Модернизация триеров Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Оптимальные значения параметров получены посредством программного обеспечения MathLab 2000:

maximize (Y, (, X2, X3, X4, X5) =

minimize

(, (, X2, X3, X4, X 5 ) =

'-7,418-10"10Л -2,905 -10-11 -2,194 10-9 1 1

1 1

1

-3,619 10

-9

-9

(5)

-1,416 10"

Эффективная вязкость исследуемого материала, Пас, пэф = KM/N, а предельное напряжение сдвига сжимаемого материала, Па, 0О = ^ M, где K и K0 — константы прибора, зависящие от его геометрических размеров и высоты, на которую загружается исследуемый материал, м-1с-2, м-1с-2; N—

угловая скорость вращения ротора, с1; М — мощность, Вт [2].

Константы прибора рассчитывали по формуле

K = -

gRK

8П

2 d2

RH R

yRl -R2

h +

RH Rb3 л RH - Rb3

K0 =

gRii

2nRв2

7 nRB

h + —B 4

(6)

где R — радиус шкива, м; Rs — внутренний радиус стакана, м ; R]5 — радиус ротора, м; h — глубина погружения ротора в корм, м; g — ускорение свободного падения, м/с2.

Список литературы

1. А.с. 1649388 СССР. Устройство для определения триботехнических параметров растительного материала / К.Г. Мурзагалиев, В.В. Дейнега, Ж.А. Нурписов. — Опубл., 1991, бюл. № 18.

2. Горбатов, А.В. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / А.В. Горбатов, С.А. Мачихин [и др.]. — М.: Легкая промышленность, 1982. — 38 с.

УДК 631.171; 631.362.3:531.5

А.В. Подзоров, ассистент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»

МОДЕРНИЗАЦИЯ ТРИЕРОВ

Отличительный признак, используемый для механического разделения зерен на ячеистых поверхностях триеров, — длина зерна, в соответствии с которой и подбирают рабочий размер (диаметр) ячейки. Метод подбора размера ячейки такой же, как и при подборе размеров круглых и продолговатых отверстий решет, т. е. с применением вариационных кривых размеров основной и отделяемой культур.

Существует множество триеров различных конструкций. Наиболее широко распространены цилиндрические и дисковые триеры, называемые классическими. Однако при обработке в них больших партий зерна и семян возникают проблемы повышения производительности и качества обработки материала.

Рассмотрев различные технические предложения, можно выделить следующие направления модернизации триеров: применение ячеек неклассической формы; изменение конструкции цилиндра

128

или диска; внедрение дополнительных устройств в конструкции классических триеров.

Модернизация ячеек

1. Цилиндрический триер. Предложенная М.В. Туаевым и Е.Л. Сосновским ячейка триера (рис. 1) незначительно отличается от классической, но ее измененная форма обеспечивает полное западание в ячейки коротких частиц смеси и исключает воздействие щеток отражателя на частицы при любом их расположении, благодаря чему растет производительность триера, исключаются потери зерна в отходы и заклинивание длинных частиц в ячейках, что повышает качество разделения смеси на фракции [7].

В триере А.А. Рассадина для разделения исходной зерновой смеси на фракции по массе ее частиц предлагается ячейки (рис. 2) барабана выполнять по форме незамкнутого с одной стороны овала, а их дно — в виде плоскости, углубляющейся к зад-

Рис. 1. Ячейка триера и расположение в ней коротких и длинных частиц:

1 — передняя стенка ячейки; 2 — задняя стенка ячейки; С — точка максимальной глубины;

А и В — точки кромок ячейки

ней стенке ячейки. Задняя стенка ячейки составляет с плоскостью дна острый угол. Зерно, попавшее в ячейку предлагаемой формы, при вращении барабана триера поворачивается вокруг точки А и в зависимости от своей массы выпадает в соответствующую секцию приемного лотка. Зерна большей массы выпадают в первую секцию лотка, зерна меньшей массы — в следующие секции приемного лотка. Такая конструкция позволяет разделять смесь более чем на две фракции в отличие от классического триера. При этом улучшается качество очистки материала за один проход [3].

