CC BY
16
Научная статья УДК 614.84:631.3
Автоматическая система пожаротушения самоходных сельскохозяйственных машин
Иван Петрович Адылин, Андрей Сергеевич Шилин
Брянский государственный аграрный университет, Кокино, Брянская область, Россия
Аннотация. По результатам анализа пожарной обстановки на транспорте в сельскохозяйственном производстве показано, что наиболее вероятным местом возникновения пожара является подкапотное пространство транспортного средства. Предложена автоматическая система пожаротушения самоходных сельскохозяйственных машин, включающая управляющее устройство, датчики огня и дыма, исполнительные механизмы и непосредственно огнетушащий элемент. Отталкиваясь от областей чувствительности датчиков, проведён анализ точек установки датчиков огня в подкапотном пространстве. Произведён подбор огнетушащих веществ для работы системы на транспортных средствах как с закрытым, так и открытым подкапотным пространством. В качестве датчиков огня предложено применять датчики инфракрасного излучения, формируемого пламенем. Относительно существующих датчиков огня получены данные пространственной области чувствительности. Предложено оптимальное расположение датчиков в подкапотном пространстве. Представлена управляющая программа устройства в среде программирования FLProg. В качестве управляющего устройства предложена плата разработки устройств Arduino Uno.
Ключевые слова: самоходная сельскохозяйственная машина, подкапотное пространство, пожарная обстановка, автоматическая система пожаротушения, FLProg, Arduino Uno.
Для цитирования: Адылин И.П., Шилин А.С. Автоматическая система пожаротушения самоходных сельскохозяйственных машин // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2023. № 1 (99). С. 99 - 106.
Original article
Automatic fire extinguishing system for self-propelled agricultural machines
Ivan P. Adylin, Andrey S. Shilin
Bryansk State Agrarian University, Kokino, Bryansk region, Russia
Abstract. Based on the results of the analysis of the fire situation in transport in agricultural production, it is shown that the most likely place for a fire to occur is the engine compartment of a vehicle. An automatic fire extinguishing system for self-propelled agricultural machines is proposed, including a control device, fire and smoke sensors, actuators and a fire extinguishing element itself. Starting from the areas of sensitivity of the sensors, an analysis was made of the points of installation of fire sensors in the engine compartment. The selection of fire extinguishing agents for the operation of the system on vehicles with both closed and open engine compartments was made. As fire sensors, it is proposed to use sensors of infrared radiation generated by a flame. Regarding the existing fire sensors, data on the spatial sensitivity area were obtained. The optimal location of the sensors in the engine compartment is proposed. The control program of the device in the FLProg programming environment is presented. The Arduino Uno device development board is proposed as a control device.
Keywords: self-propelled agricultural machine, engine compartment, fire situation, automatic fire extinguishing system, FLProg, Arduino Uno.
For citation: Adylin I.P., Shilin A.S. Automatic fire extinguishing system of self-propelled agricultural machines. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2023; 99(1): 99-106. (In Russ.)
Позиция антропоцентризма человечества определяет стремление к постоянному улучшению его жизнедеятельности. С этой целью существует надстройка над природой - техносфера. Параллельно с положительными сторонами такого развития техносфера несёт и отрицательные. Эти отрицательные моменты включают как минимально негативные - материальные потери, так и максимально негативные - человеческие жертвы. Одной из таких отрицательных сторон являются пожары. Учитывая, что транспортные средства активно используются в человеческой деятельности, они несут особую опасность.
Статистические данные за 2021 г. [1] по местам возникновения пожаров на транспортных средствах представлены на рисунке 1.
В процентном соотношении эти данные представлены в таблице 1.
Как видно, из общего числа пожаров 54 % составляют пожары в отсеке двигателя. При этом более 58 % погибших зафиксировано при возникновении пожара в салоне/кузове транспортного средства. Также большинство травмированных людей - 41 % - зафиксировано при возгорании транспортного средства в салоне/ кузове транспортного средства. Это связано с непосредственным воздействием вредных и опасных факторов на людей, находящихся в салоне/кузове. При всём прочем по результату возгорания в отсеке двигателя зафиксировано более 21 % погибших и более 32 % травмированных людей.
