CC BY
37
rotational crusher of forages of DKR-5), Nauchnoe i kadro-voe obespechenie APK dlya prodovol'stvennogo importoza-mescheniya : materiali Vserossiyskoy nauch.-prakt. konf., 16-19 fevr. 2016 g. V 3 t. Izhevsk : FGBOU VO Izhevskaya GSHA, 2016. T. 3. pp. 60-65.
20. SHirobokov V. I., Ivanov A. G., Fedorov O. S. Modernizirovannaya drobilka furazhnogo zerna (The modernized crusher of fodder grain), Traktori i sel'skoho-zyaystvennie mashini. 2010. No. 1. pp. 21-23.
21. YAkovlev K. V. Issledovanie raboti vibratsionno-go ulovitelya primesey iz zernovogo voroha (Probe of work of a vibration trap of impurity from grain lots), Nauchnie trudi studentov Izhevskoy GSHA : sbornik statey [Elektronniy resurs] / otv. za vipusk N. M. Iteshina. Elektron. dan. (1 fayl). Izhevsk : FGBOU VO Izhevskaya GSHA, 2016. No. 1 (2). pp. 219-222. Rezhim dostupa: http://nts-izhgsha.ru/assets/ nauchtrudstud_1-2016.pdf (Data obrascheniya: 07.11.2016).
Дата поступления статьи в редакцию 26.08.2016.
05.20.02 УДК 637.02
РАЗРАБОТКА СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ УСТАНОВКИ С ПЕРЕДВИЖНЫМИ РЕЗОНАТОРАМИ ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ СЫРЬЯ
© 2016
Белов Александр Анатольевич, к.т.н., доцент
Волжского филиала ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический
университет (МАДИ)», г. Чебоксары (Россия), Жданкин Георгий Валерьевич, к.э.н., доцент, первый проректор, проректор по учебно-методической работе ФГБОУ ВО «Нижегородская ГСХА», г. Нижний Новгород (Россия), Михайлова Ольга Валентиновна, д.т.н., доцент, профессор Волжского филиала ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический
университет (МАДИ)», г. Чебоксары (Россия), Юнусов Губейдулла Сибятуллович, д.т.н., профессор ФГБОУ ВО «Марийский ГУ», г. Йошкар-Ола (Россия)
Аннотация. Описана сверхвысокочастотная установка с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья. Установка предназначена для термообработки сырья в электромагнитном поле сверхвысокой частоты в процессе дробления. Она содержит внутри вертикально расположенного цилиндрического экранирующего корпуса концентрически соосно установленные ситовый цилиндр и вращающийся с помощью электродвигателя диск. С одной стороны диска по периферии шарнирно подвешены молотки, а с другой жестко установлены полусферы. На боковую поверхность экранирующего корпуса установлены: измельчающий механизм, пристыкованный к ситовому цилиндру, сверхвысокочастотные генераторы с излучателями, направленными в стационарные полусферы. Они вмонтированы через ситовый цилиндр так, что при стыковании с передвижной полусферой образуют дифракционный сферический резонатор. Выгрузной патрубок пристыкован к нижней части экранирующего корпуса там, где имеется перфорация. Диск, ситовый цилиндр, покрытый абразивным материалом, полусферы выполнены из неферромагнитного материала. При стыковке передвижной полусферы, загруженной сырьем, со стационарной полусферой образуется дифракционный сферический резонатор, внутри которого образуются стоячие волны СВЧ-диапазона, благодаря чему происходит диэлектрический нагрев сырья и его обеззараживание. Включают электродвигатель 8 привода диска 3 и измельчающий механизм 10 для предварительного измельчения и дозированной подачи измельченного сырья в пространство ситового цилиндра.
При анализе результатов исследований воспользовались компьютерными программами MicrosoftExcel 10.0, Statistic 5.0. Трехмерное моделирование конструктивного исполнения сверхвысокочастотной установки проводили в программе Компас-3DV15. Обоснование параметров электродинамической системы проводили по программе трехмерного компьютерного моделирования электрического поля CSTStudioSuite 2015.
Ключевые слова: выгрузной патрубок, диск, измельчающий механизм, передвижные полусферы, сверхвысокочастотные генераторы, ситовый цилиндр, сферический резонатор, термомеханическое воздействие, шарнирно закрепленные молотки, экранирующий корпус, электромагнитное поле сверхвысокой частоты.
