CC BY
39
УДК 630*232.315.4:630.232.31
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛЕСНЫХ СЕМЯН
Л.Т. Свиридов, Н.Д. Гомзяков, Т.Л. Свиридов
ФБГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»,
394087 Воронеж, ул. Тимирязева, д. 8
На долю искусственного лесовосстановления посевом и посадкой сейчас приходится всего лишь около 20 %. К 2010 году эти объемы планируется увеличить до 50 %. Для выполнения планируемого объема работ по лесовосстановлению требуется большое количество лесных семян. Обработка лесосеменного материала осуществляется на технологически и технически устаревших машинах типа МОС-1 и МОС-1А. или ручными способами. При обработке на этих машинах наблюдаются большие потери полноценных семян в отходы (7-13 %) и значительное их травмирование (3-7 %). В статье описан технологический комплекс машин для обработки семян, разработанный в ВГЛТА. Он включает универсальную малогабаритную семяочистительную машину, решетную установку, пневмосепаратор, сепараторы вальцового и дискового типов, конструкции которых защищены авторскими свидетельствами и патентами на изобретения. Машины и оборудование могут использоваться как в общем комплексе, так и автономно для выполнения отдельных технологических операций. Комплекс позволяет увеличить производительность в 2-2,5 раза по сравнению с существующими аналогами, обеспечить энерго и ресурсбережение и снизить потери и травмирование семян на 15-17 %, что в денежном выражении составляет 100-150 тыс. руб. на 100 кг обработанных семян.
Ключевые слова: технологический комплекс машин, лесные семена, обработка семян
Forests restored artificially by sowing and planting occupy about 20 percent. By year 2000 these forest areas planned to be increased up to 50 percent. A great number of valuable wood coniferous seeds is required for carrying out the works to restore forests. To the great regret there are no mechanisms and different sort of machines for wood seed treatment. Only seed clearing machines of MOC-1 and MOC - 1A type perform this work but these machines have technologically and technically become antiquated and out of date. Besides when treating wood seeds with use of these machines there are great losses of valuable seeds, which become waste (7-13 %) and considerable injuries and observed (3-7 %).
Technological complex of machines for seeds treatment developed at the Voronezh State Technical Academy is described in the given paper. This complex includes the universal seed-clearing machine, grid mechanism, pneumatic separator, separators of rolling-press and disk type; their constructions are of original technical characteristics, and defended by author certificates and patented. Machines and equipment can be used both in general complex and autonomously for the fulfillment of various technological operations. Technical characteristics and economical indexes are presented. The complex allows to increase the productivity by 2-2,5 times in comparison with existing analogues to provide energy and resource savings and to protect from injuries and losses not less than 15-17 per cent of wood seeds that is 100-150 thousand rubles per 100 kg of processed seeds.
Key words: technological complex of machines, wood coniferous seeds, wood seed treatment
ВВЕДЕНИЕ
Леса являются достоянием, национальным богатством нашей страны и одновременно единственно воспроизводимым природным ресурсом в виде древесины. Они являются также экологическим каркасом для биосферы планеты. По оценкам специалистов в процессе фотосинтеза при приросте
1 м3 древесины поглощается в среднем 1,5... 1,8 т углекислого газа и выделяется 1,0...1,4 т активного кислорода. Один гектар древостоя поглощает ежегодно около 4,5...6,5 т углекислого газа и выделяет при этом 3,5...4,0 т кислорода, обеспечивая жизнь 14 человек (Бусарин, 2005). Кроме того, леса дают экологически чистые продукты, являются средой обитания животного и растительного мира и средой сохранения биологического разнообразия, которое обеспечивает жизнедеятельность и его сохранение. Наконец, леса являются важнейшим звеном в сохранении окружающей среды и природы в целом, обеспечивая регулирование большинства процессов, протекающих в ней. Площади лесов России оцениваемые в 22 % от общих мировых запасов, которые в последние годы значительно сократились из-за хищнического их истребления неконтро-
лируемыми рубками и пожарами.
В ноябре 2006 г. Госдумой были приняты законодательные акты, регламентируемые лесным кодексом, где в отдельных статьях впервые было указано на необходимость воспроизводства лесов и лесоразведения с целью повышения их продуктивности, восполнения площадей и объемов сырья ценных древесных пород.
Для выполнения задач, связанных с воспроизводством лесов и лесоразведением, ежегодно требуется большое количество семян древеснокустарниковых пород. По оценке специалистов, оно равно 10-12 тыс. т, в том числе 500-700 т семян хвойных пород.
