Научная статья на тему 'ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВТОРОЙ АСПИРАЦИИ УНИВЕРСАЛЬНОГО СЕПАРАТОРА ВОРОХА'

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВТОРОЙ АСПИРАЦИИ УНИВЕРСАЛЬНОГО СЕПАРАТОРА ВОРОХА Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
212
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗЕРНО / ЛЁГКИЕ ПРИМЕСИ / СЕПАРАТОР ЗЕРНА / ПНЕВМОСЕПАРИРУЮЩИЙ КАНАЛ / ЭФФЕКТ ОЧИСТКИ ОТ ЛЁГКИХ ПРИМЕСЕЙ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Бурков Александр Иванович, Глушков Андрей Леонидович, Лазыкин Виктор Алексеевич, Мокиев Валентин Юрьевич

Одной из тенденций развития зерноочистительной техники в настоящее время является создание универсальных воздушно-решётных машин высокой производительности, которые могут работать в режимах предварительной, первичной и вторичной очистки. К данной группе машин относится универсальный сепаратор вороха СВУ-60 («Воронежсельмаш», Россия). Недостатком второй аспирации данного сепаратора является низкая эффективность выделения лёгких примесей в пневмосепарирующем канале, так как его глубина (0,14 м) значительно ниже оптимальных значений даже для режима вторичной очистки при наименьших удельных зерновых нагрузках. Цель исследования - повышение эффективности очистки зернового материала от лёгких примесей во второй аспирации универсального сепаратора вороха за счет оптимизации основных конструктивных параметров пневмосепарирующего канала. Экспериментальные исследования проведены на модели второй аспирации сепаратора шириной 0,3 м на трёх режимах его работы: предварительной, первичной и вторичной очистке зерна. В исследованиях применялись методы однофакторного и многофакторного эксперимента. Изучено влияние основных конструктивных параметров пневмосепарирующего канала на эффект очистки зернового материала от лёгких примесей при допустимых потерях полноценного зерна в отходы. Получены адекватные с вероятностью 0,95 уравнения регрессии процесса очистки зернового материала от лёгких примесей. Определены основные конструктивные параметры пневмосепарирующего канала второй аспирации универсального сепаратора вороха: глубина канала 0,17...0,20 м, угол наклона нижней части канала 0...10°. Данные параметры пневмосепарирующего канала позволяют повысить эффект очистки зернового материала от лёгких примесей в сравнении с исходным вариантом: в режиме предварительной очистки - на 8,0…13,2% (от 46,5 до 54,5…59,7%); в режиме первичной очистки - на 17,7…21,8% (от 58,9 до 76,6…80,7%); в режиме вторичной очистки - на 11,0…11,5% (от 43,9 до 54,9…55,4%).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Бурков Александр Иванович, Глушков Андрей Леонидович, Лазыкин Виктор Алексеевич, Мокиев Валентин Юрьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE SECOND ASPIRATION OF THE UNIVERSAL GRAIN SEPARATOR

One of the current trends in the development of grain cleaning equipment is the creation of high-performance universal air-sieve machines capable of operating in the modes of preliminary, primary and secondary cleaning. This group of machines includes the universal grain separator SVU-60 (Voronezhselmash, Russia). The disadvantage of the second aspiration of this separator is the low efficiency of cleaning from light impurities in the aspirating channel, since its depth (0.14 m) is much lower than the optimal values even for the secondary cleaning mode at the lowest specific grain loads. The research aimed to increase the efficiency of grain material cleaning from light impurities in the second aspiration of a universal grain separator by optimizing the main design parameters of the aspirating channel. Experimental studies were carried out on the model of the second aspiration of a 0.3 m wide separator in three modes of its operation: preliminary, primary and secondary grain cleaning. The studies used the methods of single-factor and multi-factor experiment. The influence of the main structural parameters of the aspirating channel on the effect of cleaning the grain material from light impurities with permissible losses of high-grade grain to waste was studied. Adequate with a probability of 0.95 regression equations for the process of cleaning grain material from light impurities are obtained. The main structural parameters of the aspirating channel of the second aspiration of the universal grain separator are determined: the channel depth is 0.17...0.20 m, the angle of inclination of the lower part of the channel is 0...10°. These parameters of the aspirating channel make it possible to increase the effect of cleaning grain material from light impurities in comparison with the initial version: during preliminary cleaning by 8.0...13.2% (from 46.5 to 54.5...59.7%); during primary cleaning by 17.7...21.8% (from 58.9 to 76.6...80.7%); during secondary cleaning by 11.0...11.5% (from 43.9 to 54.9 ...55.4%).

