破坏饲料粉碎机环流层的措施

陈军成

（四川省农业机械鉴定站，四川 成都610031）

饲料粉碎机高速运转时，转子周围的空气在转子作用下，形成了绕转子轴线回转的环流运动。由于环流运动，粉碎室内被粉碎成一定粒径的物料便形成了环流层。大粒径物料质量大，所受离心力也大，分布在外层的几率较大；小粒径物料质量小，所受离心力也小，分布在内层的几率较大。内层物料受粉碎机工作部件如锤片、扁齿的反复冲击粉碎，粒度越变越细，外层物料贴近筛片分布，受粉碎打击的机会较少且绕筛片做环流运动，造成小粒径的物料不能及时出筛，粉碎机生产率降低，能耗增加。

为了破坏环流层或者降低环流速度，使物料颗粒在粉碎室内的分布呈紊乱状态，提高物料颗粒的破碎效率和分离效率，生产企业可采用以下几点措施予以解决：

1 粉碎室形状设计为水滴型

水滴型多用于大型锤片式粉碎机的结构设计中，通常转子直径＞500mm。研究人员针对普通锤片式粉碎机结构特点，将粉碎室从圆形变为水滴形，如图1。这样既增大了粉碎室筛板的有效筛分面积，又能破坏物料在粉碎室形成环流，有利于粉碎后物料排出粉碎室[1]。近年来，在水滴型结构的基础上，科研人员研制成功了横宽形振动筛锤片式粉碎机，在筛体内安装一强烈振动器，粉粒出筛不仅依靠锤片作用力，而且依靠筛片振动力，对超细粉粒也有强烈的筛分能力。这种设计，筛片往复振动，等于自动不断调节锤筛间隙。而且设计了多层筛结构，具有实质性的创新意义，是对粉碎机出料规律认识的重大突破[2]。

图1 水滴型粉碎机

2 粉碎机环筛转子安装设计成偏心式

偏心式转子设计是指转子中心与筛片中心不重合，转子上各工作部件的末端（锤片末端或齿爪末端）与筛片间的距离设计为不等距，即锤（齿）筛间隙不是一个固定值而是在一个范围内。偏心式转子安装设计使得锤（齿）筛间隙存在两种情况：对称锤（齿）筛间隙或不对称锤（齿）筛间隙。图2中，对称锤（齿）筛间隙：l2=l4，最宽间隙为l1，最窄间隙为l3；不对称锤（齿）筛间隙：l2≠l4，最宽间隙为l1，最窄间隙为l3[3]。偏心式转子设计可以破坏粉碎室内大部分环流运动，且制造加工较为容易，对于大、中、小型粉碎机皆适用。

图2 锤（齿）筛间隙图

3 适当加宽粉碎机筛体

对于有筛粉碎机，环流层沿回转半径方向的物料密度分布规律是：由小到大，即接近筛片（或齿板顶部）时密度最大，因此，适当加宽粉碎机筛体，使物料过筛面积增大，减小筛上物料密度，对于物料顺利过筛，提高生产效率具有一定效果。[4]

4 改变传统的筛片安装方式和结构

由于饲料粉碎机筛片的孔是冲制而成的，分光滑面和毛刺面。将有毛刺的一面安装在上面作为工作面，对于减轻环流，提高物料的粉碎能力具有一定效果。筛片上筛孔的排列方式对粉碎物料是否迅速过筛也具有较大影响，生产企业最好配用图3中筛孔排列方式[5]的筛片，这种筛片可有效增大过筛面积，减小靠近筛面环流层的物料密度，利于粉碎物料迅速通过筛孔。此外，饲料粉碎机的筛片传统型为普通圆孔筛，大胆尝试将普通圆孔筛改变为诸如鱼鳞形筛等，从理论上讲也可减少物料环流运动。目前，已有企业开展了在大型号粉碎机上用鱼鳞筛代替圆孔筛做性能试验，并已证实鱼鳞筛的配用提高了粉碎机的生产率，并降低了能耗。

图3 筛孔排列方式

5 增加辅助吸风装置

物料环流层速度的大小、方向决定了碎物料的分离速度大小和方向，碎物料的分离速度取决于径向气流的速度，环向气流的速度对碎物料通过筛孔的概率有一定影响，提高气流的径向速度是提高分离能力的有效途径。[6]因此，采用辅助吸风系统可有效提高气流径向速度，并能有效避免筛孔堵塞，当然气流必须从进料口或进风口涌入粉碎室，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，不过过大的吸风量也会造成无谓的动力消耗，合理配置粉碎机辅助吸风系统非常关键[7]。常用的辅助吸风装置是在粉碎机上配一个风机，如图4所示；或者在转子上配置一个或者多个能增大风量的叶片，如图5所示。

图4 带风机的锤片式粉碎机

图5 带叶片的粉碎机转子

6 改变转子结构

物料由进料斗进入粉碎室时，低速的物料首次与高速旋转的工作部件（锤片、扁齿）发生剧烈的撞击后，初始破碎成一定粒径的颗粒，颗粒速度能在很短的时间内被提升到接近工作部件（锤片、扁齿）末端的线速度，并随工作部件（锤片、扁齿）一起做圆周运动。高速运动的颗粒在粉碎室内壁、筛片、锤片以及颗粒之间的相互碰撞作用下，不断裂碎成粒径更小的颗粒直至能通过筛孔。根据冲量定理，碰撞力的大小取决于冲击碰撞时的速度，就是彼此碰撞时的相对速度，相向运动碰撞时，碰撞速度为碰撞两者间速度之和，同向运动碰撞时，碰撞速度为碰撞两者间速度之差，显然，相向运动碰撞对物料颗粒粉碎是最为有利的方式。根据这种推理，合理的粉碎机结构应当尽可能地促使物料颗粒发生相向运动碰撞。改变转子的结构可以降低环流速度，这样可增加工作部件（锤片、扁齿）与颗粒间相对速度，增加有效碰撞机会，具体措施可以采用双转子结构，两转子转向相反，两转子的宽度之和约等于常规宽式单转子的宽度；转子上工作部件错开安装，且旋向相反，以避免相互擦挂。[8]这种设想的粉碎机结构比原来复杂一些，虽然从理论上讲，它会提高生产效率，降低吨料电耗，但目前这种结构还未在实践上得以证明。

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[4]周向农,史建新.饲料粉碎机环流分布的试验研究[J].农业工程学报,1997,12:135～138

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[6]刘宪,吉颖风,李博强,路亚洲.锤片式饲料粉碎机内碎物料分离速度的分析[J].农业机械学报,2004,1:182～183

[7]唐军,秦永林,刘培生.浅析影响锤片式粉碎机效率的因素[J].饲料工业,2007,28(15)

[8]朱新华,郭文川,阎晓利,田沛玉.锤片式粉碎机的理论分析和结构改进措施探讨[J].西北农业大学学报,1992,01:108～111