В 2006 году уже было использовано около 700 т лесных семян и выращено 1,3 миллиарда штук сеянцев и саженцев. Планами Рослесхоза в 2008 году намечено увеличить площади закладки лесных культур до 250 тысяч гектаров, что в 1,7 раза больше показателей 2006 года (Якубов, 2005). Однако работы по выращиванию культур ценных древесных хвойных и лиственных пород в настоящий момент производятся, в основном, посадкой сеянцев и саженцев по традиционной технологии, которая является высокозатратной в силу того, что выращи-
вание посадочного материала и последующая его посадка на лесокультурной площади требует большого количества выполняемых операций, машин и орудий. К тому же, потребность высеваемых семян очень велика. Для семян хвойных пород она составляет 60-70 килограмм на 1 гектар лесопитомниковой площади. Выход же стандартных сеянцев не превышает 2 миллионов штук при норме 7-7,5 миллионов штук с 1 гектара. При стоимости семян, например сосны обыкновенной, равной 5-10 тысяч рублей за 1 килограмм убытки для лесохозяйственного предприятия оцениваются в 200-250 тысяч рублей на 1 гектар лесопиомниковой площади. При создании лесных культур по новой мало затратной технологии, а именно укрупненным посадочным материалом, лесные семена, подлежащие высеву в питомнике, необходимо рассортировать по плотности и размерам, а затем раздельно высеять. За 3-4 года получают укрупненный посадочный материал, который затем высаживают на лесокультурной площади. По сравнению с традиционной технологией здесь материальные затраты снижаются почти в 2 раза за счет уменьшения технологических операций. По данной технологии производят точечный и разреженный высев выровненными по плотности и размерам семенами, что обеспечивает сокращение норм высева в 2 раза. Однако сейчас и эта технология мало реализована на практике, так как пока не создано достаточно эффективных технических средств для обработки лесных семян и особенно по плотности и по размерным признакам.
В рамках приоритетного научного направления «Рациональное природопользование» и принятых в последние годы Правительством РФ постановлений (№613 от 17.10.2006г. и №54 от 29.01.2007г.), которыми утверждены Федеральные целевые программы (ФЦП) «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2007-2012 годы» и «О федеральной целевой программе «Национальная технологическая база на 2007-2011 годы» в Воронежской лесотехнической академии обоснован и создан новый технологический комплекс машин и оборудования для обработки семян хвойных.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
При разработке перспективного технологического комплекса машин и оборудования для обработки лесных семян нами в период с 1990-2005г.г. проведены теоретические исследования по обоснованию технологий механического обескрыливания лесных семян, предварительной очистке, пневмосепарированию (разделению по удельной массе), количеству размерных фракций семян при калибровании (разделению по размерам). Результаты этих исследований нами опубликованы в различных научных статьях (Свиридов, 1992; Гомзяков, 2001, 2002, 2005, 2006; Бусарин, 2004; Князев, 2000; Новиков, 2000, 2001) и монографиях (Свиридов, 2002, 2005). Защищено несколько кандидатских (Голев,
1997; Арутюнян, 2001; Князев, 2001; Гомзяков, 2004; Бусарин, 2005) и одна докторская диссертация (Свиридов, 1992).
Анализ имеющихся исследований показал, что наиболее перспективным способом обескрылива-ния, как первоначальной стадии общего процесса обработки семян хвойных пород, является механический, осуществляемый в цилиндрических рабочих камерах не цикличного, а непрерывного действия. Этот принципиальный вывод был положен в основу разработки нового способа обескрыливания семян в две стадии: 1 «мягкого» в загрузочном бункере и 2 «нормального» режима непосредственно в обескрыливателе (патент РФ 2089055). Для реализации этого способа была предложена новая конструкция загрузочно-обескрыливающего устройства непрерывного действия (30У НБ), в которой процесс выделения обработанных семян через сетчатые сепарирующие рабочие органы происходит последовательно: начиная от семян мелкой до средне-крупной фракции (патент РФ 22354507). Дано теоретическое обоснование этого процесса и его экспериментальное подтверждение (Гомзяков, 2002, 2005, 2006 )Указано на необходимость вторичной очистки от трудноотделимых примесей (хвои) и сортирования семян на несколько размерных фракций (Свиридов, 2001, 2003). Обоснованы конструктивно-технологические схемы и основные параметры пневмосепаратора семян, решетной установки и безрешетных сепараторов вальцового и дискового типов (Свиридов, 1990, 1997, 1999,2000, 2001, 2004; Голев, 1997; Арутюнян, 2001; Бусарин, 2004; Князев, 2006). Проведены соответствующие теоретические исследования по предварительному обоснованию важнейших параметров, указанных устройств (Свиридов, 1998, 2005; Князев, 2000; Новиков, 2000) , а также экспериментальные исследования (Свиридов, 2000, 2005) подтвердившие основные теоретические положения.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В процессе экспериментальных исследований были обоснованы основные параметры и технологические режимы работы загрузочно-
