物料气动筛选系统设计.doc

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摘要
当前物料筛选系统存在着筛选对象单一、筛选的标准不能满足筛选出优质的物料的条件、自动化程度不高等方面的缺点，使得筛选的物料品质较差。
针对以上问题，本课题设计的物料气动筛选技术根据物料的标准质量来进行物料筛选可以实现筛选出优质物料，所筛选的对象可以针对于多种物料，并且使筛选技术的自动化程度提高，减轻工人的劳动强度，提升物料品质，增加农作物的产量。
本应用研究课题重点在于设计物料气动筛选系统的设计。由于相关物料气动筛选系统的研究课题较少，资料短缺，国内外相关物料气动筛选系统的设计也比较少，故本应用研究有一定的难度，在设计的过程中，本应用研究课题主要针对气动技术方面的设计及其应用。
首先，优选出气动筛选系统，好的筛选系统才可以筛选出优质的物料，培育出优质的种苗；其次设计出气动筛选方案；第三步对干燥系统进行设计，主要针对干燥系统中干燥装置的设计；第四步对输送装置进行设计，主要针对输送的时间以及输送的结构的设计；第五步对控制系统的设计，针对输送速度的控制、干燥温度的控制、气压的稳定控制。
关键词：物料 干燥 气动技术 筛选系统 结构设计
The design of material pneumatic screening system
Abstract
The material screening system have some drawbacks: there is only single object for selection, the selection standard cannot meet the requirements to select high-quality materials, the automaticity is not high,as a result,the quality of the materials selected is poorer.
In reaction to the problems above, this pneumatic material screening technology designed in this thesis can achieve the selection of high-quality materials according to the standard mass of the materials. The objects selected can match different kinds of materials, and improve the automaticity, reduce the labor strength, better the quality  of materials, increase their production, thus increasing the revenues.
This application research topic is focus on the design of the material pneumatic screening system.Owing to lacking related research topic of the design of the material pneumatic screening system both in our country and foreign countries,so it is a little difficult for me to do application research.this application research is aim at pneumatic technology’s design and application.
Firstly, it’s about pneumatic material selecting system. The high-quality materials can be filtered by a good selecting system, which contributes to cultivating qualified seeding to improve the profits. Secondly, it’s about the design of pneumatic selection scheme. Thirdly, it’s about the design for drying system which mainly focuses on the dryer in it. Fourthly, the transportation is designed based on the time and structure. At last, it’s about the design of controlling system on the speed, drying temperature and the stability of press.
Key words:
Material, Dry , Pneumatic technology ,Screening system ,Structure design

目录
物料气动筛选系统设计 错误！未定义书签。
摘要 1
Abstract 2
第1章 绪论 5
1.1研究物料气动筛选系统的意义以及重要性 5
1.2物料气动筛选系统在国内外的研究现状及应用 6
1.3 物料气动筛选系统存在的问题 7
1.4 物料气动筛选系统拟采用方案 7
第2章 物料筛选系统的优选 9
第3章 物料气动筛选系统干燥系统的设计 11
3.1物料气动筛选系统干燥结构设计 11
3.2 物料气动筛选系统干燥大豆所需的温度 11
3.3 干燥系统电阻丝的选用 12
3.4 物料气动筛选系统干燥大豆所需的时间 13
第4章 物料气动筛选系统输送装置的设计 16
4.1 物料气动筛选系统输送结构设计 16
4.2 物料气动筛选系统输送结构输送带的长度计算 18
4.3 输送带所需的电动机的选用 19
第5章 物料气动筛选系统筛选装置的设计 20
5.1 物料气动筛选系统结构设计 20
5.2 筛选系统中通风机的选择 21
5.2.1 选取物料气动筛选系统的研究对象 21
5.2.2 通风机的机构组成以及原理 21
5.2.3 选择通风机的型号 23
第6章 物料气动筛选系统控制系统的设计 29
6.1 温度控制系统 29
6.2 输送带的速度控制系统 30
6.3气压控制系统 31
第7章 结论 33
致谢 34
参考文献 35

