CC BY
0DOI 10.53980/24131997_2023_3_60
A-О. Жигжитов, канд. техн. наук, С.С. Ямпилов, д-р техн. наук, проф, e-mail: yampilovss@mail.ru Г.Ж. Хандакова,_канд. техн. наук, доц.
Ж.Б. Цыбенов, канд. техн. наук, доц.
В.Б. Балданов, канд. техн. наук, доц.
Восточно-Сибирский roсудaрственный университет технологий и упрaвления, г. Улaн-Удэ
УДК 631.362
ОЧИСТИ СЕМЯН РЖИ И ЯЧМЕНЯ ОТ МЕЛКИХ И КРУПНЫХ ПРИМЕСЕЙ
^ ПНЕВМОСЕПАРИРУЮЩЕЙ МАШИНЕ С РАЗДЕЛЕНИЕМ ЧАСТИЦ
ПО СИЛЕ ТЯЖЕСТИ
Представлена пневмосепарирующая машина с разделением частиц по силе тяжести, отличающаяся от существующих наличием после бункера приемного решета с вибрацией. Это решето предназначено для отделения самых крупных примесей. Далее зерновой материал спускается в пневмока-нал. В нем установлены вертикальные пластины. Они выравнивают скорость воздушного потока, что способствует выделению легких примесей. Далее зерновой материал делят на две части - основное зерно с мелкими и основное зерно с крупными примесями, с помощью гребенок для отделения примесей по толщине. Для того чтобы частицы примесей после удара о скатные доски не отлетали далеко, установлены экраны.
В статье приведены результаты экспериментальных исследований по разделению материала на основное зерно (ячменя и ржи), крупную и мелкую примесь.
Ключевые словa: пневмосепарирующая машина, зерновой материал, разделение частиц, очистка зерна.
A.O. Zhigzhitov, Cand. Sc. Engineering, Senior Lecturer S.S. Yampilov, Dr. Sc. Engineering, Prof.
G.Zh. Khandakova, Cand. Sc. Engineering, Аssoc. Prof.
Zh.B. Tsybenov, Cand. Sc. Engineering, Аssoc. Prof.
V.B. Bаldаnov, Cand. Sc. Engineering, Аssoc. Prof.
PURIFICATION OF RYE AND BARLEY SEEDS FROM SMALL AND LARGE IMPURITIES OF A PNEUMATIC SEPARATING MACHINE WITH PARTICLE SEPARATION BY GRAVITY
The article presents a pneumatic separating machine with separation of particles by gravity, which differs from the existing mechanisms with a vibration receiving sieve after the bunker.This sieve is designed to separate the largest impurities.Then the grain material descends the pneumatic channel. It has vertical plates. They equalize the speed of the air flow, which contributes to the release of light impurities.After that, the grain material is divided into two parts - the main grain with small impurities and the main grain with large ones, using combs to separate impurities according to their thickness. Shields are installed to to ensure that the particles of impurities do not fly far after hitting the pitch boards
The article presents the results of experimental studies on the separation of the material into the main grain (barley and rye), large and small impurities.
Key words: pneumatic separating machine, grain material, particle separation, grain purification.
Введение
Большинство сельскохозяйственных предприятий применяют устройства для очистки зерна прошлого века, которые морально и физически изношены. Также стоит проблема с обеспеченностью зерноочистительной техникой [1, 4, 11]. Поэтому в настоящее время перед исследователями стоят актуальные задачи в данном направлении, такие как:
- повышение производительности очистки зерна;
- улучшение процесса разделения зернового материала;
- уменьшение затрат на капитальный ремонт;
- уменьшение энергетических потерь;
- уменьшение потерь зерна.
Целью исследования является изучение работы пневмосепарирующей машины по отделению семян ржи и ячменя от крупных и мелких примесей по силе тяжести.
Материалы и методы исследования
На базе ВСГУТУ собрана пневмосепарирующая машина для очистки зерна от крупных и мелких примесей (рис. 1, 2). В ходе экспериментальных исследований по очистке семян ржи и ячменя от крупных и мелких примесей получены результаты, которые приведены в этой статье.