Относительно сельскохозяйственного производства данная проблема также актуальна как для всего сельского хозяйства [2], так и для самоходных сельскохозяйственных машин ввиду условий их работы (температурный режим, временной режим, запылённость и загазованность, сложность конструкции с нагруженными элементами и узлами и пр.).
Материал и методы. Одним из путей решения представленной проблемы может выступать внедрение в конструкцию самоходных сельскохозяйственных транспортных средств (и не только) автоматических систем пожаротушения.
В связи с отсутствием данных по эффективности работы пожарной автоматики на транспортных средствах будем использовать общие данные [1], которые показывают, что эффективность работы пожарной автоматики высокая - около 85 % срабатывания автоматики с выполнением поставленной задачи относительно общего количества пожаров (табл. 2).
ед. units
В связи с вышеописанной проблематикой цель данной работы заключалась в разработке автоматической системы пожаротушения для снижения пожарной опасности на транспорте в сельскохозяйственном производстве.
В качестве существующих устройств автоматического пожаротушения транспортных средств можно выделить: пирокорд (или пиростикеры) [3], газовую систему [4], порошковую систему, аэрозольную систему. Эти системы в рамках автоматических систем срабатывают либо по показаниям датчика (ов), либо при разрушении оболочки, окружающей рабочее тело, первичными поражающими факторами пожара.
Пирокорд (либо пиростикеры) представляет собой гибкий шнур (или пластинки), который содержит антипирены и при критической температуре препятствуют горению. Такой шнур монтируется по объёму защищаемого объекта (например, моторный отсек) и при температуре 170 ± 5 °С подавляет реакцию на этапе возгора-
чел. регБ.
10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
125 8938
^ / \
, N
/ х / х / х 100
524V -
\^47
34 < ч
s .••
598 if..--' ■ 4 23 17
120
100
80
140
60
40
20
Кабина водителя (Driver's cab)
Салон, кузов (Salon, body)
Отсек двигателя (Engine compartment)
Прочее (Other)
— • — Количество пожаров, ед. (Number of fires, units) ••••■••• Количество погибших людей, чел. (The number of dead people, pers.) А Количество травмированных людей, чел. (Number of injured people, pers.) Рис. 1 - Статистика пожаров на транспорте за 2021 г.
0
1. Процентное соотношение пожаров на транспорте за 2021 г. в соответствии с местами возгорания
Место возникновения Количество Количество погибших Количество травмированных
пожара пожаров, % людей, % людей, %
Кабина водителя 3,62 3,77 11,11
Салон, кузов 31,73 58,49 40,85
Отсек двигателя 54,13 21,70 32,68
Прочее 10,51 16,04 15,36
100 100 100
2. Эффективность работы пожарной автоматики за 2020 - 2021 гг.
Показатель Всего пожаров по годам Выполнение задачи по годам
2020 2021 2020 2021
Количество пожаров, ед. 2879 3019 2463 2531
Процентное отношение, % 100 100 85,55 83,84
ния. Заявленный производителем максимальный защищаемый объём составляет 2 м3.
Газовая система пожаротушения содержит сжиженный/сжатый огнетушащий газ, который находится под избыточным давлением в ёмкостях. При срабатывании системы газ наполняет трубопроводы и поступает к выходным соплам, которые расположены в необходимых точках подкапотного пространства. В качестве рабочего тела может выступать углекислый газ.
Ещё одним вариантом газового пожаротушения подкапотного пространства может выступать специализированный шланг, заполненный огнетушащим веществом. Данный шланг устанавливается по периметру подкапотного пространства либо на капоте и при срабатывании по показателю температуры или наличия огня выпускает огнетушащее вещество, что и препятствует горению.
Порошковая система пожаротушения представляет собой видоизменённый порошковый огнетушитель, рабочим телом которого является порошок, распыляемый в подкапотное пространство.
Аэрозольная система пожаротушения может рассматриваться как дочерняя от порошковой системы и заключается в «образовании и бурном выделении мелкодисперсных аэрозольных частиц под давлением дымовых газов, являющихся продуктами горения сухой смеси пиротехнического заряда изделия из специально подобранных веществ в качестве горючего, окислителя, флегма-тизатора/стабилизатора реакции горения» [5, 6].