第1章 绪论
1.1研究物料气动筛选系统的意义以及重要性
随着社会的发展，科学技术也不断的更新，农业技术也不断的发展，筛选物料的技术也需不断的更新，这样才能跟上社会的发展，选出更好的种子，陪育出更好的种苗，提升物料的产量和物料的品质，是人们获得的收益更好。物料气动筛选系统，使筛选的物料品质更高，育出的种苗更好，使种苗的成活率更好，人们获得的收益更好。
传统的物料筛选系统，是利用机械振动或者圆整度来进行筛选，以这种方式筛选物种，效率虽然比较高，不过在这种筛选方式的筛选过程中只是利用物料的圆整度或者物料的颜色来区分物料品质的好坏，这种方式筛选出的物料圆整度或者物料颜色比较好，但是物料的内部结构不能够保证完好，例如物料的内部被虫子咬坏，内部不完整，或者物料在某些不知情的情况下外部被细微的破坏，而这种破坏不能让传统的物料筛选系统分辨出来，这样就影响到物料的种植品质，进而影响到育出种苗的品质，造成物料的减产，或者影响到制作食品的质量，使食品的品质下降使农民朋友的收益以及生产食品的厂家的收益降低。现设计的物料气动筛选系统，是利用物料的质量来进行筛选，可以避免因物料内部被破坏或者外部细小缺陷筛选错误。物料气动筛选系统，是根据物料的符合生产食品以及种植育种标准的质量，利用风压将不符合标准的物料吹起来，筛选出符合标准的物料，这些物料用来培育新种，可以提高种苗的品质，提高物料的产量，增加人民的收入，也可以用来制作食品，用这些物料制作的食品，可以提高食品的品质，保证食品的绿色健康化。
物料气动筛选系统是将机械、电气、气动以及控制集合在一起的机电一体化的筛选系统。物料气动筛选系统在筛选的物料中，特别是针对一些珍贵的药材、小型食品、以及农业产品的筛选，相比传统的筛选系统，凸显出物料气动筛选系统的独特性以及其优越性，想必在不远的将来，物料气动筛选系统将会得到广泛的应用，在农产品以及医疗的应用上更是广泛以及普遍。
该物料气动筛选系统的研究以及广泛使用将会造福于人类，为人类的生产筛选提供优质的物料，减轻人们的劳动强度，降低对物料干燥以及物料筛选的成本，增加人们的收益，故可见物料气动筛选系统的研究与开发是非常重要的。
1.2物料气动筛选系统在国内外的研究现状及应用
随着社会的发展以及人们的需要，物料气动筛选系统也需更准确的筛选出物料，因此对物料筛选系统提出了更高的要求，物料气动筛选系统必须具有可以将完整且内部结构不被破坏的物料筛选出来的功能，并且需要具有一定的筛选效率，本研究课题所设计的物料气动筛选系统，相比于传统的利用机械振动或者颜色分选提升了许多。
在当今的世界发展中，对物料进行筛选，育出更好的珍贵药材、农作物以及筛选出好的食品加工材料显得越来越重要，故物料气动筛选系统的应用会越来越广泛，相应的对于物料气动筛选系统的设计也应运而生。
目前，国内外的筛选技术主要针对于药物的筛选，而现代药物筛选技术主要是应用白鼠等试验动物作为观察药物作用的对象，随着科学技术的发展，人们对药物的需求量的增加，传统这种对药物的筛选技术，已经不足以满足社会的发展，因此可以快速筛选大量的药物筛选技术已经是人们的重要研究内容，因此人们研究出来了高通量药物筛选技术，这种技术的研究产生，解决了人们对药物的需求量的增加问题。
