ПНЕВМОЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ ПРОТРАВЛИВАТЕЛЕЙ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Нуруллин Э.Г.; Зайнутдинов И.Р.; Файзуллин Р.А.

УДК 631.348

DOI 10.36461/NP.2021.60.3.019

ПНЕВМОЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ ПРОТРАВЛИВАТЕЛЕЙ

СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Э.Г. Нуруллин, доктор технических наук, профессор; И.Р. Зайнутдинов, аспирант, Р.А. Файзуллин, аспирант

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный аграрный университет», г. Казань, Россия, тел. +7(904) 671-79-93, e-mail: nureg@mail.ru

Существующие в настоящее время на мировом рынке машины для предпосевной обработки семян зерновых культур защитно-стимулирующими средствами оснащены загрузочно-разгрузочными устройствами механического типа, которые сильно травмируют семена, снижая их репродуктивные качества. Целью исследований является повышение урожайности и качества зерна сохранением репродуктивных качеств семян за счёт снижения травмирования при предпосевной обработке. Исследования выполнялись с применением общенаучных и специальных методов, разработанных частных методик, также известных положений земледельческой механики, газодинамики и теории пневмотранспорта. На основе анализа существующих на мировом рынке протравочных машин, научных исследований и опытно-конструкторских работ, результатов патентного поиска выявлено перспективное направление по совершенствованию технологии предпосевной подготовки семян зерновых культур в условиях сельскохозяйственных предприятий на основе применения протравливателя семян, оснащенного загрузчиком зерна пневматического типа. Предложена новая конструкция пневмозагрузочного устройства для мобильных протравливателей семян зерновых культур, обеспечивающая снижение травмирования. Обоснованы основные конструктивно-технологические параметры пневмосемяпровода, разгрузителя и вентилятора, составляющих основу нового пневмозагру-зочного устройства. Даны методические предпосылки по расчёту пневмосистемы пневмозагрузочного устройства. Результаты выполненных исследований могут быть использованы сельхозтоваропроизводителями, предприятиями сельхозмашиностроения, также научно-исследовательскими организациями и научными работниками при разработке новых и совершенствовании существующих технологий и технических средств в сельском хозяйстве. На основе полученных результатов начата работа по созданию нового протравливателя семян зерновых культур, основанная на пневмозагрузке семян с одновременным отделением от них пыли в едином непрерывном воздушном потоке, что, наряду со снижением травмирования, обеспечит повышение качества их обработки, снижение расхода дорогостоящих препаратов и затрат на энерго-трудоемкие работы по очистке семян от пыли на зерноочистительных машинах, имеющих место в существующих технологиях.

Ключевые слова: протравочная машина, семена зерновых культур, травмирование зерна.

Введение

Важнейшими задачами сельскохозяйственного производства является повышение производительности и снижение энергоёмкости технологических процессов при соблюдении агротехнических требований и обеспечении высокого качества производимой продукции. Это в полной мере относиться и к производству зерна, в частности, к процессу подготовки семян зерновых культур. Основные направления модернизации технической базы подготовки семян, обеспечивающие выполнение перечисленных задач, были рассмотрены ранее [1-3]. Существующие технологии подготовки семян

зерновых культур в условиях сельскохозяйственных предприятий включают множество технологических операций, связанных с применением энергоёмкого оборудования, погрузочно-разгрузочных и транспортных работ. При этом семенной материал на разных этапах технологического процесса подвергается жёсткому механическому воздействию рабочих органов технических средств. Это приводит к макротравмированию (дроблению) к микротравмированию (повреждению зародыша, эндосперма, хохолка) семенного материала, что снижает репродуктивные качества семян, соответственно, количество и качество урожая.

Завершающим этапом подготовки семян зерновых культур в условиях сельскохозяйственных предприятий является их обработка защитно-стимулирующими средствами на мобильных протравливателях. Они оснащены загрузочно-разгрузочными устройствами механического типа (шнеко-вые, скребковые), которые сильно травмируют зерно.

При этом снижаются репродуктивные качества семян. Поэтому создание новых загрузочных устройств, обеспечивающих снижение травмирования семенного материала, является актуальным направлением научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области разработки технологий и технических средств предпосевной подготовки семян зерновых культур.

Целью исследований является повышение урожайности и качества зерновых культур на основе решения задачи разработки пневмозагрузочного устройства, адаптируемого к существующим мобильным протравливателям и обеспечивающего сохранение репродуктивных качеств семян зерновых культур путём снижения их травмирования.