DEVELOPMENT OF MICROWAVE INSTALLATION WITH MOBILE RESONATORS FOR THERMOMECHANICAL DESTRUCTION OF RAW MATERIALS
© 2016
Belov Alexander Anatolievich, the candidate of technical sciences, the associate professor
The Volga branch of FSBEI «Moscow state automobile and road technical university (MADI)», Cheboksary (Russia), Zhdankin Georgiy Valerievich, the candidate of economic sciences, the associate professor, the vice-rector for educational-methodical work «Nizhny Novgorod state agricultural academy», Nizhny Novgorod (Russia), Mihailova Оlga Valentinovna, the doctor of technical sciences, the associate professor, the professor
The Volga branch of FSBEI «Moscow state automobile and road technical university (MADI)», Cheboksary (Russia), Ynusov Gubeidulla Sibytullovich, the doctor of technical sciences, the associate professor «Mariysk state University», Yoshkar-Ola (Russia)
Annotation. Described microwave system with mobile shield for the thermo-mechanical destruction of raw materials. The unit is designed for heat treatment of raw materials in the electromagnetic field of ultrahigh frequency in the crushing process. It contains vertically located cylindrical shielding casing concentrically coaxially mounted sieve cylinder and rotating with the motor drive. On one side of the disk at the periphery of the pivotally suspended hammers, and with another gesture to set the hemisphere. On the lateral surface of the shielding housing is installed: the grinding mechanism attached to mobile cylinder, ultra high fre-
quency generators with the emitters aimed in the stationary hemisphere. They are built using the sieve cylinder so that when matching with mobile hemisphere forms diffraction a spherical resonator. The unloading nozzle is docked to the bottom of the shield case where there is a perforation. Disk, sieve cylinder covered with abrasive material of the hemisphere is made of non-ferromagnetic material. When docking mobile hemispheres, loaded with raw materials, with a stationary hemisphere is formed the diffraction of a spherical cavity inside which are formed standing waves of microwave range, which occurs due to dielectric heating of the raw material and its disinfection. It is switched on by the motor 8 of the drive disc 3 and the grinding mechanism 10, for preliminary crushing and dosed supply of the crushed material in the space of the sieve cylinder.
When analyzing the results of the studies have used computer programs Microsoft Excel 10.0, Statistic 5.0. Three-dimensional modeling design of microwave installation is carried out in the program Kompas-3D V15. Justification of parameters of the electro dynamic system was performed according to the program of three-dimensional computer simulation of the electric field CST Studio Suite 2015.
Keywords: super high frequency generators, mobile of a hemisphere, a spherical resonator, sieve cylinder, a grinding mechanism, the disc, hinged hammers, shielding case, the electromagnetic field of ultrahigh frequency, the discharge nozzle, the thermo-mechanical effects.
Введение
Существуют способы тепловой обработки зерна -поджариванием горячим воздухом или контактом с сильно нагретыми поверхностями, а также с применением энергетических полей, таких как: сверхвысокочастотное поле, инфракрасное излучение. В настоящее время все шире применяют термическую обработку фуражного зерна, предусматривающую следующие цели: 1) повышение переваримости углеводного комплекса в результате гидролиза крахмала и превращения части его в более простые соединения - декстрины и сахара; 2) снижение уровня обсемененности микрофлорой; 3) инактивация ингибиторов пищеварительных ферментов и других антипитательных веществ.
Поэтому задачей исследования является повышение кормовой ценности фуражного зерна воздействием физических факторов в непрерывном режиме в сочетании с механическим разрушением при использовании маломощных магнетронов. Большой вклад в разработку способов термообработки сельскохозяйственного сырья с использованием физических факторов внесли известные ученые, такие как: А. В. Лыков, А. С. Гинзбург, И. А. Рогов, В. Н. Расстригин, Вернер Мальтри и др. [4; 5; 6; 9...16]. Несмотря на наличие различных подходов к способам и средствам термообработки сырья, в работах ученых недостаточное внимание уделено влиянию многих технологических факторов на качество получаемого продукта. На основе результатов теоретических исследований нами спроектированы некоторые образцы установок для термомеханического воздействия на зерно с использованием энергии электромагнитных излучений. При этом учитывали результаты аналитического обзора существующих технологий и технических средств, предназначенных для термообработки и обеззараживания фуражного зерна воздействием электрофизических факторов. Организация поточности технологического процесса термообработки и обеззараживания фуражного зерна с помощью сверхвысокочастотных установок с объемными резонаторами в экранирующем корпусе с запредельными волноводами является актуальной темой на сегодняшний день.
