一、追求較集中的粉碎粒度分布
較集中的粉碎粒度分布,是指物料粒度分布中,所設(shè)定的粒度比例相對較高。飼料生產(chǎn)要求適合的粒度,過粗不合格,過細(xì)粉碎就是能量浪費。
某滴水型粉碎機,用于粉碎雞飼料,原料玉米(水分14%),采用3毫米篩孔,75KW,每小時產(chǎn)量在14.8T,其粒度分布情況如下:
標(biāo)準(zhǔn)篩孔 | >φ2mm | >φ1.5mm | >φ1.0mm | >φ.224mm | <φ.224mm |
篩上物重量 | 9.8g | 190g | 485g | 183.2g | 132g |
顯然,對禽飼料,<φ.224mm,的132g是過多了。
無篩微粉碎機,用于粉碎魚蝦飼料,由于其選粒方式是用風(fēng)選,物料懸浮速度不僅與粒度有關(guān),還與比重,表面形狀有關(guān)。粉碎魚蝦飼料原料品種多,比重,表面形狀差異大,有時,為考慮棉粕等全過40,60,80目,可能將比重大的物料粉碎到180 目以上。
國內(nèi)外同行專家很早就發(fā)現(xiàn)這一問題:有篩粉碎機的問題是篩分能力相對不足,合格粉粒未能及時出篩,滯留在粉碎腔內(nèi),形成過粉碎;無篩粉碎機選粒方式是用風(fēng)選,用同一的風(fēng)速對待不同的物料,本身就有原理上的缺陷。為解決了這一問題,設(shè)計兩次粉碎工藝,先用粉碎機粗粉碎,然后經(jīng)分級篩,合格品進(jìn)下一程序,不合格大粒循環(huán)回粉碎機重新粉碎。其實質(zhì)是加大粉碎系統(tǒng)的篩分能力,實踐表明,無論生產(chǎn)禽飼料,還是水產(chǎn)飼料均取得較好的粒度分布效果。
橫寬型振動篩錘片粉碎機,只是大膽取舍,將外部的振動分級篩裝到粉碎機里,兩篩并一篩,同時,省去了提升機等循環(huán)設(shè)備。
橫寬型振動篩錘片粉碎機,與滴水型粉碎機粒度分布情況,見對比表如下:
用于雞飼料,篩φ3,玉米,水分14%
機型 | >φ2mm | >φ1.5mm | >φ1.0mm | >φ.224mm | <φ.224mm |
滴水型粉碎機 | 9.8g | 190g | 485g | 183.2g | 132g |
橫寬型振動篩錘片粉碎機 | 18 g | 260 g | 507 g | 98.3 g | 55 g |
二、追求低溫粉碎狀態(tài)
溫度對物料的脆性和韌性有影響,尤其是植物類的物料,炒花生,炒黃豆,冷發(fā)脆,熱發(fā)軟,是一個生活小經(jīng)驗。經(jīng)觀察,10℃度以下,多數(shù)飼料原料呈脆性,40℃度以上多數(shù)飼料原料呈韌性,0℃度的玉米,性如玻璃,前打后碎,50℃度的玉米,似年糕,方的可能打成扁的,扁的打成長的,就是不碎。物料分子的相對位移又產(chǎn)生熱量,使新進(jìn)來的物料也變成高溫物料,粉碎機處于高溫低效粉碎狀態(tài)。因此,通??紤]的技術(shù)路線是趁物料溫度未升高以前就完成粉碎。
傳統(tǒng)的方法是加吸風(fēng),吸風(fēng)有利收集粉塵,也有利降溫,但有篩粉碎機吸風(fēng)有限,風(fēng)壓上限約240P,再大,使粉粒吸堵篩孔,通風(fēng)效果反而差。
立式粉碎機有自吸風(fēng)功能,不用風(fēng)機,篩包角也大,但產(chǎn)量不敵滴水型粉碎機,篩φ1.5篩孔以下更為明顯,除了無阻物料環(huán)裝置等以外,吸風(fēng)不足是一因素,立式粉碎機自吸風(fēng)風(fēng)壓不足120P。不用風(fēng)機是一大突破,但也可能是個失誤。
