Зерно (пшеница, ячмень, овёс, рожь) поступает на очистку из приёмного устройства зерна с автомобильного транспорта или из склада, силоса временного хранения неочищенного зерна. От крупных и мелких примесей зерно очищается на ситовом сепараторе, от лёгких примесей - в аспирационной колонке. Производительность транспортёров и норий 100 т/час. Завальная яма имеет свою аспирационную установку.

 Аспирируемое оборудование, нормы расходов воздуха и потерь давления на его аспирацию.

   1. Сбрасывающую коробку подающего ленточного конвейера аспирируем через башмак нории. Расход воздуха на совместную аспирацию башмака нории и сбрасывающей коробки ленточного транспортёра Q=1550 м³/час, потери давления Н=150 Па.

   2. Головка нории: расход воздуха Q=700 м³/час, потери давления Н=120 Па.

   3. Бункер надсепараторный: Q=600 м³/час, Н=100 Па.

   Головку нории можно аспирировать и через самотечную трубу надсепараторного бункера, сложив расходы воздуха на их аспирацию. Объём воздуха, поступающего (эжектируемого) по самотечной трубе движущимся зерном, не учитываем, так как высота самотёка незначительна и самотёк имеет углы поворота 30º и более, которые снижают скорость движения продукта в трубе. Объём воздуха, вытесняемого из оборудования поступающим зерном, не учитываем, так как нормы расходов на аспирацию получены при работе под нагрузкой.

   4. Приёмно-распределительная коробка сепаратора. Расход воздуха на аспирацию приёмной коробки и ситового кузова принимаем по технической характеристике сепаратора или рассчитываем по размерам отсасывающего патрубка. (Размеры входного отверстия взяты без привязки к конкретному типу, марке оборудования.). Например: площадь входного отверстия конфузора Fвх=0,125·0,350=0,04375 (м²); скорость движения воздуха во входном отверстии Vвх не больше 3 м/сек. Тогда расход воздуха Q=3600·Fвх·Vвх=3600·0,04375·3=475,5 м³/час.

   Потери давления в приёмной коробке принимаем также по паспортным данным или по нормам на аспирацию зерноочистительного оборудования. В нашем примере конструкция приёмной коробки сепаратора не является герметичным укрытием, поэтому не создаёт сколько-нибудь значимого сопротивления для отсоса запылённого воздуха из зоны поступления зерна на сито. Для удобства контроля и обслуживания (очистки сит и отводящих лотков), кузов сепаратора не имеет верхнего укрытия. Поэтому сопротивление машины в данной точке считаем равным потере давления на вход воздуха в воздухопровод, которое в расчёте сети будет учтено коэффициентом сопротивления конфузора.

   5. Аспирационная колонка, пневмосепаратор или пневмосепарирующий канал сепаратора. Расход воздуха и потери давления определяют по паспорту оборудования или по нормам на аспирацию. Количество воздуха, необходимого для очистки зерна от примесей, можно рассчитать  по формуле: Q=3600·Vк·Sк (м куб/час);

где Vк – скорость воздуха в канале пневмосепаратора или колонки, (м/сек); Vк принимать меньше минимальной скорости витания очищаемого зерна; Sк – площадь поперечного сечения канала, колонки в месте пересечения воздушным потоком слоя зерна, (м²).

   Потери давления в пневмосепарирующем канале можно определить расчётом, который учитывает культуру зерна, влажность, плотность слоя, удельную зерновую нагрузку на один сантиметр ширины канала. В нашем примере зерно проходит очистку от лёгких примесей в аспирационной колонке при расходе воздуха 1440 м³/час и потерей давления 150 Па. Подвод воздуха в аспирационную колонку (полностью или частично) организован через подсепараторный бункер, за счёт чего происходит его одновременное обеспыливание. Аспирационный воздух в бункер поступает через приточный воздуховод или зарешеченный смотровой люк.

   6. Башмак нории: расход воздуха Q=900 м³/час и потери давления H=120 Па приняты по нормам на аспирацию оборудования элеваторов. Объём воздуха, поступающего по самотечной трубе вместе с зерном, не учитываем, так как продукт подаётся в башмак нории из заполненной ёмкости, и высота самотёка незначительна.

   В ходе подбора диаметров, надёжно транспортирующих скоростей воздуха и выравнивания давлений, расходы в точках отсоса будут уточнены и скорректированы. Общий полезный расход воздуха аспирационной установки Qп=5698 м³/час.

 Расстановка пылеотделителя и вентилятора.

   Циклон-воздухоочиститель и пылевой вентилятор установлены на бункере отходов, ёмкость которого не менее объёма отходов, образовавшихся в течение 1-2 рабочих дней. Иногда для сбора аспирационных относов используется отходный бункер сепаратора. Вентилятор может быть установлен и до, и после циклона. При расположении вентилятора после пылеотделителя, под выпускным патрубком циклона необходимо установить герметизирующее устройство: шлюзовой затвор, двухрядный клапан, или систему из двух одноступенчатых клапанов. Шлюзовой затвор и клапаны работают в тяжёлых условиях высокой вероятности засорения и "заклинивания" крупными или длинными частицами отходов, залипания влажной пылью при первичной очистке свежеубранного зерна. Положение вентилятора до циклона упрощает схему аспирационной сети. Отпадает необходимость применения герметизирующего устройства под циклоном-пылеотделителем. Расположение пылевого вентилятора перед циклоном предпочтительнее с точки зрения эксплуатационной надёжности аспирационной установки. Но в нашем примере, для наглядности, будет рассчитан вариант аспирационной сети с положением вентилятора после воздухоочистителя.

