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食品机械与设备实验指导书

农业工程系

机械与电子工程学院

二00五年四月

实验一农产品清理分级设备实验

一、实验目的

农产品的清理和分级是对农产品进一步加工前必须进行的操作，它会直接影响农产品成品的品质和商业等级。本实验的目的是熟悉农产品清理和分级的一般方法、设备的种类、结构、工作原理。

二、实验设备

1.振动筛一台；

2.比重去石机一台；

3.种子清选机一台；

4.窝眼精选机一台。

三、实验内容

（一）清理分级的基本概念、基本方法和原理：

清理机械主要用于谷物和坚果。为了使农产品的规格和品质指标达到标准，需要对物料进行清理和分级。清理是指清除物料中的异物及杂质；分级是指对清理后的物料按其尺寸、形状、密度、颜色或品质等特性分成等级。清理和分级作业的工作原理和方法有不少共同之处，往往是在同一个设备上完成的。

按照物料及杂质物理性质的不同，清理作业一般采用下列原理和方法：

（1）依物料空气动力特性的不同采用气流情选法；

（2）依尺寸的不同采用筛选法；

（3）依形状的不同采用精选法；

（4）依比重的不同采用重力分选法；

（5）依磁性的不同采用磁选法；

（6）依强度的不同采用撞击法；

（7）依颜色的不同采用光电分选法。

（二）振动筛的结构和工作原理

振动筛是粮食加工中应用最广的一种筛选与风选相结合的清理设备，多用于第一道清理工序，清除大、小及轻杂质。

1. 振动筛结构振动筛主要由进料装置、，筛体、吸风除尘装置、振动装置和机架等部分组成。

进料装置的作用是保证进入筛面的物料流量稳定并沿筛面均匀分布，以提高清理效率。

图3 限振机构

进料量可以调节。

进料装置由进料斗和流量控制活门构成。按其构造有喂料辊和压力门进料装置两种。喂料辊进料装置需要传动，只有筛面较宽时才采用。压力门进料装置结构简单，操作方便，喂料均匀，特别是重锤压力门进料装置，动作灵敏，能随进料变化自动调节流量，故为筛选设备普遍采用。

筛体是振动筛的主要工作部件，它由筛框、筛子、筛面清理装置、吊杆、限振机构等组成。

筛体内装有三层筛面。第一层是接料筛面，筛孔最大，筛上物为大型杂质，筛下物为粮粒及大杂，筛面反向倾斜。以使筛下物集中落到第二层筛面进料端。第二层是大杂筛面，以进一步清理略大干粮粒的大杂。第三层为小杂筛面，筛孔较小，小杂从筛孔漏下，筛孔易堵塞，为保证筛选效率，所以设有清理筛面装置清理筛面装置有橡皮球式和刷帚式两种。 振动筛的两种振动机构： 1. 曲柄连杆机构（见图1） 2. 自衡振动机构（惯性振动机构）（见图2） 吊杆是筛体与机架的弹性连接杆，一般用板弹簧制造。 限振装置是降低筛体振动的装置，因为筛体的工作频率一般是在超共振频率内，这种筛子在启动或停车通过共振区时，筛体的振幅会突然增大，容易损坏机件，因此要设法消除在启动或停车时产生的共振现象。常用的限幅减振装置有弹簧式或橡皮头缓冲式。 2. 工作原理图 图3为偏心振动机构驱动筛体的示意图。由于筛体的吊杆及曲柄连杆驱动机构的连杆较曲柄的长度大得多，可以认为筛体上各点均作直线简谐运动。

当振动筛的筛面作周期性往复振动时，可能出现下列不同情况：①物料相对筛面静止；②物料沿筛面向下滑动；③物料沿筛面向上滑动；④物料在筛面上跳动。振动筛要求物料在筛面上作上、下往复滑动且向下滑的距离大于向上滑的距离。

（一） 重力分选设备

重力分选分干法重力分选及湿法重力分选。干法重力分选是应用振动和气流作用原理，

按物料组成的密度不同进行分选的方法。

干法重力分选的典型设备是比重去石机和重力分选机。重力分送往往在筛选之后进行，可分离按尺寸分选法所不能分离的一些杂质。

1. 比重去石机

比重去石机是专门清除密度比粮粒大的并肩石（石子大小类似粮粒）等重杂质的一种先进设备。

（1） 构造 比重去石机由进料装置、筛体、风机、传动机构等部分组成。传动机构常采用曲柄连杆机构或振动电机两种。

进料装置包括进料斗、缓冲匀流板、流量调节装置等组成。

筛体与风机外壳固定连接，风机外壳又与偏心传动机构相连，因此，它们是同一振动体。筛体通过吊杆支承在机架上。

去石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼鳞形筛孔。筛面向后逐渐变窄，后部称作聚石区，筛面与其上部的圆弧罩构成精选室，改变圆弧罩内弧形调节板的位置，可改变反向气流方向，以控制石子出区含粮粒数。鱼鳞形冲孔去石筛面的孔眼均指向石子运动方向（后上方），对气流进行导向和阻止石子下滑，它并不起筛理作用。

吹风系统包括风机、 导风板、匀风板、风量调节装置等。气流进入风机，经过匀风板、去石筛面，穿过物料后，排放到机箱内循环使用。

（2） 工作原理 比重去石机工作时，物料不断地进入去石筛面的中部，由于物料各成分的密度及空气动力特性不同，在适当的振动和气流作用下，密度较小的谷粒浮在上层，密度较大的石子沉入底层与筛面接触，形成自动分层。由于自下而上穿过物料的气流作用，使物料之间孔隙度增大，降低了料层间的正压力和摩擦力，物料处于流化状态，促进了物料自

动分层。因去石筛面前方略微向下倾斜，上

层物料在重力、惯性力和连续进料的推力作

用下，以下层物料为滑动面，相对于去石筛

面下滑至净粮粒出口。与此同时，石子等杂

物逐渐从粮粒中分出进入下层。下层石子及

未悬浮的重粮粒在振动及气流作用下沿筛

面向后上滑，上层物料也越来超薄，压力减

小，下层粮粒又不断进入上层，在达到筛面

末端时，下层物料中粮粒已经很少了。在反

吹气流的作用下，少量粮粒又吹回，石子等

重物则从排石口排出。

比重去石机工作时，要求下层物料能沿

倾斜筛面向后上滑而又不在筛面上跳动，因此，其曲柄连杆机构的工作转速（或振动电机的振动频率）应在2n 及3n 之间选择（参照振动筛所述）。

2. 重力分选机（种子精选机）

重力分选机的主要工作部件为振动网面和风机（见图5）。振动网面由钢丝编织而成，网面呈双向倾斜状态，纵向（即x 向）倾角为α，横向（即y 向）倾角为β。网面由振动电机作往复振动，振动方向角（振动方向与水平面间的夹角）为ε，网面同时受到自下而上的气流作用。将物料置于网面上，料层厚度为δ，在机械振动和上升气流的作用下，物料呈半悬浮状态，不同颗粒会按密度、尺寸、形状等差异沿铅垂方向分层排列。对于形状及尺寸大致相同的颗粒，则按密度的不同产生自动分层的现象。在适当的振动气流参数下，下层密