無篩微粉碎機用心良苦,粉碎機后道往往配有大功率風(fēng)機,90KW粉碎機配37KW的風(fēng)機,但在料越細(xì),越是需要風(fēng)量冷卻的時候,選料器卻風(fēng)阻越大,風(fēng)速越小,使溫度越高,形成惡性循環(huán),這種致命的技術(shù)弱點在無篩微粉碎機選粒方式上是無法克服的。
無奈之下,國外有人對無篩微粉碎機機殼加冷水循環(huán)冷卻系統(tǒng),刻意追求"物料在低溫條件下粉碎"。取得一定效果。這種精神,的確可嘉,但這種方法,要顧客在買粉碎機的同時,搭買熱水器,往往要在不需要熱水的大熱天,隆重開啟,白交電費,實在不敢恭唯。
橫寬型振動篩錘片粉碎機,在篩上裝有特殊的強力振動器,振動能量足以使物料在高離心力場強下呈"沸騰"狀態(tài),在小篩孔條件下也不堵篩,因而可采用高壓風(fēng)機,風(fēng)壓可達(dá)500P,物料出篩孔不僅依靠錘的擠壓力,而且還依靠吸風(fēng)力,使物料穿過篩孔速度加快,等于加大篩面積,同時使粉碎腔溫度下降。這種冷卻方式,對微粉碎尤為珍貴。
下面是粉碎機在篩φ1.5篩孔,豬飼料的溫度對照資料:
機名 | 立式粉碎機 | 普通粉碎機 | 滴水形粉碎機 | 振動篩粉碎機 |
溫度 | 39℃ | 32℃ | 30℃ | 21℃ |
注:立式粉碎機不加風(fēng)機,普通粉碎機,滴水形粉碎機加5.5KW中壓風(fēng)機,橫寬型振動篩錘片粉碎機加5.5KW高壓風(fēng)機。
下面是粉碎機在生產(chǎn)80目(95%)的蝦飼料的溫度對照資料(料溫15℃):
機名 | 無篩粉碎機 | 橫寬型振動篩錘片粉碎機 |
溫度 | 47℃ | 28℃ |
注:無篩粉碎機采用37KW高壓風(fēng)機,80目時風(fēng)阻調(diào)大,風(fēng)量減小,橫寬型振動篩錘片粉碎機采用15KW高壓風(fēng)機,保持正常吸風(fēng)。
江西某飼料集團(tuán)采用兩臺粉碎機,串聯(lián)粉碎,延長冷卻過程,刻意追求"物料在低溫條件下粉碎"這一效果,確有創(chuàng)意,取得很好的粉碎效率;也有一著名水產(chǎn)飼料集團(tuán)反映,橫寬型振動篩錘片粉碎機粉碎效率與無篩微粉碎機相差無幾,一問工藝,原來在橫寬型振動篩錘片粉碎機又加了一臺名牌氣流分級器,顯然,情況是可信的。同一原理,反面說明。
三、努力改善物料運動方向與篩孔方向的夾角
在粉碎腔里,物料運動方向是沿圓的切線方向,篩孔方向是法線方向,這一現(xiàn)象不利出料,多年來,許多專家作了改進(jìn)。
搞滴水型,使粉碎機上部物料運動方向與篩孔方向方向夾角改善。 但改善的篩包角有限,迎著物料一面篩改善,背著一面卻損失了。
立式粉碎機采用部分短錘片,使物料與篩接觸點超前一些篩的弧度,用以改善物料運動方向與篩孔方向的夾角,但不能完全采用短錘片。
魚磷篩有獨樹一幟的意義。采用一種特殊制篩技術(shù),使的篩孔突出,并迎向物料運動方向。這種改進(jìn),可覆蓋整個篩包角,但由于篩的制造工藝限制,魚磷篩開孔率下降,妨礙了效果的充分發(fā)揮,同時,由于需要專門制造技術(shù),以及不方便粉碎機正反轉(zhuǎn)等,未全面推廣。
采用粉碎機輔助吸風(fēng),軸向進(jìn)料的粉碎機,在旋轉(zhuǎn)的錘片帶動下,會形成自吸風(fēng),在篩內(nèi)形成風(fēng)壓,有利物料從篩孔法線方向出篩;在園周方向進(jìn)料的粉碎機,采用采用粉碎機輔助吸風(fēng),也可以取得同樣效果,但是,其吸風(fēng)的風(fēng)壓有限,一般在180-220P,如再加大壓力,篩孔反而堵篩加重,開孔率下降,橫寬型振動篩錘片粉碎機,篩面強烈振動,不易堵篩,風(fēng)壓上限解放了,可增加到500P,物料從篩孔法線方向迅速出篩,產(chǎn)量顯著提高。
