CC BY
16
УДК 631.362
А. В. Фоминых, В. П. Воинков, С. В. Фомина
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ОЧИСТКИ СОИ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕШЁТНОГО И ФРИКЦИОННОГО СЕПАРАТОРОВ
ФГБОУ ВПО «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т. С. МАЛЬЦЕВА»
A. V. Fominykh, V. P. Voinkov, S. V. Fomina TECHNOLOGICAL LINE FOR CLEANING SOYBEANS USING SIEVE AND FRICTION SEPARATORS FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BY T. S. MALTSEV»
Предложены решётный сепаратор, совершающий колебания в своей плоскости, и барабанный фрикционный сепаратор для технологической линии очистки сои перед переработкой в корма. Технология позволяет сохранить всю массу бобов сои и выделить (98-99) % соплодий дурнишника.
Ключевые слова: сепаратор, решётный стан (сито), эксцентриковый механизм, фрикционная поверхность, дурнишник.
Sieve separator, oscillating in its own plane, and drum friction separator for technological cleaning line before processing soya in animal feed are proposed. Technology allows to save all mass of soy beans and separate (98-99) % of cocklebur collective fruits.
Key words: separator, sieve mill, eccentric mechanism, oscillating in its own plane, frictional surface, cocklebur.
Александр Васильевич Фоминых
Alexander Vasilyevich Fominykh доктор технических наук, профессор
E-mail: prof_fav@mail.ru
Виктор Павлович Воинков
Victor Pavlovich Voinkov кандидат технических наук, доцент
E-mail: Voinkov_45@mail.ru
Светлана Владимировна Фомина
Буейапа УШткоупа Еотта кандидат технических наук, доцент
Введение. Одним из актуальных направлений отраслевой программы развития производства и переработки сои в Российской Федерации является обеспечение растительным белком животноводства и птицеводства [1].
Экструдированная соя и окара как богатый источник белка нашли широкое применение при производстве комбикормов и белковых добавок. При очистке перед экструдированием необходимо сохранить всю массу сои и, по возможности, полностью выделить соплодия дурнишника.
Методика. Созданы решётный и фрикционный сепараторы для технологической линии очистки сои перед переработкой сои на корма.
Решётный сепаратор (рисунок 1) состоит из короба 1 с загрузочным участком 2 с неперфори-рованной поверхностью, решета (сита) 3, лотка 4 и поддона-короба 5 [2-4]. Со стороны загрузочной части решётного стана находится бункер-питатель, а со стороны разгрузочной части - приёмники 6 и 7 продуктов разделения.
Со стороны загрузочной части к рамке решета 3 жёстко прикреплен эксцентриковый механизм 10, плоскость вращения которого совмещена с плоскостью решета. Со стороны разгрузочной части рамка решета подвешена к раме 8 посредством двух сай-лентблоков 9.
Эксцентриковый механизм позволяет бесступенчато изменять амплитуду колебаний от 1 до 4 мм. Использование двигателя постоянного тока позволяет плавно изменять угловую скорость вращения эксцентрика от 0 до 120 рад/с.
При вращении эксцентрикового вала 10 решето в точке крепления корпуса подшипника совершает круговое колебательное движение в своей плоскости, перемещение решета в поперечной плоскости происходит по окружности относительно сайлентблоков 9. Перемещение решета вдоль его продольной оси обеспечивается этими же сайлентблоками. По мере удаления привода от эксцентрикового механизма к разгрузочному концу решета, амплитуда поперечных колебаний решета уменьшается по линейной зависимости, и в центре сайлентблока равна нулю. Амплитуда колебаний в продольной плоскости решета остается постоянной и равна эксцентриситету привода.
Вестник Курганской ГСХА
№ 4, 2014
Инженерно-техническое обеспечение сельского хозяйства
67
III» - исходная зерновая смесь;
- продукты разделения
1 - короб, 2 - неперфорированная часть; 3 - решето; 4 - лоток; 5 - поддон короба; 6,7 - приемники продуктов разделения;
8 - рама; 9 - сайленблок; 10 - эксцентриковый механизм
Рисунок 1 - Общий вид и схема решётного сепаратора
Принцип работы. Исходная смесь подается на начало неперфорированной поверхности, где под действием колебательного движения слой приобретает виброожиженное состояние, приводящее к перераспределению частиц по крупности и плотности и безотрывному движению частиц по наклонной плоскости. По мере движения частицы просеиваются и к концу сепарирующей поверхности
на ней остаются только частицы крупных лёгких примесей.
Эксперименты показали, что в исследуемом диапазоне угла наклона решета удельная просевае-мость возрастает и, достигнув максимального значения 15400 кг/(ч-м2), уменьшается. Диапазон изменения угла составляет 9о-17о, а интервал варьирования - 2о (рисунок 2).
кг/ч-м2 15000
14500 14000 13500 13000 *
Н
/
11
13
15
а.
Рисунок 2 - Влияние угла наклона решета на удельную просеваемость сои
Фрикционный сепаратор (рисунок 3) барабанного типа для очистки сои от дурнишника состоит из бункера 1 с заслонкой 2, питателя ленточного 3, ци-
линдрического барабана с фрикционной поверхностью 4, скатной доски 5, отбойника 6, кожуха 7, приёмника чистых бобов 8 и приемника отходов 9 [5-8].
