破壞飼料粉碎機(jī)環(huán)流層的措施

陳軍成

（四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站，四川 成都610031）

飼料粉碎機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子周圍的空氣在轉(zhuǎn)子作用下，形成了繞轉(zhuǎn)子軸線回轉(zhuǎn)的環(huán)流運(yùn)動。由于環(huán)流運(yùn)動，粉碎室內(nèi)被粉碎成一定粒徑的物料便形成了環(huán)流層。大粒徑物料質(zhì)量大，所受離心力也大，分布在外層的幾率較大；小粒徑物料質(zhì)量小，所受離心力也小，分布在內(nèi)層的幾率較大。內(nèi)層物料受粉碎機(jī)工作部件如錘片、扁齒的反復(fù)沖擊粉碎，粒度越變越細(xì)，外層物料貼近篩片分布，受粉碎打擊的機(jī)會較少且繞篩片做環(huán)流運(yùn)動，造成小粒徑的物料不能及時(shí)出篩，粉碎機(jī)生產(chǎn)率降低，能耗增加。

為了破壞環(huán)流層或者降低環(huán)流速度，使物料顆粒在粉碎室內(nèi)的分布呈紊亂狀態(tài)，提高物料顆粒的破碎效率和分離效率，生產(chǎn)企業(yè)可采用以下幾點(diǎn)措施予以解決：

1 粉碎室形狀設(shè)計(jì)為水滴型

水滴型多用于大型錘片式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常轉(zhuǎn)子直徑＞500mm。研究人員針對普通錘片式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將粉碎室從圓形變?yōu)樗涡?，如圖1。這樣既增大了粉碎室篩板的有效篩分面積，又能破壞物料在粉碎室形成環(huán)流，有利于粉碎后物料排出粉碎室[1]。近年來，在水滴型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，科研人員研制成功了橫寬形振動篩錘片式粉碎機(jī)，在篩體內(nèi)安裝一強(qiáng)烈振動器，粉粒出篩不僅依靠錘片作用力，而且依靠篩片振動力，對超細(xì)粉粒也有強(qiáng)烈的篩分能力。這種設(shè)計(jì)，篩片往復(fù)振動，等于自動不斷調(diào)節(jié)錘篩間隙。而且設(shè)計(jì)了多層篩結(jié)構(gòu)，具有實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新意義，是對粉碎機(jī)出料規(guī)律認(rèn)識的重大突破[2]。

圖1 水滴型粉碎機(jī)

2 粉碎機(jī)環(huán)篩轉(zhuǎn)子安裝設(shè)計(jì)成偏心式

偏心式轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)是指轉(zhuǎn)子中心與篩片中心不重合，轉(zhuǎn)子上各工作部件的末端（錘片末端或齒爪末端）與篩片間的距離設(shè)計(jì)為不等距，即錘（齒）篩間隙不是一個(gè)固定值而是在一個(gè)范圍內(nèi)。偏心式轉(zhuǎn)子安裝設(shè)計(jì)使得錘（齒）篩間隙存在兩種情況：對稱錘（齒）篩間隙或不對稱錘（齒）篩間隙。圖2中，對稱錘（齒）篩間隙：l2=l4，最寬間隙為l1，最窄間隙為l3；不對稱錘（齒）篩間隙：l2≠l4，最寬間隙為l1，最窄間隙為l3[3]。偏心式轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)可以破壞粉碎室內(nèi)大部分環(huán)流運(yùn)動，且制造加工較為容易，對于大、中、小型粉碎機(jī)皆適用。

圖2 錘（齒）篩間隙圖

3 適當(dāng)加寬粉碎機(jī)篩體

對于有篩粉碎機(jī)，環(huán)流層沿回轉(zhuǎn)半徑方向的物料密度分布規(guī)律是：由小到大，即接近篩片（或齒板頂部）時(shí)密度最大，因此，適當(dāng)加寬粉碎機(jī)篩體，使物料過篩面積增大，減小篩上物料密度，對于物料順利過篩，提高生產(chǎn)效率具有一定效果。[4]

4 改變傳統(tǒng)的篩片安裝方式和結(jié)構(gòu)

由于飼料粉碎機(jī)篩片的孔是沖制而成的，分光滑面和毛刺面。將有毛刺的一面安裝在上面作為工作面，對于減輕環(huán)流，提高物料的粉碎能力具有一定效果。篩片上篩孔的排列方式對粉碎物料是否迅速過篩也具有較大影響，生產(chǎn)企業(yè)最好配用圖3中篩孔排列方式[5]的篩片，這種篩片可有效增大過篩面積，減小靠近篩面環(huán)流層的物料密度，利于粉碎物料迅速通過篩孔。此外，飼料粉碎機(jī)的篩片傳統(tǒng)型為普通圓孔篩，大膽嘗試將普通圓孔篩改變?yōu)橹T如魚鱗形篩等，從理論上講也可減少物料環(huán)流運(yùn)動。目前，已有企業(yè)開展了在大型號粉碎機(jī)上用魚鱗篩代替圓孔篩做性能試驗(yàn)，并已證實(shí)魚鱗篩的配用提高了粉碎機(jī)的生產(chǎn)率，并降低了能耗。

