CC BY
0С.С. Ямпилов, д-р техн. наук, проф., е-mail: yampilovss@mail.ru Ж.Б. Цыбенов, канд. техн. наук, доц., е-mail: tsibenov@mail.ru В.Б. Балданов, канд. техн. наук, доц., е-mail: cakirslava@gmail.com Н.Д. Бадмаева, аспирант, е-mail: badmaevand@mail.ru Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 651.362
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОСЕИВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ ЗЕРНОВОГО МАТЕРИАЛА ЧЕРЕЗ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПЛОСКОРЕШЕТНЫЙ СЕПАРАТОР
В настоящее время для очистки исходного зернового материала используются целые зерноочистительные агрегаты, оснащенные машинами предварительной очистки, первичной и окончательной очистки, которые имеют большие габариты и металлоемкость. Причем каждая из этих зерноочистительных машин очищает одну или две примеси из зернового материала. В настоящее время существует фракционная технология очистки зерна, которая позволяет сразу на первом этапе обработки получить основное зерно базисных кондиций. Так, в ВСГУТУ разработан универсальный плоскорешетный сепаратор, который позволяет сразу на первом этапе выделить большую часть основного зерна базисных кондиций за счет различия интенсивности просеивания компонентов зернового материала в отверстии решет. Для обоснования основных параметров универсального плоскорешетного сепаратора необходимо экспериментально определить интенсивность просеивания различных компонентов в отверстии решет в зависимости от диаметра отверстий решет и загрузки. Анализ экспериментальных данных показал, что интенсивность просеивания коротких примесей почти в 2... 3 раза больше основного зерна, а интенсивность просеивания длинных примесей в 1,5... 2,5 меньше основного зерна.
Ключевые слова:универсальный плоскорешетный сепаратор, интенсивность просеивания, компонент зернового материала, размер отверстий решет.
S.S. Yampilov, Dr. Sc. Engineering, Prof.
ZH.B. Tsybenov, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
V.B. Baldanov, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
N.D. Badmaeva, Graduate student
EXPERIMENTAL STUDY OF DRESSABILITY OF VARIOUS GRAIN COMPONENTS THROUGH A UNIVERSAL FLAT SIEVE SEPARATOR
Currently, for cleaning the source grain material, whole grain cleaning machines are used, which are equipped with pre-cleaning, primary and final cleaning machines, which have large dimensions and intensity. Moreover, each of these grain cleaning machines cleans one or two impurities from the grain material. Nowadays, there is a fractional grain cleaning technology, which makes it possible to obtain the main grain of basic conditions at the first stage of processing. Thus, in the ESSUTM, a universal flat- sieve separator was developed, which makes it possible at the first stage to isolate most of the main grain of basic standards due to the difference in dressability of the grain components in the sieve hole. In order to substantiate the basic parameters of a universal flat-sieve separator, it is necessary to experimentally determine the dressability through the various components in the sieve hole, depending on the diameter of the sieve holes and the load. Analysis of the experimental data showed that the dressability of short impurities is almost 2 ... 3 times the main grain, and the dressability of long impurities is 1.5 ... 2.5 less than the main grain.
Key words: universal flat-sieve separator, dressability, grain component, size of sieve holes.
Введение
В настоящее время существует фракционная технология очистки зерна, которая позволяет сразу на первом этапе обработки получить основное зерно базисных кондиций. Так, в
ВСГУТУ разработан универсальный плоскорешетный сепаратор, который позволяет сразу на первом этапе выделить большую часть основного зерна базисных кондиций за счет различия интенсивности просеивания компонентов зернового материала в отверстии решет [1, 2, 3].
Цель данной работы - экспериментально определить интенсивность просеивания различных компонентов в отверстия решет в зависимости от диаметра отверстий решет и загрузки.