Материалы и методы
Применительно к задаче исследования в работе использован комплекс существующих базовых методов, позволивших выявить новое конструктивное исполнение рабочих органов сверхвысокочастотных установок в виде передвижных сферических резонаторных камер, расположенных в экранирующем корпусе с запредельными волноводами. Источниками СВЧ-энергии служили генераторы МW20МД, СЕ283GNR, Н-MW1317, DL-63L 20S, потребляемой мощностью 1 100.1 200 Вт, работающие на частоте 2 450 МГц. Измерение температуры в зерне
проводили с помощью хромель-копелевой термопары и тепловизоров марки FLIRi3, FlirT335.
Исследования влияние влажности и температуры на разрушающее усилие и величину деформации зерно-продукта проводили с помощью разрывной машины Л1-7000M компании GOTECHTestingMachinesInc, оборудованной термокамерой GT-7001-HC6 компании UGNLab-Машина применяется для испытаний на растяжение, сжатие, сдвиг, прочность на разрыв материала в условиях различных температур.
Результаты и обсуждение
Исследование закономерностей технологических процессов выполнено на основе научной гипотезы о поведении электродинамических систем при обеспечении поточного режима термообработки сырья, реализованного в сверхвысокочастотных установках со сферическими резонаторами.
Основываясь на существующих технологиях термообработки сырья, руководствуясь теорией электромагнитных волн, предлагается воздействовать энергией электромагнитных излучений на фуражное зерно при транспортировке в полусферах, которые образуют сферические резонаторы в разработанной сверхвысокочастотной установке. Критериями оценки эффективности разработанного технологического оборудования с электромагнитным излучением являются снижение эксплуатационных затрат на термообработку сырья и улучшение качества продукции, оцениваемое через органолептиче-ские, физико-химические и микробиологические показатели.
Известны сверхвысокочастотные установки, где транспортировка дозированного сырья осуществляется в передвижных полусферах, помещенных в экранирующий корпус. При стыковке передвижной полусферы со стационарной полусферой образуется сферическая резона-торная камера, где сырье подвергается воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) [7; 8; 17.20].
СВЧ-установка (рис. 1) состоит из цилиндрического экранирующего корпуса 1, внутри которого коакси-ально соосно расположен ситовый цилиндр 2 и диск 3. Диск 3 с шарнирно подвешенными молотками 4 и жестко закрепленными полусферами 5 вращается с помощью электродвигателя 8 в вертикальной плоскости. Ситовый цилиндр выполнен из неферромагнитного материала, покрытый твердым абразивным материалом. Стационарные полусферы 6 закреплены под СВЧ-генераторами 7. Полусферы и диск выполнены из неферромагнитного материала. К боковой поверхности корпуса 1 прикреплен измельчающий механизм 10, а нижняя часть боковой поверхности перфорирована, куда пристыкован выгрузной патрубок 9.
Технологический процесс термомеханического разрушения сырья происходит следующим образом. Включают электродвигатель 8 привода диска 3 и измель-
чающий механизм 10 для предварительного измельчения и дозированной подачи измельченного сырья в пространство ситового цилиндра 2.
Рисунок 1 - СВЧ-установка с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья: а) общий вид; б) диск с полусферами и молотками; в) без экранирующей крышки; 1 - экранирующий корпус; 2 - ситовый цилиндр из неферромагнитного материала, покрытый абразивным материалом; 3 - диск из неферромагнитного материала; 4 - шарнирно подвешенные молотки; 5 - передвижные полусферы; 6 - стационарные полусферы; 7 - СВЧ генераторные блоки; 8 - электродвигатель; 9 - выгрузной патрубок, 10 - измельчающий механизм
Далее включают СВЧ-генераторы 7 на определенные мощности. При вращении диска 3 в вертикальной плоскости передвижные полусферы 5 погружаются в сырье в нижней части ситового цилиндра 2 и зачерпывают измельченное сырье. При стыковке передвижной полусферы 5, загруженной сырьем, со стационарной полусферой 6 образуется дифракционный сферический резонатор (резонаторно-лучевая электродинамическая система), внутри которого образуются стоячие волны СВЧ-диапазона, благодаря чему происходит диэлектрический нагрев сырья и его обеззараживание.
