第一章物料输送

第一章：物料输送机械在食品加工过程中，存在着大量的物料输送问题，为了提高生产率、减轻劳动强度、提高生产安全性，往往需要采用各种机械设备来完成物料的输送任务。根据物料的性质可分为：固体物料输送机械液体物料输送机械第一节：固体物料输送机械一、带式输送机•用途：用于块状、颗粒状物料及整件物料的输送。•功能：水平输送、倾斜输送。•特点：输送量大，动力消耗少，运转连续，工作平稳，输送距离大。•许多加工过程的设备，如选检操作线、清洗、灌装线、预处理工作台、成品的包装等，均采用带式输送装置。（一）结构原理结构：输送带、托辊、滚筒、料斗、卸料装置及改向装置。图1-1带式输送机1—张紧滚筒2—张紧装置3—装料斗4—改向滚筒5—托辊6—环形输送带7—卸料装置8—驱动滚筒9—驱动装置张紧滚筒张紧装置改向滚筒托辊输送带卸料装置驱动滚筒驱动装置输送带的基本布置形式1.水平2.倾斜3.带凸弧曲线段4.带凹弧曲线段5.带凹弧凸弧曲线段（二）主要构件1．输送带2.托辊3.驱动装置4.张紧装置1．输送带•功能：牵引和承载功能的构件。•特点：输送带应具有强度高、质量轻、延伸率小、吸水性小、耐磨性好特点。•材料：食品工业常用橡胶带、纤维织带（帆布带）、钢带、钢丝网带、链条带、板式带和塑料带等。*帆布带特点：抗拉强度大柔性好，能经受多次反复折叠而不疲劳。帆布的缝接通常采用棉线和人造纤维缝合，少数情况下用皮带扣连接。应用：饼干成型前面片和饼坯的输送，如面片叠层、辊压、饼干成型过程中均用帆布作为输送带。橡胶带•橡胶带是由2~10层纤维帆布作为带芯，层与层之间用橡胶加以粘合而成。•其上下两面和左右两侧还附有橡胶保护层。•帆布带芯是胶带承受拉力的主要部分，而橡胶保护层的主要作用是防止帆布磨损及腐蚀。•带宽也有一系列的规格尺寸（200、250、300、400、450、500、650、800、1000、1200、1600mm等）。•食品工业中，橡胶带可用于散装原辅料和包装物的装卸和输送，也可用作输送式检选台、预处理台的输送带。钢带机械强度大，不易伸长，耐高温，不易损伤。需要采用直径较大的滚筒。对冲击负荷很敏感，要求较准确安装。造价较高，一般情况下不采用钢带输送。最典型的应用是连续式烤炉中的输送装置。钢丝网带特点：强度高，耐高温。因为它具有网孔，且网孔的大小可按需要选择，常用于边输送边进行固液分离的场合。应用：果蔬清洗设备、连续式油炸机、烘烤设备等。*链条带通常由固定于链节之间的金属条板构成。牵引驱动与钢丝网带的情形相似，也可以一对齿轮驱动。一些处理设备用链条带作输送件。塑料带分整芯式和多层芯式两种。整芯式塑料带制造工艺简单，成本低，除挠性较差外其余性能较好。多层芯塑料带在强度方面和普通橡胶带相似。塑料带具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀和适用于温度变化大场合的优点，所以它已被逐渐推广使用。2.托辊作用：支承输送带及其所载物料，保证带平稳运行。托辊分：上托辊（即承载托辊）和下托辊（即空载托辊）。•上托辊：平托辊和凹面托辊，又有单辊式和多辊。下托辊：平托辊•托辊间距：一般0.4～0.5m•物料轻取1～2m；•20kg成件品间距物料在运输方向长度1/2并非所有的输送带都需要用托辊。例如，如上所述的板式带依靠机架导板承托滑行，钢丝带、链条带则借助于链条滑槽运行。实际上，在输送速度不大和输送距离不长的场合，柔性输送带（如橡胶带、塑料带和帆布带等）大多也不用托辊，而采用托板方式。上托辊的形式3.驱动装置驱动装置包括：电动机、减速器、驱动滚筒（齿轮）等，在倾斜式输送机上还设有制动装置。驱动滚筒是传递动力的主要部件，一般为空心结构，其长度略大于带宽。呈鼓形，即中部直径稍大，用于自动纠正输送带的跑偏。链板式、钢丝网带式输送机中所用的驱动装置为一对链轮。4.张紧装置功能：调节输送带的松紧程度。有些类型的输送带（如橡胶带、塑料带和帆布带等）具有一定的延伸率，在拉力作用下，本身长度会增大。