Методы и материалы

Исследования выполнялись с применением общенаучных методов теоретического уровня: анализ и синтез, обобщение, абстрагирование, аналогия, сравнение, а также специальных методов эмпирического уровня. Теоретические обоснования выполнены на основе известных положений земледельческой механики, газодинамики и теории пневмотранспорта.

Экспериментальные исследования проводились на специально изготовленном экспериментальном образце пневмозагрузоч-ного устройства по разработанным частным методикам.

При выполнении работы использованы методические подходы и результаты отечественных и зарубежных исследований по применению воздушного потока при выполнении транспортировки зерна по рабочим зонам сельскохозяйственных машин [4-17].

Анализ научно-технической литературы и патентные исследования в данной области существующих на современном рынке зарубежных и отечественных машин протравочных машин показал, что в настоящее время нет протравливателей семян зерновых культур, оснащенных пневмоза-грузочными устройствами [18-35].

В результате определено, что одним из перспективных направлений совершенствования конструкций протравочных машин является разработка и применение

пневмозагрузочного устройства вместо загрузчиков механического типа.

Результаты

На основе анализа научных исследований и опытно-конструкторских работ, результатов патентного поиска предложена и запатентована конструкция нового мобильного протравливателя семян зерновых культур с пневмозагрузочным устройством [36-39].

Основными элементами предлагаемой конструкции пневмозагрузочного устройства являются (рис. 1): пневмосемяпровод (9), разгрузитель циклоновидный (11) и вентилятор центробежный (15). От их конструктивно-технологических параметров зависят степень травмирования семян, энергоёмкость протравливателя, а также производительность пневмозагрузчика, которая должна синхронно обеспечивать непрерывную работу протравливателя.

Обоснование пневмосемяпровода. Пневмосемяпровод представляет собой трубу, по которой семена из бурта подаются воздушным потоком в разгрузитель. Важной характеристикой пневмосемяпровода, оказывающей существенное влияние на производительность и энергоёмкость протравливателя, выступает его пропускная способность, которая зависит от рабочего диаметра трубы, скорости воздуха и массовой концентрации воздушно-зерновой смеси. В результате теоретических исследований получены математические выражения, устанавливающие связь этих параметров [40-41].

На их основе выведена формула для расчёта пропускной способности пневмосе-мяпровода:

}з = 3,5 -в м ^ (1)

где }з - пропускная способность пневмосемяпровода по зерну, т/ч; -в - скорость воздуха в пневмосемяпроводе, м/с; м - массовая концентрация воздушно-зерновой смеси, кг/кг; - диаметр рабочей полости пневмосемяпровода, м.

Данная формула позволяет определять пропускную способность пневмосемя-провода при любых значениях параметров его правой части.

В результате теоретических исследований режимов пневмотранспорта материалов различного размера установлено, что скорость воздуха и концентрация определяются картиной течения воздушно-зерновой смеси. Течение зернистых материалов размером более 1 мм (сЭ > 1мм), к которым относится и зерно, наиболее качественно происходит во взвешенном состоянии при

скорости воздуха 15...30 м/с и массовой концентрации 10кг/кг [42].

Для обеспечения минимального ударного взаимодействия семян с рабочими поверхностями и максимально возможной

производительности расчёт пропускной способности пневмозагрузчика был проведён при наименьшем значении скорости воздуха 15 м/с (таблица 1).

Рис. 1. Конструктивно-технологическая схема мобильного протравливателя семян с пневмозагрузочным устройством; 1 - рама с колесами; 2 - механизм самопередвижения; 3 - устройство пневмозагрузочное; 4 - бункер семян; 5 - резервуар ядохимикатов; 6 - дозатор ядохимикатов; 7 - камера протравливания; 8 - устройство выгрузное; 9 - пневмосемяпровод; 10 - входной патрубок разгрузителя; 11 - разгрузитель циклоновидный; 12 - нижняя выходная горловина разгрузителя; 13 - верхняя горловина разгрузителя; 14 - всасывающий патрубок центробежного вентилятора; 15 - вентилятор центробежный; 16 - бурт зерна.