2. Дисковый триер. Коллектив авторов под руководством Л.С. Солдатенко предлагает следующие варианты ячеек для дисковых триеров.

В одном из вариантов особая форма ячейки (рис. 3) предотвращает заклинивание зерновок. Это достигается наклоном боковых граней ячеек друг к другу так, что ячейка в плане имеет форму желоба, и наличием У-образного выступа на задней грани. Такая форма ячейки не препятствует заполнению ячеек, что повышает эффективность использования рабочих поверхностей триерного диска, увеличивает его фактическую производительность по извлечению из зерновой смеси коротких частич [4].

В другом варианте (рис. 4) на триерном диске выполнены ячейки двух типов: I — ориентированы длиной по радиусу; II — ориентированы нормально радиусу, причем соотношение числа ячеек первого и второго типов на поверхности диска равно 9:1. Кроме того, длина ячеек ориентированных по радиусу, неодинаковая: предусмотрены минимальные, средние и максимальные размеры. Ячейки на

Рис. 2. Триер А.А. Рассадина:

1 — поверхность барабана; 2 — дно ячейки;

3 — задняя стенка ячейки; 4 — приемный секционный лоток; А — точка опоры зерна

поверхности диска располагаются равномерно по всей его площади [2].

Указанные отличия предлагаемого триерного диска от классического обеспечивают повышение производительности и эффективности триера за счет создания благоприятных условий заполнения ячеек зерновками короткой фракции в результате совпадения основного рабочего размера ориентированных ячеек с продольными осями зерновок. К тому же, использование ячеек, размеры которых дифференцированы и соответствуют размерам коротких зерновок, повышает степень производитель-

Е 1

Рис. 3. Ячейка дискового триера

В-В

II

Д

Р(;

1г

Д

ГГ

Рис. 4. Ячейка дискового триера:

I, II — типы ячеек

Д-Д

I

В

В

ного использования объема ячеек, в каждую из которых помещается не более одной зерновки соответствующего размера.

Модернизация конструкции цилиндра или диска

1. Цилиндрический триер. Особенность предложенного Е.Л. Сосновским триера (рис. 5) — выполнение ячеек из эластичного материала в форме чаши. Вследствие этого короткие частицы лучше удерживаются в ячейках, вжимаясь в эластичный материал, что повышает качество работы триера [6].

В некоторых триерах ячейки похожей конструкции располагаются на внешней поверхности триера.

Хотя качество работы триера высокое, их конструкция довольно сложна и не обладает высокой надежностью. Эластичный материал триера быстро приходит в негодность и качество работы снижается.

2. Дисковый триер. Применение дополнительных ячеек на торце диска (рис. 6, а) позволяет повысить производительность классического триера [1].

В другой конструкции на рабочей поверхности триерных дисков предусмотрены треугольные углубления (рис. 6, б). Диски установлены таким образом, что во время работы длинные частицы опираются на углубления сразу на двух соседних дисках и увлекаются ими к выходу. Короткие частицы при этом почти не подвергаются воздействию дисков. Все это улучшает условия разделения и повышает производительность триера [5].

Дополнительные устройства

Внедрение в триер дополнительных устройств часто связано с большими сложностями. Это наиболее сложный этап модернизации классических триеров.

1. Цилиндрический триер. Одним из дополнительных устройств могут быть несколько лотков в классическом триере независимо от формы ячеек (например, в триере А.А. Рассадина). Это позволяет разделять материал более чем на две фракции. Однако такая конструкция требует более сложных регулировок [3].

В цилиндрическом триере Н.А. Добычина (патент № 156795) с целью обеспечения его работы на

10

10

Рис. 5. Цилиндрический триер Е.Л.Сосновского:

1 — перфорированный цилиндр; 2 — опорные ролики;

3 — толкатель; 4,10 — нажимные валики; 5 — внешний ограничитель; 6 — внутренний ограничитель; 7 — ячейка; 8 — щетка; 9 — приемник коротких частиц

5

3

повышенных скоростях рабочая поверхность ячеек выполнена со сквозными отверстиями и установлены два сопла — над цилиндрами (нагнетающее) и под ними (всасывающее). Причем сопла расположены по всей длине цилиндра.

