ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗДЕЛЕНИЯ СЕМЯН ТЫКВЫ НА НОВОМ ПНЕВМАТИЧЕСКОМ СЕПАРАТОРЕ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК / UDC 631.362.36:635.62

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗДЕЛЕНИЯ СЕМЯН ТЫКВЫ НА НОВОМ ПНЕВМАТИЧЕСКОМ СЕПАРАТОРЕ

STUDY OF THE SEPARATION OF PUMPKIN SEEDS ON A NEW PNEUMATIC

SEPARATOR

Круглых Н.А., аспирант второго курса кафедры сельскохозяйственных машин, направление подготовки 05.20.01 Технологии средства механизации сельского

хозяйства

Kruglykh N.A., 2nd year student postgraduate of the Department of Agricultural Machines, field of study 05.20.01 Technologies of means of farm mechanization

E-mail: nikakom-1@mal.ru Ильченко А.А., к.т.н., доцент кафедры сельскохозяйственных машин Ilchenko A.A., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Agricultural Machines E-mail: strong.ilchenko@list.ru ФГБОУ ВО Луганский ГАУ имени К.Е. Ворошилова, г. Луганск, Россия Lugansk State Agrarian University named after K.E. Voroshilov, Lugansk, Russia

Целью работы является повышение эффективности технологического процесса сепарации семян бахчевых и овощных культур пневматическим сепаратором. В ходе работы мы разделили семена тыквы на новом пневматическом сепараторе на две и три фракции. Для опытов было взято по 10 легких, средних и тяжелых семян. При делении этих семян на две фракции семена первой фракции присосались к рабочей поверхности и, поднявшись, попали в приемный лоток, а семена второй фракции сошли в семяприемник для тяжелой фракции, не присосавшись. Средняя сила вакуума на рабочей поверхности составила 65 Па, скорость вращения барабана составила 16 оборотов в минуту. Для деления семян на три фракции рабочая поверхность сепаратора и приемный лоток были поделены на 2 сектора с силой вакуума на секторах 55 и 70 Па. Легкие семена присасывались на первом секторе, средние на втором, а тяжелые попадали в семяприемник, не присосавшись. По результатам исследования при делении семян на две фракции с тремя повторениями, в первую попало 9 из 10 легких семян, 7,33 средних и 3,33 тяжелых, остальные попали во вторую. По результату разделения семян на три фракции в первую в среднем попадало 7,33 из 10 с легких семян, 3,67 средних и 1,67 тяжелых. Во вторую фракцию попадало 2,33 легких семян, 5,33 средних и 3,33 тяжелых. А в третью фракцию в среднем попадало 0,33 легких семян, одно среднее и 5 тяжелых. Исследуемый метод сепарации показал себя как рабочий. Путем регулировки силы вакуума и его выравнивания на рабочей поверхности можно добиться значительных улучшений качества сепарации.

Ключевые слова: сепарация, семена тыквы, фракции семян, сила вакуума, масса семени, пневматический сепаратор.

The aim of the work is to increase the efficiency of the technological process of separating melon and vegetable seeds with a pneumatic separator. In the course of work, we divided pumpkin seeds on a new pneumatic separator into two and three fractions. 10 light, medium and heavy seeds were taken for experiments. When these seeds were divided into two fractions, the seeds of the first fraction stuck to the working

surface and, having risen, fell into the receiving tray, while the seeds of the second fraction went into the seed receptacle for the heavy fraction without being sucked. The average vacuum force on the working surface was 65 Pa, the drum rotation speed was 16 rpm. To divide the seeds into three fractions, the working surface of the separator and the receiving tray were divided into 2 sectors with a vacuum force on the sectors of 55 and 70 Pa. Light seeds were sucked on the first sector, medium seeds on the second, and heavy seeds fell into the seed receptacle without being sucked. According to the results of the study, when seeds were divided into two fractions with three repetitions, 9 out of 10 light seeds, 7.33 medium and 3.33 heavy seeds fell into the first fraction, the rest fell into the second. According to the result of separating the seeds into three fractions, on average 7.33 out of 10 from light seeds, 3.67 medium and 1.67 heavy seeds fell into the first fraction. The second fraction included 2.33 light seeds, 5.33 medium seeds and 3.33 heavy seeds. And in the third fraction, on average, 0.33 light seeds, one medium and 5 heavy seeds fell. The separation method under study proved to be a working one. By adjusting the force of the vacuum and leveling it on the work surface, significant improvements in separation quality can be achieved. Key words: separation, pumpkin seeds, seed fractions, vacuum force, mass of seed, pneumatic separator.

