В барабанных прессах наполнение матриц, прессование, выталкивание спрессованных брикетов, очистка пуансонов и их оттяжка перед наполнением  осуществляются без остановки барабана.

Это является большим преимуществом данной конструкции по сравнению с дисковыми прессами. Масса кусочков сахара, полученных на барабанных прессах, почти в 23 раза меньше массы бруска, получаемого на дисковых прессах,  а наружная поверхность в 9,3 раза меньше наружной поверхности того же бруска. Все это позволяет значительно сократить время сушки и охлаждения отдельных брусков сахара. Кроме того, на таких прессах значительно уменьшаются количество отходов и удельные затраты труда, облегчается процесс машинной расфасовки рафинада.

Пресс фирмы «Шамбон» (рис. 16.13) состоит из следующих узлов: станины 1; устройства 2 для установки кусочков сахара на кассеты; щеточно-натирочного механизма 3, барабана 4 с прессующим устройством; механизма для регулирования наполнения матриц 5; питателя 6; бункера 7; ограждения 8 и механизма 9 для очистки кассет.

 

Рис. 16.13. Ротационный барабанный пресс фирмы «Шамбон»:

1 – станина; 2 – устройство для установки сахара на кассеты; 3 – механизм щеточно-натирочный; 4 – барабан; 5 – механизм регулирования наполнения матриц; 6 – питатель; 7 – бункер; 8 – ограждение; 9 –механизм очистки кассет

 

Барабан (рис. 16.14) состоит из отдельных рабочих матриц 3 и промежуточных матриц, которые прикреплены к передней 1 и задней цапфам. На переднюю цапфу надета приводная шестерня 14. Обе цапфы установлены на подшипниках и вращаются на валу 7, который при помощи рычага 15, надетого на шлицы, фиксируется в определенном положении. На валу при помощи шпонок установлены два кулачка – левый 17 и правый 9. В отверстия матриц вставлены пуансоны 10, которые избираются в обойму 5 и прикрепляются к траверсе 6. Траверсы с левой и правой сторон имеют оси, на которые надеты подшипники 12. Последние входят в направляющие пазы неподвижных крышек 19. Пазы обеспечивают выполнение следующих операций: оттягивание пуансонов перед наполнением матриц рафинадной кашкой; подведение пуансонов к выступам кулачков для прессования; выталкивание спрессованных кусочков сахара на кассету; втягивание пуансонов «заподлино» с матрицей для очистки их от налипшего сахара и смазки.

Для удерживания сахара при  прессовании служит качающаяся плита 4, которая в период прессования при помощи кулачков и рычагов плотно прижимается к ротору пресса и вращается вместе с ним с той же угловой скоростью

 

Рис. 16.14. Продольный разрез барабана пресса:

1 – цапфа передняя; 2 – кольцо фигурное; 3 – матрица рабочая; 4 – плита; 5 – обойма; 6 –траверса; 7 – вал; 8, 11 – ролики; 9, 17 – кулачки; 10 – пуансон; 12 – подшипник; 13 – механизм для выталкивания спрессованного сахара; 14 – шестерня приводная; 15 – рычаг; 16 – ступицы плиты; 18 – съемная головка; 19 – крышка неподвижная с направляющим пазом

 

Барабан пресса (рис. 16.15) снабжен механизмами для изменения наполнения матриц рафинадной крышкой, выталкивания прессованных кусочков рафинада на кассеты и регулирования степени прессования сахара.

Механизм 6 для выталкивания прессованных кусочков сахара состоит из двух корпусов с нарезанными хвостовиками, в которых установлены ролики, способные перемещаться вместе с корпусом в радиальном направлении при помощи червячной передачи. Изменением положения роликов регулируют ход пуансонов. Кроме того, при набегании  головок траверсы пуансонов на левый и правый ролики возникает небольшой удар, способствующий лучшему удалению кусочков сахара из матриц.

