CC BY
27
3. Нерпин, С. В. Водозадерживающая способность структурных почв и их влаго-способность / С. В. Нерпин // Сборник трудов по агрономической физике. - Вып. 10. -Л. — М.: Изд-во сельхоз. лит., журналов и плакатов, 1962. - С. 137—144.
4. Судницын, И. И. Применение метода термодинамического потенциала при изучении передвижения влаги в почве /
И. И. Судницын // Гидрофизика и структура почвы. - Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1965. - С. 43-55.
5. Чудновский, А. Ф. Основные результаты аФи в области изучения теплового режима почвы / А. Ф. Чудновский // Сборник трудов по агрономической физике. -Вып. 10. - Л. - М.: Изд-во сельхоз. лит., журналов и плакатов, 1962. - С. 51-67.
УДК 637.2.225
НОВОЕ В МЕХАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА СЛИВОЧНОГО МАСЛА ДЛЯ МАЛЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТОВАРОПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
В. С. Парфенов, канд. техн. наук, профессор; А. В. Яшин, канд. техн. наук, доцент;
В. Н. Стригин, канд. техн. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. 88412-628-272; е-таіі: [email protected]
40 % потребляемого в России сливочного масла на сегодняшний день является импортным, что выше продовольственной безопасности страны по данному виду продукта. Таким образом, повышение эффективности производства сливочного масла в условиях малых сельскохозяйственных предприятий за счет совершенствования технологии и применения новых технических средств, способствующих снижению энергоемкости и повышению производительности, является весьма актуальным для аграрного производства.
Ключевые слова: изготовитель масла, малые сельскохозяйственные товаропроизводители, механизация, производительность, энергоемкость.
Для производства сливочного масла разработан целый ряд устройств [1, 2, 3, 4, 5], превосходящих по своим технико-экономическим показателям отдельные серийные аппараты, выпускаемые как в РФ, так и за рубежом.
Рис. 1. Конструктивная схема маслоизго-товителя периодического действия по патенту РФ № 2186487:
1 - пульт управления; 2, 8 - болты крепежные;
3 - двигатель; 4 - шкив ведущий; 5 - рама;
6 - ремень клиновой; 7 - шкив ведомый;
9 - емкость неподвижная; 10 - узлы подшипниковые; 11 - окно смотровое; 12 - лопатки; 13 -два конуса, сопряженные одной поверхностью;
14 - вал приводной; 15 - стойка
Предлагаемые устройства прошли производственную проверку на молокоперера-
батывающих предприятиях Пензенской области, показали хорошую работоспособность, надежность и небольшую энергоемкость при достаточно высокой производительности.
В основу одного из них [1] положено следующее техническое решение: образование масляного зерна за счет придания сливкам различных скоростей посредством двух сопряженных конусов с прикрепленными лопатками, в результате чего увеличивается градиент скорости между отдельными слоями и возрастают силы трения, что приводит к разрушению белковой оболочки жировых шариков и последующей их агрегации (слипанию) (рис. 1).
Маслоизготовитель работает следующим образом. В неподвижную емкость 9 через смотровое окно 11 заливают сливки. При включении пультом 1 двигателя 3 вращающий момент через клиноременную передачу 6 передается приводному валу 14. Закрепленный на валу 14 механизм сбивания приходит во вращение, придавая сливкам турбулентный режим движения. При этом сливки, направляемые лопатками 12, движутся по образующим двух конусов, сопряженных одной поверхностью 13. У вершины конуса скорость сливок меньше, к
70 Технические науки
основанию - больше. Полученное таким образом сливочное масло свободно отделяется от пахты и выгружается через смотровое окно 11.
В основу второго [2] положено следующее техническое решение: механизм сбивания выполнен в виде двухвального лопастного ротора, вращающегося вокруг горизонтальной и вертикальной осей, что приводит к сложному движению сливок, их турбулизации и ускоренному образованию масляного зерна (рис. 2).
12 3 1
5
8
9
Ю_
а
12
Рис. 2. Конструктивная схема масло-изготовителя периодического действия по патенту РФ № 2269890:
1 - зажим; 2 - крышка; 3 - окно смотровое;
4 - электродвигатель; 5 - ременная передача;
6, 12 - подшипники; 7 - вал полый; 8 - вал привода;
9 - редуктор; 10 - лопасть; 11 - емкость
Работает маслоизготовитель следующим образом. Сливки заливают в неподвижную емкость 11, устанавливают крышку 2 с механизмом сбивания, закрывают зажимы 1. При включении привода лопасти 10 ротора, получая вращающий момент от приводного вала 8 через конический редуктор 9, за счет вращения в противоположных направлениях создают два встречных потока сливок. Встречные вихревые потоки, имеющие место при этом, принуждают полый вал 7 с закрепленным механизмом сбивания совершать осевое вращение, тем самым перекрывая не обрабатываемые до этого зоны. Процесс сбивания может визуально контролироваться через смотровое окно 3. По окончании технологического процесса зажимы 1 открываются, крышка 2 емкости 11 с закрепленным в ней механизмом сбивания снимается и полученный продукт (масло) извлекается.