Количество стационарных полусфер соответствует количеству СВЧ-генераторов. В процессе эндогенного нагрева за счет внутреннего парообразования появляются микротрещины, что ускоряет процесс разрушения сырья при многократном ударе молотками в нижнем пространстве ситового цилиндра 2. Частицы раздробленного и термически обработанного продукта сепарируются ситовым цилиндром и через перфорированную поверхность экранирующего корпуса выгружаются в патрубок 9, выполняющий функцию запредельного волновода. Ситовый цилиндр обеспечивает необходимый гранулометрический состав продукта, поэтому он выбран оптимальными размерами поверхности цилиндра и толщины, количеством отверстий на 1 м2 Молотки выполнены из мягкой цементированной стали, которые обладают достаточным сопротивлением ударам. Расстояние между ситовым цилиндром и молотками следует принимать 8.20 мм, в зависимости от технологического процесса. Конструкционно-технологические параметры согласованы с режимом работы установки: со скоростью вращения диска, параметрами измельчающего механизма, мощностью СВЧ-генераторов, объемом загрузки и электрофизическими параметрами сырья и т. п.
Выбор рациональной конструкции установки для измельчения зерна базируется на основе анализа его свойств как объекта измельчения, с учетом размеров измельчённого зернопродукта. К основным физико-механическим свойствам исходного зерна относится прочность, хрупкость, твердость, упругость, плотность. В связи с большой энергоемкостью процесса измельчения следует изучить основные энергетические гипотезы дробления. При изучении процесса измельчения зерна в дробилках ударного действия следует учесть особенности механизма разрушения частиц. Ударные нагрузки могут возникать при взаимном столкновении частиц зерна, столкновении частиц зерна с неподвижной поверхностью, столкновении зерна и движущихся рабочих органов установки.
Таблица 1 - Технические характеристики установки
Производительность, кг/ч 35
Мощность привода измельчителя , кВт 1,0
Мощность привода диска с молотками, кВт 1,5
Потребляемая мощность СВЧ-генератора, кВт 2,4
Потребляемая мощность СВЧ-установки, кВт 4,9
Удельные энергетические затраты, кВтч/кг 0,14
Частота вращения привода сферы, об./мин. 50.100
Диаметр, м 1,0
В ФГБУ «Государственный центр агрохимической службы «Чувашский» проведена оценка зерна кормовых ячменя, пшеницы, ржи и бобов, опытных и контрольных образцов на основе органолептических (табл. 2), физико-химических и микробиологических показателей (акт № 00000144 от 01.07.2015 г.).
№ Показатель качества Характеристика образца
контрольный опытный
1 Состояние здоровое, не греющееся здоровое, не греющееся, расколотое, с разрывом оболочки
2 Цвет свойственный нормальным семенам ботанического вида свойственный нормальным семенам ботанического вида, местами коричневатый
3 Запах свойственный здоровому зерну, без постороннего запаха свойственный здоровому зерну, без постороннего запаха, поджаренный, с ореховым оттенком
4 Зараженность вредителями нет, зараженность клещом I степени нет, зараженность клещом I степени
5 Содержание минеральной примеси 1,0 % 1,0 %
6 Содержание вредной примеси 1,0 % 1,0 %
7 Сорная примесь 4,0 % 4,0 %
8 Зерновая примесь 10 % 10 %
Из результатов исследований вытекает, что орга-нолептические показатели опытных образцов лучше контрольных. После термической обработки заметные процессы видны в зерне ячменя, происходит разрыв оболочки; зерна пшеницы и ржи приобретают раздутый вид. Фуражные зерновые по органолептическим показателям и показателям безопасности в соответствии с техническими условиями соответствуют требованиям ГОСТ Р 53900-2010, ГОСТ Р 54078-2010, ГОСТ Р 54629-2011.
Общая продолжительность воздействия в электромагнитном поле сверхвысокой частоты составила 4 мин. при удельной мощности СВЧ-генератора 0,24 Вт/г и частоте вращения диска энтолейтора 100 об./мин.