^^ исходная смесь; чистые бобы; ^^ дурнишник 1 - бункер; 2 - заслонка; 3 - питатель ленточный; 4 - барабан с фрикционной поверхностью; 5 - скатная доска; 6 - отбойник; 7 - кожух; 8 - приемник чистых бобов; 9 - приемник отходов
Рисунок 3 - Общий вид и схема фрикционного сепаратора
Конструкция предусматривает бесступенчатую регулировку оборотов барабана и зазора между барабаном и скатной доской. Изменение частоты вращения отбойника и валиков ленточного питателя осуществляется посредством изменения диаметра шкивов привода.
Принцип работы. Исходная смесь из бункера подается ленточным питателем на скатную доску, в регулируемый зазор между скатной доской и фрикционной поверхностью барабана, вращающегося навстречу движению смеси. Дурнишник колючками зацепля-
ется за ворсистую поверхность и уходит на отбойник, где от удара отрывается и, отражаясь от кожуха, падает в приёмник отходов. Соя, обладающая гладкой сферической поверхностью, проходит через зазор и попадает в приёмник чистых бобов.
Эксперименты показали, что зависимость частоты вращения и величины зазора на удельную производительность по очищенной фракции соответствует характеру кривых, представленных на рисунке 4.
%
99
98
97
96
3
2
Ч 1
6
9
12
ы, с
1 - для зазора 5 = 4,0 мм; 2 - для зазора 5 = 4,5 мм Рисунок 4 - Зависимость выхода очищенной фракции от угловой скорости барабана при нагрузке 1500 кг/ч на 1 м длины барабана
Результаты. Результатом исследований явля- Принцип работы технологической линии. Сое-ется разработанная технологическая линия очистки вые бобы выгружаются в завальную яму 1. Норией 2 сои, представленная на рисунке 5. соя подается через магнитный сепаратор 3 в скальпе-
. . ... . Инженерно-техническое обеспечение
Вестник Курганской ГСХА № 4, 2014 сельского хозяйства
ратор 4 и транспортером 5 перемещается на распределяющий поперечный транспортер 6 в складе напольного хранения. С помощью погрузчика и шне-кового транспортера 7 соя подается в норию 8 и загружается в бункер 9. Из бункера шнековым транспортером 10 и норией 11 соя подается на очистку в
магнитном сепараторе 12, решётном сепараторе 13 и камнеотборнике 14. Далее соя шнековым транспортёром 15 через магнитный сепаратор 16 направляется на очистку во фрикционном сепараторе 17, после чего шнековым транспортером 18 и норией 19 загружается в бункер 20 в цехе экструдирования.
1 - завальная яма; 2,8,11,19 - нории; 3, 12, 16 - магнитные сепараторы; 4 - скальператор; 5 - ленточный транспортер; 6 - цепочно-планчатый транспортер; 7,10,15,18 - шнековые транспортеры; 9 - бункер неочищенной сои; 13 - решетный сепаратор; 14 - камнеотборник; 17 - фрикционный сепаратор барабанного типа; 20 - бункер очищенной сои
Рисунок 5 - Технологическая схема линии очистки сои
Выводы. На основании теоретических и экспериментальных исследований определены рациональные параметры решётного сепаратора: при выделении крупных примесей скорость слоя 0,22-0,25 м/с, угол наклона решета 13°-15°, амплитуда колебаний 1,25-2,0 мм, угловая скорость вращения эксцентрика 100-105 рад/с.
Рациональные параметры фрикционного сепаратора: зазор между поверхностью скатной доски и ворсом барабана 4,0-4,5 мм, угловая скорость вращения барабана 3-6 рад/с, угловая скорость враще-
ния отбойника 80-90 рад/с. Производительность, при выделении (98-99) % дурнишника составляет 1500 кг/ч на 1 м длины барабана. Материал фрикционной поверхности барабана - звукотеплоизоля-ционная основа линолеума ГОСТ 18108-80. Угол наклона скатной доски (55-65)°. Материал скатной доски - сталь. Срок безотказной службы материала (45-50) ч.
Данный сепаратор наиболее эффективно использовать после воздушно-решётных зерноочистительных машин на последней стадии очистки.
Список литературы
1 Отраслевая программа «Развитие производства и переработки сои в Российской Федерации на 2015-2020 годы» / Российский Соевый Союз: [сайт]. [2014]. URL: http://www.ros-soya.su/ (дата обращения 29.10.2014).
2 Решётный стан: а.с. № 1680366 SU № 1274781 B07B 1/28; заявл. 01.03.1989; опубл. 1.06.1991. - Бюл. № 36.
3 Фоминых А. В., Фомина С. В., Мекшун Ю. Н. Решетный стан, совершающий колебания в своей плоскости с переменной амплитудой по длине решета // Сборник научных трудов КрасГАУ. - 2005. - № 5. - С. 201-205.
4 Фомина С. В. Сепарация зернобобового материала решетным станом с дополнительными возбуждени-
ями в поперечной плоскости // Аграрный вестник Урала. - 2006. - № 3. - С. 59-61.
5 Воинков В. П., Фоминых А. В. Соя отдельно, дурнишник отдельно //Сельский механизатор. - 2006. - № 11. - С. 19.
6 Фрикционный сепаратор: пат. 2292962 Рос. Федерация № 2005116633 /03; заявл. 31.05.2005; опубл. 10.02.2007. - Бюл. № 4.
7 Воинков В. П. Расчет фрикционного сепаратора барабанного типа // Аграрный вестник Урала. - 2007.
- № 1. - С. 52-54.
8 Воинков В. П. Совершенствование технологии очистки сои // Аграрный вестник Урала. - 2007. - № 1.
- С. 55-56.