обескрыливающего устройства непрерывного действия (ЗОУ НД) малогабаритной универсальной семяочистительной машины (Гомзяков, 2004, 2006), пнвмосепаратора (Свиридов, 1990, 2002, 2005), решетной установки (Свиридов, 2000, 2001, 2005), безрешетных сепараторов вальцового (Голев, 1997; Свиридов, 1997, 1999) и дискового типов (Свиридов, 2000, 2005). По ЗОУ НД определены диаметры рабочей камеры загрузочного бункера и обескры-ливателя, параметры сетчатых сепарирующих рабочих поверхностей и зоны их размещения, окружные скорости вращения рабочих органов бункера и обескрыливателя из условия не травмирования семян, полного отделения крылаток и обеспечение проектной производительности. В пневмосепараторе лесных семян нами определен уровень турбу-
лентности и неравномерности воздушного потока по сечению канала, который ухудшает процесс пневмосепарирования. Предложены выравниватели воздушного потока, а для компактности данного устройства пневмоканал вмонтирован в середину осадочной камеры, а на выходе канала установлен распределитель-успокоитель. Вентилятор создающий воздушный поток в канале расположен непосредственно над каналом в верхней части, что увеличивает диапазон изменения скорости потока. Все вышеотмеченное послужило основанием для модернизации сепаратора лесных семян СЛС-4 и создание пневмосепаратора ПЛС-5, который значительно повышает эффективность сепарирования семян по сравнению с базовой моделью. Для решетной установки в процессе экспериментальных исследований определены рациональные кинематические режимы: амплитуда и частота колебаний, а также рабочая длина решет, длина подвесок решетного стана (Свиридов, 1990, 2000, 2002, 2005; Буса-рин, 2005). По принципиально новым конструкциям безрешетных сепараторов вальцового и диско-
вого типов (Голев, 1997; Свиридов, 1997, 2000; Князев, 2006; Новиков, 2000, 2001) определены режимы работы и диаметры вальцов, рабочие длины вальцов, обеспечивающие разделение семян на четыре фракции (Свиридов, 1996).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили выбрать рациональные технологические схемы, спроектировать и разработать новый технологический комплекс машин и оборудования для обработки семян хвойных пород с обоснованными технологическими режимами работы и конструктивными параметрами, которые представлены ниже.
Созданный технологический комплекс машин в виде экспериментальной линии осуществляет полный цикл обработки семян ценных хвойных пород, в котором для получения высококондиционных семян используются усовершенствованные технологии обработки лесосеменного материала (рис. 1).
Технологические операции при обработке лесосеменного материала хвойных пород
по виду воздействия на лесосеменной материал
по назначению
по технологическим признакам
механическое
пневматическое
жидкостное
обескрыливание
очистка
сортирование
Л
н
н
а
в
о
н
и
б
м
ко
удельной массе (плотности)
размерам
Рисунок 1 - Технология обработки лесосеменного материала
Технологический комплекс обеспечивает выполнение таких технологических операций, как обескрыливание и первичная очистка семян, их пневмосортирование по удельной массе (плотности) и разделение (калибрование) по размерным признакам. Он включает ряд малогабаритных уст-
ройств (рис. 2), защищенных патентами РФ: универсальную семяочистительную малогабаритную машину (СММ); усовершенствованную решетную установку (РУ-10); сепараторы вальцового (СВТ) и дискового (СДТ) типов; пневмосепаратор лесных семян (ПЛС-5М).
СИМ
3.0.660051, 899007. 1144655
пат РФШй.йОбб”
<
Технологический комплекс
одт
пат. РФ №2179079
Рисунок 2 - Структурная схема технологического комплекса
Рисунок 3 - Технологическая схема универсальной малогабаритной семяочистительной машины: 1 -
загрузочный бункер; 2 и 3- верхний и нижний отсеки загрузочного бункера; 4 - днище; 5 - шнековощеточный питатель; 6 и 13 - загрузочное и разгрузочное отверстия; 7 - сетчатая рабочая поверхность; 8 -обескрыливающий барабан; 9 - верхний полуцилиндр; 10 - нижний полуцилиндр; 11 - основные щеточные элементы; 12 - дополнительные щеточные элементы; 14 - разгрузочное окно обескрыливателя; 15 - приемный лоток; 16 - клиноременная передача; 17 - электродвигатель; 18 - осадочная камера ; 19 - аспираци-онный канал; 20 - вентилятор; 21 - дроссельная заслонка; 22 - решетный стан; 23 - сборники семян; 24 -рама; 24 - рама
Для первичной обработки семян хвойных пород необходимо применять малогабаритную семяочи-стительную машину УМО-1 (рис. 3). Она включает загрузочное устройство с питателем, обескрылива-тель непрерывного действия, системы воздушной очистки и решетного сортирования семян, раму и клиноременный привод с электродвигателем. От-
личительной особенностью УМО-1 является то, что в ней применена предложенная нами новая технология обескрыливания, осуществляемая по непрерывной схеме и включающая раздельное воздействие рабочих органов на семена в загрузочном бункере при их подаче, и непосредственно в обескры-ливателе с сепарацией обработанных семян через секционные сетчатые поверхности [патент РФ 2089055]. Эта технология является наиболее эффективной и перспективной для использования на производстве. В конструкции реализован ряд технических решений (а.с. 665851; 899007; 1144665, 1528358, 1628958, пат. РФ 2089055, 2235450). Малогабаритная машина состоит из загрузочного бункера 1 выполненного из листовой стали и включающего два отсека: верхний 2 и нижний 3. Днище 4 верхнего отсека 2 выполнено под углом к продольной оси, несколько большим, чем угол естественного откоса семян хвойных пород. Каркас нижнего отсека 3 изготовлен также из листовой стали и представляет собой цилиндрический барабан диаметром 120-140 мм с круглыми торцами, в центре которых находятся отверстия для прохода вала питателя.