Введение. На кафедре сельскохозяйственных машин ранее нами было проведено исследование эффективности рабочих поверхностей для нового сепаратора.[1] В эксперименте изучалась сетчатая поверхность, ровное решето, решето с ячейками под семена и резиновое решето с ячейками. Если сравнивать сетчатую поверхность с остальными, то при ней на семена действовала в основном аэродинамическая сила, в то время как с остальными, семя удерживала сила вакуумного присасывания. Разница между минимальными и максимальными показателями сил на удержание семени в зависимости от его массы в случае действия сил вакуума была значительно выше, а, значит, предположительно разделение семян силой вакуума может быть более эффективным.

Цель исследований: повышение эффективности технологического процесса сепарации семян бахчевых и овощных культур пневматическим сепаратором.[2]

Условия, материалы и методы. Для того что бы на семя воздействовала именно сила присасывания, мы увеличили шаг между отверстиями до 2 см при их диаметре 8 мм (рис.1).

Рисунок 1 - Перфорированная рабочая поверхность

Опыт по разделению семян проводился на новом пневматическом сепараторе (рис.2), учитывая методику испытаний. [3]

1

Рисунок 2 - Экспериментальный аэродинамический сепаратор с цилиндрической сепарирующей поверхностью: 1 - бункер; гофра для подачи семян; 3 - рама; 4 - камера с вентилятором;

5 - воздушная гофра; 6 - перфорированная рабочая поверхность; 7 - ролик;

8 - семяприемник тяжелой фракции;

9 - привод

Так как осевой вентилятор, установленный на сепараторе не способен обеспечить необходимую силу вакуума, нами было принято решение внести пробное изменение в изначальную конструкцию[4],установив внутрь барабана камеру разрежения, и высасывать из нее воздух пылесосом из нижней, центральной и верхней части (рис.3).

Рисунок 3 - Камера разрежения для сепаратора

Для измерения силы вакуума на рабочей поверхности использовался цифровой манометр а для измерения скорости вращения барабана цифровой тахометр UNI-T UT372 (рис.4).

Рисунок 4 - Измерение скорости вращения барабана и силы вакуума: 1 - барабан сепаратора; 2 - отражающая поверхность;

3 - цифровой тахометр UNI-T UT372

На рабочей поверхности барабана средняя сила вакуума составила 65 Па, а скорость вращения барабана 16 об/мин.

Для опыта мы взяли по 10 легких семян массой до 0,3г, средних массой до 0,47г и тяжелых свыше этой массы, и постепенно их подавали на барабан сепаратора. В первую фракцию попадали более легкие семена, которые присосались к рабочей поверхности и попали в приемный лоток, а во вторую, которые сошли с лотка, не присосавшись.

Рисунок 5 - Две камеры разрежения с вентилями регулировки расхода

воздуха

Для разделения семян на 3 фракции мы установили в барабан две камеры разрежения. Сила вакуума регулировалась путем изменения расхода воздуха в каждой из них при помощи вентилей (рис.5).

Нами были взяты те же семена, что и для первого эксперимента. Опытным путем было установлено, что рациональная сила вакуума для присасывания легких семян составляет 55 Па, такая сила вакуума была установлена в первой камере. Для присасывания средних семян в ближней части барабана была выбрана сила вакуума 70 Па. Приемный лоток был поделён на две части, в первую попадали семена легкой фракции, а на вторую средние (рис.6). Тяжелые семена попадали в семяприемник для третьей фракции. Принцип деления схож с диэлектрическими прототипами сепаратора[5,6]. Оба опыта проводились с трехкратной повторностью, после чего высчитывались средние показатели.

Рисунок 6 - Разделение семян на три фракции: 1 - часть лотка для первой фракции; 2 - часть лотка для второй фракции;

3 - семяприемник для третьей фракции

Результаты и обсуждение. По результату разделения семян на две фракции, в первую в среднем попадало 9 из 10 легких семян, 7,33 средних и 3,33 тяжелых. Соответственно во вторую фракцию 1 из 10 легких, 2,67 средних и 6,67 тяжелых.

На рисунке легкие семена обозначены светлым цветом, средние - темно-серым и тяжелые - черным (рис.7).

9

7,33

1 2

^^^ 3

Номер (фракции 3

а )

6,67

1 " к

м

2 4 о

<о ■

о2

Номер (2ракции

б)

Рисунок 7 - Результат разделения семян на две фракции: а - семена попавшие в первую фракцию; б - семена попавшие во вторую фракцию

0

1

3

По результату разделения семян на три фракции в первую в среднем попадало 7,33 из 10 с легких семян, 3,67 средних и 1,67 тяжелых. Во вторую фракцию попадало 2,33 легких семян, 5,33 средних и 3,33 тяжелых. А в третью фракцию в среднем попадало 0,33 легких семян, одно среднее и 5 тяжелых. Путем регулировки силы вакуума, а так же выравниванием его на рабочей поверхности можно значительно улучшить разделение, как видно 65 Па, это немного избыточная сила вакуума, поскольку в первую фракцию в ходе разделения иногда попадали и тяжелые семена.