Таблица 1

Результаты расчёта пропускной способности пневмосемяпровода

Dп, м 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

Qп, т/ч 5,25 7,56 10,29 13,44 17,01 21,0

Экспериментальные исследования пневмосемяпровода рабочим диаметром 110 мм при взвешенном движении зерна ячменя показали, что в среднем его пропускная способность составляет 7,34 т/ч [43, 44].

Таким образом, экспериментальные данные подтверждают теоретические расчёты и дают основание утверждать, что при режиме движения воздушно-зерновой смеси во взвешенном состоянии с известными значениями её концентрации и скорости воздуха можно рассчитать диаметр пневмосемяпровода для протравливателя любой производительности.

Однако, при этом возрастает расход воздуха, что увеличивает мощность привода центробежного вентилятора, соответственно, энергоёмкость протравливателя. Поэтому вентилятор должен обеспечить требуемые скорость и расход воздуха при минимальных энергозатратах на привод.

Размещение пневмосемяпровода на протравливателе и угол его установки относительно горизонта зависят от конструктивных параметров разгрузителя и габаритных размеров протравливателя.

В верхней части он прикрепляется к входному горизонтальному патрубку

разгрузителя. Поэтому при установке разгрузителя по продольной оси протравливателя пневмосемяпровод смещается от осевой линии протравливателя на величину радиуса верхней части циклоновидного разгрузителя.

При этом нижняя часть семяпровода может быть жестко прикреплена на верхней передней части рамы с возможностью присоединения к ней гибкого питателя.

Обоснование разгрузителя. Назначение разгрузителя заключается в полном отделении семян из воздушно-зерновой смеси, поступающей из пневмосемяпровода. Анализ конструкций разгрузителей различного типа показал, что на пневмозагрузочном устройстве мобильных протравливателей семян наиболее целесообразно применение разгрузителя центробежного типа [45].

Они работают по принципу пылеотде-лительных циклонов: воздушно-зерновая смесь входит в верхнюю часть циклоновидного разгрузителя по касательной, где за счет центробежных сил семена оседают в нижней части разгрузителя, а воздух в восходящем потоке выходит через выхлопную трубу, соединенного с всасывающим патрубком центробежного вентилятора. В качестве центробежными разгрузителей могут служить циклоны любого типа, размеры которых пересчитаны на скорости входа воздуха 12...15 м/с. Такие пределы скорости соответствуют обоснованной выше скорости воздуха в пневмосемяпроводе. Исследования показали, что за основу конструкции разгрузителя нового пневмозагру-зочного устройства мобильного протравливателя семян можно принять существующие типовые центробежные разгрузители типа ЦРК (короткие) [46].

При пересчёте размеров типового разгрузителя важно кроме входной скорости воздуха обеспечить требуемую производительность по воздуху и способность качественно разделить смесь. Кроме того, значение имеют: высота разгрузителя, которая наряду с габаритными размерами протравливателя определяет угол установки пнев-мосемяпровода; диаметр и высота цилиндрической части; угол и высота конусной части; диаметры входного патрубка, выхлопной трубы и выгрузного отверстия [46].

В конструкции пневмозагрузочного устройства разгрузитель может выполнять одновременно и функцию бункера. В этом случае при перерасчёте размеров его накопительный объём должен обеспечить фактическую производительность серийного протравливателя по зерну с определённым запасом [44].

Для перерасчёта типовых циклонов-разгрузителей необходимо знать расход и давление воздуха в пневомсистеме, создаваемые центробежным вентилятором. Окончательное обоснование конструктивно-технологических параметров разгрузителя возможно только при экспериментальном исследовании пневмозагрузочного устройства протравливателя семян зерновых культур.

Обоснование центробежного вентилятора. Назначение центробежного вентилятора заключается в создании воздушного потока, обеспечивающего непрерывную транспортировку семян из бурта в разгрузитель и выброс освобожденного от зерна воздуха в атмосферу.

При этом вентилятор должен создавать требуемые параметры воздушного потока в пневмосистеме при минимальных энергозатратах на его привод, что будет обеспечивать снижение энергоёмкости устройства.

Пневмосистема загрузочного устройства представляет собой рабочие полости с разными площадями поперечного сечения: пневмосемяпровод, цилиндрическая часть циклоновидного разгрузителя и её выхлопная труба. Каждый участок выполняет свою функцию.