В основу третьего [3] положено следующее техническое решение: механизм сбивания выполнен в виде двух рабочих колес, расположенных в нижней и средней частях цилиндрической вертикальной ем-
кости, каждое из которых состоит из спицы, жестко соединенной с приводным валом, и ленты, концы которой развернуты на 180°, соединены между собой и прикреплены жестко к спице. Свернутая лента рабочего колеса вызывает образование двух воронок, направленных друг от друга, что приводит к турбулизации сливок и образованию масляного зерна (рис. 3).
Рис. 3. Конструктивная схема масло-изготовителя периодического действия по патенту РФ № 2306697:
1, 10 - узел подшипниковый; 2, 6 - колесо рабочее;
3, 7 - спица; 4 - вал приводной; 5 - емкость;
8 - зажим; 9 - крышка; 11 - электродвигатель
Маслоизготовитель работает следующим образом. Через открытую крышку 9 сливки заливают в неподвижную емкость 5, после чего крышку 9 закрывают. При включении электродвигателя 11 приводится во вращение механизм сбивания. При этом рабочими колесами 2 и 6 осуществляется интенсивное перемешивание сливок, что приводит к образованию турбулентного режима движения сливок и ускорению образования масляного зерна, вследствие чего снижается время и энергоемкость технологического процесса сбивания масла, а также повышается производительность маслоизготовителя. По окончании технологического процесса крышка 9 снимается и полученный продукт извлекается из емкости 5 .
В основу четвертого [4] положено следующее техническое решение: цилиндрическая емкость расположена горизонтально, а механизм сбивания выполнен в виде двух колес, расположенных в левой и правой частях емкости, которые имеют возможность вращения в разные стороны посредством редуктора. Каждое колесо состоит из спицы, жестко соединенной с приводным валом, и ленты, концы которой развернуты на 180°, соединены между собой и закреплены жестко к спице. Прида-
Нива Поволжья № 2 (15) май 2010 71
ние сливкам вращательного движения со встречной направленностью потоков и повышение сил трения между ними приводит к разрушению белковой оболочки жировых шариков с их агрегацией (рис. 4).
Рис. 4. Конструктивная схема масло-изготовителя периодического действия по патенту РФ № 61506:
1 - подножка; 2, 12 - узлы подшипниковые;
3 - емкость; 4, 10 - спицы; 5, 9 - колеса рабочие; 6 - упор; 7 - рычаг; 8 - редуктор; 11 - вал приводной; 13 - крышка; 14 - электродвигатель
Работает маслоизготовитель следующим образом. Через открытую крышку 13 сливки заливают в ёмкость 3, после чего крышку 13 закрывают и укладывают на подножку
1. При включении электродвигателя 14 приводится во вращение механизм сбивания. При этом рабочие колёса 5 и 9 вращаются в разные стороны посредством редуктора 8, и осуществляется интенсивное перемешивание сливок, что приводит к образованию турбулентного режима движения материала, а кроме того свёрнутая лента рабочего колеса вызывает образование двух воронок, направленных друг от друга, и, как итог, - образование масляного зерна. По окончании технологического процесса ёмкость 3 устанавливается на дно, крышка 13 снимается и полученный продукт извлекается.
В настоящее время ведутся экспериментальные исследования [5] устройства для получения сливочного масла (рис. 5), в основу которого положено следующее техническое решение: механизм сбивания выполнен в виде упругой мембраны, которая одновременно является дном емкости и совершает периодическое колебательное движение. При этом от мембраны передаются колебания сливкам, что приводит к их
сложному движению, обеспечивающему более интенсивное разрушение оболочки жировых шариков и слипание, то есть образование масляного зерна. При этом наблюдается уменьшение отхода жира в пахту, снижение налипания масляного зерна на механизм сбивания и, соответственно, увеличение выхода сливочного масла.
Рис. 5. Конструктивная схема устройства для получения сливочного масла по патенту РФ № 2366166:
1 - рукоятка; 2 - шток; 3 - клапан разгрузки;
4 - окно загрузочное; 5 - заслонка; 6 - фиксатор; 7 - зажим; 8 - крышка; 9 - емкость; 10 - мембрана; 11 - рама; 12 - шатун; 13 - кривошип;
14 - электропривод; 15 - виброгаситель
Устройство для получения сливочного масла работает следующим образом. Через открытое загрузочное окно 4 сливки заливают в цилиндрическую емкость 9. Затем загрузочное окно 4 закрывают заслонкой 5 и стопорят фиксатором 6. Вращающий момент от электропривода 14 передается кривошипу 13 и преобразуется в плоскопараллельное движение шатуна 12, который сообщает периодические колебания мембране 10 и от нее сливкам. Под действием вибрационного импульса сливки движутся по сложной траектории и осуществляется их интенсивное перемешивание, что приводит к турбулизации сливок и образованию масляного зерна, вследствие чего снижается время технологического процес-
Технико-экономические показатели изготовителей масла
Показатель Изготовитель масла по патенту РФ №
2186487 2269890 2306697 61506
Ориентировочная стоимость, руб. 8300 5400 3700 4800
Объем емкости, л. 18,4 16 12,5 12,5
Степень заполнения емкости 0,37 0,71 0,65 0,66
Производительность, кг/ч. 21 27 15,3 17,8
Номинальная потребная мощность, Вт. 450 250 200 205
Масса, кг. 22 7,1 6,0 6,5
72 Технические науки
са маслообразования, повышается производительность и снижается энергоемкость. Процесс образования масляного зерна контролируется визуально через прозрачную крышку 8. По окончании технологического процесса для извлечения масляного пласта открывается клапан разгрузки 3 путем вращения рукоятки 1 штока 2, после чего отключается электропривод 14.