Рисунок 2 - Схема пневмосепарирующей машины
Разработанная машина содержит бункер 1, 21 - приемное решето с вибрацией; 2 - заслонка; 3, 6, 7 - сепарирующие гребенки; 4 - скатные доски; 8 - экраны; 12 - вентилятор; 13, 14 - фильтры; 15 - электродвигатель, 16 - блок управления; 18 - осадочная камера; 19 - клапан
I - отведения для вывода мелких примесей; II - отведения для вывода основного зерна; III -отведения для вывода крупных примесей [2, 9]. Пластины 20 расположены вертикально длиной 250 мм в пневмоканале 9.
Для опытов использовался:
1. Зерновой материал влажностью 14,2 %, состоящий на 94 % из семян ржи, - это основной компонент; 3 % мелких и щуплых семян ржи согласно ГОСТ 12037-81 и 3 % крупных примесей - это колоски, горох и др.
2. Зерновой материал влажностью 13,5 %, имеющий в своем составе 94 % семян ячменя, 6 % - примеси, из которых 3 % составляли мелкие и щуплые семена ячменя согласно ГОСТ 12037-81, и 3 % колосков, гороха и др. - это крупные примеси.
В каждой колоне использовали до 6 сепарирующих гребенок, имеющих длину 155 мм и ширину 300 мм. Чтобы отделить мелкую примесь, устанавливали зазор 2 мм между пальцами гребенок, а угол их наклона к горизонтальной плоскости составлял 36°, а для крупной примеси устанавливали зазор 4 мм и угол наклона 32°. Подача зерновой смеси составила
II т/чм.
Далее взвешивали полученные фракции и производили расчеты для определения количества ржи, ячменя и примесей в каждом пробоотборнике, а также их процентное соотношение. Затем по формуле В.Г. и Г.В. Ньютонов нашли эффективность выделения мелких, крупных примесей (Ем, ЕК) [2,3].
Результаты анализа и их обсуждение
Результаты исследования сведены в таблицы 1 и 2.
Таблица 1
Очистка семян ржи от примесей по колонкам пневмосепарирующей машины
№ п/п Компоненты Колонка Полнота просеивания Количество сепарирующих гребенок
1 Примесь Левая >) л. к. 13,48 13,16 13,23 13,94 13,77 11,63
мелкая уе(м) / 1 л. к. 13,48 26,64 39,87 53,81 67,58 79,21
2 Примесь Правая 0,03 0,08 0,04 0,09 0,11 0,12
крупная Правая (сход) 96,04
Всего 0,03 0,11 0,15 0,24 0,35 96,51
3 Основное Правая £(0) стт.к. 7,92 8,07 7,97 7,88 7,95 7,16
зерно (рожь) Левая '-л.к. 0,05 0,07 0,06 0,11 0,12 0,14
Левая (сход) ¿а л к- 52,21
Всего 7,97 16,11 24,12 32,13 40,2 99,71
Таблица 2
Очистка семян ячменя от примесей по колонкам пневмосепарирующей машины
№ п/п Компоненты Колонка Полнота просеивания Количество сепарирующих гребенок
1 Примесь Левая Дм) 13,21 13,35 13,63 13,82 13,86 12,53
мелкая у£(м) 13,21 26,56 40,19 54,01 67,87 80,4
2 Примесь Правая £(К) 0,05 0,07 0,06 0,08 0,12 0,14
крупная Правая (сход) 1-2 93,12
Всего 0,05 0,12 0,18 0,26 0,38 93,64
3 Основное Правая £(0) 7,87 7,94 7,85 7,93 7,87 7,34
зерно (ячмень) Левая 0,06 0,09 0,08 0,12 0,14 0,15
Левая (сход) У£(о) 52,16
Всего I*5 7,93 15,96 23,89 31,94 39,95 99,6
(м)
где к - полнота просеивания мелкой примеси в левой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;
(к)
к - полнота просеивания крупной примеси в правой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;
£ ^Пк - суммарная полнота просеивания крупной примеси (сход) в правой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;
(о)
£л к - полнота просеивания основного зерна в левой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;
(о)
к - полнота просеивания основного зерна в правой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале;
£ _ суммарная полнота просеивания основного зерна (сход) в левой колонке, в процентах, к содержанию в исходном материале.