带与驱动滚筒间不能紧密接触而打滑，使输送带无法正常运转。常见形式张紧装置形式5.卸料装置型式：犁式；抛卸（三）主要参数的确定1、生产能力：输送散状物料：*Q=3600Sρυc式中Q—输送能力，t/hS—物料在带上的横截面积，m2ρ—物料在带上的容积密度，t/m3υ—带速，m/sc—输送机倾斜度修正系数，见书表。二、螺旋输送机•又称绞龙，主要用来输送粉状或粒状物料。有输送、搅拌、混合作用。•用于水平、倾斜（20度）输送、垂直输送。•优点：构造简单，横截面尺寸小，制造成本低密封性好，操作方便；便于在若干位置进行中间加载和卸载。•缺点：损伤物料、螺旋叶片及料槽，动力消耗大；输送距离不太长，一般在30m以下；过载能力较低。（一）构造和工作原理图1—6螺旋式输送机l—电动机2—减速器3—卸料口4—螺旋叶片5—中间轴承6—机槽7—进料口结构：由机槽、转轴、螺旋叶片、轴承及传动装置等构件组成。原理：利用旋转的螺旋将被输送的物料在固定的机壳（料槽）内推移而进行输送物料。由于重力和与槽壁及螺旋叶片的摩擦力作用，在运动中不随螺旋一起旋转，而是以滑动形式沿着料槽移动。螺旋叶片中间轴承机槽进料卸料减速器电机轴（二）主要构件1、螺旋螺旋叶片的旋向通常为右旋，必要时可采用左旋。螺旋叶片形状分为实体、带状、桨叶和齿形等四种。实体螺旋：最常见型式，适用于干燥的小颗粒或粉状物料的输送，其螺距为0.8螺旋直径。带式螺旋：用于输送粘滞状或易结块的物料，它的螺距约等于螺旋直径。叶片式、或齿型：用于输送韧性和可压缩性物料，螺距约为1.2直径，这两种螺旋往往在运送物料的同时，还可对其进行搅拌、揉捏和混合等工艺操作。2、螺旋的轴•实心或空心。•一般由长2~4m的各节段装配而成。•通常采用钢管制成的空心轴，这样可以减轻重轻，而且互相连接也方便。•连接方法：3、轴承、料槽•轴承：可分为头部轴承和中间轴承，头部轴承为止推轴承，可承受因推送物料而产生的轴向力。当轴较长时，每一中间节段内安装一吊杆，其上安装对开滑动轴承(图1—9)。•料槽：由槽身、端板、盖板组成。槽身是由3～8mm厚的不锈钢或薄钢板制成的U形长槽，覆盖以可拆卸的盖板。•安装时料槽的内直径稍大于螺旋直径，间隙一般为6～9mm。（三）主要参数的确定1、生产能力计算2、螺旋轴的转速A－物料综合系数D－螺旋直径，m转/分三、刮板输送机•刮板输送机是借助于牵引构件上刮板的推动力，使散粒物料沿着料槽连续移动的输送机。•料槽内料层表面低于刮板上缘的刮板输送机称为普通刮板输送机。•料层表面高于刮板上缘的刮板输送机称为埋刮板输送机。（一）普通刮板输送机组成：牵引构件、刮板、料槽等。功能：可水平、倾斜、水平倾斜组合输送。型式：固定式、移动式。特点：结构简单，装卸料方便，机件易磨损，动力消耗大，不易输送较湿物料。料槽刮板卸料进料滚轮驱动链轮张紧链轮刮板牵引链条导轨(二)埋刮板输送机刮板及链条埋入物料中（料层厚为刮板高的4～12倍）。原理：靠物料间的内摩擦力进行输送。功能：可水平、倾斜、垂直、组合输送。特点：结构简单，密封性好，装卸方便，输送量大，适应性强，动力消耗大。刮板形式：T、U、O型.埋刮板输送机类型进料卸料四、斗式提升机•功能：垂直提升粉粒体、小块状物料。•组成：由牵引带、料斗、驱动装置、张紧装置、机壳及装卸装置构成。•优点：提升高度大，占地面积小，密封好。•缺点：料斗和牵引件易磨损，对过载的敏感性大。•类型：立式倾斜式立式斗式提升机1一机头2一头轮3一料斗4一机筒5一进料斗6一机座7一底轮8—张紧螺杆进料斗卸料机头头轮畚斗机筒底轮机座张紧螺杆倾斜式斗式提升机用螺钉固定可以伸缩卸料进料（一）构造和工作原理1、牵引件：胶带：中小生产能力，中等提升高度，较轻物料。链带：生产能力大，提升高度高，较重物料。2、料斗：承载部件（a）深斗适用于流动性好、干燥物料。（b）浅斗（多用）适用于潮湿、流动差物料（c）三角形斗斗与斗密接适用于黏稠性大和沉重的块状物料用定向自流式（重力式）卸料的场合。