Текст научной работы на тему «ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВТОРОЙ АСПИРАЦИИ УНИВЕРСАЛЬНОГО СЕПАРАТОРА ВОРОХА»

ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

Научная статья УДК 631.362.36

doi: 10.47737/2307-2873_2022_38_4

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВТОРОЙ АСПИРАЦИИ УНИВЕРСАЛЬНОГО СЕПАРАТОРА ВОРОХА

©2022. Александр Иванович Бурков1, Андрей Леонидович Глушков2н, Виктор Алексеевич Лазыкин3, Валентин Юрьевич Мокиев4,

1,2,3,4Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого, Киров, Россия, [email protected]

Аннотация. Одной из тенденций развития зерноочистительной техники в настоящее время является создание универсальных воздушно-решётных машин высокой производительности, которые могут работать в режимах предварительной, первичной и вторичной очистки. К данной группе машин относится универсальный сепаратор вороха СВУ-60 («Воронежсель-маш», Россия). Недостатком второй аспирации данного сепаратора является низкая эффективность выделения лёгких примесей в пневмосепарирующем канале, так как его глубина (0,14 м) значительно ниже оптимальных значений даже для режима вторичной очистки при наименьших удельных зерновых нагрузках. Цель исследования - повышение эффективности очистки зернового материала от лёгких примесей во второй аспирации универсального сепаратора вороха за счет оптимизации основных конструктивных параметров пневмосепарирующего канала. Экспериментальные исследования проведены на модели второй аспирации сепаратора шириной 0,3 м на трёх режимах его работы: предварительной, первичной и вторичной очистке зерна. В исследованиях применялись методы однофакторного и многофакторного эксперимента. Изучено влияние основных конструктивных параметров пневмосепарирующего канала на эффект очистки зернового материала от лёгких примесей при допустимых потерях полноценного зерна в отходы. Получены адекватные с вероятностью 0,95 уравнения регрессии процесса очистки зернового материала от лёгких примесей. Определены основные конструктивные параметры пневмосе-парирующего канала второй аспирации универсального сепаратора вороха: глубина канала 0,17...0,20 м, угол наклона нижней части канала 0...100. Данные параметры пневмосепарирую-щего канала позволяют повысить эффект очистки зернового материала от лёгких примесей в сравнении с исходным вариантом: в режиме предварительной очистки - на 8,0.. .13,2% (от 46,5 до 54,5.59,7%); в режиме первичной очистки - на 17,7.21,8% (от 58,9 до 76,6.80,7%); в режиме вторичной очистки - на 11,0.11,5% (от 43,9 до 54,9.55,4%).

Ключевые слова: зерно, лёгкие примеси, сепаратор зерна, пневмосепарирующий канал, эффект очистки от лёгких примесей.

Введение. Одной из тенденций развития зерноочистительной техники в настоящее время у нас в стране и за рубежом является создание универсальных воздушно-решётных машин высокой производительности, которые могут работать в режимах предварительной, первичной и вторичной очистки. Использование данных машин позволяет сократить их номенклатуру и облегчает эксплуатацию [1, 2]. Лидерами в области производства универсальных зерноочистительных машин являются компании PETKUS (Германия) (очистители A12, F12, P12, U12 и U15), Buhler (Германия) (универсальные зерноочистительные машины серии TAS (TAS 154A-4, TAS 204A-4, TAS 206A-6)), Cimbria (Дания) (очистители Delta 144.2, Delta 159.1, Delta 168.1)), «Воронежсель-маш» (Россия) (сепараторы универсальные серии Universal (U-60, U-120, U-160, U-250)), Осколсельмаш (Россия) (очистители зерна ОЗФ-80/40/20, ОЗФ-50/25/10) и другие [3-14].

