饲料厂锤片式粉碎机辅助吸风系统的设计

饲料厂锤片式粉碎机辅助吸风系统的设计

饲料厂粉碎机采用辅助吸风系统的目的是使粉碎机工作时造成筛下较大的负压，促使粉碎室内合格细粉能迅速通过筛孔，防止筛孔堵塞，减少物料的过度粉碎，提高粉碎机的产量。同时，当空气进入粉碎室通过筛片时，能有效地冷却粉碎室，带走粉碎室产生的热量和水分。通过试验证明，良好的辅助吸风系统可使粉碎机产量提高20%以上，并且避免筛孔堵塞和后续工序的结露现象。当然，也应避免吸风系统过大的吸风量造成无谓的动力消耗和由此而产生的负作用，因而合理配置粉碎机辅助吸风系统具有重要的意义。采用辅助吸风来提高粉碎机产量的基本要素一般有两个：一是气流必须从进料口涌入粉碎室，并通过筛孔排出，这样的气流才可成为提高粉碎机产量的有效气流；二是为了较明显地提高产量，有效气流的风量必须足够大。因此，在进行整个结构的设计时，必须综合考虑各种因素，才能使辅助吸风系统发挥应有的作用[1]。饲料厂粉碎机辅助吸风系统的形式一般有两种：①采用集中风网对锤片式粉碎机进行吸风；②采用独立风网对锤片式粉碎机进行吸风。本文主要是通过分析各种吸风形式存在的问题，来设计合理的辅助吸风系统。

1 各种吸风形式存在的问题及其造成的原因

1.1 各种吸风形式存在的问题

1.1.1 采用集中风网对锤片式粉碎机进行吸风

这种形式在一些中小型饲料厂的饲料生产机组中较常见，粉碎机采用振动给料器给料，存在允许有效气流涌入的进风口；输送物料采用半圆截面绞龙、吸风罩位置的选择都有利于阻挡来自输送设备的旁路气流。但主要的问题是：由于设计风网时，将下料坑这样的高阻力系数、大风量负载与粉碎机这样的高阻力系数及大负载组合在一起，风网的吸风量主要来自下料坑，来自粉碎机的风量很小，甚至不能消除因粉碎机锤片旋转而产生的正压气流，机内粉尘大量溢出以致使用者不得不用麻袋将粉碎机进口包住，因此有效气流基本上不存在，粉碎机的产量自然就难以提高。另外，还要考虑到机组安装的局限性等等。

1.1.2 采用独立风网对锤片式粉碎机进行吸风

这种形式在一些大中型饲料厂中较为常见，但在这种形式中，存在的主要问题是因为设计的不合理不完善，在生产中会出现很多的问题。当系统使用一段时间后，组合式除尘器布袋严重堵塞，使风机效率大大降低，粉碎机产量降至额定产量的70%左右，甚至更低，生产时往外喷料，粉碎机内温度过高，电机负荷增大；车间内粉尘弥漫，工作环境恶劣，严重影响了生产的正常进行；除尘器布袋（筒）严重堵塞，振动清理无效，只有进行人工清理；吸风口选择的位置不当、风量的大小选择不当等原因，导致风机所吸的气流主要为经由提升机流入的旁路气流；绞龙出口处上升气流速度较大物料排出易受阻，经常发生绞龙堵塞等等。因此，对这种辅助吸风形式，必须进行合理的设计。

1.2 造成以上问题的原因

①粉碎机闭风螺旋输送机上的吸风道和除尘器的吸风截面积过小，风速过高，易带走物料;

②由于粉碎后物料有一定的温度和湿度，加上布袋面料的选择不佳和电磁阀管径偏小，喷吹用气包容积不够，致使吸附粉尘后的除尘器较难清理;③所用的风机风压偏低，当除尘器粉尘吸附严重、阻力增大时，以及粉碎机内筛板孔径小，粉碎的物料较难通过并使筛板因局部堵塞而阻力增高时，风机的效率更大大降低，对粉碎机几乎形不成有作用的负压和吸风;④闭风螺旋输送机的设计不尽合理，挡风板或挡风块的效果不明显，致使外面过多的空气进入，从而使粉碎机机内的风量、风压减弱，吸风效果大大降低[1]。

2 粉碎机辅助吸风系统设计的依据

①了解生产规模及工作制度从而确定所需输送的物料量及工作时间;②了解需输送的物料的性质，以便根据不同的输送对象，选择合适的吸风形式与设备，满足工艺生产的要求;③了解厂房结构形式以及仓库和附属车间的结合情况。这些都与辅助吸风设备的选择、安装及管网布置有关;④熟练工艺流程及设备布置情况，以确定吸风管的数量和各自的吸风量，及所需输送物料的道数和各道物料的性质，从而合理地组合网路，并选择适宜的辅助吸风风速;

⑤了解所采用设备的规格及性能;⑥明确技术经济指标和环境保护要求;⑦调查操作管理条

件和技术措施的可能性;⑧了解远景发展规划。

3 辅助吸风系统设备的选择及相关参数的确定

现以SPSF112×40型粉碎机配置相应的独立式辅助吸风系统为例，来说明辅助吸风系统设备的选择及相关参数的确定。其风网示意图1如下。

3.1 吸风罩的设计及相关参数的确定

粉碎机吸风罩的合理设计，应能保持合理的吸风量和风速，吸风口的风速一般取1.5～2.5m/s 为宜。设计时，根据粉碎机型号确定吸风量，大多数空气辅助吸风系统都设计成每平方米筛面每分钟吸风量为44~88m3[1]。对于SPSF112×40型粉碎机，吸风量可取Q＝3 000m3/h，[2]。为了使粉碎机呈负压状态，并减少过剩空气的吸入量，应尽可能把吸风罩设计在粉碎机出口位置，以便用较小的风量来获得较好的吸风效果。吸风罩应根据吸风系统的风量和吸风罩断面的适宜风速来设计，其计算公式如下：

S＝Q·K／V×3 600

式中：S——吸风罩断面面积，m2；

Q——粉碎机每小时的吸风量，即按Q=3 000m3/h；

K——储备系数，通常为1.1～1.2；

V——吸风罩断面的风速，通常为1.5～2.5m/s;

则S=50×60×1.1/1.5×3 600=0.61m2

为了使吸风效果更好，而吸附到脉冲除尘器的物料更少，吸风罩中应增加一挡风板。挡风

板的高度为吸风罩高度的1/2～2/5。吸风罩在满足了计算的断面后，其高度应不低于1m为宜。否则，因前路提升机或其它相关设备发生故障而造成突然停机或堵塞时，会使闭风螺旋输送机堵死或吸风罩内物料堆积，进而使除尘器堵塞，更严重时，堆积的物料会使粉碎机也很快堵死，造成电机过载跳闸。因此，吸风罩的制作应做的尽量的高和大，以避免以上现象的发生。吸风罩的位置通常有设置在螺旋输送机的出口一端或者与出口位置相反的另一端，如果设置在出口一端，则有可能对排料造成一定的影响。因此，笔者认为吸风罩放在与螺旋输送机出口位置相反的一端则更为理想。

3.2 选用除尘效率高的脉动除尘器

由于吸风系统中有尘空气直接进入脉冲除尘器，使得粉碎后有一定温度和湿度的物料直接吸附在布简上，造成清理困难。因此，选用针刺呢或其它更好的材料作为布筒面料，更换大管径电磁阀和加大喷吹气包的容积，是解决脉冲除尘器粉尘清理的有效办法。同时，对脉冲除尘器的过滤面积的正确计算和使用，也是非常重要的，否则其使用效果也难如人意，脉冲除尘器的过滤面积的计算公式如下：

F=Q·K/V×3 600=50×60×1.1/0.06×3 600=15.27m2

式中：F——脉冲除尘器的过滤面积，m2；

Q——粉碎机每小时所需风量，即按Q=3 000m3/min；

K——储备系数，通常为1.1～1.2；

V——过滤风速，在此选用为0.06～0.08m/s。

因为过滤面积为15.27m2，而TBLMZA.25BI型除尘器的过滤面积为18.1m2，大于15.27m2，所以应选用TBLMZA.25BI型高效方形脉冲除尘器，设备阻力H=800Pa。

3.3 选择合适的风机

选用风量、风压满足粉碎机吸风系统的风机，对该系统有效的运行是至关重要的。根据各种粉碎机所需风量，便可计算得出风机的风量，其计算公式如下：

Q风＝Q·K

式中：Q风——风机所选风量；

Q——粉碎机每小时所需风量，取Q=50m3/min；

K——储备系数，通常为1.1～1.2。

风机风压的选择：H风=（H机+H脉+H管道）×1.1

式中：H风——风机的全压；

H机——粉碎机的空气阻力；

H脉——脉冲除尘器的空气阻力。通常为0.14～0.16MPa；

H管道——脉冲除尘器上风机排向室外管道的空气阻力，空气阻力与管径、风速有关。通常风速选用13～15m／s，水平管道保持在16～l7m／s。

Q风=Q·K=50×60×1.1=3 300m3/h；

粉碎机的风量为3 300m3/h，阻力为40mmH2O。管段中的阻力的计算，可以根据风网示意图来计算。这样根据风网的阻力及风量，我们就可以选择与之相配套的风机了。

吸风量和风速的选择依据是当吸风量和风速在一定范围时，在吸风口尺寸一定时，风速过大，虽然有利于提高产量，但容易带走物料，不仅增加除尘风网的负荷，也增加回流量，电耗也随之增加。如果风速过低，则达不到应有的效果。

3.4 选择好的螺旋输送机

闭风螺旋输送机的选择或制作欠佳，不仅起不到闭风的效果，反而会使外部空气进入，使风机负荷增大，粉碎机产量降低。合理地设计和选用闭风螺旋输送机的型号、尺寸也是相当重要的，这样可减少不必要的动力消耗。根据粉碎机的产量选用适当的螺旋输送机，并在此基础上进行闭风系统的设计，从而避免选用过大的型号和尺寸。

SFSH112×40粉碎机，其设计额定产量为15t／h(筛孔Φ3.0mm，玉米水分不大于14.5%) 螺旋输送机的输送量按下式计算；

θ＝47D2ψSrnC

式中：θ——输送量(t／h)；

D——螺旋叶片直径(m)；

ψ——装满系数，玉米粉取ψ＝0.33～0.4；

S——螺距(m)，取S＝（0.8～1.0）D；

n——螺旋轴转速(r/min)，慢速螺旋输送机取

r——物料容重(t／m3)，玉米粉取r＝0.72t/m3；

C——倾斜系数；

根据上式取值：D——0.25m；S——0.8D=0.2m；ψ——0.33；n——140(r/min；r——0.72t ／m3；

C——l；

则θ＝47×0.252×0.33×0.20×0.72×140×l＝l 9．5t／h

计算结果表明，选用LSS．25(H)型螺旋输送机作闭风螺旋输送机是可行的，而不是通常所选用的LSS．32(H)或LSS·40(H)型螺旋输送机，从而减少了动力消耗、设备的体积和材料费用。

4 设计中应注意的问题

4.1 进风口的设置一般要求是进风口宽度与进料口宽度相等，面积也相等，故在垂直于粉碎机主轴中心线方向的进料短管处两侧封板用12目筛网代替。

4.2 沉降室的设置，最好设计为扩散式，以便空气能在压损小、风速低的情况下通过输送机，而沉降室的深度要求在460mm以上，以利粉碎物沉降避免被气流带到除尘器内而造成损失。同理，在螺旋输送机与吸风管道连接处弯道的设计要注意弯管截面积应比风管截面积增大3～5倍，以降低风速，防止气流把物料带走[3]。

4.3 螺旋式闭风器的使用，即在螺旋输送机的出口处设置一闭风器，克服了采用闭风绞龙闭风效果不理想、漏风量大，避免了螺旋输送机下料到提升机时常有的阻塞现象发生，以提高整个吸风系统的密闭性，达到生产工艺要求[4]。

4.4 在螺旋输送机叶片的上方应有较大的空间供气流流动。如果螺旋输送机壳体为管状，它将阻碍气流流动，增加了气流夹带物流的可能性[5]。

以上所述，只是锤片式粉碎机辅助吸风系统的一般设计，在实际应用中，还必须根据厂房的结构、粉碎机周围空间位置的大小等实际情况来决定，比如当粉碎机周围空间位置比较大时，我们可以直接在螺旋输送机的上方装一自清式布袋过滤器也可以达到同样的效果，其原理都是一样的。总之，要因地制宜，灵活使用，这样才可达到既满足辅助吸风的要求，又能节省投资。

参考文献

1 邓小春.关于饲料粉碎系统的优化设计.粮食与食品工业，1996，（3）：28～32

2 庞声海，郝波主编.科学技术文献出版社饲料加工设备与技术.科学技术文献出版社，2001

3 陈福元.粉碎机辅助吸风系统的合理配置.广东农机，2000（２）

4 杨秀荣.锤片粉碎机加装吸风系统的参数及效果.武汉食品工业学院学报.1993，（4）

5 [美]Robert R.MeEllhiney等编.沈再春，万学遂等译校.中国农业出版社，饲料制造工艺学，（第四版）.1996

李启武，武汉工业学院饲料科学系，副教授，430023。