Проведенные исследования изменения структуры фуражного зерна в результате воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты с помощью анализатора инфракрасного «Зрес^^ат» соответствуют нормативным данным.
Расход энергии на дробление с повышением температуры бобов снижается, достигая минимума при температуре 50 °С, а затем начинает увеличиваться. Это можно объяснить следующим. С одной стороны, при нагреве влажных кормовых бобов они утрачивают хрупкость. В результате увеличивается сопротивляемость измельчению и, как следствие, удельный расход энергии на измельчение бобов. С другой стороны, чем выше температура нагрева, тем больше скорость перемещения влаги. Вследствие этого происходит не только ослабление связей между составными частями зерна, но и в большем объеме эндосперма происходит ослабление его внутренней структуры. Все это и приводит к уменьшению сопротивляемости зерна измельчению и снижению расхода энергии на его дробление. При нагреве бобов до температуры 60 °С происходит снижение расхода энергии на дробление. При нагреве бобов свыше 90 °С происходит не только увеличение расхода энергии, но и ухудшение качества фуражного зерна.
Сложение гармонических одинаково направленных колебаний. В установке предусмотрены два сверхвысокочастотных генератора, расположенныех на расстоянии кратной четверти длины волны. При этом следует сложить в простейшем случае два гармонических колебания по методике Б. М. Яворского [1; 2; 3]. Если материальная точка участвует одновременно в двух гармонических колебаниях с одинаковой частотой, то происходит сложение гармонических колебаний. При сложении двух одинаково направленных гармонических колебаний со смещениями X] и х2 одинаковой циклической частоты т, раз-
личающихся своими амплитудами смещений (Е] и Е2) и начальными фазами (ф] и ф2):
X = Е ' • t + ), х = Е2 • • t + ф2); (1) х = Е • • t + ф), где Е - амплитуда смещения результирующего колебания, ф - его начальная фаза.
Результирующее гармоническое колебание имеет смещение х = х] + х2, происходит в том же направлении и является гармоническим колебанием той же частоты. Амплитуда и фаза вычисляются по формулам:
Е = tJEj2 + El + 2 • Ej • Е2 • cos(< - <<),
<p = arctg
Е • sin фх+ Е2 • sin ф2 Ej • cos ф + Е2 • cos ф2
1) ф2 - ф1 = 2-n-n, где n = 0, 1, 2, .... Тогда, cos^2 - ф1) = 1 и Е = Е1 + Е2;
2) ф2 - ф1 = (2-n + 1>л, n = 0, 1, 2, ... Тогда
(2)
cos
(ф2 - Ф1) = -1 и Е = |Е2 -Е\ = Е -Е2|. (3)
Для решения этой задачи использовали методику поиска собственных мод резонатора, заполненного зерном при помощи программного обеспечения CST Studio Suite 2015. Такая методика может применяться для моделирования резонаторов различных типоразмеров. Результатом моделирования станет получение собственных мод резонатора и вычисление добротности.
Заключение
Разработан способ термомеханического воздействия на зерно с использованием энергии электромагнитного поля, при котором предусматриваются два непрерывных процесса: механическое деформирование и эндогенный нагрев продукта. При этом капиллярная влага интенсивно переходит в пар, вызывая резкий рост давления в зерне, отчего происходит своеобразный «взрыв», разламывающий его. Он приводит к весьма эффективному разрушению крахмальных субстанций, которые принимают легкоусвояемую форму, близкую к сахарам. Исследования показывают, что сырье следует доводить до влажности 12.. .16 % и измельчать и подать в рабочую камеру, где зерновая масса разогревается до температуры 60.100 °С. Затем происходит так называемый «взрыв», в результате чего гомогенная масса вспучивается и образует продукт микропористой структуры. Вследствие желатинизации крахмала значительно улучшается кормовая ценность продукта. Количество крахмала при этом уменьшается на 10.12 %, декстринов увеличивается более чем в 3.5 раз, а сахара возрастает на 14 %. Под действием высокой тем-
пературы и внутреннего давления значительно уменьшается микробиологическая обсемененность продукта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Архангельский Ю. С., Огурцов К. Н., Гришина Е. М. Камеры лучевого типа сверхвысокочастотных электротехнических установок. Саратов : Полиграфия Поволжья, 2010. 229 с.
2. Аскин И. М. Расчет электромагнитных полей. М. : Энергоиздат, 1959. 385 с.