目前，国内外已有新药筛选技术简称“HTS”，这种技术自提出以来，一直备受关注，一些西方大的制药公司纷纷投入大量的资金、大量的人力以及大量的精力来研究和开发这项前言技术，并且利用它来进行筛选药物。新药物筛选技术的提出促发了物料筛选系统的研究的新篇章，使人们的生活质量得到提高，造福于人类，为人类提供便利，提高人们的物质生活水平。目前，国外很多制药公司对新药筛选技术产生浓厚的兴趣，全世界大概有一百多家制药公司和科学研究机构已经对这一项目进行研究以及开发。2004年，中国科学院上海药物研究所和美国一家公司签订了合作协议，共同研究具有世界先进水平的新药筛选技术。2000年，江苏省建立了“新药筛选中心”，“江苏省新药筛选中心”建立以来吸收国内外的先进技术，不断地发展，不断地改进筛选机构，现在已经具有一定的规模[1]。
这种技术的产生，虽然暂时的解决了人们药物的筛选问题，但是对于人们药物需求量的问题仍然有一定的挑战。传统的筛选技术不能适应多基因疾病和病毒等相关的治疗药物研究，但是高内涵筛选简称“HCS”，这种技术的研究开发，改善了药物筛选技术的水平。在1997年，美国公司成功地研究开发创立了第一个高内涵药物筛选技术平台，这一高内涵药物筛选技术的产生，为药物筛选技术的研究起到了促进作用。HCS和HTS相比来讲，HCS有许多方面超过了HTS。HTS技术是以快速、高的特异性以及高的灵敏度在全世界的药物筛选技术研究方面得到重视，但是这种筛选技术是针对单个的药物的作用靶分子，不能完全的反应出被筛选的药物的生物特性，然而HCS药物筛选技术超越了HTS药物筛选技术，HCS药物筛选技术是针对多个药物的作用靶分子，HCS药物筛选技术是以细胞为基础单位来获得药物的信息，而HTS筛选技术是以微板孔为基础单位来获得药物的信息，根据两种药物筛选技术的获取信息的来源显示，HCS药物筛选技术更有针对性，准确度更高，所筛选获得的药物更具有针对性，可以筛选出更好的药物，可以满足人们对药物的需求量，使人们的生活质量水平以及健康水平得到应有的提高[2-3]。
根据对于新药筛选技术来讲，国内外对其技术研究已经比较成熟，并且在药物筛选方面应用比较广泛，但是对于其他物料例如农作物、人们食品的筛选技术有所欠缺，应用物料气动筛选技术的也相对较少，在对于物料气动筛选系统的研究也不是很多。
1.3 物料气动筛选系统存在的问题
目前，国内外的物料筛选系统都是一些针对医学药物的筛选技术，对于医学药物方面的筛选技术也有了一定的成果，对于药物的筛选技术也不是应用气动筛选的技术，故其自动化的层度不是很高，不能更好的节省人力物力，并且在对于研究以及应用于其他物料例如农作物、人们食品等方面的筛选技术也欠缺了许多，不能使这项技术得到广泛的使用，不能为人类获得的价值达到最大化。
目前的筛选技术都是根据物料的圆整度、粒径以及色泽来进行筛选，故其筛选优质的物料有一定的缺陷，不能全部保证筛选的物料为优质的物料。
1.4 物料气动筛选系统拟采用方案
物料由物料口落入为物料气动筛选系统提供热量的输送带上，将物料在适宜的温度下干燥，并且多级输送干燥，保证物料可以去除掉一定的水分，干燥完毕输送带将被干燥过的物料输送入风选风送的机构中，在这个机构中安有通风机，通风机为系统提供风力风压，将不符合标准的物料吹起来，符合标准的物料继续在输送带上输送出来，将输送带输送出来的符合标准的物料进行收集，并且保持干燥，留作物料的种子，或者制造优质的食品，而不符合标准的物料用去制作其他动物的食物或者用于其他工业生产。
首先，优选出气动筛选系统，好的筛选系统才可以筛选出优质的物料，培育出优质的种苗，提高人们的收益，其次对干燥系统进行设计，主要针对干燥系统中干燥装置的设计，第三步对输送装置进行设计，主要针对输送的时间以及输送的结构的设计，第四步对筛选系统进行设计，确定所需的风压，以及所用的风机，第五步对控制系统的设计，针对输送速度的控制、干燥温度的控制、气压的稳定控制。