Получены результаты разделения семян на три фракции (рис.8).

8

х

к г

•к 6 01

2 4

<о

ч 2 о

* 0

7,33

х к

I 4

и О

1? 2

е;

о

5С

I к

0 <0

1

е; о

5С

3,67

1,67

Номер фракции

а)

5,33

Номер фракции

б)

12 3

Номер фракции

в)

Рисунок 8 - Результат разделения семян на три фракции: а) - семена попавшие в первую фракцию; б) - семена попавшие во вторую фракцию; в) - семена попавшие в третью фракцию

После исследования рабочих поверхностей были проведены опыты по разделению семян на две и три фракции на новом пневматическом сепараторе.

Выводы. Исследуемый метод сепарации показал себя как рабочий. Путем регулировки силы вакуума и его выравнивания на рабочей поверхности можно добиться значительных улучшений качества сепарации.

1

2

3

6

1

2

3

6

4

2

0

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Круглых Н.А., Ильченко А.А. Разработка и создание экспериментальной модели нового аэродинамического сепаратора семян сельскохозяйственных культур с цилиндрической опорной поверхностью // Сборник материалов IV международной научно-практической конференции ГОУ ВО ЛНР ЛГАУ, 2023. С. 124-126.

2. Круглых Н.А., Ильченко А.А. Методика проведения экспериментов по разделению семян тыквы на разработанном аэродинамическом сепараторе // Научный вестник ГОУ ВО ЛНР «Луганский государственный аграрный университет». - Луганск: ГОУ ВО ЛНР ЛГАУ. 2022. № 3(16). С.334-340.

3. Погорелый Л.В. Инженерные методы испытаний сельскохозяйственных машин / Л.В. Погорелый. - [изд. 2-е, доп.] - К.: Тэхника, 1991. - 157 с.

4. Круглых Н.А., Ильченко А.А. Исследование разделения семян бахчевых культур в воздушных потоках, обоснование конструктивно-технологической схемы сепаратора // Научный вестник ГОУ ВО ЛНР «Луганский государственный аграрный университет» - Луганск: ГОУ ВО ЛНР ЛГАУ. 2022. №1(12). С. 346 - 354.

5. А. с. 829190 СССР, В 03 С 7/02. Диэлектрический сепаратор / В.С. Леонов, В.Г. Бурлаков (СССР). № 2798012/22-03; заяв. 16.07.79; опубл. 15.05.81, Бюл. №18.

6. А. с. 1242238 СССР, В 03 С 7/02. Диэлектрический сепаратор / В.М. Богоявленский, С.И. Ковалев, В.Г. Бурлаков, В.И. Тарушкин (СССР). № 3865066/22-03; заяв. 16.01.85; опубл. 07.07.86, Бюл. №25.

REFERENCES

1. Kruglykh N.A., Ilchenko A.A. Razrabotka i sozdanie eksperimentalnoy modeli novogo aerodinamicheskogo separatora semyan selskokhozyaystvennykh kultur s tsilindricheskoy opornoy poverkhnostyu // Sbornik materialov IV mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii GOU VO LNR LGAU, 2023. S. 124-126.

2. Kruglykh N.A., Ilchenko A.A. Metodika provedeniya eksperimentov po razdeleniyu semyan tykvy na razrabotannom aerodinamicheskom separatore // Nauchnyy vestnik GOU VO LNR «Luganskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet». -Lugansk: GOU VO LNR LGAU. 2022. № 3(16). S.334-340.

3. Pogorelyy L.V. Inzhenernye metody ispytaniy selskokhozyaystvennykh mashin / L.V. Pogorelyy. - [izd. 2-e, dop.] - K.: Tekhnika, 1991. - 157 s.

4. Kruglykh N.A., Ilchenko A.A. Issledovanie razdeleniya semyan bakhchevykh kultur v vozdushnykh potokakh, obosnovanie konstruktivno-tekhnologicheskoy skhemy separatora // Nauchnyy vestnik GOU VO LNR «Luganskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet» - Lugansk: GOU VO LNR LGAU. 2022. №1(12). S. 346 -354.

5. A. s. 829190 SSSR, V 03 S 7/02. Dielektricheskiy separator / V S. Leonov, V.G. Burlakov (SSSR). № 2798012/22-03; zayav. 16.07.79; opubl. 15.05.81, Byul. №18.

6. A. s. 1242238 SSSR, V 03 S 7/02. Dielektricheskiy separator / V.M. Bogoyavlenskiy, S.I. Kovalev, V.G. Burlakov, V.I. Tarushkin (SSSR). № 3865066/22-03; zayav. 16.01.85; opubl. 07.07.86, Byul. №25.