糧食加工成套非標件的設計改進與優化

李煜 阮璽銘

摘要：在各種糧食加工成套中，非標件是其中必不可少的重要部分，種類眾多繁雜，例如除塵用剎克龍，物料緩沖暫存使用的緩沖斗，風量調節使用的調風門等。文章將從應用和制作工藝方面入手對緩沖斗、調風門、剎克龍三種常用非標件進行了深入分析，并針對其存在的問題與不足從設計、制作等多方面提出改進和優化的方法和措施，以期為糧食加工企業提供參考。

關鍵詞：非標件；緩沖斗；調風門；剎克龍；改進；優化

中圖分類號：TS210.3 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210331

糧食加工成套種類繁多，結構復雜，一套完整的碾米工藝流程為收貨加工原糧，計量統計，原糧預清理去除雜質，進倉統一堆放，再次清理計量、去石、磁選去除無機物金屬物等，礱谷糙米清理，谷糙分離，厚度機潤糙，糙米進倉，糙米出倉過磁選，經過3～6道碾米，白米分級篩選，計量進倉統一存放，出倉計量磁選，白米碾米去雜拋光，2～4道色選磁選去雜，拋光精選，白米再次分級，白米長度精選計量，磁選去雜進倉存放，最后電子包裝[1]。以上述基本流程為基礎，根據原糧特性，將不同的加工工序科學合理的組合起來，并且達到一定的產品質量標準，就需要穩定可靠的非標件在各個工序中合理穿插搭配。而今常用的非標件用材輕薄，結構單一，組裝復雜，容易產生質量問題，從而影響整個糧食加工系統的工藝效果。因此，如何改進與優化成套非標件亟需深入研究。本文以碾米成套中的緩沖斗、調風門和剎克龍3種非標件為例，分析現今產品普遍存在的設計與制作等問題，提出改進和優化方案。

1 緩沖斗的設計改進與優化

緩沖斗在糧食加工成套中使用廣泛，不僅可以收集或分運物料、轉換運輸方式，更為重要的作用是提高整個生產和物流系統的可靠性。其中單個體緩沖斗通過配套專屬碾米設備起到物料暫存、緩送的作用，暫存功能可緩解產線生產壓力，緩送功能則大大降低碎米情況發生，保證物料的完好性，提高加工品質；多體聯合緩沖斗其主要作用是為色選機提供分級分料，可滿足不同產線對成品物料分類加工的要求，以實現整個生產過程中物流運輸方式多樣化、個性化。

首先傳統樣式的單體緩沖斗多為四方形如圖1所示，此結構簡單易于生產制作，但美觀度一般，圍板組合結構多為直角連接，物料流通時緩沖斗內壁連接處接觸為點接觸，流動性較差，長時間使用后會殘留堆積物料，造成堵塞堆料，影響生產進程。綜合美觀度及實際使用的方便性和制作統一性，對緩沖斗進行了設計改進和優化，如圖2所示。

將傳統式樣的四方形緩沖斗更改為八方對稱式結構，增強了視覺沖擊感，整體配套安裝后美觀度有很大的提高，同時解決了斗內物料點接觸的流動問題，將直邊四角更改為平面，物料在斗內流動轉為面接觸，增大了物料的流動性，降低了摩擦殘留堆積情況。且各零部件對稱拆分，制作效率高，存儲堆放占地小，具有統一性、互換性，打包運輸快捷，實用性等都有很大的提高。

多體連接緩沖斗則在單體八方斗基礎上實用新型改進，傳統式樣的多體連接緩沖斗均為整體焊接式，制作難度大，存放占地面積大，運輸周轉難，并且沒有可調整性，當配套的成套碾米設備升級更換，緩沖斗無法再次使用，只能更換與其相配套的結構，重新制作才可投入使用，這樣不僅造成了不必要的浪費，也影響整個生產線的正常運作。針對以上問題，整體結構更改為裝配式的多體緩沖斗，如圖3所示。整體樣式設計在單體緩沖斗結構之上進行升級，墻板分類與料斗出口數量均可根據成套碾米設備實際配置需求作出相應的改動和變更。組合方式多樣化，可根據加工需求選用不同組裝方式以滿足出料端奇偶數量要求，配套靈活性得以提高。并且解決了因變更碾米設備后無法再次使用的問題，節省成本的同時還不影響生產線的運作，具有較高的重復利用率。同時多體緩沖斗可根據實際生產需求，增加分隔板，滿足生產色選分隔要求。分隔板為整板填設，連接無死角也均為螺栓連接，根據實際生產要求任意調整。整體來看，一組多體組裝式緩沖斗就可滿足加工工序中色選、分選等多種加工要求。

整體裝配的理念，方便了安裝和變更調整，也便于運輸、節省運輸空間，提高了靈活性和機動性。

2 調風門的設計改進與優化

糧食加工成套中風網除塵系統是必不可少的一項工藝環節。良好的風網系統，可大大減低生產中產生的粉塵，以此降低對環境的影響，減少對操作人員的危害，并提高產品的質量[2]。而在整個風網系統中除了不同規格的風管彎頭外，非標化的調風門也是風網系統中不可或缺的重要組成部分。在風網系統中，調風門的主要作用是通過調節開合頁板的開合角度大小達到調整所在管路風力流量的目的。隨著成套加工產量的提升，所需的風量也隨之增加，此時管路中的調風門就起到了關鍵調節的作用。老式調風門結構簡單，如圖4所示，制作較為粗糙，開合阻力大，不便于操作，頁板與筒體間隙過大，影響風量調節效果。