Представленные средства пожаротушения не всегда отвечают предъявляемым к ним требованиям. Некоторые не имеют возможности перезаправки огнетушащего вещества, другие имеют низкую информативность для водителя транспортного средства (это необходимо для принятия дополнительных мер по тушению пожара), третьи по особенностям пожаротушения при ложном срабатывании сами могут выступать как источник зажигания.
Таким образом, встаёт вопрос о разработке оригинальной системы пожаротушения.
Результаты и обсуждение. Предлагаемая конструкция автоматической системы пожаротушения самоходных сельскохозяйственных машин будет иметь в качестве датчиков датчик огня (рис. 2 А) и датчик дыма (рис. 2 Б).
Датчик огня основан на инфракрасном чувствительном элементе YG1006 [7], который чувствителен к инфракрасному излучению с длиной волны в диапазоне от 760 до 1100 нм. Датчиком дыма будет являться датчик широкого спектра газов MQ-2 [8]. В устройстве предусмотрено ручное управление, под которым будем понимать включение и отключение исполнительных устройств оператором машины при помощи тумблера.
Учитывая то, что работа датчиков будет осуществляться в неблагоприятных условиях, а именно вибронагруженность, запылённость, загазованность, наличие электромагнитных полей и других, датчик огня рекомендуется поместить в защитную среду, например, эпоксидную смолу (за исключением инфракрасного чувствительного элемента). Эту же меру можно применить и к печатной плате датчика дыма (за исключением непосредственно чувствительного элемента). Для борьбы с электромагнитными полями от электроприборов транспортного средства необходимо использовать экранированные провода в сигнальных цепях.
Управляющим устройством будет являться плата разработки устройств АМшпо, что позволит легко согласовать ряд датчиков и при необходимости расширить функционал устройства.
Напряжение питания предлагаемого устройства составляет 5 В постоянного тока - для датчиков и самого контроллера, 12 В постоянного тока - для исполнительных механизмов, что является безопасным для человека. Напряжение датчиков формируется непосредственно на плате разработки устройств АМшпо, что исключает лишние модули устройства.
В качестве рабочего тела пожаротушащего устройства предлагается использовать углекислый газ. В качестве его положительной стороны выделяют простую дозаправку/перезаправку, отсутствие следов использования, возможность установки ёмкости вне подкапотного пространства, лёгкость подводки к соплам, доступность, лёгкость управления через исполнительные устройства - электромагнитные клапаны и пр.
С целью определения параметров срабатывания датчика огня нами были проведены лабораторные исследования.
Датчик огня в составе лабораторной установки калибровался на стабильное срабатывание на пламя габаритами 5 мм в диаметре и 20 мм высотой.
Во время лабораторных исследований определяли предельный угол и дальность срабатывании относительно оси чувствительного элемента датчика (рис. 3), для чего была вычерчена шкала с угловыми размерными линиями 10°, 20°, 30° и 60°.
А Б
Рис. 2 - Датчики системы пожаротушения
Лабораторные испытания были выстроены так, чтобы получить максимальное стабильное расстояние срабатывания датчика. Таким образом, максимальное расстояние стабильной работы датчика огня было получено вдоль оси датчика - 65,5 см (рис. 3). В таблице 3 приведены максимальные расстояния стабильной работы датчика при его реагировании на пламя габаритами 5 мм в диаметре и 20 мм высотой. Стоит отметить, что эти параметры могут отличаться в соответствии с настройкой подстроечного резистора и габаритами пламени.
Максимальный угол срабатывания датчика был зафиксирован на 60°, при этом максимальное расстояние было зафиксировано в 6 см.
Полученное сечение (рис. 3) срабатывания датчика позволит определить количество датчиков, необходимое для перекрытия максимального
3. Результаты определения чувствительности датчика огня YG1006
Угол относительно оси чувствительного элемента датчика, град. Расстояние стабильной работы датчика огня YG1006, см
0 65,5
10 58,0
20 30,0
30 16,5
60 6,0
объёма контролируемого (например, подкапотного) пространства.