Материалы и методы
Экспериментальные исследования интенсивностей просеивания различных компонентов зерновых смесей проводили на экспериментальной установке, схема которой представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема универсального плоскорешетного сепаратора зерна:
1 - питающее устройство; 2 - каскадный решетный стан универсального сепаратора зерна;
3 - решета; 4 - сплошные накопители; 5 - перфорированные накопители; 6 - приемник мелкой и короткой примеси; 7 - приемник зерна с мелкой и короткой примесью; 8 - приемник основного
зерна; 9 - приемник зерна с длинной и крупной примесью; 10 - приемник длинной и крупной примеси; 11 - подвески; 12 - эксцентриковый вибропривод. Под решетным станом 2 расположены приемники фракций: 6 - мелкой и короткой; 7 - зерна с мелкой и короткой примесью; 8 - основного зерна; 9 - зерна с длинной и крупной примесью; 10 - длинной и крупной примеси. Решетный стан 2 установлен на подвесках 11 и приводится в колебательное движение при помощи вибропривода 12
Универсальный плоскорешетный сепаратор зерна (см. рис. 1) включает питающее приспособление 1, под которым расположен каскадный решетный стан 2 с решетами 3. В качестве решет 3 могут быть использованы решета с пробивными круглыми или продолговатыми отверстиями, а также плетеные и другие решета, размеры отверстий которых обеспечивают возможность прохода всех частиц обрабатываемой смеси. Со стороны загрузочного конца решет 3 расположены сплошные накопители 4 и перфорированные накопители 5.
Подаваемый питающим устройством 1 исходный зерновой материал поступает на верхнее решето 3 решетного стана 2. При совершении колебательных движений решетного стана 2 происходит перераспределение частиц зернового материала в пространстве, образованном пакетом решет 3. Частицы смеси, попавшие в канал на верхнее решето, проходят через блок решет, разделяясь по крупности и другим свойствам, влияющим на интенсивность просеивания, за счет различной скорости их просеивания в решетном пространстве.
Мелкие частицы обладают в сравнении с другими более высокой средней скоростью прохода решетного пространства каскадного решетного стана 2, выходя из него раньше других, и попадают в более близкие к загрузочному устройству приемники фракций. Остальные частицы смеси распределяются в соответствии с их скоростью прохода решетного пространства в других, более удаленных от места подачи секциях приемного устройства.
При исследовании использовалось следующее лабораторное оборудование: весы с пределами измерения до 150 кг, до 10 кг, до 0,1 г; делитель зернового материала ДЗК-2; разборные доски и шпатели; классификатор решетный РКФ-1; пневмоклассификатор порционный РПК-30 а также пневмоклассификатор К-292; триер порционный; триер непрерывного действия с
цилиндром диаметром 0,3 м и длиной 0,7 м; квадрат оптический; тахометр; секундомер; индикатор часового типа.
Результаты и обсуждения
Провели исследования в зависимости интенсивности просеивания коротких примесей (рис. 2), основного зерна (рис. 3) и длинных примесей (рис. 4) от диаметра отверстий при подаче зернового материала в один элементарный слой и два элементарных слоя.
1к, дм-
7,7 -
6,5 5,3 4,1 2,9 1,7 0,5
3,8
4,3
4,8
5,3
а
5,8
6,3 6,8 d, мм
|7Дм 4,04 3,32 2,6 1,88 1,16 0,44
3,8
4,3
4,8
б,3
5,8
6,3 6,8 d, мм
Рисунок 2 - Зависимость интенсивности просеивания коротких примесей от диаметра отверстий решет: а - один элементарный слой; б - два элементарных слоя
3,75 3
2,25 1,5 0,75 0
3,8
4,3
4,8
5,3
5,8
6,3
6,8 d, мм
1;йм-2,62 2,1 1,58 1,06 0,54 0,02
3,8
4,3
4,8
5,3б
5,8
6,3
6,8 d, мм
Рисунок 3 - Зависимость интенсивности просеивания зерна: а - один элементарный слой; б - два элементарных слоя
Цк, Дм-1
1,72 1,435 1,15 0,865 0,58 0,295 0,01
3,8
Цк, ДМ-1 1,39
1,16
0,93
0,7
0,47
0,24
0,01
3,8 4,3 4,8 5,3 5,8 6,3 6,8 ^ мм
б
Рисунок 4 - Зависимость интенсивности просеивания длинных примесей от диаметра отверстий решет: а - один элементарный слой; б - два элементарных слоя
Рассмотрим полноту просеивания 8 однородных частиц >го компонента зерновой смеси по длине однородного решета при подаче материала слоем небольшой толщины, которая определяется выражением:
е. = 1 - , (1)
где - интенсивность просеивания >го компонента, дм-1.