Основными параметрами воздушного потока в пневмосистеме пневмозагрузоч-ного устройства являются расход и давление воздуха. Они создают требуемый режим движения воздушно-зерновой смеси по рабочим полостям, определяют характеристики воздуходувной машины и в целом влияют на производительность, энергоёмкость и технологическую эффективность работы пневмозагрузочного устройства. Поэтому определение расхода и давления, необходимого в пневмосистеме, лежит в основе обоснования конструктивно-технологических параметров вентилятора и его привода.

Воздуходувная машина при заданных оборотах электродвигателя создаёт поток с определённым расходом и давлением согласно её технической характеристике.

В результате теоретических исследований пневмосистемы пневмозагрузочного устройства протравливателя семян зерновых культур получены математические зависимости для расчёта полного давления и расхода воздуха, которые позволяют установить требуемую характеристику воздуходувной машины [47].

Полученные зависимости позволяют рассчитать все составляющие полного давления в пневмосистеме пневмозагрузочного

устройства протравливателей семян зерновых культур.

Расчётные значения расхода воздуха и полного давления в пневмосистеме пневмо-загрузочного устройства, обеспечивающие его эффективную работу, могут быть приняты за основу при обосновании некоторых конструктивных параметров приёмного сопла, пневмосемяпровода, циклоновидного разгрузителя. На основе данных теоретических зависимостей для опреде-ления расхода воздуха и полного давления составлена методика расчета пневмосистемы пневмозагрузочного устройства для протравливателей семян [47].

Разработанная методика включает следующие основные действия:

- составляется расчётная схема с указанием функциональных участков пневмо-системы;

- принимаются исходные положения и допущения;

- определяется расход воздуха центробежного вентилятора, исходя из требуемой производительности протравливателя семян при заданной массовой концентрации семян в пневмосемяпроводе;

- рассчитываются потери давления на каждом функциональном участке и конструктивном элементе;

- определяется полное давление как сумма всех потерь;

- по расчётным значениям расхода воздуха и полного давления выбирается центробежный вентилятор и определяется мощность его привода;

- по полученному расходу воздуха и из условий оседания всего поступившего количества семян в циклоновидном разгрузителе с одновременным удалением воздуха через выхлопную трубу определяется диаметр его цилиндрической части;

- по расчётному значению диаметра цилиндрической части выбирается типовой циклон-разгрузитель и производится перерасчёт его других конструктивных параметров (высота цилиндрической части, высота конической части, угол конусности, длина выхлопной трубы и др.) для условий работы пневмозагрузочного устройства.

Предложенная методика позволяет рассчитать параметры воздуха в пневмосистеме, требуемые для качественного выполнения процесса загрузки и разделения семян от воздуха, выбрать центробежный вентилятор с требуемым давлением, расходом при минимальной мощности привода, скорректировать конструктивные параметры выбранного типового циклоновидного разгрузителя для пнев-мозагрузочных устройств разной производи-

тельности, адаптируемых для всех существующих мобильных протравливателей семян зерновых культур.

Заключение

Выявлено перспективное направление по совершенствованию технологии предпосевной подготовки семян зерновых культур в условиях сельскохозяйственных предприятий на основе применения протравливателя семян, оснащенного загрузчиком зерна пневматического типа.

Обоснована конструкция пневмозагру-зочного устройства, адаптируемого ко всем существующим мобильным протравливателям семян зерновых культур, и основные параметры его конструктивных элементов: пневмосемяпровода, разгрузителя, центробежного вентилятора.

Предлагаемая конструкция снижает травмирование зерна, что позволяет увеличивать полевую всхожесть семян зерновых культур, соответственно, исключает перерасход посевного материала и обеспечивает повышение урожайности.

Результаты выполненных исследований могут быть использованы сельхозтоваропроизводителями, предприятиями сельхозмашиностроения, также научно-исследовательскими организациями и научными работниками при разработке новых и совершенствовании существующих технологий и технических средств в сельском хозяйстве.

В настоящее время на основе полученных результатов проводиться научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа по разработке нового пневмозагру-зочно-пылеотделительного устройства для протравливателей семян зерновых культур. Оно будет осуществлять пневмозагрузку семян с одновременным отделением от них пыли и подачей очищенных семян в зону нанесения рабочего раствора в едином непрерывном воздушном потоке без их соприкосновения с окружающей пыльной средой, что, наряду со снижением травмирования семян, обеспечит повышение качества их обработки, снижение расхода дорогостоящих препаратов. Кроме того, исключаются дополнительные затраты, имеющиеся в существующих технологиях, связанные с энерго-трудоемкими работами по очистки семян от пыли (загрузочно-разгрузочные, транспортные, пропуск зерна через зерноочистительную машину). Разрабатываемая конструкция пневмозагрузочно-пылеотде-лительного устройства может быть адаптирована как для передвижных, так и для стационарных протравливателей, которые используются на семяприготовительных заводах и линиях.