Результат исследования показал, что наиболее высокая эффективность очистки семян ржи наблюдалась при использовании 6 гребенок. В этом случае эффективность очистки составила более 96 % от крупной примеси, а от мелкой - более 79 %. Также результаты исследований показали, что при этом же количестве гребенок эффективность очистки ячменя от крупных и мелких примесей составила более 93 и 80 % соответственно.
Заключение
Проведя эксперименты с семенами ржи и ячменя на пневмосепарирующей машине, не нашли принципиальных отличий с процессом очистки семян пшеницы. При этом можно применять те же гребенки, что и при очистке пшеницы, т. е. не производить их замену при обработке ржи и ячменя. Однако удельная производительность при очистке пшеницы будет выше. В результате проведенных исследований было выявлено, что эффективность очистки семян ржи и ячменя от мелкой примеси составляет 85 %, а от крупной - 93-96 %. Таким образом, пневмосепарирующую машину можно использовать как для отделения семян пшеницы от мелких и крупных примесей, так и для очистки семян ржи и ячменя [1].
Библиография
1. Жигжитов A.О., Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б. и др. Пневмосепарирующая машина с разделением частиц по силе тяжести // Вестник ВСГУТУ. - 2023. - № 1 (88). - С. 53-59.
2. Ньютон Г.В., Ньютон В.Г. Исследование эффективности классификации // Тр. Московского дома ученых. - М., 1937. - Вып. 2. - С. 59-74.
3. Патент РФ 2471572 С1 B07B 1/04, B07B 1/46. Сепаратор сыпучих материалов / Ямпилов С.С., Жигжитов А. О., Цыбенов Ж.Б., Цыдыпов Ц.Ц., Цыренов И.А. Патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления». - Заявка №2011116864/03, заявл. 27.04.2011, опубл. 10.01.2013.
4. Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б. Технологии и технические средства для очистки зерна с использованием сил гравитации. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. - 167 с.
5. Ямпилов С.С. Технологии очистки и сортировки семян // Земледелие. - 1999. - № 4 - С. 40.
6. Ямпилов С.С. Сепараторы предварительной очистки зерна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1999. - № 12. - С. 17.
7. Патент РФ 2237526 С1 B07B 1/04, B07B 1/46. Сепаратор сыпучих материалов / Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б., Зюлин А.Н., Гыпылов М.С. Патентообладатели: Восточно-Сибирский государственный технологический университет. - Заявка № 2003117810/03, заявл. 16.06.2003, опубл. 10.10.2004.
8. Патент РФ 2399436 С1 B07B 13/10, B07B 13/16. Сепаратор для разделения сыпучих материалов / Васильев Н.Ф., Ямпилов С.С., Кобылкин А.В., Алексеев А.А., Задевалова Г.Э. Патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления». - Заявка 2009128387/03, заявл. 22.07.2009; опубл. 20.09.2010.
9. Цыбенов Ж.Б. Обоснование основных параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01. - Улан-Удэ, 2005. - 152 с.
10. Абидуев А.А., Петунов С.В. Иванов Н.М. и др. Математическая модель технологического процесса фракционной очистки зерна // Вестник ВСГУТУ. - 2018. - № 2. - С. 27-30.
11. Ямпилов С.С., Балданов В.Б., Цыбенов Ж.Б. и др. Разработка признака разделения частиц зернового материала сепарирующим устройством // Вестник ВСГУТУ. - 2019. - № 2. - С. 58-59.
12. Раднаев Д.Н., Зимина О.Г., Бадмацыренов Д-Ц.Б. Анализ и выбор объекта исследования при решении научно-технических проблем // Вестник ВСГУТУ. - 2019. - № 2. - С. 63-66.
13. Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B., Gylykova S.Zh. at el. Grain Separation and Throwing Machine in inline Grain Processing ETESD-2022 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1112 (2022) 012071 IOP Publishing.
14. Tsydypov Ts.Ts., Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B. at el. To the question of creating a device for cleaning and sorting of grain. AGRITECH-III-2020 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1112 (2022) 012071 IOP Publishing.