圖3 篩孔排列方式

5 增加輔助吸風(fēng)裝置

物料環(huán)流層速度的大小、方向決定了碎物料的分離速度大小和方向，碎物料的分離速度取決于徑向氣流的速度，環(huán)向氣流的速度對碎物料通過篩孔的概率有一定影響，提高氣流的徑向速度是提高分離能力的有效途徑。[6]因此，采用輔助吸風(fēng)系統(tǒng)可有效提高氣流徑向速度，并能有效避免篩孔堵塞，當(dāng)然氣流必須從進(jìn)料口或進(jìn)風(fēng)口涌入粉碎室，并通過篩孔排出，這樣的氣流才可成為提高粉碎機(jī)產(chǎn)量的有效氣流，不過過大的吸風(fēng)量也會造成無謂的動力消耗，合理配置粉碎機(jī)輔助吸風(fēng)系統(tǒng)非常關(guān)鍵[7]。常用的輔助吸風(fēng)裝置是在粉碎機(jī)上配一個(gè)風(fēng)機(jī)，如圖4所示；或者在轉(zhuǎn)子上配置一個(gè)或者多個(gè)能增大風(fēng)量的葉片，如圖5所示。

圖4 帶風(fēng)機(jī)的錘片式粉碎機(jī)

圖5 帶葉片的粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子

6 改變轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

物料由進(jìn)料斗進(jìn)入粉碎室時(shí)，低速的物料首次與高速旋轉(zhuǎn)的工作部件（錘片、扁齒）發(fā)生劇烈的撞擊后，初始破碎成一定粒徑的顆粒，顆粒速度能在很短的時(shí)間內(nèi)被提升到接近工作部件（錘片、扁齒）末端的線速度，并隨工作部件（錘片、扁齒）一起做圓周運(yùn)動。高速運(yùn)動的顆粒在粉碎室內(nèi)壁、篩片、錘片以及顆粒之間的相互碰撞作用下，不斷裂碎成粒徑更小的顆粒直至能通過篩孔。根據(jù)沖量定理，碰撞力的大小取決于沖擊碰撞時(shí)的速度，就是彼此碰撞時(shí)的相對速度，相向運(yùn)動碰撞時(shí)，碰撞速度為碰撞兩者間速度之和，同向運(yùn)動碰撞時(shí)，碰撞速度為碰撞兩者間速度之差，顯然，相向運(yùn)動碰撞對物料顆粒粉碎是最為有利的方式。根據(jù)這種推理，合理的粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地促使物料顆粒發(fā)生相向運(yùn)動碰撞。改變轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可以降低環(huán)流速度，這樣可增加工作部件（錘片、扁齒）與顆粒間相對速度，增加有效碰撞機(jī)會，具體措施可以采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，兩轉(zhuǎn)子的寬度之和約等于常規(guī)寬式單轉(zhuǎn)子的寬度；轉(zhuǎn)子上工作部件錯(cuò)開安裝，且旋向相反，以避免相互擦掛。[8]這種設(shè)想的粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)比原來復(fù)雜一些，雖然從理論上講，它會提高生產(chǎn)效率，降低噸料電耗，但目前這種結(jié)構(gòu)還未在實(shí)踐上得以證明。

[1]李忠平,朱江,韓邦華.飼料粉碎技術(shù)研究新進(jìn)展[J].飼料工業(yè),2002,23（11）：3～5

[2]王靖,樂其呈,俞信國.橫寬形振動篩錘片式粉碎機(jī)[J].中國飼料,2000,01:24～26

[3]陳志.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊下冊[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社.2007:1212～1213

[4]周向農(nóng),史建新.飼料粉碎機(jī)環(huán)流分布的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),1997,12:135～138

[5]趙純泰.錘片式飼料粉碎機(jī)篩片上物料堆積帶的研究[J].農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械,1996,01:15

[6]劉憲,吉穎風(fēng),李博強(qiáng),路亞洲.錘片式飼料粉碎機(jī)內(nèi)碎物料分離速度的分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2004,1:182～183

[7]唐軍,秦永林,劉培生.淺析影響錘片式粉碎機(jī)效率的因素[J].飼料工業(yè),2007,28(15)

[8]朱新華,郭文川,閻曉利,田沛玉.錘片式粉碎機(jī)的理論分析和結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施探討[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1992,01:108～111