首先对风选风送方面书籍的了解并且通过这些书籍进行理论计算，把气动筛选装置的气压的确定下来，通过筛选种子所需气压以及所需风量的确定，选择出能提供这些条件的风机，根据物料筛选的实际效果以及所需的条件，对气动回路进行方案设，根据物种的输送中所需经过的环节，来设计输送机构以及干燥结构，保证物种在输送过程中的稳定性以及去水度，通过将各环节的理论设计相结合，最终完成设计。
第2章 物料筛选系统的优选
目前物料筛选系统主要有根据物料的圆整度、色泽、粒径来进行物料筛选。
根据物料圆整度的筛选技术，其筛选的原理是利用物料的外轮廓完整，或者物料的形状规则来进行物料筛选，这种利用物料圆整度的筛选技术的优点：
（1） 筛选的物料的外形很完整。
（2） 筛选的设备简单。
（3） 筛选所需的时间短。
（4） 成本较低。
缺点：
（1）筛选所得的物料内部结构不能得到保证，可能有缺陷。
（2）物料的外部有细微缺陷，该筛选系统不能检测出来。
利用物料色泽的筛选技术，其筛选的原理是利用物料的颜色的深浅以及是否为异色来进行筛选，颜色过深、颜色过浅以及物料为异色被筛选出去，留下颜色深浅适当的物料。这种利用物料色泽的筛选技术的优点：
（1） 筛选所得的物料的色泽很好。
（2） 筛选的过程简单。
缺点：
（1） 筛选所得的物料的品质得不到保证，外部或者内部结构有缺陷，不能筛选出来。
（2） 筛选所需的时间较长。
（3） 设备的成本较高。
利用物料粒径的筛选技术，其筛选的原理是利用物料的直径的大小来进行筛选，粒径过大或者过小的筛选出去，留下粒径适中的。这种利用物料粒径的筛选技术的优点：
（1） 设备的结构简单。
（2） 设备的成本低。
（3） 筛选所得的物料的粒径适中。
（4） 筛选的过程简单。
缺点：
（1） 筛选所得的物料内部结构是否被破坏，不能检测出来，故筛选所得的物料的品质得不到保证。
（2） 筛选所需的时间稍长。
现所设计的物料气动筛选系统，其工作原理是首先利用水分遇热蒸发将物料去除一定的水分，使其物料干燥，其次利用通风机提供的风压将不符合标准的物料吹起来，符合标准的物料在输送带上继续输送出来，收集并且保持干燥，用于培育优质的新种，或者制作优质的食品，不符合标准的物料也收集起来用作制作其他的物品。
物料气动筛选技术的优点：
（1） 筛选所得的物料的品质可以得到保证。
（2） 筛选的物料无需再干燥。
（3） 自动化程度高，节省大量的人力物力。
（4） 筛选用时较短。
（5） 绿色化。
缺点：
（1） 设备成本高。
（2） 结构复杂。
（3） 设备在运作时会产生一定的噪声。
（4） 定期的为设备除尘除水。
针对以上几种物料筛选技术的对比，物料气动筛选系统，筛选所得的物料品质很高，使得培育的新种的成活率以及产量增加，进而使人们获得的收益增加。该系统的应用范围也广泛，可大量的应用于药物筛选、农作物筛选等方面，其自动化的程度也高于其他几种筛选技术，这会降低工人的劳动强度，降低筛选以及干燥过程的所花费的人力物力。
第3章 物料气动筛选系统干燥系统的设计
3.1物料气动筛选系统干燥结构设计
物料气动筛选系统在进行筛选之前是需要给物料干燥去水，所以在输送的过程中，需要设计物料干燥机构。物料干燥机构的设计有以下两种方案：
方案一：在输送的过程中，烘烤位置的机箱中的输送带的中间位置加有电阻式电阻丝板，如图3-1，为输送系统提供热量，使物料在输送的过程中被烘烤，使物料的水分蒸发掉一部分，为后面的气动筛选系统做好筛选准备。