3. Атабеков Г. И., Купалян С. Д., Тимофеев А. Б., Хухриков С. С. Теоретические основы электротехники. Части 2-3. М.-Л. : Энергия, 1966. 276 с.
4. Брагинцев П. В. Микронизация зерна для кормовых целей // Механизация и электрификация сельского хозяйства. М., 1989. № 4. С 29-31.
5. Булнов Е. А. Применение СВЧ-энергии для сушки зерна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1982. № 1. С. 37-40.
6. Белов А. А., Сторчевой В. Ф., Коробков А. Н. СВЧ-установка для обеззараживания зерна и продуктов его переработки // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. М. : ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, 2014, № 6. С. 101-107.
7. Белов А. А., Сторчевой В. Ф., Сергеева Е. Ю. Дезинтегратор с СВЧ генераторами для микронизации зерна // Естественные и технические науки. М. : Спутник+, 2015, № 6. С. 502-504.
8. Белов А. А., Сторчевой В. Ф., Михайлова О. В. Конструктивные особенности СВЧ-оборудования для термообработки фуражного зерна // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. М. : ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, 2015, № 4. С. 115-121.
9. Вайнштейн Л. А. Открытые резонаторы и открытые волноводы. М. : Сов. Радио, 1966. 476 с.
10. Гинзбург А. С. Сушка пищевых продуктов. М. : Пищепромиздат, 1990. 300 с.
11. Гинзбург А. С., Громов М. А., Красовс-кая Г. И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. М. : Пищевая промышленность, 1980. 288 с.
12. Григорьев А. Д. Электродинамика и микроволновая техника : учебник. СПб. : Лань, 2007. 704 с.
13. Драгилев А. И., Дроздов В. С. Технологическое оборудование предприятий перерабатывающих отраслей АПК. М. : Колос, 2001. 352 с.
14. Коломейцев В. А. Взаимодействие электромагнитных волн с поглощающими средами и специальные СВЧ системы равномерного нагрева : диссертация. Саратов : СГТУ, 1999. 439 с.
15. Курушин А. А., Пластиков А. Н. Проектирование СВЧ устройств в среде CSTMicrowaveStudio. М. : Издательство МЭИ, 2011, 155 с.
16. Копусов В. Н. К вопросу создания многомаг-нетронного оборудования для современных технологий // СВЧ техника и телекоммуникационные технологии : 11-я международная Крымская конф. Севастополь : Вебер, 2001. С. 652-653.
17. Коробков А. Н., Осокин В. Л., Белов А. А., Михайлова О. В., Новикова Г. В. Патент № 2586160РФ, МПК А23Ш7/00. Сверхвысокочастотная установка для обеззараживания зерна и зернопродуктов; заявитель и патентообладатель МАДИ (Ш). № 2014147516/13; заявл. 25.11.2014. Бюл. № 16. 12 с.
18. Белов А. А., Белова М. В., Новикова Г. В., Михайлова О. В. Патент № 2584029 РФ, МПК А23Ш7/00. Установка для обеззараживания и шелуше-
ния зерна в электромагнитном поле сверхвысокой частоты; заявитель и патентообладатель АНО ВО «АТУ» (RU). № 2015102653; заявл. 29.01.2015, опубл. 20.05.2016. Бюл. № 14.
19. Новикова Г. В., Зайцев П. В. Патент № 2071642 РФ, МПК Н05В6/46. Устройство для термической обработки кормовой смеси; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). №93036209/13; заявл. 26.07.1993. Бюл. № 1 от 10.01.1997. 11 с.
20. Долгов Г. Л., Белова М. В., Шаронова Т. В., Новикова Г. В. Патент №. 2535146 РФ, МПК A23N 17/00. СВЧ установка для обеззараживания комбикормов; заявитель и патентообладатель ЧГСХА (RU). № 2013121131/13; заявл. 07.05.2013. Бюл. № 34 от 10.12.2014. 8 с.
REFERENCES
1. Arhangel'skiy YU. S., Ogurtsov K. N., Grishi-na E. M. Kameri luchevogo tipa sverhvisokochastotnih elek-trotehnicheskih ustanovok (Chamber type of microwave radiation electrical installations). Saratov : Poligrafiya Po-volzh'ya, 2010. 229 p.
