制出集振动筛 理、风选、旋风分离沉降、含尘气 流 循 环 再 利 用 为 一 体 的 ＴＦＳＱ 型 高 效 环 保 组 合 式 粮 食 杂 质清理筛。经应用测试和专家鉴定：该设备具有清理效率高、清理过程粉尘污染小，使用维 护方便、可靠性强等优点，具有广阔的市场推广前景。
独特的排杂绞龙结构，线、绳不会缠绕绞龙转 轴，长期使用不需维护；接杂方便、快捷，接料袋 装满后杂质自动从侧门溢出，不会堵塞出杂口，安 全可靠。
杂质清除效果可以根据需要进行调整。设备重 量轻，移动方便。
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５ 结论
实验测试和长时间的实际应用表明，ＴＦＳＱ 型 高效环保组合式粮食杂质清理筛具有清理效率高， 清理过程粉尘污染小，使用维护方便、可靠性强等 优点。与 现 有 清 理 产 品 相 比， 在 清 理 效 果、 环 保 性、使用的方便性、维护强度、可靠性等方面还是 具有明显的优势，具有广阔的市场推广前景。
置，长期使用不需维护。避免了采用循环风分离装 置需要定期对内部进行清理，线、绳、长 （大） 杂 易缠绕风轮叶片、故障率多的问题。
设备风选和沉降系统中，离心风机出口的杂质 直接进入旋风分离器内部，风机出口与旋风分离器 间不会有任何留存，从而避免了当前许多清理设备 采用的离心风机和多管旋风分离器中间有一个风量 分配室，比重稍大的杂质容易堆积在风量分配室夹 角处，需定期人为清理，清理难度大、时间长、清 理条件恶劣的难题。
工作过程：原粮经皮带输送机输送至罩式进料 斗内，经均料机构的作用使粮流分布于振动筛体上 层筛面，筛 面 上 的 粮 流 在 振 动 电 机 激 振 力 的 作 用 下，物料发生分级并向振动筛体出料口、杂质出料 口运动。未通过上层筛筛孔的物料从大杂出料口排 出到筛体外部，通过下层筛筛孔的物质从小杂出料 口排出到筛体外部，两种类型的杂质通过同一杂质 收集口进入收集袋中。下层筛筛面上的粮流从筛体 出料口进入垂直风选系统内部，经过垂直风选器下 部的吹式气流和上部的吸式气流的作用，比重较轻 的轻杂从粮流中分离出来，先进入离心风机，再进 入旋风分离器进行分离沉降，最后通过密闭的螺旋 绞再排出到轻杂收集袋中。垂直风选器风选后的净 粮最后通过出粮口排出到机体下部，经外接的皮带 输送机输送入仓。
目组按照收储库实际的操作流程和方式，进行了应 用性能测试。应用结果表明：设备在清理小麦时， 原粮 原 始 杂 质 含 量 在 １．９％ ～３．２％ 之 间 时， 清 理 后原 粮 中 的 杂 质 含 量 在 ０．５％ ～０．９％ 之 间； 设 备 在 清 理 稻 谷 时， 原 粮 原 始 杂 质 含 量 在 １．６％ ～ ２．５％ 之 间 时， 清 理 后 原 粮 中 的 杂 质 含 量 在 ０．４％ ～０．９％ 之 间 。
３．２ 应 用 测 试 在完成对设备的初试、改进完善的基础上，项
４．１ 清 理 效 果 设备在 应 用 过 程 中， 在 同 一 批 小 麦 原 粮 条 件
下，杂质清除率较圆筒 筛 提 升 １．０％ 以 上。 在 同 一 批稻谷原粮条件下，与振动风选清理筛相比，杂质 清除量也有提升。
４．２ 粉 尘 污 染 在清理作业过程中，设备不直接向外部排放含
４ 不同清理设备的对比分析