图3-1 电阻丝板式输送机构简图
方案二：在输送的过程中，多层输送装置的外侧是包有一个集中的烘烤机箱，物料在机箱输送的过程中，由这个烘烤机箱提供热量，干燥物料。
方案一的优点是在于温度方便控制，不会破坏物料的内部结构，缺点是生产该设备的价格要稍高一些。方案二的优点是价格低一些，缺点是温度不好控制，温度过高会破坏物料的内部结构，反而会造成严重的浪费，温度过低不能使物料的水分达到一定标准，筛选的物料就不是优质的物料，这两种情况都不能使物料达到最终想得到优质的物料的目的，最终导致物料的品质下降，培育新种的种苗不理想，物料产量下降，使人们的收益下降。两种方案对比下来，方案一的优势要明显大于方案二的优势，方案一虽然造价高些，但是筛选所得到的物料达到标准的物料明显高于方案一，给人们带来的利益也高于方案一，故现物料气动筛选系统的干燥装置采用如图3-1所示的方案一。
3.2 物料气动筛选系统干燥大豆所需的温度
东北地区是农作物大豆的主要生产地区，由于刚收割获得的大豆的水分比较高，一般在16.4%～18.2%之间，人们对于大豆的干燥主要是人工晾晒处理，这种处理方法，所需的人们晾晒费用很高，大豆结构以及外部被破坏的层度增高，杂质也比较多，晾晒的工人的劳动强度也很大。农作物大豆一般称为农作物中的规章，大豆不仅含有丰富的脂肪，还含有大量的蛋白质，根据国内外利用超速离心方法蛋白质的水溶液，当加热的温度超过70摄氏度时，蛋白质的水溶液会产生浑浊现象，当温度达到90摄氏度时，蛋白质的水溶液中会有沉淀物析出，这说明了大豆的蛋白质具有一定的热变性。因为温度过高，大豆的内部蛋白质分子运动剧烈，破坏了蛋白质分子的天然结构，致使大豆的蛋白质溶解度以及其理化性质发生改变，根据这一情况，可以将烘干大豆所需的温度设定控制在50摄氏度到70摄氏度之间。
3.3 干燥系统电阻丝的选用
根据干燥大豆所需的温度70，即电阻丝所需的温度为70。电阻丝由常温20度升至70，温度变化，热量，工业电压为380V，.
表3-1 电阻丝的相关参数
线径（mm）
截面积（mm2）
每米表面积（cm2/m）
Cr20Ni80
Cr30Ni70
Cr15Ni60
每米重量kg/m
每米电阻，20
每米重量kg/m
每米电阻，20
每米重量kg/m
每米电阻，20
0.31
0.07548
9.739
0.0006340
14.44
0.0006114
15.63
0.006189
14.84
0.35
0.09621
11.0
0.0008082
11.33
0.0007793
12.26
0.0007889
11.64
根据表3-1所示，本课题干燥装置采用Cr20Ni80电阻丝，其线径为0.31mm的型号。
3.4 物料气动筛选系统干燥大豆所需的时间
已知的大豆相关参数：
（1）原料大豆的处理量G=50t/d≈2080kg/h；
（2）原料大豆：进入干燥机构的温度，含水分；
（3）产品大豆的输送出的温度，大豆所含的水分；
（4）大豆的烘干温度；
（5）空气的进口温度；
（6）空气的排出温度；
（7）热风的进入干燥的温度。
物料的计算：
（1）物料计算示意图：
（2）原料大豆中的水分以及干物质量:
。
（3）蒸发的水分以及产品大豆:
（3-1）
（3-2）
根据公式4-1和4-2可得。
产品大豆中的水分。
热量的计算：
（1）干燥物质需要物质吸收热量即（）
（3-3）
式中—干物质量，—大豆平均比热
根据公式2-3所得。
（2）20（）的水变成70（）的水所需的热量即（）
（3-4）
式中—水的比热容
根据公式2-4所得。
（3）蒸发水所需要的热量即（）
（3-5）
式中i—温度70时水蒸气的潜热，取值2435kj/kg
根据公式4-5所得。
（4）总热量即（）
（3-6）
式中1.1—热量损失
根据公式2-6所得。
烘干大豆所需的时间的设计：
根据相关的实际经验，初始设定对大豆加热烘干所需的时间为300s。
计算水分的相关条件：原料大豆实际含水量由16%降至10%时，对应的干基含水量由19.1%降到11.1%。烘干大豆所需的时间即() （3-7）
式中—平衡含水率，取值0.05
—临界含水率，取值0.0539
—干燥速度，取值1.2
—干物料量
—大豆干基含水量
水分为10%时临界含水量的烘干所需要的时间：