橫寬型振動篩錘片粉碎機,當(dāng)篩面向轉(zhuǎn)子作往復(fù)運動時,篩離開轉(zhuǎn)子,擴大的空間填加物料,篩迎向轉(zhuǎn)子,物料受到錘片端面的擠壓,以篩為參照物,物料受到錘片的正對篩孔的法向推力。
見圖:
與滴水型粉碎機,立式粉碎機,魚磷篩是異途同歸。所不同的是:改善的篩包角不受限制,錘片不用長短錘,可采用普通篩,篩開孔率不下降,無需要專門制篩技術(shù),粉碎機可方便正反轉(zhuǎn)。
橫寬型振動篩錘片粉碎機,相當(dāng)兩次粉碎工藝,一臺粉碎機加一臺振動篩,這明白易懂,但橫寬型振動篩錘片粉碎機產(chǎn)生的對篩孔正向的推力,是不曾預(yù)料的,橫寬型振動篩錘片粉碎機已不是兩次粉碎工藝,它是"一加一等于三"。
粉碎機轉(zhuǎn)子直徑600毫米與1200毫米的選型問題,是粉碎機制造廠靈魂人物的關(guān)注熱點。在相同線速度下,直徑小,物料運動方向與篩孔方向的夾角就大。
傳統(tǒng)的55KW 75KW 110KW選1120或1200毫米就不夠明智,問題是直徑600毫米究竟能做到多大。筆者有幸在上海某飼料廠,見一進(jìn)口的直徑600毫米粉碎機,功率220KW,機身長3500毫米,形狀明顯奇特,進(jìn)料口200×800,成扁長狀,使用時,要考慮喂料均勻問題,最難忍受的是220KW,2950r/min的轉(zhuǎn)速引起的噪音。篩面積80×80cm?,篩面積與功率之比2×6400÷220=58,太小了,滴水型粉碎機是116,橫寬型振動篩錘片粉碎機是814.5,如要增加篩面積,就會增加軸長,軸粗,但大軸承轉(zhuǎn)速受限,無法增加。這一缺陷使其產(chǎn)量不敵132KW的橫寬型振動篩錘片粉碎機。但洋人的執(zhí)著敢為的精神,在這臺粉碎機設(shè)計上體現(xiàn)的成敗,令人深思,叫人難忘。
橫寬型振動篩錘片粉碎機,在600毫米與1200毫米的選型問題,考慮的因素:篩面積與功率之比;物料運動方向與篩孔方向的夾角;噪音。"中庸之道"可能在設(shè)計上起了作用,它的功率,轉(zhuǎn)子直徑,轉(zhuǎn)速,如下:
型號(功率) | 37KW | 55KW | 75KW | 90KW | 132KW | 160KW | 220KW | 320KW |
轉(zhuǎn)子直徑 |
600 |
600 | 600 | 600 | 1200 | 1200 | 1300 | 1400 |
轉(zhuǎn)速 | 2950 | 2950 | 2950 | 2950 | 1450 | 1450 | 1450 | 1450 |
去掉110KW,是橫寬型振動篩錘片粉碎機的一個特點,凡原設(shè)計產(chǎn)量采用110KW的,都可用90KW橫寬型振動篩錘片粉碎機的替代。110KW在選型問題上的利弊取舍,舉棋不定,可能也是最終選擇放棄的因素之一。
四、篩包角和沖擊槽
篩包角大,可增加篩面積,立式粉碎機常以此為榮,但立式粉碎機徑向進(jìn)料,無阻物料環(huán),為解決上層和下層錘篩磨損不均問題,篩的寬度一般都比較小,200-300mm,篩面積反而小了。通常,粉碎效率還考慮錘與物料的沖擊時的相對速度差,臥式粉碎機的沖擊槽就起了阻物料環(huán)的重要的作用。普通粉碎機底部有沖擊槽,滴水型粉碎機除有沖擊槽外,上部也有阻物料環(huán)的作用,無篩微粉碎機的搓板,魚磷篩的篩孔突出,都是阻物料環(huán)的一種努力,因此,盡管立式粉碎機篩包角大的好處人人皆知,但其它粉碎機,并未輕易茍同。
問題是在有限的360度角度內(nèi)竟怎樣安排為合理?