15. Патент РФ 2495728 С1 B07B 13/00, B07C 5/342. Устройство для сортировки зерна / Ямпилов С.С., Цыдыпов Ц.Ц., Жигжитов А.О., Хаптагаева С.Ч., Будаев А.Б. Патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления». - Заявка № 2012121083/03, заявл. 22.05.2012, опубл. 20.10.2013.
Bibliography
1. ZhigzhitovA.O., YampilovS.S., Tsybenov J.B. [etal]. Pneumаtic sepаrаtion mаchine with pаrticle sepаrаtion by gravity // The Bulletin of ESSUTM. - Шп-Ude, 2023. - N 1. - P. 53-59.
2. Newton G.V., Newton V. G. Research of efficiency of classification // Proceedings of the Moscow house of scientists. - M., 1937. - Is. 2. - P. 59-74.
3. Pаtent RU 2471572 Sepаrаtor of bulk mаteriаls / Yаmpilov S.S., Zhigzhitov A.O., Tsybenov Zh.B., Tsydypov Ts.Ts., Tsyrenov I.A. -Application N 2011116864/03, appl. 27.04.11., publ. 10.01.13.
4. Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B. Technologies and technical means for purification of grain with the use of gravitational forces. - Ulan-Ude: Publishing house of ESSTU, 2006. - 167 p.
5. Yampilov S.S. Seed cleaning and sorting technologies // Zemledelie. - 1999. - N 4. - P. 40.
6. Yampilov S.S. Separators for primary grain cleaning // Mechanization and electrification of agriculture. -1999. - N 12. - P. 17.
7. Patent RU 2471572 C1 B07B 1/04, B07B 1/46. Separator of bulk materials / Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B., Zyulin A.N., Gypylov M.S. Patent holders: «Federal State Budget Educational Institution for Higher Vocational Education «East Siberian State University of Technology and Management». - Application N 2003117810/03, appl. 16.06.2003, publ. 10.10.2004.
8. Patent RU 2399436 C1 B07B 13/10, B07B 13/16. Separator for the separation of bulk materials / Vasiliev N.F., Yampilov S.S., Kobylkin A.V., Alekseev A.A., Zadevalova G.E. Patent holders: «Federal State Budget Educational Institution for Higher Vocational Education «East Siberian State University of Technology and Management». - Application 2009128387/03, appl. 22.07.2009, publ. 20.09.2010.
9. Tsybenov J.B. Substantiation of the basic parameters of the energy-saving separator for grain cleaning with the use of gravitational forces: diss. ... Cand. Sc. Engeneering 05.20.01. - Ulan-Ude, 2005. -152 p.
10. Abiduev A.A., Petunov S.V., Ivanov N.M. et al. Mathematical model of the technological process of fractional grain cleaning // The Bulletin of ESSTUM. - 2018. - N 2. - P. 27-30.
11. Yampilov S.S., Baldanov V.B., Tsybenov J.B. et al. Development of a sign of separation of grain material particles by a separating device // The Bulletin of ESSTUM. - 2019. - N 2. - P. 58-59.
12. Radnaev D.N., Zimina O.G., Badmatsyrenov D-Ts.B. Analysis and selection of the object of research in solving scientific and technical problems // The Bulletin of ESSTUM. - 2019. - N 2. - P. 63-66.
13. Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B., Gylykova S.Zh. at el. Grain Separation and Throwing Machine in inline Grain Processing ETESD-2022 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1112 (2022) 012071 IOP Publishing.
14. Tsydypov Ts.Ts., Yampilov S.S., Tsybenov Zh.B. at el. To the question of creating a device for cleaning and sorting of grain. AGRITECH-III-2020 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1112 (2022) 012071 IOP Publishing.
15. Patent RU 2495728 C1 B07B 13/00, B07C 5/342. Grain sorting device / Yampilov S.S., Tsydypov Ts.Ts., Zhigzhitov A.O., Khaptagaeva S.Ch., Budaev A.B. Patent holders Patent holders: «Federal State Budget Educational Institution for Higher Vocational Education «East Siberian State University of Technology and Management»". - Application N 2012121083/03, appl. 20.10.2013, publ.20.10.2013.