‚水分为16%时临界含水量的烘干所需要的时间：

则对大豆加热烘干所需要的时间：

所以通过理论计算对于农作物大豆加热烘干所需要的温度是70，所需要的加热烘干理论时间是283s，由于在加热烘干的过程中大豆是在输送带上被加热烘干，在此过程中，大豆是随着输送带的输送而运动，并且大豆由第一级输送带输送到第二级输送带时，未被干燥系统加热干燥，所以有一定的误差，故理论计算所得的加热烘干时间小于实际的设定时间，所以对大豆设置的加热烘干时间设置为300s合理。

第4章 物料气动筛选系统输送装置的设计
4.1 物料气动筛选系统输送结构设计
物料气动筛选系统，物料在实现气动筛选之前是需要干燥去除一定水分的，现设计采用的是多层输送，层层干燥，物料气动筛选系统输送结构的设计有以下几种方案：
方案一：采用如图4-1方式输送，这种方式的工作原理是物料由入料口落入第一级输送带上，第一级输送带将物料输送到第一级输送带的末端，然后落在第二级输送带上，第二级输送带再将物料输送到第二级输送带的末端，然后落入第三级输送带上，以此类推，在此过程中，供热系统为系统提供热力，对物料进行烘烤，去除掉物料的一定水分，使物料干燥，最后落入安有气动筛选装置的机构位置，进行筛选、输送出符合一定标准的物料。
方案一的优点：
（1）结构简单。
（2）供热完全，去除物料的水分可达到一定标准。
（3）价格低廉。
（4）占用空间较小。
（5）输送连续。
方案一的缺点：
物料在第一级输送带落到第二级输送带的时候，物料会由于弹力，被弹起。

图4-1 输送机构示意图1
方案二：采用如图4-2方式输送，这种方式的工作原理与方案一的工作原理相似。
方案二的优点：
（1）结构简单。
（2）价格低廉。
（3）占用空间较小。
（4）输送连续。
（5）输送较稳定
方案二的缺点：物料在第一级输送带落到第二级输送带的时候，物料会由于弹力，被弹起。物料在输送的过程中，由于输送带有一定的坡度，会使物料滚动，物料被烘烤的不完全，致使物料干燥烘烤结构不能去除掉一定的水分，不会使物料达到标准，筛选的物料的品质下降，培育的物料新种苗品质下降，产量不会得到增产，人们的收益提升不多。

图4-2 输送机构示意图2
方案三：采用如图4-3方式输送，这种输送方式的工作原理是物料由入料口落入第一级输送带上，第一级输送带将物料输送到第一级的末端，物料落入第一级带有V型口的圆盘上，圆盘转动，将收集在圆盘V型口内的物料输送到第二级输送带上，第二级输送带将物料输送到第二级输送带的末端，再将物料落入第二级带有V型口的圆盘上，圆盘再转动，再将收集的物料输送到第三级输送带上，以此类推，在此过程中，供热系统为系统提供热力，对物料进行烘烤，去除掉物料的一定水分，使物料干燥，最后落入安有气动筛选装置的机构位置，进行筛选、输送出符合一定标准的物料。
方案三的优点：
（1） 物料干燥完全。
（2） 输送稳定。
方案三的缺点：
（1）结构复杂。
（2）价格稍高。
（3）输送不连续
（4）在输送带和带有V型口的圆盘间有摩擦，磨损输送带以及V型圆盘。

图4-3 输送机构示意图3
根据以上三种方案的优缺点对比显示，物料气动筛选系统输送结构现采用方案一，方案一的机构简单，便于设计，节省材料，价格便宜，方案一在输送过程中，对去除物料的水分可以达到一定标准，可以为气动筛选机构提供含有一定水分的优质可筛选的物料，方案二虽与方案一的原理相同，但其对物料去除一定水分有一定影响，故物料气动筛选系统输送结构不适合选用方案二，方案三虽然干燥完全，输送稳定，相比于方案一有一定优势，但是方案三输送不连续，结构复杂，对输送带以及圆盘的磨损比较大，故所消耗的费用要高，不符合本设计的条件。方案一相比于方案二和方案三有着明显的优势，故现物料气动筛选系统输送机构的结构选用方案一方式。
4.2 物料气动筛选系统输送结构输送带的长度计算
根据理论计算可知物料大豆所需要的干燥时间是300s，由于所设计的物料气动筛选系统可以完成筛选的筛选机的占地面积有限，再考虑到所设计的筛选机的安装稳定性，以及使用的稳定性，则所需要设计的输送带的长度不能过长，过长容易导致气动筛选机的干燥机箱过大，安装的输送带干燥结构要多，故现采用降低输送带的输送速度，这样既可以满足大豆所需的干燥时间又可以减少输送的长度，使输送带的安装减少，对物料气动筛选系统整体的安装减少，减少物料气动筛选机的占地面积，减轻物料气动筛选机的整体质量，使物料气动筛选机稳定性更高，制作该设备的资金减少，使其销售价格降低，有利于生产厂家以及消费者的收益水平，为人们创造的价值更高。
初设输送带的输送速度为2m/min，则所需要的单面输送带物料经过加热烘干的总长度为10m，如若将加热烘干设置成五层，每层经过加热烘干的长度为5m，满足设计的要求，制作的设备稳定性满足条件。
故现设定的输送速度为2m/min,单级输送带的长度为5m。
4.3 输送带所需的电动机的选用
电动机的工作功率
(4-1)
-工作机所需工作效率
-由电动机至工作机主动端运输带的总效率
(4-2)