Литература

1. Нуруллин Э. Г. Основные направления модернизации технической базы послеуборочной обработки зерна и подготовки семян. Техника и оборудование для села, 2015, № 10 (220), с. 5-8.

2. Нуруллин Э. Г. Предпосевная подготовка семян по новой технологии. Вестник Казанского технол. ун-та, 2016, Т. 19, № 16, с. 28-30.

3. Нуруллин Э. Г. Основные направления совершенствования машин для предпосевной обработки. Техника и оборудование для села, 2018, № 3 (249), с. 13-15.

4. Нуруллин Э. Г., Салахов И.М. Пневмомеханический протравливатель семян: монография. Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2015, 138 с.

5. Ma Z., Li Y., Xu L., Zhao Z., Tang Z. Dispersion and migration of agricultural particles in a variable-amplitude screen box based on the discrete element method. Computers and Electronics in Agriculture, 2017, vol. 142, pp. 173-180.

6. Saikat S., Meheboob A. Revisiting ignited-quenched transition and the non-Newtonian rheology of a sheared dilute gas-solid suspension. Journal of Fluid Mechanics, 2017, vol. 833, p. 206-246.

7. Gaston Bourges, Jorge J. Eliachb, Mabel A. Medina. Numerical Evaluation of a Seed Distributor Head for Air Seeders. Chemical engineering transactions, 2017, v. 58, p. 571-576.

8. Andrii Yatskul, Jean-Pierre Lemiere, Frederic Cointault. Influence of the divider head functioning conditions and geometry on the seed's distribution and accuracy of the air-seeder. Biosystems Engineering, 161, p. 120-134. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng. 2017.06.015.

9. Liao Yitao, Wang Lei, Liao Qingxi. Design and test of an inside-filling pneumatic precision centralized seed-metering device for rapeseed. Int J Agric & Biol Eng., 2017, vol. 10, № 2, pp. 56-62.

10. Feuillebois F., Gensdarmes F., Mana Z., [et al.]. Three-dimensional motion of particles in ashear flow near a rough wall. Journal of Aerosol Science, 2016, v. 96, p. 69-95.

11. Xiaolong Lei, Yitao Liao, Qingxi Liao. Simulation of seed motion in seed feeding device with DEM-CFD coupling approach for rapeseed and wheat. Computers and Electronics in Agriculture, 2016, 131, p. 2939. http://dx.doi.org/10.1016/j.compag.2016.11.006.

12. Ma, Z., Li, Y., Xu, L. Discrete-element method simulation of agricultural particles' motion in variable-amplitude screen box. Computers and Electronics in Agriculture, 2015, 118, p. 92-99.

13. Mudarisov S., Badretdinov I., Rakhimov Z., Lukmanov R., Nurullin E. Numerical simulation of two-phase «Air-Seed» flow in the distribution system of the grain seeder. Computers and Electronics in Agriculture, 2020, vol. 168, 105151. https://doi.org/10.1016/j.compag.2019.105151.

14. Badretdinov I., Mudarisov S., Lukmanov R., Permyakov V., Ibragimov R., Nasyrov R. Mathematical modeling and research of the work of the grain combine harvester cleaning system. Computers and Electronics in Agriculture, 2019, vol. 165, 104966.

15. Mudarisov S., Khasanov E., Rakhimov Z., Gabitov I., Badretdinov I., Farchutdinov I., Gally-amov F., Davletshin M., Aipov R., Jarullin R. Specifying Two-Phase Flow in Modeling Pneumatic Systems Performance of Farm Machines. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, 2017, vol. 40, № 4, p.706-715. DOI: 10.7508/jmerd.2017.04.018.

16. Mudarisov S., Khasanov E., Rakhimov Z., Gabitov I., Badretdinov I., Farchutdinov I., Gally-amov F., Davletshin M., Aipov R., Jarullin R. Specifying Two-Phase Flow in Modeling Pneumatic Systems Performance of Farm Machines. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, 2017, vol. 40, № 4, p.706-715.