通過改進和優化后，傳動軸兩側使用軸承固定（如圖5所示），使開合調節更為輕松，固定更為牢靠。筒體外側增設調節手柄與刻度提示，可直觀查看頁板開合角度，調節操作更為準確。同時為了防止頁板受管內風阻影響而發生轉動，增設調節固定鎖扣，有效地避免了風阻的影響，并改變了風網內部風力。與老式調風門結構相比，其密閉性良好，安裝便捷，開合靈活，讓操作人員在使用過程中更加順暢，風量控制更加準確，達到優化風網系統的目的。

3 剎克龍的設計改進與優化

整套碾米加工過程中會篩分出很多廢棄雜物，剎克龍和各沉降除雜系統也是必不可少的。由于剎克龍具有結構簡單、體積小、制作容易、造價低、分離效率高等特點，在各種糧食加工成套中廣泛應用，常作為卸料器和除塵器使用，為粉塵處理的初級凈化設備，用來收集糠粉粕末[3]。

傳統剎克龍種類眾多，如50型、55型、內旋型等，其中大米加工的成套中以下旋55型的剎克龍使用較為廣泛。常用規格有Φ 1 000、1 200、1 300、1 400、1 500mm，隨著成套加工生產對風量的要求增加，剎克龍的規格尺寸也隨之增加。

以筒體直徑為1 m的下旋55型剎克龍為例（參數見表1），對其進行改進和優化。下旋55型剎克龍的特點是自頂蓋端以螺旋形式向下延展成型，當含有粉塵或雜質氣流從氣口進入筒內的向下螺旋環形空間時，依靠螺旋頂面11o～13o的傾角時氣流向下做螺旋運動，而下端為錐形收縮結構，不但減少了入口的阻力，也能防止粉塵和雜質在圓筒頂部聚集，形成上端沉淀，下端收縮，既減少了下椎體中下旋氣流與上旋氣流的摩擦碰撞，又減小了渦流、短流的產生和二次粉塵的聚集形成，加快了粉塵和雜質的沉淀匯聚[4]。具有壓力損失小，分離效率高，處理量大等優點。凈化空氣的效率可達到90%。但不足之處在于錐體部分尺寸過長，整體偏高，占用空間大，下料制作難度大。此外，大米成套加工線上還有一種較為常用的玻璃剎克龍，除相同的工作原理外，玻璃剎克龍有著一個較為嚴重的不足之處就是過于脆弱，由于使用玻璃粘貼制作易受外力作用而破損，而且更換難度大。針對以上剎克龍特點與不足，對大米成套加工常用剎克龍進行設計改進與優化，如圖6所示。

匯集常規鐵皮制下旋55型與玻璃制下旋55型優缺點相結合，將超長下椎體整體成型改為下錐體分為高度相等的3段錐節，每段連接均使用螺栓加密封墊圈連接。降低了剎克龍制作成型的難度，減小了裝車運輸的空間。而玻璃剎克龍只需在常規剎克龍內側粘貼薄的玻璃均可，在不改變其使用性能的同時，增強了玻璃剎克龍的使用壽命和牢固性，不再使用大尺寸厚玻璃制作，也避免碰撞造成的破損，減小了運輸過程中造成的損失。為了方便對剎克龍的日常清理和維護，增設了清理手口，手口配有可調式搭扣鎖緊，開口活動門配有密封膠圈，關閉時可保證下旋55型的良好密閉性，清理時無需拆解，方便日常的清理維護。

4 結 論

非標件設計應用與制作工藝的優劣，直接影響著糧食加工成套的生產質量、生產效率和經濟效益。了解國內外糧油生產加工動態，吸收先進非標設計制作的經驗，參考國際標準[5]，使糧食加工生產穩定可靠，改善工作環境，降低了工人勞動強度，為糧食加工行業帶來良好的經濟效益，值得廣大制造廠商推廣應用。

參考文獻

[1] 孫武亮.糧食加工設計手冊[M].武漢：湖北人名出版社，1981：131.

[2] 朱永義.谷物加工工藝與設備[M].北京：科學出版社，2002：94.

[3] 舒在習.李少寅.大米加工廠稻谷儲藏技術[J].糧食加工，2014，39（3）：25-26+36.

[4] 周國淼.除塵設備設計[M].上海：上海科技出版社，1985：44-65.

[5] 張穎.糧油國家標準的發展現狀及問題分析[J].糧食科技與經濟，2020，45（4）：106-108.

Research on Application and Technology of Non Standard Parts in Grain Processing

Li Yu， Ruan Ximing

（ Hunan Chenzhou grain and Oil Machinery Co.， Ltd.， Chenzhou， Hunan 423000 ）

Abstract： In all kinds of complete sets of grain processing， non-standard parts are an essential part of them， and there are many kinds of them， such as brake dragon for dust removal， buffer bucket for temporary storage of material buffer， damper for air volume adjustment， etc. This paper will select several common non-standard parts from the application and production process， in-depth analysis. Taking the selected non-standard parts as an example， this paper puts forward the methods and measures of improvement and optimization from the aspects of design and production， so as to provide reference for peers and other grain processing enterprises.

Keywords： non standard parts， cyclone separator， air regulation， buffer bucket， improvement， optimization