Всасывающее сопло предназначено для ускорения заполнения ячеек исходным материалом, нагнетающее — для освобождения ячеек от мелкой фракции. Для удаления из ячеек длинных частиц разделяемого материала применены щетки.

Повышение эффективности триера (производительности и полноты разделения смеси) возможно за счет расширения диапазона регулировки лотка (патент № 1755953). Это достигается тем, что лоток триера снабжен отражателем, закрепленным на верхнем скате со стороны ячеистого цилиндра и расположенным над верхней кромкой нижнего ската, при этом нижняя кромка верхнего ската расположена под верхней кромкой нижнего ската. Отражатель выполнен в виде козырька, установленного вдоль верхнего ската или в виде эластичного фартука, закрепленного на нижней кромке верхнего ската и соединенного с верхней кромкой нижнего ската.

Кроме того, триер снабжен дополнительными направляющими, закрепленными на верхнем и нижнем скатах со стороны ячеистого цилиндра. Наклонные направляющие, обращенные к оси ячеистого цилиндра, расположены в направлении к загрузочному приспособлению, а дополнительные наклонные направляющие — с уклоном в противоположную сторону.

Предлагаемое устройство триера обеспечивает каскадное самотечное движение подхваченных компонентов верхним скатом на нижний и далее в цилиндр за пределы зерновой почки. Каскадное движение позволяет соизмерять ширину регулируемого ската с приемной плоскостью лотка и устанавливать его параллельно к ней или даже с большим углом относительно горизонтали (в зависимости от угла наклона направляющих). Установка нижнего ската без жестких связей с лотком и верхним скатом обеспечивает сброс компонента в зону свободных ячеек, не ограничивая диапазона регулировки лотка.

Чтобы исключить попадание на нижний скат компонентов смеси, не подхваченных верхним, вдоль последнего установлен отражатель в виде козырька или в виде эластичного фартука, закрепленного на нижней кромке верхнего и верхней кромке нижнего скатов.

2. Дисковый триер. Применение устройства (патент № 1671375), предложенного коллективом

авторов под руководством Н.В. Георги, позволяет увеличить производительность триера. Это достигается тем, что при вращении дисков материал взаимодействует с планками и интенсивнее заталкивается ими в ячейки.

Более сложное устройство (патент № 227770) предлагает коллектив авторов, возглавляемых Л.С. Солдатенко. В этом устройстве совмещены два триера: внутри цилиндрического находится дисковый. Материал подается сначала в дисковый триер, а затем через регулировочное устройство — в цилиндрический, т. е. цилиндрический триер дополняет дисковый, благодаря чему улучшается качество работы дискового триера.

Применение дополнительных систем и устройств, повышающих качество работы триеров и их производительность, часто связано со значительным усложнением конструкций машин, а следовательно, с усложнением обслуживания и увеличением их массы.

Схемы триеров с классическими параметрами и настройками в настоящее время не удовлетворяют требованиям качества очистки и производительности, хотя предел производительности и качества очистки этих машин еще не исчерпан.

Рассмотрев все указанные устройства можно сделать вывод, что все способы повышения производительности и качества очистки имеют право на существование, но особо выделяется способ модернизации ячеек. Многие виды предлагаемых ячеек, повышая эффективность триера, отличаются простотой конструкции. Этот способ наименее затратный, так как ячейки в большинстве случаев изготовляют штамповкой или литьем с минимальным числом последующих операций их обработки. Применение новых типов ячеек — перспективное направление в модернизации классических триеров.

131

Список литературы

1. А.с. 1110500 CCCР, НКИ В07В 13р.02 Диск триера р.М.В. Альтман, А.Г. Файнштейн, А.С. Воловик, Э.В. Кенигсберг (СССР). — № 3576720р.30-15; заявл. 06.04.1983; опубл. 30.08.1984. Бюл. № 324. — 5 с.