-工作机的工作阻力，10000N

表4-1 电动机参数表
电动机型号
额定功率/kW
同步转速/（r/min）
堵转转矩
最大转矩
质量/kg
额定转矩
额定转矩
Y80M1-4
0.55
1500
2.4
2.3
17
Y90S-6
0.75
1000
2.0
2.2
23
Y80M2-4
0.75
1500
2.3
2.3
18
根据所求以及表4-1所得，选用Y80M1-4该型号的电动机为输送带提供动力。

第5章 物料气动筛选系统筛选装置的设计
5.1 物料气动筛选系统结构设计
方案一：将通风机安装在最终筛选位置特制输送带的下侧，由输送带下侧的通风机向上方提供风力，通风机为系统提供风压，将经过前期烘干而不符合标准的大豆吹起来，而符合标准的大豆留下来，然后，留下来的大豆由特制输送带输送出来，最终，将符合标准的大豆收集起来，并保持干燥，留作大豆种子培育新的大豆种苗增加大豆的产量，提高人们的收益，或者留作制作食品为人们提供健康绿色的食品，而不符合标准的大豆收集起来，留作制作动物饲料。
方案二：将通风机安装在最终筛选位置的左（右）侧，由通风机向右（左）侧吹风，提供风压将大豆吹到右（左）侧，在右（左）侧设置两个收集格子，两个格子竖直高度距离大豆开始从传送带落下的位置有一定的高度。大豆由传送机构落下，此时大豆在向右（左）侧有一定的速度，由于大豆开始落下的初始位置距离两个格子的竖直距离有一定的高度，需要一定的时间落到格子处，根据这个时间以及大豆水平的速度来计算符合标准的大豆和不符合标准的大豆的临界位置所需要的风压及其风力，符合标准的大豆落入靠近通风机一侧的收集格子里，不符合标准的大豆则被吹入远离通风机的收集格子中，这样达到物料气动筛选系统的筛选作用。
方案一的优点：
（1）通风机提供风压可直接将大豆筛选出来。
（2）设计过程中的计算量较少。
（3）稳定性较高。
（4）准确性较高。
（5）安装方便。
方案一的缺点：
（1）筛选大豆所需要的风压要大一些，故需要的通风机功率要大些，消耗的能量多一些。
（2）占用的场地面积要大些。
方案二的优点：
（1）筛选大豆所需要的风压小，通风机的功率小，消耗的能量少。
（2）输送的设备少，占用场地面积小。
方案二的缺点：
（1）设计过程所需的计算量大。
（2）稳定性不高。
（3）系统的准确性不高。
（4）安装不方便。
两种方案各有优点各有缺点，两种方案对比起来方案一的准确性、稳定性、理论计算量小以及安装方便都高于方案二，故现采用方案一来设计物料气动筛选系统的整体通风机的安装位置。
5.2 筛选系统中通风机的选择
5.2.1 选取物料气动筛选系统的研究对象
根据相关资料的查询可查取农作物大豆的相关数据，农作物也是人们生活的必需品。社会的发展、经济的提高，也离不开农作物的所产生的基础经济，农作物产品的产量以及品质的提高，有利于带动以及促进农民经济的发展，为人们的生活提供保障，使其生活水平得到提升，农作物品质的提升，有利于生产食品的制造商制作出优质的食品，提高生产食品的厂家的利益，并且也可以为人们提供健康、绿色、优质的食品。故现本设计选取农作物大豆为研究对象。
5.2.2 通风机的机构组成以及原理
通风机的基本组成元件
离心式通风机主要由电动机、机箱外壳、叶轮、进口集流器、导流片、联轴器以及轴等零部件组成。离心式通风机的旋转式叶轮的作用是使在通风机内部的空气获取能量；离心式通风机的蜗壳的作用是，收集空气，并且有效的将通风机的机械能转化成空气的压力能，为系统提供所需要的压力能。
通风机的基本原理
