CC BY
148
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
УДК 631.171; 631.362.3:531.5
В.Г. Егоров, доктор с.-х. наук, профессор
А.В. Подзоров, ассистент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»
ТРИЕРЫ. МОДЕРНИЗАЦИЯ ИЛИ КЛАССИКА
Признак различия, используемый для механического разделения зерен на ячеистых поверхностях триеров, — длина зерна, в соответствии с которой и подбирают рабочий размер ячейки — ее диаметр. Метод подбора размера ячейки такой же, как и размеров круглых и продолговатых отверстий решет, т. е. основанием для подбора служат вариационные кривые размеров основной и отделяемой культур.
В настоящее время существует большое количество триеров различных конструкций. Наиболее распространены цилиндрические и дисковые триеры. Но существуют еще и другие их конструкции: лопастной, ленточный, колотоидный, центробежный. Такие триеры имеют необычные конструкции, предназначенные для повышения качества обработки и производительности.
В сельском хозяйстве чаще всего применяют цилиндрические триеры. Рабочим органом такого триера служит вращающийся вокруг своей оси цилиндр, изготовленный из листовой стали с ячейками на внутренней поверхности и с желобом внутри цилиндра вдоль его оси. При вращении цилиндра с зерном в ячейки попадают частицы зернового материала, длина которых меньше диаметра ячеек. Эти частицы поднимаются при вращении ячеистой поверхности и затем падают в желоб, откуда выводятся наружу или шнеком, или в результате колебательного движения
44
наклонного желоба. В цилиндре остаются частицы длиной, большей диаметра ячеек; они сходят с противоположного загрузке конца цилиндра. Цилиндры триеров устанавливают горизонтально или с небольшим наклоном (1,5.. .2°) к горизонту [4].
Желоб триера можно поворачивать вокруг оси цилиндра и устанавливать его разделяющую кромку в такое положение, при котором разделение коротких частиц, попадающих в желоб, и длинных, остающихся на триерной поверхности, будет наиболее полным.
Существуют триеры, выделяющие из зернового материала короткие примеси, и триеры, выделяющие длинные примеси. Они различаются размерами ячеек и схемой работы: у первых — очищаемые семена сходят с ячеистой поверхности, а примеси попадают в желоб, у вторых зерно выходит из желоба, а примеси — из цилиндра.
Триер для выделения коротких примесей из семян хлебных злаковых культур называют кукольным (по названию сорного растения куколя), а триер для длинных примесей — овсюжным (по названию сорняка овсюга). Иногда кукольный и овсюжный цилиндры соединяют в один. Триер с таким цилиндром называют триером двойного действия.
Ячейки цилиндрического триера делают при помощи штамповки.
Рабочим органом дискового триера служит литой чугунный диск с карманообразными ячейками на боковых поверхностях (рис. 1). Такие диски насаживают на общий горизонтальный вал и устанавливают в кожух машины. Дисковые триеры, как и цилиндрические, предназначены для выделения коротких (куколеотборники) и длинных (овсюгоот-борники) примесей [4].
В дисках выполнены ячейки разных формы и размеров. При работе триера диски, погруженные нижней частью в зерновой материал, захватывают ячейками короткие частицы и выбрасывают их в приемные лотки, установленные в промежутках между дисками. Лотки направляют выбранные ячейками частицы в сборник.
Разделение зернового материала в дисковом триере отличается от разделения в цилиндрическом. Частицы зернового материала попадают в ячейки дисков в квадрантах I(рис. 1) и частично IV. В квадранте II из ячеек выпадают длинные частицы и падают обратно в зерновой материал, не попадая в лотки. Короткие частицы выпадают из ячеек в квадранте III и попадают в лотки. Оставив ячейку, частица совершает свободный полет как тело, брошенное под углом к горизонту. Траектория полета частицы располагается в вертикальной плоскости, наклоненной к плоскости диска под углом, равным углу наклона передней стенки ячейки. Частица будет находиться в ячейке, пока существует равновесие между силами, действующими на нее, и силами инерции переносного движения. При нарушении этого равновесия частица выпадает из ячейки.
Дисковые триеры распространены, главным образом, в мукомольном и крупяном производстве. За рубежом (в США) их изредка используют и в сельском хозяйстве.
В России дисковые триеры в сель-
ском хозяйстве пока не применяют. Эти триеры можно использовать на семеочистительно-сушильных пунктах и заводах, поскольку они значительно компактнее цилиндрических, хотя и имеют несколько большую массу, более энергозатратны и производительность у них ниже, по сравнению с цилиндрическими.