На валу размещен шнеково-щеточный питатель 5, перемещающий непрерывно семена в продольном (вдоль оси вала) направлении. Между отсеками
2 и 3 загрузочного бункера 1 в торцевой части размещено загрузочное отверстие 6, величина которого регулируется специальной заслонкой. Нижняя часть отсека 3 бункера представляют собой секционную сетчатую рабочую поверхность 7.
Она выполнена из съемных сеток с размером отверстий 2,0 х 2,0 мм и 2,4 х 2,4 мм для прохода обескрыленных семян в процессе обработки мелкой и средней фракций соответственно. Под загрузочным бункером 1 расположен цилиндрический обескрыливающий барабан 8, представляющий собой разъемную цилиндрическую камеру, состоящую из двух частей. Одна из этих частей - верхний полуцилиндр 9 - выполнена из листовой стали, облицована изнутри прорезиненной тканью для предотвращения сепарации семян в этой зоне и жестко
соединена с боковыми дисками камеры и днищем бункера. Нижняя часть 10 цилиндрической камеры выполнена съемной и изготовлена из сетки с размерами отверстий 2,5x2,5мм. Она является сетчатой рабочей поверхностью обескрыливающего барабана с размером, равным 8сетч = (1,1-1,15) пЯ1 (Я и I -радиус и длина барабана соответственно). Через нее осуществляется проход и обескрыливание некоторой части средних и основной части среднекрупных семян хвойных пород. Закреплена она к верхнему полуцилиндру с помощью держателей и хомутов, образуя комбинированную рабочую поверхность обескрыливающего барабана. Внутри барабана размещен вал, на котором с помощью специальных держателей установлены основные щеточные элементы 11 в виде сплошных щеток длиной, равной длине барабана, а между ними по винтовой линии размещены дополнительные щетки 12 небольшой длины. Между загрузочным бункером 1 и обескрыливающим барабаном 8, которые вместе образуют загрузочно-обескрыливающее устройство непрерывного действия (ЗОУ НД), имеется специальное отверстие 13, перекрываемое регулировочной заслонкой. Через него среднекрупные и крупные семена, а также крупные примеси, не прошедшие через сетчатую рабочую поверхность 7 нижнего отсека бункера 1, поступают в обескрыливатель для окончательной обработки. Щетки 12 обеспечивают осевое перемещение семян от загрузочного отверстия 13 к противоположному краю обескрыливателя, в торцевой части которого имеется разгрузочное окно 14 для удаления крупных семян и примесей, которые вместе со средними и среднекрупными семенами поступают на приемный лоток 15 для дальнейшей очистки и сортирования в воздушном и решетном устройствах машины. Привод ЗОУ НД осуществляется посредством клиноременной передачи 16 от электродвигателя 17.
Для воздушной очистки семян от легких примесей предусмотрена осадочная камера 18, аспира-ционный канал 19 и вентилятор 20 с дроссельной заслонкой 21. Предварительное сортирование семян на размерные фракции осуществляется на вибрационном решетном стане 22 с различным набором решет. Для сбора предусмотрены специальные емкости 23. Крепление всех узлов деталей, элементов привода и электродвигателя выполнено на раме 24. Для вторичной очистки и сортирования семян по удельной массе (плотности) совместно с ЦОКБ «Лесхозмаш» создан пневмосепаратор лесных семян ПЛС-5 (рис. 4).
Он содержит отсасывающий вентилятор 1, установленный сверху рамы 2 над осадочной камерой 3, в которой закреплен воздушный канал 4.
Рисунок 4 - Технологическая схема пневмосепаратора лесных семян ПЛС-5М:1 вентилятор; 2 - кожух, 3 -осадочная камера; 4 - крышка; 5 - ящик для легких семян; 6 - воздушный канал; 7 - ящик для полноценных семян; 8 - дозатор; 9 - семенной бункер; 10 -трубка; 11 - отвод пылесборника
Над выходным отверстием канала закреплен отражатель 5, а во входном отверстии для забора воздуха установлены заслонки 6 со сквозными отверстиями в плоскостях, перекрывающих воздушный поток. Сбоку осадочной камеры 3 имеется выгрузное окно, закрываемое герметично крышкой 7, под которым размещен съемный ящик 8 для сбора легких семян. Внизу рамы 2 под входным отверстием воздушного канала 4 размещен ящик 9 для сбора тяжелых семян. С другого бока рамы 4 закреплен семенной бункер 10 с дозатором 11, к которому примыкает выполненный в виде Г-образной трубы семенной лоток 12, прикрепленный герметично к приемному окну воздушного канала 4. В торцевой стенке семенного лотка 12 установлен штуцер 13, выходное отверстие которого направлено в сторону бокового приемного окна воздушного канала 4, а входное отверстие соединено воздуховодом 14 с воздухозаборником 15, снабженного клапаном для регулирования подачи объема воздуха в семенной лоток 12 (на чертеже условно не показан). Воздухозаборник 15 установлен в выходном патрубке вентилятора 1, в котором размещена также заслонка 16, позволяющая регулировать скорость воздушного потока, в воздушном канале 4.