К данной группе машин относится и сепаратор вороха СВУ-60 («Воронежсельмаш», Россия), производительностью 60, 40 и 20 т/ч соответственно в режимах предварительной, первичной и вторичной очистки зерна. Он содержит две аспирационные системы, работающие практически независимо друг от друга, так как каждая аспирация имеет свой диаметральный вентилятор и решётную часть. Первая аспирация очищает зерно от лёгких примесей до решёт, а вторая - после решёт. Такое техническое решение позволяет проводить быструю

настройку технологического режима в каждой аспирации. Но применение двух вентиляторов усложняет конструкцию пневмоси-стемы и увеличивает удельные энергозатраты на очистку зерна [1].

К недостаткам второй аспирации сепаратора СВУ-60 можно отнести низкую эффективность выделения лёгких примесей в пневмосепарирующем канале (ПСК), так как его глубина (0,14 м) значительно ниже оптимальных значений даже для режима вторичной очистки при наименьших удельных зерновых нагрузках [15].

Целью исследования является повышение эффективности очистки зернового материала от лёгких примесей во второй аспирации универсального сепаратора вороха за счёт оптимизации основных конструктивных параметров пневмосепарирующего канала.

Методика. Вторая аспирация универсального сепаратора вороха (рис. 1) работает следующим образом. Очищаемый материал из бункера 10 поступает в пневмосепариру-ющий канал 7, где под действием потока воздуха, создаваемого вентилятором 2, из неё выделяются лёгкие примеси и направляются далее в осадочную камеру 12. Вывод очищенного зерна и лёгких примесей из второй аспирации осуществляется через устройства 8 и 11. Пылевоздушный поток через выходной патрубок 4 поступает в пылеуловитель (на рисунке не показан).

1 2 3 4 5

чистое зерно; пылевоздушный поток;

1 - отвод воздушного потока из первой аспирации; 2 - диаметральный вентилятор; 3 - дроссельная заслонка; 4 - выходной патрубок; 5 - отвод пневмосепарирующего канала; 6 - регулировочная заслонка; 7 - пневмосепарирующий канал; 8, 11 - устройства вывода фракций; 9 - скатная доска; 10 - загрузочный бункер; 12 - осадочная камера; 13 - отражательная перегородка

Рис. 1. Технологическая схема модели второй аспирации универсального сепаратора вороха Fig. 1. Technological scheme of the model of the second aspiration universal heap separator

Экспериментальные исследования второй аспирации сепаратора проведены с использованием методики планирования многофакторного и однофакторного экспериментов [16, 17] на её модели, имеющей ширину 0,3 м и натуральные размеры в продольно-вертикальной плоскости. Диаметр колеса вентилятора составлял 0,4 м, а глубины отводов воздушного потока из первой аспирации и пневмосепарирующего канала М=0,03 м и ¿2=0,40 м.

Так как сепаратор является универсальным, то опыты проводили на трёх режимах его работы: предварительной, первичной и вторичной очистке зерна при удельной подаче зернового материала в соответствующих режимах 11,1+0,1, 7,4+0,1 и 3,7+0,1 кг/(с-м). Во время проведения опытов в ПСК устанавливали соответствующую скорость воздуха по допустимым потерям зерна в отходы (предваритель-

ная очистка - 0,05%, первичная очистка -0,5%, вторичная очистка - 1,0%).

Исследования проведены при очистке смеси, состоящей из зерна пшеницы сорта Иргина и лёгких примесей, в качестве которых при использовали древесный опил (предварительная и первичная очистка) и щуплый овёс (вторичная очистка). Средняя скорость витания, среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации скорости для частиц опила составили 3,09 м/с, 1,32 м/с и 0,43 м/с, для щуплого овса - 6,62 м/с, 2,18 м/с и 0,33, а для семян пшеницы - 9,26 м/с, 1,03 м/с и 0,11 соответственно. При скорости воздуха в канале 6,5 м/с древесный опил теоретически можно полностью выделить из зерновой смеси. Максимальной эффективности выделения щуплого овса (85...95%) с учетом допустимых потерь полноценного зерна в отходы в режиме вторичной очистки (1,0%) можно до-

биться при скорости воздуха в ПСК 7,5...8,0 м/с.

