破壞飼料粉碎機環流層的措施

陳軍成

（四川省農業機械鑒定站，四川 成都610031）

飼料粉碎機高速運轉時，轉子周圍的空氣在轉子作用下，形成了繞轉子軸線回轉的環流運動。由于環流運動，粉碎室內被粉碎成一定粒徑的物料便形成了環流層。大粒徑物料質量大，所受離心力也大，分布在外層的幾率較大；小粒徑物料質量小，所受離心力也小，分布在內層的幾率較大。內層物料受粉碎機工作部件如錘片、扁齒的反復沖擊粉碎，粒度越變越細，外層物料貼近篩片分布，受粉碎打擊的機會較少且繞篩片做環流運動，造成小粒徑的物料不能及時出篩，粉碎機生產率降低，能耗增加。

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

1 粉碎室形狀設計為水滴型

水滴型多用于大型錘片式粉碎機的結構設計中，通常轉子直徑＞500mm。研究人員針對普通錘片式粉碎機結構特點，將粉碎室從圓形變為水滴形，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流，有利于粉碎后物料排出粉碎室[1]。近年來，在水滴型結構的基礎上，科研人員研制成功了橫寬形振動篩錘片式粉碎機，在篩體內安裝一強烈振動器，粉粒出篩不僅依靠錘片作用力，而且依靠篩片振動力，對超細粉粒也有強烈的篩分能力。這種設計，篩片往復振動，等于自動不斷調節錘篩間隙。而且設計了多層篩結構，具有實質性的創新意義，是對粉碎機出料規律認識的重大突破[2]。

圖1 水滴型粉碎機

2 粉碎機環篩轉子安裝設計成偏心式

偏心式轉子設計是指轉子中心與篩片中心不重合，轉子上各工作部件的末端（錘片末端或齒爪末端）與篩片間的距離設計為不等距，即錘（齒）篩間隙不是一個固定值而是在一個范圍內。偏心式轉子安裝設計使得錘（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]。偏心式轉子設計可以破壞粉碎室內大部分環流運動，且制造加工較為容易，對于大、中、小型粉碎機皆適用。

圖2 錘（齒）篩間隙圖

3 適當加寬粉碎機篩體

對于有篩粉碎機，環流層沿回轉半徑方向的物料密度分布規律是：由小到大，即接近篩片（或齒板頂部）時密度最大，因此，適當加寬粉碎機篩體，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，提高生產效率具有一定效果。[4]

4 改變傳統的篩片安裝方式和結構

由于飼料粉碎機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，生產企業最好配用圖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，飼料粉碎機的篩片傳統型為普通圓孔篩，大膽嘗試將普通圓孔篩改變為諸如魚鱗形篩等，從理論上講也可減少物料環流運動。目前，已有企業開展了在大型號粉碎機上用魚鱗篩代替圓孔篩做性能試驗，并已證實魚鱗篩的配用提高了粉碎機的生產率，并降低了能耗。

圖3 篩孔排列方式

5 增加輔助吸風裝置

物料環流層速度的大小、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，采用輔助吸風系統可有效提高氣流徑向速度，并能有效避免篩孔堵塞，當然氣流必須從進料口或進風口涌入粉碎室，并通過篩孔排出，這樣的氣流才可成為提高粉碎機產量的有效氣流，不過過大的吸風量也會造成無謂的動力消耗，合理配置粉碎機輔助吸風系統非常關鍵[7]。常用的輔助吸風裝置是在粉碎機上配一個風機，如圖4所示；或者在轉子上配置一個或者多個能增大風量的葉片，如圖5所示。

圖4 帶風機的錘片式粉碎機

圖5 帶葉片的粉碎機轉子

6 改變轉子結構

物料由進料斗進入粉碎室時，低速的物料首次與高速旋轉的工作部件（錘片、扁齒）發生劇烈的撞擊后，初始破碎成一定粒徑的顆粒，顆粒速度能在很短的時間內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）一起做圓周運動。高速運動的顆粒在粉碎室內壁、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。根據沖量定理，碰撞力的大小取決于沖擊碰撞時的速度，就是彼此碰撞時的相對速度，相向運動碰撞時，碰撞速度為碰撞兩者間速度之和，同向運動碰撞時，碰撞速度為碰撞兩者間速度之差，顯然，相向運動碰撞對物料顆粒粉碎是最為有利的方式。根據這種推理，合理的粉碎機結構應當盡可能地促使物料顆粒發生相向運動碰撞。改變轉子的結構可以降低環流速度，這樣可增加工作部件（錘片、扁齒）與顆粒間相對速度，增加有效碰撞機會，具體措施可以采用雙轉子結構，兩轉子轉向相反，兩轉子的寬度之和約等于常規寬式單轉子的寬度；轉子上工作部件錯開安裝，且旋向相反，以避免相互擦掛。[8]這種設想的粉碎機結構比原來復雜一些，雖然從理論上講，它會提高生產效率，降低噸料電耗，但目前這種結構還未在實踐上得以證明。

[1]李忠平,朱江,韓邦華.飼料粉碎技術研究新進展[J].飼料工業,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[J].中國飼料,2000,01:24～26

[3]陳志.農業機械設計手冊下冊[M].北京：中國農業科學技術出版社.2007:1212～1213

[4]周向農,史建新.飼料粉碎機環流分布的試驗研究[J].農業工程學報,1997,12:135～138

[5]趙純泰.錘片式飼料粉碎機篩片上物料堆積帶的研究[J].農機與食品機械,1996,01:15

[6]劉憲,吉穎風,李博強,路亞洲.錘片式飼料粉碎機內碎物料分離速度的分析[J].農業機械學報,2004,1:182～183

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

[8]朱新華,郭文川,閻曉利,田沛玉.錘片式粉碎機的理論分析和結構改進措施探討[J].西北農業大學學報,1992,01:108～111