粮食加工成套非标件的设计改进与优化

李煜 阮玺铭

摘要：在各种粮食加工成套中，非标件是其中必不可少的重要部分，种类众多繁杂，例如除尘用刹克龙，物料缓冲暂存使用的缓冲斗，风量调节使用的调风门等。文章将从应用和制作工艺方面入手对缓冲斗、调风门、刹克龙三种常用非标件进行了深入分析，并针对其存在的问题与不足从设计、制作等多方面提出改进和优化的方法和措施，以期为粮食加工企业提供参考。

关键词：非标件；缓冲斗；调风门；刹克龙；改进；优化

中图分类号：TS210.3 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210331

粮食加工成套种类繁多，结构复杂，一套完整的碾米工艺流程为收货加工原粮，计量统计，原粮预清理去除杂质，进仓统一堆放，再次清理计量、去石、磁选去除无机物金属物等，砻谷糙米清理，谷糙分离，厚度机润糙，糙米进仓，糙米出仓过磁选，经过3～6道碾米，白米分级筛选，计量进仓统一存放，出仓计量磁选，白米碾米去杂抛光，2～4道色选磁选去杂，抛光精选，白米再次分级，白米长度精选计量，磁选去杂进仓存放，最后电子包装[1]。以上述基本流程为基础，根据原粮特性，将不同的加工工序科学合理的组合起来，并且达到一定的产品质量标准，就需要稳定可靠的非标件在各个工序中合理穿插搭配。而今常用的非标件用材轻薄，结构单一，组装复杂，容易产生质量问题，从而影响整个粮食加工系统的工艺效果。因此，如何改进与优化成套非标件亟需深入研究。本文以碾米成套中的缓冲斗、调风门和刹克龙3种非标件为例，分析现今产品普遍存在的设计与制作等问题，提出改进和优化方案。

1 缓冲斗的设计改进与优化

缓冲斗在粮食加工成套中使用广泛，不仅可以收集或分运物料、转换运输方式，更为重要的作用是提高整个生产和物流系统的可靠性。其中单个体缓冲斗通过配套专属碾米设备起到物料暂存、缓送的作用，暂存功能可缓解产线生产压力，缓送功能则大大降低碎米情况发生，保证物料的完好性，提高加工品质；多体联合缓冲斗其主要作用是为色选机提供分级分料，可满足不同产线对成品物料分类加工的要求，以实现整个生产过程中物流运输方式多样化、个性化。

首先传统样式的单体缓冲斗多为四方形如图1所示，此结构简单易于生产制作，但美观度一般，围板组合结构多为直角连接，物料流通时缓冲斗内壁连接处接触为点接触，流动性较差，长时间使用后会残留堆积物料，造成堵塞堆料，影响生产进程。综合美观度及实际使用的方便性和制作统一性，对缓冲斗进行了设计改进和优化，如图2所示。

将传统式样的四方形缓冲斗更改为八方对称式结构，增强了视觉冲击感，整体配套安装后美观度有很大的提高，同时解决了斗内物料点接触的流动问题，将直边四角更改为平面，物料在斗内流动转为面接触，增大了物料的流动性，降低了摩擦残留堆积情况。且各零部件对称拆分，制作效率高，存储堆放占地小，具有統一性、互换性，打包运输快捷，实用性等都有很大的提高。

多体连接缓冲斗则在单体八方斗基础上实用新型改进，传统式样的多体连接缓冲斗均为整体焊接式，制作难度大，存放占地面积大，运输周转难，并且没有可调整性，当配套的成套碾米设备升级更换，缓冲斗无法再次使用，只能更换与其相配套的结构，重新制作才可投入使用，这样不仅造成了不必要的浪费，也影响整个生产线的正常运作。针对以上问题，整体结构更改为装配式的多体缓冲斗，如图3所示。整体样式设计在单体缓冲斗结构之上进行升级，墙板分类与料斗出口数量均可根据成套碾米设备实际配置需求作出相应的改动和变更。组合方式多样化，可根据加工需求选用不同组装方式以满足出料端奇偶数量要求，配套灵活性得以提高。并且解决了因变更碾米设备后无法再次使用的问题，节省成本的同时还不影响生产线的运作，具有较高的重复利用率。同时多体缓冲斗可根据实际生产需求，增加分隔板，满足生产色选分隔要求。分隔板为整板填设，连接无死角也均为螺栓连接，根据实际生产要求任意调整。整体来看，一组多体组装式缓冲斗就可满足加工工序中色选、分选等多种加工要求。