2. Askin I. M. Raschet elektromagnitnih poley (Calculation of electromagnetic fields). M. : Energoizdat, 1959. 385 p.
3. Atabekov G. I., Kupalyan S. D., Timofeev A. B., Huhrikov S. S. Teoreticheskie osnovi elektrotehniki (Theoretical foundations of electrical engineering). CHasti 2-3. M.-L. : Energiya, 1966. 276 p.
4. Bragintsev P. V. Mikronizatsiya zerna dlya kor-movih tseley (Micronization of grain for feed purposes), Me-hanizatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo hozyaystva. M., 1989. No. 4. pp. 29-31.
5. Bulnov E. A. Primenenie SVCH-energii dlya sushki zerna (Application of microwave energy for drying grain), Mehanizatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo hozyaystva. 1982. No. 1. pp. 37-40.
6. Belov A. A., Storchevoy V. F., Korobkov A. N. SVCH-ustanovka dlya obezzarazhivaniya zerna i produktov ego pererabotki (Microwave installation for decontamination of grain and products of its processing), Izvestiya Timirya-zevskoy sel'skohozyaystvennoy akademii. M. : FGBOU VO RGAU-MSHA imeni K. A. Timiryazeva, 2014, No. 6. pp. 101-107.
7. Belov A. A., Storchevoy V. F., Sergeeva E. YU. Dezintegrator s SVCH generatorami dlya mikronizatsii zerna (Disintegrator with microwave generators for the micronized substance of grain), Estestvennie i tehnicheskie nauki. M. : Sputnik+, 2015, No. 6. pp. 502-504.
8. Belov A. A., Storchevoy V. F., Mihaylova O. V. Konstruktivnie osobennosti SVCH-oborudovaniya dlya ter-moobrabotki furazhnogo zerna (Structural features of microwave equipment for heat treatment of feed grain), Izvestiya Timiryazevskoy sel'skohozyaystvennoy akademii. M. : FGBOU VO RGAU-MSHA imeni K. A. Timiryazeva, 2015, No. 4. pp. 115-121.
9. Vaynshteyn L. A. Otkritie rezonatori i otkritie vol-novodi (Open resonators and open waveguides). M. : Sov. Radio, 1966. 476 p.
10. Ginzburg A. S. Sushka pischevih produktov (Drying of food products). M. : Pischepromizdat, 1990. 300 p.
11. Ginzburg A. S., Gromov M. A., Krasovskaya G. I. Teplofizicheskie harakteristiki pischevih produktov (Thermal characteristics of food products). M. : Pischevaya promish-lennost', 1980. 288 p.
12. Grigor'ev A. D. Elektrodinamika i mikrovolno-vaya tehnika (Electrodynamics and microwave technology), uchebnik. SPb. : Lan', 2007. 704 p.
13. Dragilev A. I., Drozdov V. S. Tehnologicheskoe oborudovanie predpriyatiy pererabativayuschih otrasley APK (Technological equipment of enterprises of processing industries the agricultural sector). M. : Kolos, 2001. 352 p.
14. Kolomeytsev V. A. Vzaimodeystvie elektromag-nitnih voln s pogloschayuschimi sredami i spetsial'nie SVCH sistemi ravnomernogo nagreva (Interaction of electromagnetic waves with absorbing media and special microwave system uniform heating), dissertatsiya. Saratov : SGTU, 1999. 439 pp.
15. Kurushin A. A., Plastikov A. N. Proektirovanie SVCH ustroystv v srede CST Microwave Studio (Designing of microwave devices in the environment of CST Microwave Studio), M. : Izdatel'stvo MEI, 2011, 155 pp.
16. Kopusov V. N. K voprosu sozdaniya mnogo-magnetronnogo oborudovaniya dlya sovremennih tehnologiy (The question of creating mnogomernogo of equipment for modern technology), SVCH tehnika i telekommunikatsionnie tehnologii: 11-ya mezhdunarodnaya Krimskaya konf. Sevastopol' : Veber, 2001. pp. 652-653.
17. Korobkov A. N., Osokin V. L., Belov A. A., Mi-haylova O. V., Novikova G. V. Patent No. 2586160RF, MPK A23N17/00. Sverhvisokochastotnaya ustanovka dlya obezza-razhivaniya zerna i zernoproduktov (Microwave installation for decontamination of grain and grain products); zayavitel' i
patentoobladatel' MADI (RU). No. 2014147516/13; zayavl. 25.11.2014. Byul. No. 16. 12 p.