Решетная установка РУ-10 (рис. 5) предназначена для вторичной обработки семян.
22 23
Рисунок 5 - Схема решетной установки: а - схема; б -механизм для изменения длины подвесок; в - механизм для изменения амплитуды колебаний; 1 - рама; 2 -загрузочный бункер; 3 - щеточный питатель; 4 - решетный стан; 5 и 7 - каркас с решетами; 6, 8 -решета; 9
- ось крепления каркаса; 10,11,12 - дужка изменения угла наклона каркасов; 13,14 - подвески; 15 - ось; 16 -направляющий ролик; 17 винт крепления подвески; 18
- винт крепления направляющего ролика; 19 - фиксатор положения длины подвески; 20 - втулка; 21 - пружина; 22 - корпус; 23 - шток; 24 подшипник скольжения; 25 - отверстия подшипника скольжения; 26 - эксцентриковый вал; 27 - шатун; 28 - шайба; 29 - болт крепления шатуна к шайбе; 30 - втулка; 31 - ось эксцентрикового вала; 32 - отверстия для изменения амплитуды колебаний решетного стана; 33 - электродвигатель; 34 - клиноременный привод.хвойных пород по размерным признакам (ширине и толщине)
На раме закреплено также электротехническое оборудование: кнопочный 17 и электромагнитный 18 пускатели. На выходном патрубке вентилятора 1 может быть установлен как вариант пылесборник 19.
Она состоит из рамы 1, на которой установлены загрузочный бункер 2 с выпускной щелью, щеточный барабанный питатель 3, решетный стан 4 и привод колебаний решетного стана 34 (рис. 5, а). В базовом варианте решетной установки (а.с. 1424874) для изменения угла наклона решет был использован сектор с отверстиями, по которым переставляют в различные положения скобу-фиксатор. Отличительной особенностью решетной установки является размещение в зоне выпускной щели бункера гребенчатой регулировочной заслонки и отсечение питателя от семенной массы специальной наклонной перегородкой, что позволяет добиться равномерной строго дозированной подачи семян на решетный стан (пат. РФ 2167725), который закреплен на раме с помощью двух пар подвесок, расположенных на противоположных концах решет с возможностью изменения длины подвесок (рис. 5, б) и амплитуды колебаний (рис. 3, в) (пат. РФ 46685). Указанные особенности позволяют повысить качество очистки на 6-8 % и производительность - на 813 %.
Несмотря на высокую производительность, все решетные установки имеют недостаток: застревание семян в отверстиях пробивных полотен, которые очень трудно извлечь. Здесь необходимы специальные очистительные устройства. Для устранения этого недостатка целесообразно использовать безрешетные сепараторы, в конструкциях которых используются гладкие вальцы или диски.
В них сортируемые по толщине семена перемещаются в узком пространстве между двумя наклонными вальцами с величиной щели от минимального размера в зоне подачи (начало разделения) к увеличивающемуся размеру в зоне их окончательного разделения.
В базовом варианте сепаратора в качестве рабочих органов использовалась пара гладких валь-цев, вращающихся с большой частотой в противоположные стороны и обеспечивающих сортирование семян на достаточно большое число фракций. Выполнение вальцев ступенчатыми (пат. РФ №2111068) с технологически обоснованными соотношениями длин и диаметров ступеней позволило сортировать семена на четыре размерные фракции (Голев, 1997).
Сочетание новых технологических решений привело к созданию многоступенчатого вальцового сепаратора (рис. 6), конструкция которого содержит ориентирующе-сортирующее приспособление, выполненное в виде нескольких пар ступенчатых вальцев 7, установленных с возможностью вращения в противоположные стороны и изменения зазора между осями в опорах 8, и механизм равномерной подачи семян, выполненный в виде пары наклонных, вращающихся в противоположные стороны гладких вальцов 3, установленных вдоль загрузочного бункера 1 (пат. РФ №2170147).
а
Рисунок 6 - Схема многовальцового ступенчатого сепаратора: 1 - загрузочный бункер; 2 - направляющий вибро-лоток; 3 - гладкие цилиндрические вальцы, 4,10 - опоры; 5 - кожух; 6 и 8 - делители потока семян; 7 - ступенчатые вальцы; 9 - рама; 11 - механизм для изменения угла наклона; 12 и 13 - приемник для сбора примесей и фракций семян
Использование предложенного устройства позволяет за два цикла обработки лесных семян хвойных пород достичь показателя чистоты семенной массы 96 %, повысить производитель-
ность на 2-3 %.
Сепаратор дискового типа (рис. 7) предназначен для вторичного сортирования семян и элиминирования трудноотделимых примесей (хвои).