离心式通风机的叶轮片旋转，使在离心式通风机内部的空气产生动能，然后经过离心式通风机的蜗壳和蜗壳出口位置，将一部分的离心式通风机的内部空气的动能转化成静压，这样离心式通风机的出口位置就具有一定的压力能，这个压力能为其他的系统提供动力、能量以及压力。
通风机的作用
通风机一般应用在工厂、矿井等的通风、去除尘粒以及冷却物品；在锅炉工业炉方面起到通风以及引风的作用；在空调设备方面起冷却通风的作用；在农作物以及医疗药物等方面，通风机用于对物料的筛选。
通风机的性能
通风机的流量、压力、功率、效率和转速这些都是通风机的主要的参数，通风机的噪声以及振动的大小也是通风机的相关可参考的数值。通风机的流量称为风量，表示为以单位时间内流过通风机的气体体积。通风机的压力称为风压，表示为气体在通风机内压力所升高的值，风压有静压、动压、全压的三种区分，全压是通风机出口位置的全压力与进口位置的全压力的差值；静压是通风机出口位置的静压力与出口位置的静压力的差值；动压是出口位置气体流动平均速度的动压。全压等于静压加上动压。
通风机的分类
根据气体流动的方向不相同，通风机一般主要分为离心式通风机、轴流式通风机、斜流式通风机以及横流式通风机等类型。
离心式通风机运作时，电动机通过电力驱动叶轮在蜗壳内旋转，空气由叶轮中心位置被吸入，因为叶片会对气体产生动力作用，使气体的压力升高以及使气体的速度增加，并且在离心力的作用下将气体顺着叶片管道吹向机箱外壳，由排气口将气体排出。小型的离心式通风机叶轮直接装在电动机轴上，大型的离心式通风机要用联轴器或者其他传动方式与电动机连接在一起。叶轮是通风机中最主要的零部件，叶轮的尺寸、数目、制作的精度以及叶轮的几何外形都对离心式通风机的性能有一定的影响。故要确保离心式通风机可以稳定的运转，需要对叶轮的静平衡以及动平衡进行校正。根据叶片出口位置的不同，叶轮又分为前向型、径向型以及后向型。
轴流式通风机运作时，电动机通过电力驱动叶轮在机壳内旋转，空气从集流器进入通风机，经过叶轮来获取能量，提升空气的压力以及提高空气的速度，最后顺着轴向的位置排出空气。根据轴流式通风机的布置不同，可将轴流式通风机分为立式轴流式通风机、卧式轴流式通风机以及倾斜式轴流式通风机。轴流式通风机主要由叶轮、机壳、集流器以及传动装置等零部件组成，叶片越多，所获得的风压越大，风量越大。
斜流式通风机运作时，空气是以与轴向有一定角度的方向进入叶轮，获取能量。
横流式通风机运作时，空气是从转子外侧进入叶轮，获取能量。这种通风机的尺寸小转速比较低，但是横流式通风机的效率高，不会影响空气的流动，比较适合安装在小型的设备上，用于冷却或者通风。
离心式通风机机构的二维示意简图如图6-1所示：

图5-1 离心式通风机二维示意简图
5.2.3 选择通风机的型号
研究对象大豆的相关参数见表5-1。

表5-1 大豆的相关参数

物料名称
重度
（）
沉降速度
（）
风速
（）
大豆
1.18～1.22
10.0
18～30
大豆一百粒的重量一般为14～18克。
物料气动筛选系统针对大豆所需风压的计算
大豆的风速是18～30米/秒，现取其风速的中间值24米/秒。输送带的宽度有：B200、B300、B400、B500、B600、B650、B800、B1000、B1200、B1400、B1600、B1800、B2000等常用型号（B代表输送带的宽度，单位是毫米），现设计是小型物料气动筛选系统，故选择B200这一型号的输送带。
初设通风机的出风口的宽度为150mm。
风速的计算公式：
（5-1）
或者 （5-2）
—空气的重度
—重力加速度
—空气的动压
—风速
风量的计算公式：
（5-3）
—管道中的风量（）
—管道的横截面积（）
—风速（）