Масса смеси для одного опыта составляла 30 кг, а её влажность при первичной и вторичной очистке - 16,5%. Для режима предварительной очистки зерновую смесь увлажняли до 31,4% [18, 19]. Количество лёгких примесей в смеси при предварительной очистке составляло 5,0%, а при первичной и вторичной очистке - 3,0%.

Качество работы пневмосепарирующего канала оценивали эффектом Е очистки от лёгких примесей (отношение массы выделенных лёгких примесей к их массе в исходном материале).

Лёгкие примеси выделяли из полученных фракций с помощью пневмоклассифика-тора К-293 компании РЕТК^. Полученные компоненты взвешивали на электронных весах ВЛТК-500М.

Результаты. На первом этапе исследования был реализован план эксперимента 32 на каждом из трёх режимов работы сепаратора [20, 21, 22]. Факторы, уровни и шаги их варьирования выбраны с учётом исходных параметров пневмосепарирующего канала второй аспирации сепаратора СВУ-60 (к=0,140 м, в=20°) (табл.).

Таблица

Факторы, уровни и шаги их варьирования при исследовании пневмосепарирующего канала

вто рой аспирации универсального сепарато ра вороха

Кодированное обозначение факторов Название факторов, их обозначение и единица измерения Уровни факторов Шаги варьирования

-1 0 +1

Х1 Глубина пневмосепарирующегоканала (к), м 0,14 0,17 0,20 0,03

Х2 Угол наклона нижней части канала (в), град. 10 20 30 10

После обработки результатов экспери- Е очистки от лёгких примесей в пневмосепа-мента получены уравнения регрессии эффекта рирующем канале (%):

E = 52,4 + 4,1x - 2,2x2 -1,8xf - 2,8xxx2; (1)

- в режиме предварительной очистки

- в режиме первичной очистки

Е = 69,2 + 6,8х - 2,3х2 - 3,5x2 + 1,4XX + 2,9х2; (2)

- в режиме вторичной очистки

Е = 49,8 + 3,9х - 3,0х2 - 2,0хх2 +1,8XX +1,6х2. (3)

Для оценки адекватности полученных ниже его табличного значения ^табл=9,6 при уравнений регрессии использовали уровне значимости 0,05, следовательно дан-критерий Фишера. Расчетные значения ные уравнения адекватны. критерия для уравнений (1), (2) и (3) состави- Анализ полученных уравнений рели 4,67; 8,44 и 1,92 соответственно. Для всех грессии проводили с помощью графического полученных уравнений значения ^-критерия изображения их на плоскости (рис. 2).

Рис. 2. Линии равных значений эффекта очистки зернового материала от лёгких примесей Е (%) в режиме предварительной (а), первичной (b) и вторичной (с) очистки Fig. 2. Lines of equal values of the effect of cleaning grain material from light impurities E (%) in the preliminary mode (a), primary (b) and secondary (c) treatment

При исходных параметрах пневмосепа-рирующего канала второй аспирации сепаратора СВУ-60 (¿=0,140 м, Р=20°) эффект Е очистки от лёгких примесей в режимах предварительной, первичной и вторичной очистки составил 46,5, 58,9 и 43,9% соответственно.

Максимальный эффект очистки достигается при следующих параметрах ПСК: при предварительной очистке Е=59,7% (¿=0,200 м, в= 10°); при первичной очистке Е=76,6% (¿=0,193 м, в=10°); при вторичной очистке Е=54,9% (к =0,186 м, р= 10°).

Глубина к ПСК оказывает наибольшее влияние на эффект Е очистки от лёгких примесей. Так ее увеличение от 0,140 до 0,200 м (при в= 10°) в режиме предварительной очистки повышает эффект Е очистки на 13,9 % (от 45,8 до 59,7 %).