2. А.с. 1704860 CCCР, НКИ В07В 13р.02 Триерный диск р.Л.С. Солдатенко, И.М. Петровский (СССР). — № 4732490р.03; заявл. 14.06.1989; опубл. 15.01.1992. Бюл. № 2. — 4 с.

3. А.с. 188783 CCCР, НКИ В07В 13р.02 Барабан триера р.А.А.Рассадин (СССР). — № 944390р.30-15; заявл. 01.11.1966; опубл. 10.12.1966. Бюл. № 22. — 2 с.

4. А.с. 531558 CCCР, НКИ В07В 13р.02 Триерный диск р.Л.С. Солдатенко, Н.В. Георги, Л.И. Котляр, В.И. Свя-

тошнюк, М.Я. Фарберович (СССР). — № 2107764р.15; заявл. 07.02.1975; опубл. 15.10.1976. Бюл. № 38. — 3 с.

5. А.с. 753492 CCCР, НКИ В07В 13р.02 Дисковый триер р.Н.А. Урханов, Г.Ф. Ханхасаев, А.З. Андриянов (СССР). — № 2580627р.29-03; заявл. 16.02.1978; опубл. 07.08.1980. Бюл. № 29. — 4 с.

6. А.с. 882667 CCCР, НКИ В07В 13р.02 Цилиндрический триер Е.Л. Сосновского р.Е.Л. Сосновский (СССР). — № 2848526р.29-03; заявл. 07.12.1972; опубл. 23.11.1981. Бюл. № 43. — 3 с.

7. А.с. 957993 CCCР, НКИ В07В 13р.02 Ячейка скоростного триера р.М.В. Тутаев, Е.Л. Сосновский (СССР). — № 3231105р.29—03; заявл. 25.12.1980; опубл. 15.09.1982. Бюл. № 34. — 3 с.

УДК 631.3;631.363.7

A.В. Чупшев, аспирант

B.В. Коновалов, доктор. техн. наук., профессор

В.П. Терюшков, канд. техн. наук., доцент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

влияние диаметра лопастей и их числа на неравномерность смевд и энергоемкость смешивания

В ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» разработан смеситель периодического действия (рис. 1), позволяющий перемешивать компоненты корма при их доли в смеси 1 %. Работа смесителя происходит следующим образом. Через загрузочный бункер 1 засыпают сначала наполнитель, а затем микрокомпоненты в количестве 1 % общей массы наполнителя. При включении электродвигателя 7 компоненты смеси перемешиваются вертикальной мешалкой 3, закрепленной на валу 4. Лопасти мешалки выполнены из прутка круглого сечения. По окончанию времени смешивания открывается заслонка 5 выгрузного окна и готовая смесь отгружается по лотку 6.

В процессе исследований смесителя изменяли число лопастей и их диаметр С. В результате выявили влияние указанных параметров на неравномерность смеси и энергоемкость процесса (рис. 2, а). Неравномерность смеси мала при установке шести лопастей диаметром С = 7.. .8 мм и при трех лопастях диаметром С = 12 мм. Наибольшая неравномерность достигается при N = 4.5 независимо от диаметра лопасти. С ростом диаметра число лопастей, обеспечивающих наибольшую равномерность смеси, следует увеличивать, чтобы предотвратить возникающие (по предположению авторов) резонансные явления.

Указанный характер неравномерности смеси влияет и на энергоемкость процесса. Наименьшая энергоемкость приготовления смеси отмечена при

132

ее неравномерности V = 10 % и V = 5 % (рис. 2, б, в), а также при С = 7 мм и N = 6. При установке трех лопастей диаметром 8.12 мм энергоемкость уменьшается, однако ее значение все же больше, чем при С = 7 мм и N = 6.

Рис. 1. Схема смесителя кормов:

1 — загрузочный бункер; 2 — емкость смесителя; 3 — мешалка; 4 — центральный вал смесителя; 5 — заслонка; 6 — выгрузной лоток;

7 — электродвигатель