б
Рисунок 7 - Схема сепаратора дискового типа: а - вид сбоку; б - вид сверху; 1 - загрузочный бункер; 2 - питатель; 3 - ориентирующе-сортирующее устройство; 4 - дисковый рабочий орган; 5 - основание; 6 - рама; 8 - про-тивоходный отсекатель семян; 9 - приемники для семян; 10 - электродвигатель; 11 - клиноременный привод; 12
- приемник для трудноотделимых примесей
В основу конструкции сепаратора дискового типа положен технологический принцип перемещения сортируемых по длине семян в пространстве между скатной доской (или гладким вальцем 3) и вращающимся цилиндром 4, составленным из дисков различного диаметра, которые образуют между собой кольцевые щели прямоугольного сечения с величиной щели от минимального в зоне подачи (начало разделения) к увеличивающемуся размеру в зоне их окончательного разделения. Новизной в конструкции сепаратора дискового типа является выполнение рабочего органа 4 четырехсекционным с кольцевыми канавками различной ширины на поверхности, при этом в направлении от загрузочного к разгрузочному концу ширина канавок в смежных секциях увеличивается и соответствует максимальной длине семян в каждой из выделяемых фракций, а длина секций уменьшается (пат. РФ №2179079), что обеспечивает эффективное выделение из лесосеменного материала трудноотделимых примесей в виде хвои и ее фрагментов (до 99,6 %) и разделение семян на четыре размерные фракции: мелкую, среднюю, среднекрупную и крупную.
Применение нового технологического комплекса машин и оборудования для обработки семян хвойных пород позволяет реализовать технологию выращивания укрупненного посадочного материала без перешколивания в питомниках для воспроизводства лесов и лесоразведения и снизить при этом нормы высева семян хвойных пород с 60-70 до 3035 кг/га лесопитомниковй площади, или в денежном выражении сэкономить (150-200 тыс. руб.) и увеличить выход стандартного посадочного материала с 1 га в 2-2,5 раза, а также повысить производительность по сравнению с существующими машинами более чем в 2 раза; снизить травмирование семян на 5-7 % и уменьшить их потери в отходы на 8-13 %.
Новый технологический комплекс машин и оборудования для обработки семян демонстрировался в виде экспонатов на выставках различного уровня и в 2006-2007 гг. получил на III Межрегиональной научно-промышленной выставке «Инновации. Производство. Рынок» (Ярославль, 25-27 окт. 2006 года) диплом первой степени за инновационную разработку, в 2007 году на Воронежской про-
мышленной выставке «Воронежпромэкспо» диплом первой степени (Воронеж, 7-9 февраля 2007 г.), а также серебряную медаль и диплом на VII Московском Международном салоне инноваций и инвестиций (Москва, февраль, 2007 г.)
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Арутюнян, С.С. Обоснование технологической схемы и параметров решетной установки для очистки и сортирования семян: автореф. дисс....канд. техн. наук: 05.21.01/ С.С. Арутюнян; ВГЛТА. - Воронеж, 2001. -22 с.
Бусарин, Э.Н. Совершенствование решетной установки для вторичной очистки и сортирования лесных семян: автореф. дисс.. ..канд. техн. наук: 05.21.01 / Э.Н. Бусарин; ВГЛТА. - Воронеж, 2005. - 16 с.
Бусарин, Э.Н. Теоретические аспекты процесса плоскорешетной сепарации/Э.Н. Бусарин //Актуальные проблемы развития лесного комплекса / Вологодский гос. техн. ун-т. - Вологда: ВолГТУ, 2004. - С.12-15. Голев, А.Д. Обоснование технологических и конструктивных параметров сепаратора вальцового типа для вторичной очистки и сортирования семян хвойных пород: автореф. дисс..канд. техн. наук: 05.21.01/
А. Д. Голев; ВГЛТА. - Воронеж, 1997. - 16 с. Гомзяков, Н. Д. Динамика движения частиц в рабочей зоне обескрыливателя непрерывного действия/Н. Д. Гомзяков // Изв. С.-Петерб. лесотехн. акад. - СПб.: СПбЛТА, 2005. Вып. 172 - С.77-86.
Гомзяков, Н.Д. К вопросу о перспективах применения малогабаритных семяочистительных машин в лесном хозяйстве /Н.Д. Гомзяков // Хим.-лес. комплекс -проблемы и решения: сб. статей по материалам Все-рос. науч.-практ. конф.: в 2-х т. - Красноярск: Сиб-ГТУ, 2001. - С. 212-214.
Гомзяков, Н.Д. К теории рабочего процесса барабанного обескрыливателя непрерывного действия / Н.Д. Гом-зяков // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и системы управления лесного комплекса: межвуз. сб. науч. тр./под ред. проф. В.С. Петровского, ВГЛТА - Воронеж; 2002. - Вып.7. - С. 13-17. Гомзяков, Н. Д. Математическая модель гравитационного движения семян в цилиндрических камерах лесных семяочистительных машин / Н.Д. Гомзяков // Вестник Моск. гос. ун-та леса. Лесн. вестник. -М.:МГУЛ, 2006. - №5 - С.113-122.