Следующей целью был выбран вопрос определения количества датчиков огня для необходимого объёма подкапотного пространства. Для этого упростим существующую область чувствительности (срабатывания) датчика огня. Упрощённая область чувствительности датчика будет иметь цилиндрическую форму (рис. 4). Размеры предлагаемой области 0 200 * 500 мм.
Ввиду принятой цилиндрической формы чувствительной области срабатывания датчика, а именно формы её поперечного сечения - круга, встаёт вопрос плотности укладки кругов одинакового диаметра на плоскость.
Как известно, плотнейшей упаковкой кругов на плоскости является гексагональная решётчатая упаковка. Круговые секторы в этой упаковке и • а/З
покрывают —^— каждого равностороннего треугольника, следовательно, плотность этой упаковки равна приблизительно 0,9069 [9].
Для перекрытия максимального объёма контролируемого пространства (например, подкапотного) применили гексагональную решётчатую упаковку на плоскости этого самого контролируемого пространства.
Для оценки габаритов подкапотного пространства можно опираться на габариты двигателя (например, ЯМЗ-2Э8 [10], устанавливаемого
А
В
Рис. 4 - Области чувствительности датчика огня:
А - реальная пространственная область чувствительности датчика; Б - предлагаемая пространственная область чувствительности датчика; В - соотношение областей чувствительности датчика
на зерноуборочные комбайны АО «Брянсксель-маш»), либо пойти опытным путём.
В качестве примера произведём расчёт необходимого количества датчиков огня для контроля подкапотного пространства зерноуборочного комбайна АО «Брянсксельмаш» КЗС-1218А-1 «ДЕСНА-ПОЛЕСЬЕ GS12A1». Необходимо внести поправку по вопросу выбора огнетушащего вещества, поскольку на комбайнах с открытыми или частично закрытыми двигателями применение углекислого газа актуально частично, так как при выходе снегообразной массы углекислоты и последующем её преобразовании в углекислый газ удержание его в зоне возгорания невозможно без условно герметичного моторного отсека. В этом случае более актуально применение, например, порошка или аэрозольного генератора. Привязываясь к условным габаритам моторного отсека комбайна КЗС-1218А-1 «ДЕСНА-ПОЛЕСЬЕ GS12A1» (длина, ширина, высота: 1788, 1445, 1500), определим количество необходимых датчиков огня (рис. 5).
ходимо сформировать датчик с двумя активными элементами, тогда укладка будет выглядеть так, как показано на рисунке 6. (внутренний прямоугольник - условный двигатель внутреннего сгорания).
Рис. 5 - Заполнение моторного отсека областями чувствительности датчиков огня
Как видно на рисунке 5, моторный отсек заполнялся областями чувствительности датчика огня, принятыми ранее, а именно цилиндрической формы. При этом использовалась гексагональная решётчатая упаковка сечений цилиндров -кругов - на плоскости моторного отсека. При общем количестве необходимых датчиков огня по такой укладке 202 шт. имеются не закрытые области моторного отсека, в частности угловые области и нижняя часть, где располагается поддон двигателя. Безусловно, количество датчиков 202 шт. является чрезмерным.
Следует учитывать, что в контроле объёма, занимаемого самим двигателем, нет необходимости, а важен контроль пространства от поверхности двигателя до стенок моторного отсека. Кроме того, для уменьшения количества датчиков необ-
Рис. 6 - Направления работы датчиков огня
При таком варианте установки и использовании двунаправленных датчиков их количество значительно снижено (56 шт.) относительно первоначального (202 шт.), но их количество всё же остаётся достаточно большим, что снижает надёжность.
При анализе выпускающихся промышленностью аналогичных датчиков огня с такими же чувствительными элементами было выявлено, что для снижения их количества в конечном продукте стоит применять модули определения огня с несколькими датчиками (рис. 7).
В таких модулях применяются всё те же датчики и с теми же характеристиками, только расположенные каждые 30°. Угол охвата приведённого модуля составляет 120°.
Рис. 7 - Модуль обнаружения огня
Представленные модули обнаружения огня стоит устанавливать в углах (А, Б, В, Г и пр.) моторного отсека, по три единицы на каждый угол (рис. 8). При такой установке модулей их количество составит 24 шт., что значительно меньше первоначального количества одинарных датчиков.