整体装配的理念，方便了安装和变更调整，也便于运输、节省运输空间，提高了灵活性和机动性。

2 调风门的设计改进与优化

粮食加工成套中风网除尘系统是必不可少的一项工艺环节。良好的风网系统，可大大减低生产中产生的粉尘，以此降低对环境的影响，减少对操作人员的危害，并提高产品的质量[2]。而在整个风网系统中除了不同规格的风管弯头外，非标化的调风门也是风网系统中不可或缺的重要组成部分。在风网系统中，调风门的主要作用是通过调节开合页板的开合角度大小达到调整所在管路风力流量的目的。随着成套加工产量的提升，所需的风量也随之增加，此时管路中的调风门就起到了关键调节的作用。老式调风门结构简单，如图4所示，制作较为粗糙，开合阻力大，不便于操作，页板与筒体间隙过大，影响风量调节效果。

通过改进和优化后，传动轴两侧使用轴承固定（如图5所示），使开合调节更为轻松，固定更为牢靠。筒体外侧增设调节手柄与刻度提示，可直观查看页板开合角度，调节操作更为准确。同时为了防止页板受管内风阻影响而发生转动，增设调节固定锁扣，有效地避免了风阻的影响，并改变了风网内部风力。与老式调风门结构相比，其密闭性良好，安装便捷，开合灵活，让操作人员在使用过程中更加顺畅，风量控制更加准确，达到优化风网系统的目的。

3 刹克龙的设计改进与优化

整套碾米加工过程中会筛分出很多废弃杂物，刹克龙和各沉降除杂系统也是必不可少的。由于刹克龙具有结构简单、体积小、制作容易、造价低、分离效率高等特点，在各种粮食加工成套中广泛应用，常作为卸料器和除尘器使用，为粉尘处理的初级净化设备，用来收集糠粉粕末[3]。

传统刹克龙种类众多，如50型、55型、内旋型等，其中大米加工的成套中以下旋55型的刹克龙使用较为广泛。常用规格有Φ 1 000、1 200、1 300、1 400、1 500mm，随着成套加工生产对风量的要求增加，刹克龙的规格尺寸也随之增加。

以筒体直径为1 m的下旋55型刹克龙为例（参数见表1），对其进行改进和优化。下旋55型刹克龙的特点是自顶盖端以螺旋形式向下延展成型，当含有粉尘或杂质气流从气口进入筒内的向下螺旋环形空间时，依靠螺旋顶面11o～13o的倾角时气流向下做螺旋运动，而下端为锥形收缩结构，不但减少了入口的阻力，也能防止粉尘和杂质在圆筒顶部聚集，形成上端沉淀，下端收缩，既减少了下椎体中下旋气流与上旋气流的摩擦碰撞，又减小了涡流、短流的产生和二次粉尘的聚集形成，加快了粉尘和杂质的沉淀汇聚[4]。具有压力损失小，分离效率高，处理量大等优点。净化空气的效率可达到90%。但不足之处在于锥体部分尺寸过长，整体偏高，占用空间大，下料制作难度大。此外，大米成套加工线上还有一种较为常用的玻璃刹克龙，除相同的工作原理外，玻璃刹克龙有着一个较为严重的不足之处就是过于脆弱，由于使用玻璃粘贴制作易受外力作用而破损，而且更换难度大。针对以上刹克龙特点与不足，对大米成套加工常用刹克龙进行设计改进与优化，如图6所示。

汇集常规铁皮制下旋55型与玻璃制下旋55型优缺点相结合，将超长下椎体整体成型改为下锥体分为高度相等的3段锥节，每段连接均使用螺栓加密封垫圈连接。降低了刹克龙制作成型的难度，减小了装车运输的空间。而玻璃刹克龙只需在常规刹克龙内侧粘贴薄的玻璃均可，在不改变其使用性能的同时，增强了玻璃刹克龙的使用寿命和牢固性，不再使用大尺寸厚玻璃制作，也避免碰撞造成的破损，减小了运输过程中造成的损失。为了方便对刹克龙的日常清理和维护，增设了清理手口，手口配有可调式搭扣锁紧，开口活动门配有密封胶圈，关闭时可保证下旋55型的良好密闭性，清理时无需拆解，方便日常的清理维护。

4 结 论

非标件设计应用与制作工艺的优劣，直接影响着粮食加工成套的生产质量、生产效率和经济效益。了解国内外粮油生產加工动态，吸收先进非标设计制作的经验，参考国际标准[5]，使粮食加工生产稳定可靠，改善工作环境，降低了工人劳动强度，为粮食加工行业带来良好的经济效益，值得广大制造厂商推广应用。

参考文献

[1] 孙武亮.粮食加工设计手册[M].武汉：湖北人名出版社，1981：131.

[2] 朱永义.谷物加工工艺与设备[M].北京：科学出版社，2002：94.

[3] 舒在习.李少寅.大米加工厂稻谷储藏技术[J].粮食加工，2014，39（3）：25-26+36.

[4] 周国淼.除尘设备设计[M].上海：上海科技出版社，1985：44-65.

[5] 张颖.粮油国家标准的发展现状及问题分析[J].粮食科技与经济，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