В режиме первичной очистки при увеличении к от 0,140 до 0,193 м (при в=10°) эффект Е очистки повышается на 11,0% (от 65,6 до 76,6%). Дальнейшее увеличение к до 0,200 м приводит к снижению Е на 0,2%.

В режиме вторичной очистки при увеличении к от 0,140 до 0,186 м (при в=10°) эффект Е очистки повышается на 4,7 % (от 50,2 до 54,9%). Дальнейшее увеличение к до 0,200 м приводит к снижению Е на 0,4%.

Оптимальные значения глубины к пнев-мосепарирующего канала в зависимости от режима работы находятся в пределах 0,186...0,200 м. При окончательном выборе данного параметра кроме эффекта очистки от лёгких примесей следует также учитывать максимальную производительность вентилятора и необходимую среднюю скорость воздуха в ПСК при вторичной очистке зерна пшеницы (до 8,0 м/с). Данная скорость обеспечи-

вается при глубине ПСК к=0,170 м. При этом эффект Е очистки (рис. 2, с) снижается всего на 0,6% (от 54,9 до 54,3%).

Таким образом, оптимальное значение глубины к пневмосепарирующего канала можно принять в пределах 0,170.0,200 м. При глубине ПСК к=0,170 м и угле наклона нижней части канала в=10° эффект Е очистки от лёгких примесей составил в режиме предварительной очистки 54,5%, а в режиме первичной очистки - 74,4%.

Для уточнения оптимального значения угла в наклона нижней части канала был проведен однофакторный опыт при глубине ПСК к=0,170 м (рис. 3).

90

Е %

70 60

<

50 40

1 L

i ~~ ' ~~ ' — ■ — . __

1 i """ -------!

------"f----- >- i

a

i

0

10 р, град

- предварительная очистка зерна;

- первичная очистка зерна;

- вторичная очистка зерна

30

Рис. 3. Зависимости эффекта очистки зернового материала Е от угла наклона нижней части

пневмосепарирующего канала fi Fig. 3. Dependences of the effect of cleaning grain material E on the angle of inclination of the lower part of the pneumatic separating channel fi

При увеличении угла в от 0 до 30° в режимах первичной и вторичной очистки эффект Е очистки от лёгких примесей снижается соответственно на 10,9% (от 80,7 до 69,8%) и 7,0% (от 55,4 до 48,4%). В режиме предварительной очистки максимальный эффект очистки от лёгких примесей Е=54,5% достигается при в=10°.

Выводы. Определены основные конструктивные параметры пневмосепарирую-щего канала второй аспирации универсального сепаратора вороха: глубина канала к=0,170...0,200 м, угол наклона нижней части канала в=0...10°. Параметры позволяют, по сравнению с исходным вариантом (к=0,140 м, в=20°), повысить эффект Е очистки зернового материала от лёгких

примесей: в режиме предварительной очистки - на 8,0.13,2% (от 46,5 до 54,5.59,7%); в режиме первичной очистки на - 17,7.21,8%

(от 58,9 до 76,6.80,7%); в режиме вторичной очистки - на 11,0.11,5% (от 43,9 до 54,9.55,4%).

Список источников

1. Бурков A.K Тенденции развития воздушно-решётных зерноочистительных машин на современном этапе // Aграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. № 2 (63). С. 4-15. DOI: 10.301бб/2012-9081.2018.б3.2.04-15.

2. Чеботарёв В.П., Барановский И.В., Князев A.A., Немцев П.М. Aнализ тенденций развития современных зерноочистительных и сортировальных машин // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве. Материалы Международной научно-практической конференции. Минск: Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства». 2010. С. 184-1S9.

3. Buhler GmbH [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.buhlergroup.com/content/buhlergroup/global/en/products/universal_cleaningmachine.html (дата обращения: 04.03.2022).

4. Cimbria Manufacturing A/S [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.cimbria.com/ru/products/processing/screen-cleaner.html (дата обращения: 04.03.2022).

5. Orobinsky V.I., Baskakov I.V., Chernyshov A.V., Gulevsky V.A., Gievsky A.M. Two-aspiration air-sieve grain cleaning machines of new generation // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022. Volume 954, 01205б. DOI:10.1088/1155-1315/954/1/012056.