17. Badretdinov I., Mudarisov S., Tuktarov M., Dick E., Arslanbekova S. Mathematical modeling of the grain material separation in the pneumatic system of the grain-cleaning machine. Journal of Applied Engineering Science, 2019, vol. 17, article 641, p. 529-534.

18. Khamaletdinov R.R., Gabitov I.I., Mudarisov S.G., Khasanov E.R., Martynov V.M., Nego-vora A.V., Stupin V.A., Gallyamov F.N., Farkhutdinov I.M., Shirokov D.Y. Improvement in Engineering Design of Machines for Biological Crop Treatment with Microbial Products. Journal of Engineering and Applied Sciences, 2018, 13, p. 6500-6504.

19. Khasanov E., Gabitov I., Mudarisov S., Khamaletdinov R., Rakhimov Z., Akhmetyanov I., Farkhutdinov I., Masalimov I., Musin R. Justification of parameters of seed treater with an eccentrically fixed drum influencing the motion character and seed treatment modes. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 2019, 25 (Suppl. 2), p. 119-128.

20. Sabirov R., Valiev A.R., Karimova L., Dmitriev A., Khaliullin D. Influence of physical factors on viability of microorganisms for plant protection. International scientific conference engineering for rural development, 2019, p. 555-562. DOI: 10.22616ERDev2019.18.N211.

21. Patent USA 9,861,026 В2 (2018). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

22. Patent AU 2018204535 А1 (2018). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

23. Patent USA 0198622 A1 (2016). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

24. Patent BY 13537 (2010). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/patent/.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

25. Patent BY 13387 (2010). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/patent/.

26. Patent USA 9,675,001 В2 (2017). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

27. Patent USA 2018/0271007 A1 (2018). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/patent/.

28. Patent USA 9,686,904 В2 (2017). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

29. Patent USA 9,992,927 В2 (2018). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

30. Patent USA 0380262 A1 (2019). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

31. Patent USA 9,215,840 В2 (2015). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

32. Patent USA 9,357,693 В2 (2016). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

33. Patent USA 10,407,256 В2 (2019). [Электронный ресурс]. https://patents.google.com/ patent/.

34. Patent RU 2380876 (2010). [Электронный ресурс]. https://yandex.ru/patents/doc/.

35. Patent RU 130777 (2013). [Электронный ресурс]. https://yandex.ru/patents/doc/.

36. Зайнутдинов И.Р., Нуруллин Э.Г. Обоснование структурной модели мобильного протравливателя семян зерновых культур с пневмозагрузочным устройством. Агроинженерная наука XXI века: Труды региональной научно-практической конференции. Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2018, с. 92-95.

37. Зайнутдинов И.Р., Нуруллин Э.Г. Протравливатель семян зерновых культур с пневмозагрузочным устройством. Агроинженерная наука XXI века: Труды региональной научно-практической конференции. Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2018. с. 95-98.

38. Патент РФ № 184960, МПК А01С 1/02 Протравливатель семян. Э.Г. Нуруллин, И.Р. Зайнутдинов, Р.А. Файзуллин. Опубл. 15.11.2018. Бюл. № 32.

39. Патент РФ № 2692642, МПК А01С 1/08 Протравливатель семян. Э.Г. Нуруллин, И. Р. Зайнутдинов, Р. А. Файзуллин. Опубл. 25.06.2019. Бюл. № 18.

40. Нуруллин Э.Г., Зайнутдинов И.Р. Теоретическое обоснование диаметра пневмосемя-провода нового загрузочного устройства протравливателя семян. Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосо-ловские чтения: материалы международной научно-практической конференции. Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2018, с. 444-446.

41. Зайнутдинов И.Р., Нуруллин Э.Г. Определение пропускной способности пневмозагру-зочного устройства мобильного протравливателя семян зерновых культур. Агроинженерная наука XXI века: Труды региональной научно-практической конференции. Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2018, с. 102-106.

42. Зайнутдинов И.Р., Нуруллин Э.Г. Обоснование режима движения воздушно-зерновой смеси в пневмозагрузочном устройстве протравливателя семян зерновых культур. Агроинженерная наука XXI века: Труды региональной научно-практической конференции. Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2018, с. 98-102.

43. Зайнутдинов И.Р., Нуруллин Э.Г. Экспериментальное исследование производительности пневмозагрузочного устройства для протравливателей семян. Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: мосоловские чтения: материалы международной научно-практической конференции. Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т., 2019, с. 516-519.