橫寬型振動篩錘片粉碎機重視360度包角立式粉碎機,重視增加篩面積,但方法不是爭篩包角,而是另辟捷徑,增加篩的寬度,增加篩的寬度等于增加面積,并用振動篩7-35倍地增加篩分能力。同時,讓出角度,保留滴水型粉碎機的沖擊槽,并加深加大,上部構(gòu)造,把尖部一分為二,化強成雙尖形,并有長排的合金硬質(zhì)鋼刀。橫寬型振動篩錘片粉碎機是分析利弊,集立式粉碎機篩面積大和滴水型粉碎機有阻物料環(huán)雙重優(yōu)點,設(shè)計成獨特的寬篩、深槽、雙尖滴水型。
五、粉碎機設(shè)計的綜合考慮
粉碎機設(shè)計通常應(yīng)考慮的是粉碎機工作過程中的物料過篩能力和粉碎能力的均衡問題,不是片面強調(diào)提高粉碎能力,否則,不會出現(xiàn)好的效果。例如,我們提高粉碎機的錘片線速度,增加轉(zhuǎn)子直徑,使錘片末端速度大于國家標(biāo)準(zhǔn)100米/秒,達(dá)120米/秒以上,錘片線速度提高了,物料線速度也跟著提高,其相對速度未明顯提高,而且,離心力增大,堵篩現(xiàn)象加重。同時錘片和篩網(wǎng)材質(zhì)承受能力問題,磨損加重。另一種方法,采用兩臺電機,使兩個轉(zhuǎn)子相反旋轉(zhuǎn),增加相對線速度,但實際使用,由于兩電機很難同時滿負(fù)載,控制成新問題,同時,雙軸結(jié)構(gòu),成本增加,故障增加,尤其是兩轉(zhuǎn)子交匯,扭矩不平衡,軸承易損壞,當(dāng)交匯的錘片相對速度超過180米/秒時,發(fā)生意外斷裂,極易引起粉塵爆炸。也有一種思維,退而加強阻物料片,即一種多腔粉碎機,安裝多個隔離片,增加物料和隔離片的摩擦,但增加了錘片磨損不均的數(shù)量,(通常在粉碎機兩側(cè),錘片磨損不均)。由于粉碎機各腔之間,物料環(huán)厚薄不一,粉碎效率不一,在同一電機帶動下,無法反映,因此,也無法通過調(diào)節(jié)喂料和風(fēng)量來調(diào)節(jié)最佳工作電流。
上述3種試驗方案,經(jīng)測定,物料的粉碎均勻度,粉碎機操作控制性能,粉碎機的粉碎效率均低于普通水滴型粉碎機。而這些方案的的共同點,均未認(rèn)識到物料的過篩能力和粉碎能力的均衡問題,是粉碎機的主要問題,他們忽視或者沒有看到粉碎機堵料,粉粒不勻,電流上不去等現(xiàn)象,是開錯藥方。
橫寬型振動篩錘片粉碎機的設(shè)計思路是提高粉碎機篩網(wǎng)的瞬態(tài)的開孔率,提高對高水分,高粘度物料,高纖維物料,小篩孔的抗堵篩能力,提高粉粒的均勻度,從而提高粉碎機效率,原理上與兩次粉碎工藝一脈相承的,是由大量試驗為基礎(chǔ)的,獨特的設(shè)計思路。
六、粉碎實測
粉碎玉米,水分14.5%,采用不同篩孔,粉碎機均為75KW,電流135A。
其粉碎效率如下: