utilaje pentru fracŢionarea solidelor

7/31/2019 UTILAJE PENTRU FRACIONAREA SOLIDELOR

1/24

Utilaje pentru fracionarea solidelor

IV. UTILAJE PENTRU FRACIONAREA

SOLIDELOR

IV.1. Consideraii generale

Operaia de fracionare a sistemelor solide granularepolidisperse se realizeaz cu urmtoarele scopuri: clasare separarea pe fraciuni sau clase

granulometrice;sortare separarea pe sorturi de constitueni, dup

natura acestora;calibrare separarea pe caliti n cadrul aceluiai

sort.

Operaia de cernere const n separarea maselorgranulare sau pulverulente n dou sau mai multe fraciunigranulometrice cu ajutorul grtarelor, ciururilor i sitelor.

Grtarele sunt din bare metalice paralele, fixate ladistane egale pe suporturi transversale, delimitnd astfel fanteegale.

Ciururile i sitele sunt table perforate sau esturimetalice sau textile. Sita reprezint suprafaa de cernere la careorificiile au diametrul mai mic de 1 mm. Ciurul reprezint

suprafaa de cernere la care orificiile au diametrul sau latura maimari de 1 mm.Se reamintete c la cernerea unui amestec granular

polidispers printr-o sit se obin dou fraciuni: cernutul(fraciunea care trece prin ochiurile sitei) i refuzul (fraciuneareinut pe sit).

1


2/24

Prof.Dr. Ing. TeodorIoan TracUTILAJE N INDUSTRIA ALIMENTAR

Operaia decalibrareare ca scop obinerea unui produsomogen din diferite puncte de vedere: dimensional, calitativ,dup greutate, dup culoare etc. Cel mai frecvent se utilizeazcalibrarea dup calitate, efectuat n majoritatea cazurilormanual. Urmeaz calibrarea dimensional, dup greutate (maiales la produsele de form neregulat) i dup culoare.

Operaia de sortare se realizeaz dup natura

constituenilor, pe baza diferenei dintre valorile constantelorfizice sau chimice: densitate, proprieti superficiale,susceptibilitate magnetic, solubilitate etc.

Calibrarea i sortarea dup dimensiunise realizeaz cusite, care pot fi:

- plane se dispun n seturi, funcie de numrul sorturilor(dimensiunile ochiurilor n ordine descresctoare);

- tubulare, uor nclinate, mprite n 4-5 sectoare,

fiecare cu ochiuri sitei de dimensiuni constante, funcie deprodus.

Calibrarea i sortarea produselordup culoare const niluminarea acestora ntr-o camer fotometric. Produsul reflectun fascicul care ajunge la celule fotoelectrice. Acestea comparradiaia reflectat cu o culoare etalon i n caz de abateriacioneaz dispozitive electromagnetice de separare. Dac senseriaz mai multe celule fotometrice cu reglaje optice pe

diferite culori, se poate realiza sortarea produselor pe mai multeculori.

2


3/24


IV.2. Ciururi i site

Ciururile i sitele se confecioneaz din tabl perforatsau din mpletituri.

Tablele perforate sunt din oel (OL34, OL42), bronz,alam, aluminiu, cupru, zinc i au ochiuri de aceeai formgeometric i mrime, dispuse regulat, n paralel sau n zigzag.

mpletiturile sunt din estur metalic (fire din oel,cupru, alam, bronz), mtase natural sau fire sintetice.mpletiturile din srm, funcie de felul lor i al mbinrilor,

pot fi: plase (figura IV.1), esturi (figura IV.2), trese. esturapoate fi realizat prin legare simpl (figura IV.2a), ncruciat(figura IV.2b) sau ajurat (figura IV.2c).

Sitele din mtase natural se utilizeaz pentru cernereaamestecurilor de granulaie foarte fin.

Sitele din fire sintetice (nylon, sterlon, capron etc.) aurezisten la uzur mai mare dect cele din mtase natural.

Figura IV.1 Plas din srm mpletit

3


4/24


Figura IV.2 esturi pentru site

IV.3. Site oscilante

Sitele (ciururile) oscilante sunt utilaje de cernere ceconin rame nclinate i site supuse unei micri oscilatorii(micare du-te - vino) de la un mecanism biel-manivel saumecanism cu excentric. Ele se utilizeaz pentru fracionareaprodusului de mcini de la valuri, permind separarea finii i

obinerea diferitelor fraciuni n vederea prelucrrii ulterioare.

IV.3.1. Site oscilante cu micare alternativ

Sitele oscilante cu micare alternativ (figura IV.3) secompun din:

1 gur de alimentare cu material2 lamele elastice sau biele

3 sit plan nclinat4 mecanism cu excentric

4


5/24


5 batiu6 gur de evacuare pentru cernut7 gur de evacuare pentru refuz.Modul de lucrual acestei site este urmtorul: produsul

se alimenteaz n utilaj prin gura (1) pe suprafaa sitei (3).Aceasta are o micare oscilatorie alternativ, primit de lamecanismul cu excentric (4) i lamelele elastice (2). Datoritnclinaiei sitei i micrii ei, materialul se deplaseaz ctre

captul opus alimentrii, timp n care se produce separareafraciunilor dorite i nedorite. Astfel, produsul curat trece prinorificiile sitei, ca i cernut, i se evacueaz apoi din utilaj pringura (3), iar impuritile rmn, ca i refuz, pe suprafaa sitei ise evacueaz prin gura (7).

Figura IV.3 Schema sitei oscilante cu micare alternativ

Condiia pentru ca operaia de cernere s fie continueste ca materia prim ce se afl pe sit i urmeaz a se separa,s se deplaseze de la alimentare la evacuare i s nu rmnpe sit. Aceast deplasare este determinat de doi factori :

- nclinarea sitei;-

micarea oscilatorie a sitei.

5


6/24


Experimental s-au determinat urmtoarele valori pentrudesfurarea optim a separrii prin cernere pe site oscilatoriicu micare alternativ:

- nclinarea suprafeei de cernere []: 14 17;- numrul de oscilaii ale sitei [oscilaii/min]: 350 400;- excentricitatea mecanismului cu excentric [mm]: 5

10;- viteza de naintare a produsului pe sit [m/s]: 0,275

0,375.

IV.3.2. Site oscilante cu micare plan circular

Din punct de vedere constructiv funcional, sitaoscilant cu micare plan circular (figura IV.4) se compunedin mai multe pachete de rame suprapuse, pe care semonteaz sitele propriu-zise. Se deosebesc urmtoarele

componente:1 roat de curea2 ax3 roata mecanismului cu excentric4 contragreuti5 lagr6 pachet de rame cu site.Modul de lucrueste urmtorul: materialul de separat se

introduce la partea superioar a pachetului cu site (6). De la un

sistem de acionare se pune n micare roata de curea (1), careprin intermediul unui ax (2) acioneaz roata excentricului (3) itransmite micarea prin axul scurt i lagrul (5) la pachetul derame i site (6). Ansamblul n micare este echilibrat pe direciade simetrie de ctre contragreuti (4). Datorit micriloroscilante i plan circulare, materialul se separ pe fiecare sitn parte, rezultnd mai multe fraciuni.

6


7/24


Figura IV.4 Schema sitei oscilante cu micare plan circular

n figura IV.5se prezint schema de principiu a circulaieiproduselor n pachetul cu site. Se deosebesc 12 site, cu mrimidiferite ale ochiurilor. Modul de lucru (de separare) esteurmtorul: produsul (P) dr alimentraz la partea superioar a

pachetului cu site i trece succesiv pe cele 12 site. n urmaseparrii, rezult diferitele fraciuni: fina (F), dunstul (D) irefuzurile (R1), (R2), (R3).

7


8/24


Figura IV.5 Schema circulaiei n pachetul de site

Uzual, raza cercului descris de centrul de greutate alpachetului de site, r [mm], are valoarea 0,045, astfel nct,pentru un coeficient de frecare, f [-], de 0,3, rezult condiia ca

turaia arborelui de antrenare, r [rot/min], s aib valori mai maride 77,5. Experimental s-a constatat c valoarea optim aturaiei este de 200 220 rot/min.

8


9/24


IV.4. Site vibratoare

Sitele vibratoare realizeaz o separare mai bun dect ncazul sitelor oscilante, datorit turaiei mari a mecanismului cuexcentric (1500 2000 rot/min). Micarea ciurului secaracterizeaz prin oscilaii circulare dirijate, cu amplitudineprecis (0,5 12 mm), independente de ncrctur.

Un alt avantaj al acestor site este faptul c funcioneaz

fr degajare de praf, deoarece cadrul cu site este completnchis ntr-o carcas metalic etan, nefiind astfel necesar unsistem de aspiraie a prafului.

Sortatorul cu site n micare vibratorie se numetevibroaspirator i se utilizeaz mai ales pentru postcurireaseminelor de floarea-soarelui, dar i pentru alte tipuri desemine sau boabe prin nlocuirea sitelor cu dimensiuniadecvate ale ochiurilor.

n figura IV.6 se prezint schema sitei vibratoare cu

urmtoarele componente:1 gur de alimentare cu material2 site3 bile de cauciuc4 mecanism vibrator (arcuri)5 gur de evacuare pentru impuriti mari6 gur de evacuare pentru produs curat7 magnei8 motor electric

9 transmisie prin curea10 batiu11 gur de evacuare pentru impuriti mici.

9


10/24


Figura IV.6 Schema sitei vibratoare

Modul de lucru al sitei este urmtorul: materialul decernut se introduce n utilaj printr-o gur de alimentare (1) iajunge pe sita superioar a pachetului cu site (2). Pachetul desite se afl n micare vibratoare primit de la un sistem deacionare format din motor electric (8) transmisie prin curea (9) mecanism vibrator (4). n timp ce se deplaseaz pe sit,

materialul se separ de impuritile mari, acestea rmnnd pesita superioar ca i refuz. Cernutul de la sita superioar ajungepe sita inferioar, unde se separ n produs (ca i refuz) iimpuriti mici (ca i cernut). Prin guri diferite (5), (6), (11), celetrei componente separate impuriti mari, produs curat iimpuriti mici, se evacueaz din main.

nainte de ieirea din utilaj, un magnet (7) reine dinprodus eventualele impuriti metalice.

Pe parcursul cernerii, sitele sunt curate de ctre nite

bile (3).

10


11/24


Astfel de site vibratoare au capaciti de prelucrare de 2 5 [t/h], n condiiile unui necesar de putere de 1,5 kW.

Prin nserierea mai multor site se pot obine mai multefraciuni separate dintr-un amestec iniial. Astfel, n figura IV.7seprezint schema de principiu pentru separarea n cinci fraciuni.

Figura IV.7 Schema de principiu pentru separarea unui amestec ncinci fraciuni

IV.5. Site rotative

Sitele rotativeau ca organ de lucru un tambur nclinat cu

site pe suprafaa lateral.Principiul de lucru al acestor site este urmtorul: prinrotirea nceat a tamburului, particulele de material alimentate ninteriorul tamburului cad de-a lungul suprafeei laterale cu site.Sitele au ochiuri uniforme sau de dimensiuni crescnde (caz ncare utilajul poart denumirea de main de sortat).

Cele mai cunoscute tipuri de site cu micri rotative sunt:cerntorul cilindric centrifugal, buratul, separatorul centrifugalconic vibrator, scalperatorul. Ele sunt asemntoare constructiv,

11


12/24


diferena constnd n numrul de sectoare cu ochiuri diferite alesitelor.

n figura IV.8se prezint buratul, compus din:1 gur de alimentare cu material2 sistem de acionare3 batiu4 transportor cu nec5 gur de evacuare pentru impuriti mari

Pe cilindrul rotativ (tambur) sunt dispuse site cu ochiurirotunde, mprite n dou zone:I ochiuri miciII ochiuri mari.Modul de lucrueste urmtorul: materialul de curat se

alimenteaz prin gura (1) n interiorul tamburului. Acesta se afln micare de rotaie de la un sistem de acionare (2). Datoritrotaiei i nclinaiei tamburului, materialul nainteaz prinrostogolire i alunecare i trece succesiv peste cele doz zone

de site. n prima zon I, cu ochiuri mici, se separ impuritilemici, care trec, ca i cernut, prin site. n zona II, cu ochiuri maimari, se separ produs de impuritile mari: Produsul trece prinsite, ca i cernut, iar impuritile mari rmn pe site ca i refuz.Evacuarea fraciunilor separate din utilaj se face printr-untransportorul elicoidal (4), cu sensuri diferite de vehiculare amaterialelor (semine i impuriti) i prin gura de evacuare aimpuritilor mari (5).

Pentru curirea sitelor, buratul este prevzut cu un

mecanism de perii ce se rotesc pe suprafaa exterioar, n sensinvers sitelor.

12


13/24


Figura IV.8 Schema sitei rotative (burat)

IV.6. Triorul cilindric

Triorul cilindric realizeaz operaia de sortare dup criteriide form i lungime.n figura IV.19 se prezint schema constructiv

funcional pentru triorul cilindric. Se deosebesc urmtoarelecomponente:

1 cilindru cu alveole2 ax3 gur de alimentare cu material4 jgheab

5 transportor elicoidal6 gur de evacuare pentru produs curat7 gur de evacuare pentru impuriti.

13


14/24


Figura IV.9 Schema triorului cilindric

Modul de lucru al triorului cilindric este urmtorul:materialul de separat este alimentat n interiorul triorului pringura (3). Triorul se afl n micare de rotaie n jurul axului (2),micare primit de la un sistem de acionare. n timpul rotaieicilindrului, impuritile de form sferic sau apropiat de aceasta(neghina, mzrichea, sprtura) se aeaz n alveolele cudiametrul de 4,5 mm 5 mm i la o nlimea corespunztoareunor unghiuri de 100 115 fa de orizontal, cad n jgheabul(4) de unde le preia transportorul elicoidal (5) i le evacueazprin gura (7). Boabele ntregi (produs separat) se evacueazprin gura (6).

La trioarele normale, nlimea de la care cad impuritiledin alveole este mai mic datorit vitezei liniare mai mici acilindrului rotativ.

Pentru uurarea deplasrii produsului i a evacurii,trioarele de mare capacitate se monteaz cu o nclinare de 1 2 fa de orizontal, mai mare n cazul trioarelor normale (5 6).

Un trior de mare capacitate are un diametru de 2000 mm 2500 mm.

14


15/24


Condiiile pentru o bun separare sunt urmtoarele:- impuritile s cad de la o anumit nlime;- jgheabul de colectare a impuritilor s fie reglat corect;- cilindrul s fie ncrcat uniform;- alveolele s fie curate.

IV.7. Triorul spiral

Triorul spiral realizeaz sortarea datorit foreigravitaionale, de-a lungul unei suprafee elicoidale nclinate.

Triorul spiral se folosete la recuperarea sprturii dinamestecul de impuriti rezultate n urma unor separrianterioare. Simultan cu separarea sprturii se realizeaz indeprtarea neghinei, mzrichei i a altor particule de pmnt.

Din punct de vedere constructiv funcional, triorulspiral(figura IV.10) se compune din:

1 plnie de alimentare cu material2 spiral3, 4, 5, 6 plnii de evacuare a fraciunilor separate.Modul de lucru cu un astfel de trior este urmtorul:

amestecul de sortat se alimenteaz n trior prin plnia dealimentare (1) i se mprtie prin cdere pe suprafaa spirei.Datorit diferenei de form, strii suprafeei i coeficienilor defrecare diferii, sprturile ncep s se separe; particulele deform sferic i cu suprafa lucioas se ndeprteaz cel mai

mult de axul central. Fraciunile separate se elimin prin celepatru plnii de evacuare.Sortarea eficace se asigur dac nlimea triorului este

cel puin de trei ori mai mare dect diametrul celei mai marispirale.

Capacitatea de lucru a triorului spiral este de 125 150kg/h.

15


16/24


Figura IV.10 Schema triorului spiral

16


17/24


IV.7. Separatorul cascad

Separarea impuritilor cu separatorul cascad serealizeaz pe baza nsuirilor aerodinamice ale diferitelorfraciuni din amestecul iniial. Aceste fraciuni sunt supuseaciunii a dou fore: greutatea proprie i fora aerului careacioneaz asupra particulei.

Faa de direcia curentului de aer, particule se pot gsi ndiferite poziii. n figura IV.11 se prezint schema de separarecu ajutorul unui curent de aer orizontala unui amestec compusdin boabe de cereale i impuriti uoare.

Figura IV.11 Schema comportrii unor particule supuse unui curent deaer

Eficacitatea aciunii de separare a curentului de aerdepinde de nlimea de cdere a boabelor n acest curent. Deexemplu, n cazul grului, s-a constatat experimental cnlimea optim este de 35 cm, iar viteza optim a curentuluide aer de 6 7,5 m/s.

17


18/24


Separarea impuritilor cu separatorul cascad esteconsiderat unul din cele mai simple i eficiente procedee deseparare. n figura IV.12 se prezint schema separatoruluicascad, compus din:

1 gur de alimentare cu material2 clapet pentru reglarea debitului de alimentare3 val distribuitor pentru material4 icane

5 magnet permanent6 camer de expansiune7 clapet de golire.

Figura IV.12 Schema separatorului cascad

18


19/24


Modul de lucrual separatorului cascad este urmtorul:materialul se alimenteaz n separator prin gura (1). Debitul dematerial este reglat de clapeta (2) i valul distribuitor (3).Amestecul de cereale i impuriti cade peste icane (4) i estesupus aciunii unui curent ascendent de aer care antreneazimpuritile uoare i le depune n camera de expansiune (6).Produsul curat de impuritile uoare trece pe suprafaamagnetului permanent (5) unde sunt reinute eventualele

impuriti metalice. Prin acionarea periodic a clapetei de golire(7), produsul curat se evacueaz din utilaj.

IV.8. Masa densimetric

Impuritile sub form de pietricele, fragmente de corpurimetalice, cioburi, bulgri de pmnt, mai grele dect boabele de

cerealele, dar cu dimensiuni asemnoare, se separ pe bazadiferenei de mas specific.Principiul separriidup masa specific este urmtorul:

amestecul de material i impuriti se pune pe o suprafaspecial construit, aflat n micare oscilatorie, unde diferitelorfraciuni din amestec, datorit maselor specifice, le suntimprimate viteze i direcii de deplasare diferite.

n figura IV.13 se prezint schema tehnologic deseparare dup masa specific: amestecul iniial (boabe i pietre)

se alimenteaz pe suprafaa ciurului (1), aici este supus aciuniimicrilor oscilatorii, primite de la mecanismul (suspensiileelastice) (2) i curentului de aer ascendent, producndu-seastfel separarea fraciunilor.

19


20/24


Figura IV.13 Schema tehnologic de separare dup masa specific

Masa densimetric (figura IV.14) realizeaz sortarea unuiamestec prin combinarea efectului separrii dup masaspecific cu proprietile aerodinamice ale diferitelor fraciuni.

Din punct de vedere constructiv funcional, masadensimetric se compune din:

1 zona de alimentare2, 3, 4 straturi de fraciuni separate5 ciur6 suspensii elastice7 motor8 transmisie9 sit pentru uniformizarea curentului de aer10 ventilator.

20


21/24


Figura IV.14 Schema tehnologic de separare cu masa densimetric

Modul de lucru este urmtorul: amestecul format dincereale i impuriti se alimenteaz prin zona (1) pe suprafaaciurului (5). Acesta are micare oscilatorie, primit de la motorulelectric (7) prin intermediul transmisiei (8). Datorit micriioscilatorii, nclinaiei ciurului i curentului de aer ascendent de laventilator (10), se produce separarea diferitelor fraciuni dinamestec n mai multe straturi (2), (3), (4). Pe suprafaa ciuruluisunt prevzute mai multe guri prin care se evacueaz fraciunileseparate: mai nti se elimin fraciunile cele mai uoare i nfinal cele mai grele (pietre).

Separarea optim se realizeaz prin respectareaurmtoarelor condiii:

- cantitatea de produs trebuie alimentat n jet continuui constant pe suprafaa ciurului;

- nclinarea longitudinal i transversal a mesei trebuie

21


22/24


s corespund cu ncrctura i gradul de impurificare i sasigure repartizarea amestecului pe ntreaga suprafa;

- viteza aerului ascendent trebuie s fie corespunz-toare, astfel nct s nu dea aspectul de fierbere a produsului pesuprafaa mesei.

IV.9. Magnei permaneni. Electromagnei

Deseori printre boabele de cereale se gsesc impuritimetalice, de cele mai multe ori de natur feroas, care trebuiesceliminate. Cel mai des procedeu de separare a corpurilorferoase este cel cu magnei permaneni, datorit simplitii ieficienei. Magnetul permanent nu are organe n micare i nuconsum energie.

Din punct de vedere constructiv funcional, magnetulpermanent(figura IV.15) se compune din:

1 gur de alimentare cu material2 dispozitiv de fixare a magnetului3 uber de reglare a debitului de alimentare4 fereastr de control5 piuli de fixare6 gur de evacuare pentru produs curat7 magnet8 plan nclinat.

Figura IV.15 Schema magnetului permanent

22


23/24


Modul de lucru este urmtorul: amestecul ce conineimpuriti metalice (feroase) se alimenteaz n interiorulmagnetului permanent prin gura (1). Debitul de produs seregleaz prin intermediul uberului (3), fixat cu dispozitivul (2) ipiulia (5). Amestecul ajunge pe planul nclinat (8) i trece pemagnetul (7), care reine impuritile metalice. Produsul curatse evacueaz prin gura (6), iar impuritile metalice se

ndeprteaz periodic prin periere.

Separarea impuritilor metalice (feroase) cuelectromagnei este un procedeu mai eficace de separare,comparativ cu magneii permaneni, dar mai pretenios,necesitnd o surs de curent electric.

Din punct de vedere constructiv funcional,electromagnetul(figura IV.16) se compune din:

1 racord la reeaua de aspiraie a aerului2 tambur electromagnetic3 dispozitiv de reglare a debitului de alimentare4 gur de alimentare cu material5 band transportoare6 gur de evacuare pentru produs curat7 gur de evacuare pentru impuriti metalice.

23


24/24


Figura IV.16 Schema electromagnetului

Modul de lucru este urmtorul: amestecul format dinmaterial i impuriti metalice se alimenteaz prin gura (4) pe oband transportoare (5). Debitul de alimentare se regleazprintr-un dispozitiv (3). Materialul este transportat de ctreband ctre captul opus alimentrii i, nainte de evacuarea depe band, trece peste tamburul electromagnetic (2), care reineimpuritile metalice (feroase). Produsul curat este evacuat dinutilaj prin gura (6), iar impuritile metalice separate prin gura(7).

Deoarece la cderea liber pe banda transportoare,

amestecul de alimentare dezvolt praf, carcasa utilajului estelegat prin intermediul unui racord (1) la o reea de aspiraie aprafului.

utilaje pentru fracŢionarea solidelor

Documents