 

Рис. 16.15. Барабан пресса:

1 – пуансон; 2 – обойма; 3 – траверса; 4 –головка траверсы; 5 – матрица; 6 – механизм для выталкивания сахара; 7 – вал; 8 –кулачок; 9 – червячная передача; 10 – вал; 11 – ось; 12 – плита; 13 – прессующие выступы; 14 – механизм регулирования степени прессования; 15 – матрица холостая; 16 – направляющий паз

 

Механизм для регулирования степени прессования сахара снабжен червячными передачами 9, на осях 11 которых находятся прессующие выступы, позволяющие изменять величину подъема пуансонов.

Механизм регулирования наполнения матриц на рисунке не показан. Он служит для изменения положения направляющего паза у роликов траверс в неподвижных крышках. Для этого четь пазовой дорожки занимает шарнир и червячный механизм, изменяющий его положение.

Работа пресса заключается в следующем (см. рис.16.15). в верхнем положении матриц их отверстия наполняются кашкой, поступающей из питателя. При  дальнейшем вращении барабана в зоне прессования к нему прижимается плита 12, которая вращается вместе с барабаном с той же угловой скоростью. Угол прессования составляют 40°. Затем плита возвращается в исходное положение.

В нижнем положении  матриц, когда блоки с прессованными кусочками рафинада находятся под кассетой, головки 4 траверс 3 пуансонов 1 набегают на ролики выталкивающего механизма 6, и кусочки сахара выталкиваются на кассету. После этого пуансоны выдвигаются так, что их торцы составляют единую поверхность с поверхностью барабана. В этот момент производится очистка пуансонов от приставших кристаллов сахара при помощи вращающейся нейлоновой щетки. Затем происходит натирка пуансонов специальной мастикой.

На прессах типа «Шамбон» получают кусочки сахара невысокой прочности. Их крепость на раздавливание не выше 1,5 МПа. Плотность кусочков сахара составляет 1,05…1,06г/см³,  а пористость – около 37%. Такой сахар-рафинад получил название быстрорастворимого. Пониженная крепость сахара затрудняет его транспортирование на дальние расстояния, так как кусочки легко разрушаются при вибрациях. Низкая плотность кусочков сахара требует повышенного расхода упаковочных материалов и увеличивает стоимость перевозок.

 

Техническая характеристика пресса фирмы «Шамбон»

Производительность, т/сут	50
Масса одного кусочка сахара, г	5,55
Размер кусочка сахара, мм	27,3х17,4х11,1
Плотность кусочка сахара, г/см3	1,05
Общее число матриц в роторе	36
Число гнезд в рабочей матрице	24
Частота вращения барабана пресса, мин-1	9
Оптимальная влажность рафинадной кашки, поступающей на прессование, %	1,7
Удельное усилие прессования, МПа	До 5
Мощность электродвигателя привода, кВт	8
Габаритне размеры, мм:
длина	1975
ширина	1920
высота	5000
Масса, кг	5000

 

Во ВНИИЭКИПродмаш разработана конструкция пресса, который позволяет получать кусочки сахара с крепостью на раздавливание до 3 МПа. При этом давление прессования может превышать 10 МПа. В этой конструкции пресса предусмотрено четыре периода прессования бруска сахара.

 

Рис. 16.16. Зависимость удельного давления прессования от величины перемещения пуансона (а) и плотности кусочков сахара от удельного давления (б)

 

На рис. 16.16.а представлен график зависимости удельного давления при прессовании сахара от величины перемещения пуансона h. Из графика видно, что процесс прессования рафинадной кашки протекает неравномерно. В первой зоне происходит не прессование, а свободное перемещение кристаллов сахара, так как удельное давление равно нулю. Максимальное давление во втором периоде прессования достигает 15% максимального, а в третий -50%.

Такое распределение удельной нагрузки по зонам не оптимально и может быть улучшено изменением профиля прессующего кулачка.

По характеру кривой сопротивления прессованию можно предположить, что циклическое прессование рафинадной кашки снижает максимальное значение удельного давления при прессовании по сравнению с однократным.

На рис. 16.16.б представлен график зависимости плотности брикетов от давления прессования. Из графика видно, что при использовании прессов многократного прессования с повышенным давлением значительно увеличивается плотность кусочков сахара и, следовательно, их прочность.