Рис. 8 - Места установок и направления работы модулей обнаружения огня
Использование модулей обнаружения огня с рабочим сектором в 360° позволит снизить количество модулей до 6 шт., если устанавливать по одному модулю на каждую сторону моторного отсека.
Как ранее отмечалось, в качестве управляющего устройства выбрана плата разработки устройств Arduino. Конкретно выбран Arduino Uno контроллер, который построен на базе микроконтроллера ATmega328, который имеет 14 цифровых входов/выходов и 6 аналоговых входов.
Наличие цифровых и аналоговых входов/ выходов позволяет использовать как цифровые, так и аналоговые датчики. Вышеприведённые
датчики имеют как аналоговый, так и цифровой сигнальные выходы. При использовании цифрового сигнала его уровень может выступать в качестве триггера включения исполнительных механизмов всей системы. Аналогично работает и аналоговый сигнал, но, кроме того, можно анализировать концентрацию дыма и уровень инфракрасного излучения, испускаемого пламенем.
Язык программирования для Arduino основан на C/C++ [11] - это компилируемые, статически типизированные языки программирования общего назначения. Ввиду сложности и необходимости профильного обучения для написания управляющей программы была выбрана альтернатива -язык программирования FBD (Function Block Diagram) - графический язык программирования стандарта МЭК 61131-3 [12]. В качестве графического интерфейса для написания управляющей программы для микроконтроллера была выбрана программа FLProg [13].
Программа FLProg подразумевает написание управляющей программы при помощи блочных элементов. Управляющая программа устройства в виде блок-схемы представлена на рисунке 9.
В рамках опытного образца была написана управляющая программа на два датчика - датчик огня и датчик дыма. В реальном рабочем устройстве количество датчиков будет значительно больше ввиду больших контролируемых объёмов (например, подкапотного пространства). Кроме того, как ранее уже было сказано, для принудительного включения используется сигнал с тумблера оператора.
Управляющая программа работает по следующему алгоритму: сигнал, формируемый датчиками огня и дыма, поступает на таймер, который формирует задержку по включению (это позволяет исключить ложное срабатывание); далее сигналы поступают в таблицу состояний, где определено, что включение исполнительных механизмов должно быть только при одновременном срабатывании обоих датчиков либо по
Рис. 9 - Управляющая программа устройства в среде программирования FLProg
принудительному сигналу от тумблера ручного управления. Такой подход выбран для того, чтобы датчик дыма в условиях высокой загазованности и запылённости подкапотного пространства самостоятельно не запускал исполнительные механизмы и зеркально датчик огня не запускал исполнительные механизмы при кратковременном срабатывании на возможные солнечные лучи. При одновременном срабатывании датчиков с необходимой задержкой (для тестового образца выбрана 5 с) или принудительном включении тумблера оператором транспортного средства таблица состояний отправляет сигнал в переменную (это сделано с целью дальнейшего совершенствования устройства), которая далее передаёт его через логический блок «ИЛИ» на управляющее реле. Реле в свою очередь управляет исполнительными механизмами ввиду больших токов включения.
Поскольку в качестве огнетушащего вещества выбран углекислый газ, то в качестве исполнительного механизма можно использовать газовые электромагнитные клапаны. В самоходной сельскохозяйственной технике двигатели внутреннего сгорания могут располагаться в герметичных моторных отсеках при выносе радиаторов охлаждения за пределы отсека, при этом использование углекислого газа, который тяжелее воздуха, достаточно целесообразно. Эта особенность не даст «разлететься» огнетушащему веществу.
Вывод. Анализ пожарной обстановки на транспорте и применяемых систем пожаротушения транспортных средств в настоящее время позволил разработать концепцию автоматического устройства пожаротушения самоходных сельскохозяйственных транспортных средств с приведением управляющей программы для контроллера Arduino Uno, написанной в среде программирования FLProg. Полноценное применение такой системы на сельскохозяйственных транспортных средствах приведёт к сокращению числа пожаров в моторном отсеке до 85 %.
Список источников
1. Пожары и пожарная безопасность в 2021 году: статист. сб. Балашиха: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2022. 114 с.