6. PETKUS Technologie GmbH [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://russian.petkus.de/produkte/-/info/sortieren/reiniger (дата обращения: 04.03.2022).

I. Vnukov S.K., Shcherbakova A.V., Chernyshov A.V. Air sieve machines // Aктуальные проблемы аграрной науки, производства и образования. Материалы VII Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов (на иностранных языках). Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет имени Императора Петра I, 2021. Pp. l-11.

8. Болотова Н. Очистка зерна // Хлебопродукты. 2010. № 5. С. 32-33.

9. Галкин В.Д., Галкин A^. Технологии, машины и агрегаты послеуборочной обработки зерна и подготовки семян. Пермь: ИПЦ Прокростъ, 2021. 234 с. ISBN 9lS-5-942l9-505-4.

10. Галкин В.Д., Найданов A^. Конструктивно-технологические схемы воздушно-решётных машин для различных технологий очистки // Молодёжная наука 2016: технологии, инновации. Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных, аспирантов и студентов. Часть 2. Пермь: ИПЦ Прокростъ, 2016. С. 252-256.

II. Очиститель зерна фракционный ОЗФ-80/40/20 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://oskolselmash.ru/catalog/ochistitel-zerna-fraktsionnyy-ozf-S0-40-20/ (дата обращения: 04.03.2022).

12. Очистка зерна и семян [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://voronezhselmash.ru/produkciya/ochistka-zerna/ (дата обращения: 04.03.2022).

13. Тарасенко A.Ü., Оробинский В.И. Зерноочистительные машины семейства ОЗФ // Достижения науки и техники AnK 2006. № 8. С. 15-16.

14. Чернышов A^., Внуков С.К., Попов A.E. Обзор конструкций универсальных воздушно -решётных зерноочистительных машин // Тенденции развития технических средств и технологий в Aû^ Материалы международной научно-практической конференции. Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет имени Императора Петра I, 2021. С. 83-S9.

15. Бурков A.K, Сычугов Н.П. Зерноочистительные машины. Конструкция, исследование, расчёт и испытание. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000. 261 с.

16. Завалишин Ф.С., Мацнёв М.Г. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства. М.: Колос, 1982. 231 с.

17. Кошурников A^. Основы научных исследований: учебное пособие. Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2014. 317 с.

18. Баум A.E., Резчиков ВА. Сушка зерна. М.: Колос, 1983. 223 с.

19. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС, 2004. 624 с.

20. Aнисимов Н.П. Об использовании методики планирования эксперимента в соответствие с трёхуровневыми планами Бокса-Бенкена // Вестник магистратуры. 2017. № 2-2 (65). С. 32-36.

21. Hoshmand R. Design of Experiments for Agriculture and the Natural Sciences. New York: Chapman and Hall/CRC, 2006. 456 p. DOI: 10.1201/9lS13152l6021.

22. Селезнёва Е.В., Юрина ТА. Система автоматизированного планирования эксперимента и получения уравнения регрессии // Вестник ^AflM. 2014. № 3 (37). С. S4-Sl.

IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE SECOND ASPIRATION OF THE UNIVERSAL GRAIN SEPARATOR

©2022. Aleksander I. Burkov1, Andrey L. Glushkov2^, Viktor A. Lazykin3, Valentin Yu. Mokiyev4,

1,2,3,4 Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky, Kirov, Russia, [email protected]