Технико-экономические показатели изготовителей масла представлены в таблице.
Нами предлагается инженерный расчет изготовителей масла [6, 7, 8], основанный на методике гидравлического моделирования, который позволяет проектировать данные устройства с требуемыми производительностью и конструктивно-режимными параметрами.
Литература
1. Пат. 2186487 РФ, МКП8 А0и 15/00, А0и 15/02, А0и 15/06. Маслоизготовитель периодического действия / В. С. Парфенов, В. П. Терюшков, В. В. Коновалов. - 2000131021/13; Заявлено 13.12.2000; Опубл.10.08.2002, Бюл. № 22.
2. Пат. 2269890 РФ, МКП8 А0и 15/00, А0и 15/02, А0и 15/04. Маслоизготовитель периодического действия / В. П. Терюшков, В. С. Парфенов, С. В. Стригин. - 2004123465/13; Заявлено 29.07.2004; Опубл.20.02.2006, Бюл. № 5.
3. Пат. 2306697 РФ, МКП8 А 01 Л 15/00. Маслоизготовитель периодического действия / В. С. Парфенов, А. В. Яшин, В. П. Терюшков - № 2005135936/13; Заявлено 18.11.2005; Опубл. 27.09.2007, Бюл. № 27.
4. Пат. 61506 РФ, МКП8 А 01 Л 15/00. Маслоизготовитель периодического действия / А. В. Яшин, В. С. Парфенов. - № 2006143958/22; Заявлено 11.12.2006; Опубл. 10.03.2007, Бюл. № 7.
5. Пат. 2366166 РФ, МКП8 А01 Л 15/00. Устройство для получения сливочного масла / А. В. Яшин, В. С. Парфенов, В. Н. Стри-гин. - № 2008113909/13; Заявлено 08.04.2008; Опубл. 10.09.2009, Бюл. № 25.
6. Стригин, В. Н. К вопросу инженерного расчета маслоизготовителя периодического действия / В. Н. Стригин, В. С. Парфенов, А. В. Яшин, С. В. Стригин // Нива Поволжья. - 2009. - № 2(11) - С. 67-71.
7. Яшин, А. В. Моделирование устройств для изготовления сливочного масла с требуемой производительностью / А. В. Яшин, В. С. Парфенов, В. Н. Стригин // Материали за 5-а международна научна практична конференция, «Новини от добрата наука»: том 17. - София: «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2009. - С. 20-24.
8. Яшин, А. В. Основы методики моделирования маслоизготовителей / А. В. Яшин, В. С. Парфенов, В. Н. Стригин // Нива Поволжья. - 2009. - № 1(10) - С. 93-96.
УДК 621.436
УЛУЧШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ НА РЕЖИМЕ ПЕРЕГРУЗОК ПУТЕМ ОБОГАЩЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА
А. П. Уханов, доктор техн. наук, профессор; Д. А. Уханов, доктор техн. наук, доцент; В. А. Рачкин, канд. техн. наук, доцент; В. А. Матвеев, инженер
ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. (8412) 62-85-17, е-таіі: 2НиМапоу. репга@таіі. ги
В статье приведены результаты исследований тракторного дизеля Д-243 (4Ч11/12,5) на режиме перегрузок. Форсирование дизеля на режиме перегрузок осуществляется обогащением воздушного заряда различными активаторами путем подачи последних в мелкораспыленном состоянии во впускной трубопровод.
Ключевые слова: машинно-тракторный агрегат, дизель, режим перегрузок, активатор, показатели.
В условиях эксплуатации эффективность использования машинно-тракторных агрегатов (МТА) при выполнении сельскохозяйственных операций зависит от следующих факторов:
- эксплуатационных свойств трактора и агрегатируемых с ним с.-х. машин;
- почвенно-климатических условий;
- вида выполняемой операции (пахота, культивация, боронование и т. д.);
- профессиональных качеств тракториста.
Совокупность данных факторов оказывает существенное влияние на режимы работы трактора, входящего в состав МТА. Результаты исследований [1] показывают, что тракторные дизели до 90 % общего
Нива Поволжья № 2 (15) май 2010 73