3、斗式提升机的装料方式（1）挖取法:适用于小块、磨损性小的粉状、散粒状物料。特点：输送速度较高，可达2m/s，料斗间隔排列。（2）撒入法:适用于大块及磨损性大的物料。特点：输送速度较低（1m/s)，料斗呈密接排列。4、卸料方式（a）离心式：利用离心力卸料适用于粒状较小而且磨损性小的物料。提升速度较快，一般在l~2m/s左右。（b）混合式：离心力＋重力适用于流动性差、潮湿物料。提升速度较低，一般在0.6~0.8m/s。（c）重力式：利用重力卸料物料沿前一料斗背部落下适用于大块、比重大、易碎物料。提升速度也较低(0.5~0.8m/s)。斗与斗之间紧密相连。（二）主要参数的确定1、生产能力：五、振动输送机用途：利用振动对松散颗粒物料进行中、短距离的输送。构造工作原理：特点：•结构简单•外形尺寸小•产量高、能耗低•工作可靠•不宜输送黏性大的或过于潮湿的物料。图1—20振动输送机械示意图l—进料装置2—输送槽3—主振弹簧4—导向杆5—平衡底架6—激振器7—隔振弹簧8—卸料装置进料装置软连接输送槽主振弹簧导向杆激振器动力源卸料装置软连接平衡底架隔振弹簧六、气力输送装置•输送原理：利用气流的动压或静压，将物料沿一定的管路输送。•食品工厂利用气力输送系统对散粒物料进行输送，如面粉、大米、糖、麦芽等。•气力输送的特点1）优点：结构简单，工艺布置灵活，输送距离大，密封性好,适应性广，自动化程度高，生产率高。2）缺点：动力消耗大，磨损严重，不宜输送湿物料，系统噪音大。•分类：•吸送式：用风机吸入口的负压，将物料吸入管道输送压送式：用风机输出的高压气流，将喂入的物料吹送混合式：吸送和压送组合的输送（一）气力输送分类1、吸送式气流输送系统优点：供料简单方便，能同时从一处或数处吸取物料。缺点：输送距离和生产率有限，压力差不大（1atm）。这种装置对密封性要求很高。为了保证风机可靠工作及减少零件磨损，进入风机的空气必须预先除尘。2、压送式气力输送系统优点:它便于装设分岔管道，故可同时把物料输送至多处，且输送距离可以较长（推动力可1atm），生产率较高。此外，系统的漏气位置容易发现，且对空气的除尘要求不高。缺点是供料装置较复杂，因为物料是由低压环境进入高压输料管的，并且不能或难于同时由几处供料。3、混合式气流输送系统优点：此种形式综合了吸送式和压送式的优点，既可以从几处吸取物料，又可以把物料同时输送到几处，且输送的距离可较长。缺点：是含尘的空气要通过鼓风机，从而使系统的工作条件差。（二）气力输送系统的组成气力输送系统：由供料器、输送管道及管件、分离器、卸料器、除尘器、风机等组成。1、供料器供料器的作用是把物料供入气力输送装置的输送管道，造成合适的物料和空气的混合比。其性能的好坏直接影响生产率和工作的稳定性。供料器可分为以下两类:•吸送式气流输送供料器•压送式气力输送供料器(1)吸送式气流输送供料器利用管内的真空度，通过供料器将物料连同空气一起吸进输料管。常用的两种形式：吸嘴诱导式接料器图1—22双筒式直吸嘴1—内筒2—外筒图1—23诱导式接料器1—自流管2—进风口3—观察窗4—插板活门补充空气促进气料混合环形空隙可调控制风量大小空气物料进风口以便堵塞时清除堆积物料(2)压送式气力输送供料器在压送式气力输送装置中，供料是在管路中的气体压力高于外界的大气压条件下进行的。根据其作用原理可分为旋转式喷射式螺旋式旋转式供料器一种广泛用于中、低压条件供料装置。一般适用于流动性能较好、磨损性较小的粉粒状及小块状物料。最普遍使用的为绕水平轴旋转的圆柱形叶轮供料器，其结构如图所示。其中的均压管可使叶轮格室内的高压气体转到装料口之前排出，从而使其中的压力降低，便于物料填装。图1—24叶轮式供料器1—料斗2—均压管3—叶轮4—输送管道均压管排除高于大气压的气体输料管气体P喷射式供料器特点：结构简单，尺寸小，不需任何传动机构。但所能达到的混合比小，压缩空气消耗量较大，效率较低。