2. Двоенко О.В., Ченин А.Н. Повышение пожарной безопасности при сушке зерна и семян // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2020. № 3-20. С. 26 - 32.
3. Пирокорд: виды, применение, принцип работы и преимущества. Что такое Пирокорд [Электронный ресурс]. URL: https://pirohimika.ru/pirokord/ (Дата обращения: 04.10.2022).
4. Системы пожаротушения в автомобиле. [Электронный ресурс]. URL: https://pikabu.ru/story/ sistemyi_pozharotusheniya_v_avtomobile_4971379 (Дата обращения: 04.10.2022).
5. Генераторы огнетушащего аэрозоля: виды, применение, плюсы и минусы [Электронный ресурс]. URL: https://fireman.club/statyi-polzovateley/generatoryi-
ognetushashhego-aerozolya-vidyi-primenenie-plyusyi-i-minusyi/ (Дата обращения: 04.10.2022).
6. Христофоров Е.Н. Пожарная безопасность. Расчёт сил и средств для тушения пожаров на производственных объектах: учеб. пособие. Брянск: Издательство ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет», 2015. 84 с.
7. Technical Data Sheet [Электронный ресурс]. URL: https://www.rhydolabz.com/documents/29/YG1006_ Datasheet.pdf (Дата обращения: 04.10.2022).
8. MQ-2 Semiconductor Sensor for Combustible Gas [Электронный ресурс]. URL: https://www.pololu.com/ file/0J309/MQ2.pdf. (Дата обращения: 04.10.2022).
9. Упаковка шаров [Электронный ресурс]. URL: http://ega-math.narod.ru/Nquant/Spheres.htm (Дата обращения: 04.10.2022).
10. ОАО «АВТОДИЗЕЛЬ». Силовые агрегаты [Электронный ресурс]. URL: https://www.Ymzmotor.ru/ upload/iblock/62e/re-dvigatel-yamz_238de.pdf (Дата обращения: 04.10.2022).
11. Arduino.ru. Программирование Ардуино [Электронный ресурс]. URL: https://arduino.ru/Reference (Дата обращения: 04.10.2022).
12. Язык функциональных блоковых диаграмм [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ FBD (Дата обращения: 04.10.2022).
13. FLProg визуальное программирование для Arduino [Электронный ресурс]. URL: https://flprog.ru/chto-takoe-flprog/ (Дата обращения: 04.10.2022).
References
1. Fires and fire safety in 2021: an extra. Sat. Balashikha: FGBU VNIIPO EMERCOM of Russia, 2022. 114 p.
2. Dvoenko O.V., Chenin A.N. Improving fire safety when drying grain and seeds. Fire and emergencies: prevention, elimination. 2020; 20(3): 26-32.
3. Pyrocord: types, application, principle of operation and advantages. What is Pirocord [Electronic resource]. URL: https://pirohimika.ru/pirokord/ (Date of access: 04.10.2022).
4. Fire extinguishing systems in the car. [Electronic resource]. URL: https://pikabu.ru/story/siste-myi_pozharotusheniya_v_avtomobile_4971379 (Accessed: 04.10.2022).
5. Fire-extinguishing aerosol generators: types, application, pros and cons [Electronic resource]. URL: https:// fireman.club/statyi-polzovateley/generatoryi-ognetushash-hego-aerozolya-vidyi-primenenie-plyusyi-i-minusyi/ (Date of access: 04.10.2022).
6. Khristoforov E.N. Fire safety. Calculation of forces and means for extinguishing fires at production facilities: textbook. Bryansk: Publishing House of FGBOU VO "Bryansk State Agrarian University", 2015. 84 p.
7. Technical Data Sheet [Electronic resource]. URL: https://www.rhydolabz.com/documents/29/YG1006_Data-sheet.pdf (Date of access: 04.10.2022).
8. MQ-2 Semiconductor Sensor for Combustible Gas [Electronic resource]. URL: https://www.pololu.com/ file/0J309/MQ2.pdf. (Date of access: 04.10.2022).
9. Packing of balls [Electronic resource]. URL: http:// ega-math.narod.ru/Nquant/Spheres.htm (Date of access: 04.10.2022).