44. Нуруллин Э.Г., Зайнутдинов И.Р., Файзуллин Р.А., Нуруллин Э.Э. Экспериментальное исследование синхронности загрузки и разгрузки бункера-разгрузителя пневмозагрузочного устройства протравливателя семян зерновых культур. Аграрная наука XXI века: актуальные исследования и перспективы: Труды III международной научно-практической конференции. Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2019, с. 149-155.

45. Зайнутдинов И.Р., Нуруллин Э.Г. Обоснование типа разгрузителя пневмозагрузочного устройства мобильного протравливателя семян. Современное состояние, проблемы и перспективы развития механизации и технического сервиса агропромышленного комплекса: материалы международной научно-практической конференции Института механизации и технического сервиса. Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2018, с.144-147.

46. Нуруллин Э.Г., Зайнутдинов И.Р., Файзуллин Р.А. Обоснование геометрии разгрузителя пневмозагрузочного устройства мобильного протравливателя семян. Достижения техники и технологий в АПК: сборник научных трудов, посвященный памяти почетного работника высшего профессионального образования, академика РАЕ, доктора технических наук, профессора Артемьева В. Г. Ульяновск: Ульяновский ГАУ, 2018, с.192-195.

47. Нуруллин Э.Г., Зайнутдинов И.Р. Методика расчёта пневмосистемы загрузочного устройства протравливателя семян зерновых культур. Компрессорная техника и пневматика, 2019, № 2, с. 33-37.

UDC 631.348

DOI 10.36461/NP.2021.60.3.019

PNEUMATIC LOADING DEVICE FOR MOBILE SEED DRESSERS OF CEREAL CROPS

E.G. Nurullin, Doctor of Technical Sciences, Professor; I.R. Zainutdinov, post-graduate student, R.A. Faizullin, post-graduate student

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Kazan State Agrarian University", Kazan, Russia, tel. +7(904) 671-79-93, e-mail: nureg@mail.ru

Currently existing in the world market machines for pre-sowing treatment of cereal seeds with protective and stimulating agents are equipped with loading and unloading devices of mechanical type, which strongly traumatize seeds, reducing their reproductive qualities. The aim of the research is to increase the yield and quality of grain by preserving the reproductive qualities of the seeds by reducing the traumatization during pre-sowing treatment. The research was carried out using general scientific and special methods, developed private methods, as well as known provisions of agricultural mechanics, gas dynamics and the theory of pneumatic conveying. On the basis of the analysis of existing in the world market seed dressers, scientific researches and developmental works, results of patent search, a promising direction for improving the technology of seed pre-sowing preparation of cereal crops in the conditions of agricultural enterprises on the basis of application of a seed dresser equipped with a pneumatic type grain loader has been revealed.A new design of pneumatic-loading device for mobile seed dressers of cereal crops, providing the reduction of traumatization, is proposed. The basic design and technological parameters of a pneumatic seed pipeline, an unloader and a fan, which form the basis of the new pneumatic-loading device, are substantiated. Methodical prerequisites for calculation of the pneumatic system of the pneumatic loading device are given. The results of the performed researches can be used by agricultural producers, agricultural machine building enterprises, as well as by research organizations and scientific workers when developing new and improving the existing technologies and technical means in agriculture. On the basis of the obtained results, work on creation of a new seed treater of cereal crops based on pneumatic loading of seeds with simultaneous separation of dust in a single continuous air stream has begun, which, along with the reduction of damage, will improve the quality of their treatment, will reduce the consumption of expensive preparations and costs of energy-intensive works on cleaning seeds from dust on grain-cleaning machines, which take place in existing technologies.

Keywords: dresser, grain crops seeds, grain damage.

References

1. Nurullin E. G. The main directions of modernization of the technical base of post-harvest grain processing and seed preparation. Machinery and Equipment for Rural Area, 2015, № 10 (220), p. 5-8.

2. Nurullin E. G. Pre-sowing seed preparation by new technology. Vestnik of Kazan Technological University, 2016, Vol. 19, № 16, p. 28-30.

3. Nurullin E. G. Main directions of improvement of machines for seedbed preparation. Machinery and Equipment for Rural Area, 2018, № 3 (249), p. 13-15.

4. Nurullin E. G., Salakhov I.M. Pneumomechanical seed treater: monograph. Kazan: Kazan State Agrarian University, 2015, 138 p.