图３ 旋风分离器气流流场模拟图 （纵向） ２．１．６ 含尘气流循 环 再 利 用 结 构 虽 然 现 有 的 小 直径旋风分离器在适宜条 件 下 分 离 ５μｍ 粉 尘 的 分 离效率可达 ９０％， 但 不 经 济 ， ［１１］ 也 不 适 用 于 收 储 库在清理过程中对体积、重量、使用条件方面的要 求。
２ 整体结构及工作原理
在清理方式、工艺流程确定后，项目组通过运 用三维设计与分析软件对设备进行了模块化设计， 将设备 分 解 成 进 料、 均 料 系 统 模 块、 筛 理 系 统 模 块、垂直 风 选 系 统 模 块、 旋 风 分 离 与 沉 降 系 统 模 块、机架及行走模块、杂质收集模块等部分，如图 ２所示。
３ 测试及应用
３．１ 实 验 测 试 设备研制完成后，项目组以小麦原粮为对象，
测试了设备在不同类型、不同添加率情况下的杂质 的回收率指标，测试设备的清理能力指标。
实验测试结果表明： 设 备 在 大 杂 含 量 在 １．０％ ～２．５％ 条 件 下， 杂 质 回 收 率 为 ７２．７％ ～９４．２％； 设备在 轻 （中 ） 杂 含 量 在 １．５％ ～２．５％ 条 件 下， 杂质回收 率 为 ８６．４％ ～９８．６％； 设 备 在 小 杂 含 量 在１．５％～２．５％ 条 件 下， 杂 质 回 收 率 为 ８２．６％ ～ ９４．３％ ； 设 备 清 理 能 力 可 达 ５０ｔ／ｈ。
２．１ 设 备 组 成 简 介 ２．１．１ 进 料 系 统 进 料 系 统 采 用 罩 式 半 封 闭 结 构 ，
图 １ 清 理 工 艺 流 程
图 ２ 整 机 结 构 示 意 图 通过快速 锁 紧 固 定 机 构 可 在 ３６０°范 围 内 调 整， 以 适应不同场地摆放要求。 ２．１．２ 均料系统 均 料 系 统 采 用 弧 形 对 称 分 布 下 料结构，位于振动筛理系统的前部，粮流可以按宽 度方向均匀分布下落至振动筛理系统的上筛面。 ２．１．３ 振 动 筛 理 系 统 振 动 筛 理 系 统 采 用 上、 下 两层的结构布局，上层分离大型杂质，下层分离小 型杂质。整个筛格结构由全型钢组合焊接而成，具 备强度高、经久耐用的优点。筛格采用抽屉式更换 方 式 。 下 层 筛 网 均 匀 分 布 有 １８８ 个 橡 胶 清 理 球 ， 使 小杂筛孔的堵孔率大为降低，能长时间保持高的清 理效率。 ２．１．４ 垂直风选系 统 为 使 风 选 气 流 的 速 度 能 满 足正 常 水 分 或 高 水 分 粮 风 选 悬 浮 速 度 的 需 要 ， ［６，８～１０］ 项目组通过运 用 计 算 机 流 体 辅 助 模 拟 与 分析技术，使垂直风选系统纵向风速均匀，风速范 围 可 在 ３．５ ｍ／ｓ～１１．０ ｍ／ｓ范 围 调 整 。 ２．１．５ 旋风分离与 沉 降 系 统 通 过 运 用 计 算 机 流 体辅助模拟与分析技术对旋风分离器的结构型式、
１ 设计方案
１．１ 设 计 要 求 能满足 我 国 主 要 粮 食 品 种 （小 麦、 稻 谷、 玉
米） 原 粮 杂 质 的 清 理， 清 理 的 对 象 包 括 大 杂、 小 杂、细 杂、 轻 杂 等 有 机 和 无 机 杂 质 ［最 大 清 理 能 力：５０ｔ／ｈ （以 小 麦 计 ）］； 杂 质 总 清 除 率 不 低 于 ７０％粉尘污 染 优 于 现 有 清 理 机 型， 重 量 轻、 移 动、 操作方便等。