Из (1) находим:
^ = -±1п(1-££). (2)
Если в формулу (2) подставить полученные в эксперименте значения х и соответствующие им значения £г, можно видеть, что интенсивность просеивания на начальных участках решета для всех компонентов смеси максимальная, а с увеличением расстояния от начала решета уменьшается. Это связано с тем, что примесь и основное зерно неоднородны.
Определены зависимости интенсивности просеивания компонентов: короткой , длинной дд примесей и основного зерна от диаметра отверстий решет. При этом для просеивания зерна в один элементарный слой получено линейное уравнение, а для остальных фракций - квадратические модели:
д = а + М + ей2, (3)
где d - диаметр отверстий решет; а, Ь и с - константы.
Таблица
Расчетные значения коэффициентов моделей и среднее квадратическое отклонение моделей
Наименова- Кол-во эле- Значение коэффициентов моделей Средние Коэффици-
ние ментарных a b c квадратиче- енты
компонентов слоев ские отклонения корреляции
Короткая 1 -4,63 0,796 0,15 0,50 0,985
примесь 2 -8,76 2,799 -0,116 0,38 0,98
Основное 1 -6,95 1,683 - 0,26 0,989
зерно 2 3,324 -1,854 0,278 0,288 0,976
Длинная 1 1,185 -0,856 0,141 0,074 0,995
примесь 2 0,646 -0,535 1,097 0,044 0,997
Короткие примеси при разных подачах выделяются примерно одинаково. Это связано с подпрыгиванием частиц смеси. Когда зерновой материал подается в один слой, при столкновении с кромкой отверстия решета частица получает удар и подпрыгивает. При подпрыгивании короткие частицы смеси смещаются по длине решета дальше других, что снижает интенсивность просеивания.
Заключение
Анализ экспериментальных данных показал, что интенсивность просеивания коротких примесей почти в 2...3 раза больше основного зерна, а интенсивность просеивания длинных примесей в 1,5 .2,5 раза меньше основного зерна. С увеличением подачи зернового материала интенсивность просеивания коротких и длинных примесей, а также основного зерна уменьшается.
Библиография
1. Ямпилов С.С., Бадмаева А.С. Разработка решетного стана зерноочистительной машины // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы динамики и прочности современных машин». -Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2016. - С. 83-89.
2. Бадмаева А.С., Ямпилов С.С. Существующие зерно-семяочистительные машины // Сб. науч. тр. Серия: Технология и технические средства в АПК. - Вып. 13. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2017. - С. 78-81.
3. Бадмаева А.С. Обоснование конструкции каскадного решетного сепаратора со сплошными накопителями, установленными между блоками решет // Сб. науч. тр. Серия: Технология и технические средства в АПК. - Вып. 14. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2018. - С. 84-88
Bibliography
1. Yampilov S.S., Badmaeva A.S. Development of a sieve mill of the grain cleaning machine // Materials of the international scientific-practical conference "Problems of the dynamics and strength of modern machines". - Ulan-Ude: Publishing House of ESSUTM, 2016. - Р. 83-89.
2. Badmaeva A.S., Yampilov S.S. Existing grain seed cleaning machines. Collection of scientific papers, Series: Technology and hardware in the agricultural sector. - Issue 13. - Ulan-Ude: Publishing house of ESSUTM, 2017. - Р. 78-81.
3. Badmaeva A. S. Substantiation of the construction of a cascade sieve separator with solid accumulators installed between the sieve blocks // Collection of scientific papers, Series: Technology and hardware in the agricultural sector. - Issue 14. - Ulan-Ude: Publishing house of ESSUTM, 2018. - Р. 84-88.