 Подбор и расчёт пылеотделителя.

   В качестве пылеотделителя может быть установлен одиночный циклон большого диаметра ЦОЛ, или батарейный циклон малого диаметра, например, 4БЦш. При аспирации оборудования, работающего на неочищенном зерне, обычно применяют одиночные циклоны ЦОЛ. В нашем варианте, с целью уменьшения загрязнения окружающего воздуха и прилегающей территории, используется батарейный циклон 4БЦш, у которого более высокий коэффициент очистки, чем у циклона ЦОЛ.

   Производительность циклона равна полезному расходу сети с пятипроцентным запасом на непродуктивные подсосы воздуха в воздуховодах:

   Qц=1,05·Qп;   Qц=1,05·5698=5983 м³/час.

   В соответствии с этим расходом воздуха по таблицам нормалей и технических характеристик циклонов выбираем батарейную установку циклонов 4БЦш-475. Оптимальная входная скорость в циклоны БЦ  Vвх=15-18 м/сек. Коэффициент сопротивления Кц=5, коэффициент очистки воздуха 97-98%. Размеры входного отверстия одного циклона БЦ-475: а=95 мм, в=275 мм. Площадь входного сечения Fвх=0,095·0,275=0,026 (м²).

Фактическая входная скорость воздуха в батарейный циклон: Vвх=Qц/3600Fвх·4

   Vвх=5983/3600·0,026·4=15,98 м/сек.

Фактическая входная скорость равна оптимальной.

Сопротивление циклона: Нц=Кц·p·Vвх²/2; где р=1,2 кг/м³ – плотность воздуха, Кц=5 – коэффициент сопротивления циклона.

   Нц=5·1,2·15,9²/2=758 Па.

Подсос воздуха в шлюзовом затворе 150 м³/час.

 Расчётная схема аспирационной установки зерноочистительного отделения (пункта, башни) хлебоприёмного предприятия.

Головка нории:

                             Башмаки норий.

 Расчёт аспирационной установки зерноочистительного отделения хлебоприёмного предприятия.

   Расчёт проводим методом определения потерь давления на единицу длины воздухопровода. Расчёт начинаем с самого протяжённого участка "АБ", и, если в нём будут созданы наибольшие потери давления, он будет принят за первый участок главной магистрали. При расчёте вертикальных воздуховодов скорость воздуха принимаем не менее 12 м/сек, при расчёте горизонтальных 14-16 м/сек. Радиус закругления отводов считаем равным 2D; углы слияния потоков в тройниках 30 и 45 градусов; углы сужения конфузоров оптимальные – 45 градусов. Последовательность расчёта и подробные пояснения по выполнению каждого этапа представлены на странице "Расчёт аспирации". Результаты расчёта по каждому участку заносим в специальную расчётную таблицу. Разность между потерями давления в тройниках не должна быть более 10%, при большей разнице на боковых ответвлениях рассчитываем диафрагмы дополнительного сопротивления, или меняем диаметр участка.

 Расчётная таблица аспирационной установки зерноочистительного отделения, пункта или башни хлебоприёмного предприятия.

 Подбор и расчёт вентилятора.

   Вентилятор подбираем по расходу воздуха, в котором учтены 5% подсосов через неплотности воздуховодов и 150 м³/час подсоса в шлюзовом затворе циклона: Qв=6149 м³/час. Давление, которое должен развивать вентилятор:

   Нв=1,1Нсети   Нв=1,1·1400=1540 Па; где коэффициент запаса 1,1 учитывает возможные добавочные сопротивления в аспирационной сети.

   Просматривая технические и аэродинамические характеристики пылевых вентиляторов, принимаем вентилятор ВЦП-6 (Ц6-46 №6). Частота вращения рабочего колеса вентилятора 1400 об/мин, кпд=0,585. Мощность, необходимая для привода вентилятора:

   Nв=QвHв/3600·1000·кпд;   Nв=6149·1540/3600·1000·0,585=4,5 кВт.

   Мощность электродвигателя для привода вентилятора: Nэл=kNв/пn; где п=0,97 – кпд подшипников, n=0,98-0,96 – кпд клиноремённой передачи, k=1,15 – коэффициент запаса для электродвигателей мощностью от 2 до 5 кВт.

   Nэл=1,15·4,5/0,97·0,97=5,5 кВт.

   Шкив на вентиляторе 4Б-160, шкив на валу электродвигателя 4Б-160. Двигатель вентилятора сблокировать с остальным оборудованием таким образом, чтобы он включался раньше, и выключался несколько позже аспирируемого оборудования. Подробнее о выборе вентилятора на странице "Выбор и расчёт вентилятора".