Гомзяков, Н.Д. О совершенствовании универсальной малогабаритной семяочистительной машины / Н. Д. Гомзяков // Новые технологии и устойчивое управление в лесах Север. Европы: Тез. докл. Меж-дунар. конф., посвящ. 50-летию ЛИФ ПетрГУ. -Петрозаводск: ПетрГУ, 2001. - С. 35-36.
Гомзяков, Н. Д. Обоснование основных параметров обес-крыливателей непрерывного действия лесных семяо-чистительных машин / Н. Д. Гомзяков // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. -Саратов :СарГАУ, 2006- №4. - С.17-20.
Гомзяков, Н.Д. Совершенствование технологического процесса обработки лесных семян малогабаритной машиной: автореф. дисс.. канд. техн. наук: 05.21.01 / Н,Д. Гомзяков; ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - 21 с. Князев, А. В. Аналитическое определение параметров многоступенчатых сепараторов / А. В. Князев // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и системы управления лесного комплекса: межвуз. сб.
науч. тр./под ред. проф. В.С. Петровского, ВГЛТА -Воронеж; 2000. - С. 183-187.
Князев, А. В. Обоснование параметров и разработка конструкции многоступенчатого вальцового сепаратора для сортирования семян хвойных пород : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.21.01/А.В. Князев; ВГЛТА. - Воронеж, 2001. - 22 с.
Медведева А. «Легкие восстановлены» /А. Медведе-ва//Рос. Лес. Газета.-2006. -№29-30(159-160).
Новиков, А. И. Некоторые технологические особенности сортировальных устройств и тенденции их развития /А.И. Новиков// Лес и молодежь ВГЛТА - 2000 г.: сб. науч. тр. конф. молодых ученых, посвящ. 70-летию образования ВГЛТА/ Под ред. проф. Л.Т. Свиридова. -ВГЛТА, 2000. -Т. 2. -С.53-60.
Новиков, А.И. О новых способах сортирования лесных семян хвойных пород// Леса Евразии в третьем тыся-чилетии: матер. Междунар. конф. молодых ученых: 2 т. - М.: МГУЛ, 2001. - Т.2. - С.90-91.
Свиридов, Л.Т. Безрешетный сепаратор для сортирования лесных семян / Л.Т. Свиридов, А. Д. Голев // Лес. наука на рубеже XXI века: сб. науч. тр. ИЛ НАН Беларуси.-Гомель, 1997.- Вып. 46.- С. 331-333.
Свиридов, Л.Т. Исторический аспект проблемы сортирования лесных семян /Л.Т. Свиридов, А.И. Новиков // Лес в жизни восточных славян от Киевской Руси до наших дней: сб. науч. тр. /ИЛ НАН Б. - Гомель, 2003.
- Вып.57. - С.186-190.
Свиридов, Л. Т. К вопросу совершенствования плоскорешетных сепараторов лесных семян / Л.Т. Свиридов, В.С. Быков, Э. Н. Бусарин // Лесн. хоз-во Поволжья: межвуз. сб. науч. тр.- Саратов: СГАУ, 2004.- Вып.
В.- С. 160-171.
Свиридов, Л.Т. К обоснованию конструктивных параметров сепаратора дискового типа / Л.Т. Свиридов, А. Д. Голев, А.И. Новиков // Вестн. Централ.-Чернозем. отд-ния наук о лесе Академии естеств. наук/ВГЛТА
- Воронеж, 2000. - Вып. 3. - С.195-199.
Свиридов, Л. Т. К обоснованию некоторых конструктивно-технологических параметров двухвальцового се-паратора/Л.Т. Свиридов, А.Д. Голев, А.В. Князев // Теория, постановка и результаты агроинженер. экс-пер-та: сб. науч. тр. - Воронеж: ВГАУ, 1999. - С.80-83
Свиридов, Л.Т. К обоснованию числа фракций при сортировании семян хвойных пород / Л.Т . Свиридов, А. Д. Голев // Лес. хоз-во Поволжья: сб. науч. тр.-Саратов, 1996.- Вып. 2.- С. 148-156.
Свиридов, Л. Т. К теории рабочего процесса сепаратора вальцового типа /Л.Т. Свиридов, А. Д. Голев// Вестник Централ.-Чернозем. отд-ния наук о лесе акад. естествен. наук / Воронеж. гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 1998. -Вып. 1. - С. 245-254.
Свиридов, Л.Т. Некоторые пути совершенствования лесных семяочистительных машин / Л. Т. Свиридов // Рационал. использование лес. ресурсов: матер. Междунар. науч.-практ. конф.- Йошкар-Ола: Мар-ГТУ, 1999.- С. 206-207.
Свиридов, Л.Т. Новые технологии и комплекс машин для обработки семян в лесхозах и на семяочистительных предприятиях / Л.Т. Свиридов // Проблемы лесоведения и лесоводства: сб. науч. тр./ ИЛ НАН Б.- Гомель; 2001.- Вып. 53.- С. 280-285.