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

Abstract. One of the current trends in the development of grain cleaning equipment is the creation of high-performance universal air-sieve machines capable of operating in the modes of preliminary, primary and secondary cleaning. This group of machines includes the universal grain separator SVU-60 (Voronezhselmash, Russia). The disadvantage of the second aspiration of this separator is the low efficiency of cleaning from light impurities in the aspirating channel, since its depth (0.14 m) is much lower than the optimal values even for the secondary cleaning mode at the lowest specific grain loads. The research aimed to increase the efficiency of grain material cleaning from light impurities in the second aspiration of a universal grain separator by optimizing the main design parameters of the aspirating channel. Experimental studies were carried out on the model of the second aspiration of a 0.3 m wide separator in three modes of its operation: preliminary, primary and secondary grain cleaning. The studies used the methods of single-factor and multi-factor experiment. The influence of the main structural parameters of the aspirating channel on the effect of cleaning the grain material from light impurities with permissible losses of high-grade grain to waste was studied. Adequate with a probability of 0.95 regression equations for the process of cleaning grain material from light impurities are obtained. The main structural parameters of the aspirating channel of the second aspiration of the universal grain separator are determined: the channel depth is 0.17...0.20 m, the angle of inclination of the lower part of the channel is 0...10°. These parameters of the aspirating channel make it possible to increase the effect of cleaning grain material from light impurities in comparison with the initial version: during preliminary cleaning by 8.0...13.2% (from 46.5 to 54.5...59.7%); during primary cleaning by 17.7...21.8% (from 58.9 to 76.6...80.7%); during secondary cleaning by 11.0 .11.5% (from 43.9 to 54.9 ...55.4%).

Key words: grain, light impurities, grain separator, aspirating channel, effect of cleaning from light impurities.

References

1. Burkov A.I. Tendentsii razvitiya vozdushno-reshetnykh zernoochistitel'nykh mashin na sovremennom etape (Trends in the development of air-sieve grain cleaning machines at the present stage), Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, 2018, No. 2 (63), pp. 4-15. DOI: 10.30766/2072-9081.2018.63.2.04-15.

2. Chebotarev V.P., Baranovskii I.V., Knyazev A.A., Nemtsev P.M. Analiz tendentsii razvitiya sovremennykh zer-noochistitel'nykh i sortiroval'nykh mashin (Analysis of trends in the development of modern grain cleaning and sorting machines), Nauchno-tekhnicheskii progress v sel'skokhozyaistvennom proizvodstve, Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Minsk, Respublikanskoe unitarnoe predpriyatie «Nauchno-prakticheskii tsentr Natsional'noi akad-emii nauk Belarusi po mekhanizatsii sel'skogo khozyaistva», 2010, pp. 184-189.

3. Buhler GmbH [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: https://www.buhlergroup.com/content/buhlergroup/global/en/products/universal_cleaningmachine.html (data obrashcheniya: 04.03.2022).

4. Cimbria Manufacturing A/S [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: https://www.cimbria.com/ru/products/processing/screen-cleaner.html (data obrashcheniya: 04.03.2022).

5. Orobinsky V.I., Baskakov I.V., Chernyshov A.V., Gulevsky V.A., Gievsky A.M. Two-aspiration air-sieve grain cleaning machines of new generation, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, Volume 954, 012056. D0I:10.1088/1755-1315/954/1/012056.

6. PETKUS Technologie GmbH [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: http://russian.petkus.de/produkte/-/info/sortieren/reiniger (data obrashcheniya: 04.03.2022).

7. Vnukov S.K., Shcherbakova A.V., Chernyshov A.V. Air sieve machines, Aktual'nye problemy agrarnoi nauki, proizvod-stva i obrazovaniya, Materialy VII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov (na inostrannykh yazykakh), Voronezh, Voronezhskii gosudarstvennyi agrarnyi universitet imeni Imperatora Petra I, 2021, pp. 7-11.

8. Bolotova N. Ochistka zerna (Grain cleaning), Khleboprodukty, 2010, No. 5. pp. 32-33.

9. Galkin V.D., Galkin A.D. Tekhnologii, mashiny i agregaty posleuborochnoi obrabotki zerna i podgotovki semyan (Technologies, machines and aggregates of post-harvest grain processing and seed preparation), Perm', IPTs Prokrost, 2021, 234 p. ISBN 978-5-94279-505-4.

10. Galkin V.D., Naidanov A.O. Konstruktivno-tekhnologicheskie skhemy vozdushno-reshetnykh mashin dlya razlichnykh tekhnologii ochistki (Structural and technological schemes of air-sieve machines for various cleaning technologies), Molodezhnaya nauka 2016: tekhnologii, innovatsii, Materialy Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh, aspirantov i studentov, Perm', IPTs Prokrost, 2016, pp. 252-256.