10. JSC "AVTODIESEL". Power units [Electronic resource]. URL: https://www.Ymzmotor.ru/upload/iblock/62e/ re-dvigatel-yamz_238de.pdf (Date of access: 04.10.2022).
11. Arduino.ru. Arduino programming [Electronic resource]. URL: https://arduino.ru/Reference (Date of access: 04.10.2022).
12. Language of functional block diagrams [Electronic 13. FLProg visual programming for Arduino [Electronic
resource]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/FBD (Date of resource]. URL: https://flprog.ru/chto-takoe-flprog/ (Date of access: 04.10.2022). access: 04.10.2022).
Иван Петрович Адылин, кандидат технических наук, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-4735-1935
Андрей Сергеевич Шилин, аспирант, [email protected]
Ivan P. Adylin, Candidate of Technical Sciences, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-4735-1935
Andrey S. Shilin, postgraduate, [email protected]
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 05.12.2022; одобрена после рецензирования 20.12.2022; принята к публикации 10.01.2023.
The article was submitted 05.12.2022; approved after reviewing 20.12.2022; accepted for publication 10.01.2023.
-Ф-
Научная статья УДК 631.362.34
doi: 10.37670/2073-0853-2023-99-1-106-110
Оптимизация частоты вращения цилиндрического триера для условий Кабардино-Балкарской Республики
Аламахад Дошаевич Бекаров, Алий Халисович Габаев
Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет, Нальчик, Россия
Аннотация. Триер - одна из старейших сельскохозяйственных зерноочистительных машин. Наибольшее распространение в сельском хозяйстве получили цилиндрические триеры. Для работы цилиндры располагают почти горизонтально (с наименьшим углом наклона продольной оси) и придают им равномерное вращательное движение. Одновременно непрерывным потоком подаётся очищаемое зерно. Ячейки вращающегося триерного цилиндра, проходя под слоем зерна, заполняются частицами вороха. При дальнейшем движении частицы крупные (длинные) и плохо разместившиеся в ячейках выпадают уже при небольшом угле поворота цилиндра. Частицы короткие и хорошо разместившиеся в ячейках поднимаются вместе с ячейкой на больший угол, но всё равно выпадают из ячеек. Выпав из ячеек, эти частицы попадают в установленный внутри цилиндра неподвижный лоток (жёлоб), из которого удаляются шнеком, размещённым внутри лотка. Кабардино-Балкария обладает рядом специфических особенностей в отличие от центральных областей России, - географическая широта, высота расположения над уровнем моря, некоторые особенности обрабатываемого на зерноочистительных машинах вороха и т. п. Поскольку рекомендуемые в литературе параметры регулировок, в частности, триеров, получены в условиях Центральной России, была предпринята попытка уточнить эти параметры для условий Кабардино-Балкарии. В результате проведённых экспериментальных исследований установлено, что наилучшие показатели качества работы цилиндрического триера в условиях республики можно получить при частоте вращения цилиндра этой машины в пределах n = 42...43 об/мин. Отклонение от этого оптимума на величину 3 и более об/мин приводит к ухудшению всех трёх показателей работы триера.
Ключевые слова: триер, ворох, сепарация, потери, производительность, цилиндр, лоток, ячейка.
Для цитирования: Бекаров А.Д., Габаев А.Х. Оптимизация частоты вращения цилиндрического триера для условий Кабардино-Балкарской Республики // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2023. № 1 (99). С. 106 - 110. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2023-99-1-106-110.
Original article
Optimization of the rotation frequency of the cylindrical trier for the conditions of the Kabardino-Balkarian Republic
Alamahad D. Bekarov, Alii H. Gabaev
Kabardino-Balkarian State Agrarian University, Nalchik, Russia
Abstract. Trier is one of the oldest agricultural grain cleaning machines. Cylindrical triremes are the most widely used in agriculture. For operation, the cylinders are placed almost horizontally (with the smallest angle of inclination of the longitudinal axis) and give them a uniform rotational motion. At the same time, the cleaned grain is fed in a continuous stream. The cells of a rotating trier cylinder, passing under a layer of grain, are filled with heap particles. With further movement, particles large (long) and poorly located in the cells fall out already at a small angle of rotation of the cylinder. Particles that are short and well located in the cells rise