Свиридов, Л.Т. О классификации способов и устройств для обескрыливания лесных семян /Л.Т. Свири-дов//Лесн. журнал. - 1997. - №3.- С.14-19.
Свиридов, Л. Т. О новой конструкции сепаратора дискового типа [Текст]/Л.Т. Свиридов, А.Д. Голев, А.И. Новиков// Состояние и перспективы развития меха-
низации лесного хозяйства и лесохоз. машиностроения в условиях рыночных отношений: Материалы науч.-практ. конф. (г. Пушкино МО, 23-25 июня 1999 г.).-Пушкино, 2000. -С.29-32.
Свиридов, Л.Т. О перспективах использования многоступенчатых сепараторов вальцового типа / Л. Т. Свиридов, А. Д. Голев, А.В. Князев // Лес, наука, молодежь: матер. Междунар. науч. конф.: 2 т.- Гомель: ИЛ
НАН Б, 1999.- Т. 2.- С. 140-142.
Свиридов, Л.Т. Обоснование параметров и конструкций машин поточной линии для обработки семян хвойных пород /Л.Т. Свиридов, Ю.И. Полупарнев, Б.М. Скрыпников// Науч.-техн. прогресс в лес. отрасли Централ. Черноземья: тез. докл. - Воронеж, 1990.
Свиридов, Л. Т. Перспективы повышения производительности лесных семяочистительных машин / Л.Т. Свиридов // Лесохоз. информ., рекомендован. для внедрения.- М.: ВНИИЦлесресурс, 1990.- №11.- С. 44-50.
Свиридов, Л.Т. Повышение эффективности механизированных процессов обработки семян хвойных пород:
дисс докт. техн. наук: 05.21.01 / Л.Т. Свиридов;
ЛТИ. - М, 1992 - 576 с.
Свиридов, Л.Т. Сортирование лесных семян / Л.Т. Свиридов:- Воронеж: ВГУ, 2002.- 302 с.
Свиридов, Л.Т. Состояние и совершенствование технологии и средств механизации для обработки лесных семян / Л.Т. Свиридов // Лесотехнически ун-т: юби-леен сб. науч. докл. 75-години высш. лесотехн. образ. в Болгарии.- София, 2000.- С. 105-10S.
Свиридов, Л. Т. Усовершенствованная конструкция лесной малогабаритной семяочистительной машины / Л.Т. Свиридов, Н.Д. Гомзяков, А.В. Кочегаров // Лес. Наука. Молодежь - 2003: сб. материалов по итогам науч.-исслед. работ молодых ученых ВГЛТА за 2004-2005 гг. ВГЛТА, Воронеж: 2003.- С. 211-216.
Свиридов, Л.Т. Дисковые сепараторы лесных семян : моногр. / Л.Т. Свиридов, А.И. Новиков; Воронеж. гос. лесотехн. акад.- Воронеж: 2005.- 110 с.- Деп. в
ВИНИТИ 0S.02.2005; №186-В2005.
Свиридов, Л.Т. Разработка сепараторов для сортирования лесных семян / Л.Т. Свиридов, А.И. Новиков, Э.Н. Бусарин // Акт. проблемы разв. лесн. комплекса: матер. Междунар. науч.-практ. конф., 29 нояб.-2 дек. 2004г.- Вологда: ВоГТУ, 2005.- С. 33-36.
Свиридов, Л.Т. Результаты испытаний установки УКС-10 для калибрования и пневмосортирования семян хвойных пород / Л. Т. Свиридов // Лес. хоз-во Поволжья: сб. науч. тр.- Саратов: СГАУ, 2000.- Вып. 4.-
С. 197-205.
Свиридов, Л.Т. Совершенствование конструкции сепаратора дискового типа / Л.Т. Свиридов, А. Д. Голев, А. И. Новиков // Рационал. использование лес. ресурсов: матер. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения В.Е. Печен-кина, 24-26 янв. 2001 г. / Марийский гос. техн. унт.- Йошкар-Ола, 2001.- С. 132-133.
Свиридов, Л.Т. Технические средства для эффективной безрешетной обработки лесных семян / Л.Т. Свиридов, А. И. Новиков // Современная наука и образование проблем экономики Европейского Севера: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию АЛТИ-АГТУ.- Архангельск: АГТУ, 2004.- Т. 2.- С. 45-47.
Свиридов, Л. Т. Экспериментальные исследования усовершенствованной решетной установки для сортирования лесных семян / Л.Т. Свиридов, Э.Н. Буса-рин // Наука и образование на службе лесного комплекса (к 75-летию ВГЛТА): матер. Междунар. науч.-практ. конф. ВГЛТА - Воронеж: 2005.-Т. 2.- С. 143-146.
Якубов И. Семя будущего /И. Якубов// Рос. лесн. газета, 2005.-№31(109).
Sviridov, L.T. Condition and sorting wood coniferous seeds problem solution / L.T. Sviridov // Third Balkan scientific conference: Study Confrontation and. -Sofia, 2001. Vol. II.- P. 12S-136.
Поступила в редакцию 25 января 2011 г. Принята к печати 7сентября 2012 г.