11. Ochistitel' zerna fraktsionnyi 0ZF-80/40/20 (Fractional grain cleaner 0ZF-80/40/20) [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: https://oskolselmash.ru/catalog/ochistitel-zerna-fraktsionnyy-ozf-80-40-20/ (data obrashcheniya: 04.03.2022).

12. Ochistka zerna i semyan (Grain and seed cleaning) [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: https://voronezhselmash.ru/produkciya/ochistka-zerna/ (data obrashcheniya: 04.03.2022).

13. Tarasenko A.P., Orobinskii V.I. Zernoochistitel'nye mashiny semeistva OZF (Grain cleaning machines of the OZF family), Dostizheniya nauki i tekhniki APK, 2006, No. 8, pp. 15-16.

14. Chernyshov A.V., Vnukov S.K., Popov A.E. Obzor konstruktsii univer-sal'nykh vozdushno-reshetnykh zer-noochistitel'nykh mashin (Overview of the designs of universal air-sieve grain cleaning machines), Tendentsii razvitiya tekhnicheskikh sredstv i tekhnologii v APK, Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Voronezh, Voronezhskii gosudarstvennyi agrarnyi universitet imeni Imperatora Petra I, 2021, pp. 83-89.

15. Burkov A.I., Sychugov N.P. Zernoochistitel'nye mashiny. Konstruktsiya, issledovanie, raschet i ispytanie (Grain cleaning machines. Design, research, calculation and testing), Kirov, NIISKh Severo-Vostoka, 2000, 261 p.

16. Zavalishin F.S., Matsnev M.G. Metody issledovanii po mekhanizatsii sel'skokhozyaistvennogo proizvodstva (Methods of research on the mechanization of agricultural production), Moskva, Kolos, 1982, 231 p.

17. Koshurnikov A.F. Osnovy nauchnykh issledovanii (Basics of scientific research), Perm', IPTs Prokrost, 2014, 317 p.

18. Baum A.E., Rezchikov V.A. Sushka zerna (Drying grain), Moskva, Kolos, 1983. 223 p.

19. Khalanskii V.M., Gorbachev I.V. Sel'skokhozyaistvennye mashiny (Agricultural machines), Moskva, KolosS, 2004, 624 p.

20. Anisimov N.P. Ob ispol'zovanii metodiki planirovaniya eksperimenta v sootvetstvie s trekhurovnevymi planami Boksa-Benkena (On the use of method of experiment planning in compliance with three-level Box-Behnken designs), Vest-nik magistratury, 2017, No. 2-2 (65), pp. 32-36.

21. Hoshmand R. Design of Experiments for Agriculture and the Natural Sciences, New York, Chapman and Hall/CRC, 2006, 456 p. DOI: 10.1201/9781315276021.

22. Selezneva E.V., Yurina T.A. Sistema avtomatizirovannogo planirovaniya eksperimenta i polucheniya uravneniya regressii (System for automated experiment planning and obtaining the regression equation), Vestnik SibADI, 2014, No. 3 (37), pp. 84-87.

Сведения об авторах

А.И. Бурков1 - д-р техн. наук, профессор;

A.Л. Глушков2Н - канд. техн. наук;

B.А. Лазыкин3- канд. техн. наук; В.Ю. Мокиев4 - канд. техн. наук.

1,2,3,4 Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого, ул. Ленина, 166а, г. Киров,

Россия, 610007

[email protected]

Information about the authors

A.I. Burkov1- Dr Techn. Sci., Professor; A.L. Glushkov2H - Cand. Techn. Sci., Senior Researcher; V.A. Lazykin3 - Cand.Techn. Sci., Researcher; V.Yu. Mokiyev4 - Cand. Techn. Sci., Researcher.

1,2,3,4 Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky, 166a, Lenina St., Kirov, Russia, 610007 [email protected]

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest: the authors declare that they have no conflicts of interest.

Статья поступила в редакцию 15.03.2022; одобрена после рецензирования 21.04.2022; принята к публикации 19.05.2022. The article was submitted 15.03.2022; approved after reviewing 21.04.2022; accepted for publication 19.05.2022

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.