18. Belov A. A., Belova M. V., Novikova G. V., Mi-haylova O. V. Patent No. 2584029 RF, MPK A23N17/00. Ustanovka dlya obezzarazhivaniya i shelusheniya zerna v elektromagnitnom pole sverhvisokoy chastoti (Installation for disinfection and flaking of the grain in the electromagnetic field of ultrahigh frequency); zayavitel' i patentoobladatel' ANO VO «ATU» (RU). No. 2015102653; zayavl. 29.01.2015, opubl. 20.05.2016. Byul. No. 14.
19. Novikova G. V., Zaytsev P. V. Patent No. 2071642 RF, MPK N05V6/46. Ustroystvo dlya termi-cheskoy obrabotki kormovoy smesi (Device for heat treatment of feed mixture); zayavitel' i patentoobladatel' CHGSHA (RU). No.93036209/13; zayavl. 26.07.1993. Byul. No. 1 ot 10.01.1997. 11 p.
20. Dolgov G. L., Belova M. V., SHaronova T. V., Novikova G. V. Patent No.. 2535146 RF, MPK A23N 17/00. SVCH ustanovka dlya obezzarazhivaniya kombikormov (Microwave installation for decontamination of animal feed); zayavitel' i patentoobladatel' CHGSHA (RU). No. 2013121131/13; zayavl. 07.05.2013. Byul. No. 34 ot 10.12.2014. 8 p.
Дата поступления статьи в редакцию 12.09.2016.
05.20.01 УДК 631.334
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОСЕВНОЙ СЕКЦИИ ЗЕРНОТУКОВОЙ СЕЯЛКИ ПРЕССОВОГО ТИПА
© 2016
Бондарев Андрей Владимирович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Технический сервис в АПК» Жиляков Алексей Леонидович, инженер Журбенко Сергей Юрьевич, инженер Скурятин Николая Филиппович, доктор технических наук, профессор кафедры «Технический сервис в АПК» Белгородский государственный аграрный университет имени В. Я. Горина (Россия)
Аннотация. Введение. В данной статье рассматривается актуальность применения технологии внесения основной дозы минеральных удобрений между двух рядков семян ниже уровня посева, а также уплотнение почвы над семенами. Обосновывается необходимость совмещения трех технологических операций за один проход, что, в свою очередь, лежит в основе экономической эффективности применения разработки.
Материалы и методы. Рассмотрены существующие устройства для внесения твердых минеральных удобрений и семян в почву, выявлены их недостатки и описан положительный эффект, получаемый от применения предлагаемого нововведения. Предложена конструктивно-технологическая схема посевной секции зернотуковой сеялки прессового типа, позволяющая обеспечить одновременный высев двух рядков семян и внесение одного рядка минеральных удобрений ниже уровня посева семян. Новизна предложенного устройства заключается не только в объединении трех технологических операций, но и в отсутствии забивания семяпроводов и тукопровода почвой за счет исключения их контакта с почвой. Благодаря применению посевной секции семена в период всходов и активного роста используют питательные вещества минеральных удобрений, внесенных при посеве.
Результат. Представлены схемы посевной секции зернотуковой сеялки прессового типа и плоского размещения семян и удобрений в почве. Приведены расчеты изменения сопротивления центрального диска по оси Х. Сделаны соответствующие выводы по результатам исследования.
Ключевые слова: борозда, дисковый нож, каток, корневая система, минеральные удобрения, ось, посевное ложе, почва, рама, семена, семяпровод, тукопровод.
THE DEVELOPMENT OF A CONSTRUCTIVE-TECHNOLOGICAL SCHEME OF PLANTING SECTION GRAIN AND FERTILIZER SEEDERS PRESS TYPE
© 2016
Bondarev Andrey Vladimirovich, the candidate of engineering sciences, the associate professor, the head of the chair «Technical service in agro industrial complexes» Zhilyakov Alexey Leonidovich, the engineer Zhurbenko Sergey Yurievich, the engineer Skuryatin Nikolai Filippovich, the doctor of engineering sciences, the professor at the chair «Technical service in agro industrial complexes» Belgorod State Agrarian University named after V. J. Gorin (Russia)