Создание триеров других, не классических, схем обусловлено желанием повысить производительность, качество очистки или оба этих параметра.
Лопастной триер состоит из двух кольцевых плоских торцевых дисков 1 (рис. 2), ячеистых лопастей 2, расположенных равномерно по окружности с постоянным шагом, двух неподвижных диафрагм 3, наружного 4 и внутреннего 5 днищ, уплотняющих зоны загрузки, лотков 6 для улавливания коротких зерен, лотков 7 для улавливания длинных зерен, двух питающих устройств 8 [2].
Лопасти 2, прикрепленные к торцевым дискам, образуют ротор. Неподвижные диафрагмы 3 уплотняют с торцов лопастной ротор и одновременно служат опорами скольжения, на которых ротор вращается. Каждая ячеистая лопасть 2 состоит из двух односторонних ячеистых пластин, обращенных гладкими поверхностями внутрь и закрепленных между торцовыми дисками, в которых проф-резерованы пазы-выемки.
При сборке триера лопасти задвигают в пазы дисков и стягивают, например, винтовыми стяжками (на чертеже не показаны). При переналадке триера для выполнения другой технологической операции или для обработки другой культуры стяжки ослабляют и одну (или обе) ячеистые половины лопасти заменяют другими, с ячейками необходимой формы и размера.
Обрабатываемая зерновая смесь поступает из питателей одновременно на верхние и нижние ячеистые
а
Рис. 2. Схема лопастного триера:
а — принцип работы; б — сечение лопасти триера; в — крепление лопасти в торцовых дисках; 1 — торцовые диски; 2 — ячеистые лопасти (расположены равномерно по окружности с постоянным шагом);
3 — неподвижная диафрагма; 4, 5 — соответственно наружное и внутреннее днища (уплотнение зоны загрузки); 6, 7 — лотки для улавливания соответственно коротких и длинных зерен; 8 — питающие устройства
Рис. 3. Принципиальная схема ленточного триера:
1 — бункер для зерна; 2 — гибкая лента с ячейками из полихлорвинила; 3, 5 — соответственно верхний и нижний выгрузные шнеки; 4, 6 — соответственно ведущий и ведомый валики
поверхности лопастей. Длинные зерна идут сходом с верхних сторон лопастей и попадают в соответствующий сборный лоток. Короткие зерна западают в ячейки, выпадают в другой зоне в иной лоток и выводятся из машины. К моменту перехода лопасти через вертикальную ось верхняя ее сторона полностью разгружается и начинает загружаться нижняя сторона, которая обрабатывает зерно аналогично верхней.
В рассматриваемом триере с целью оперативной настройки его на разные технологические операции лопасти составлены из двух односторонних ячеистых пластин, установленных в выемках торцевых дисков. Применение сдвоенных пластин повышает производительность триера.
Ленточный триер состоит из бункера 1 (рис. 3) для зерна, гибкой ленты 2 с ячейками из полихлорвинила, ведущего 4 и ведомого 6 валиков, нижнего 5 и верхнего 3 шнеков. Зерновой материал из бункера по скатной доске поступает на наклонную нижнюю часть движущейся ленты, на внутренней поверхности которой имеются ячейки.
Короткие зерна заполняют ячейки и поднимаются вместе с ней вверх; длинные зерна скатываются с ленты и остаются внизу. Далее шнеком они транспортируются на край ленты, где выполнены отверстия для вывода их наружу. Короткие зерна в начале горизонтального участка ленты, когда центробежные силы инерции значительно уменьшаются, выпадают в желоб и верхним шнеком транспортируются в приемник коротких зерен.
По данным ЧИМЭСХ, скорость ленты достигает 2 м/с [5].
В колотоидном триере движущаяся ячеистая лента 1 (рис. 4) посредством клиновых ремней 2, которые прикреплены к ней по краям, натянута на ведущих шкивах 3 и направляющих роликах 4. Ролики 4 закреплены на раме 6 триера так, чтобы в зоне выпадания частиц (начиная с угла а = 0) радиус кривизны ленты возрастал [3]. Закономерность возрастания принята такая, что при а = 90° радиус кривизны близок к бесконечности, т. е. форма ячеистой поверхности соответствует форме колотоиды. Последняя получается, если начало ее координат поместить в точку, в которой ячеистая лента переходит в прямолинейный участок. Параметры колотоиды выбраны так, что в зоне сопряжения (а = 0) с нижним участком ленты радиусы кривизны верхнего и нижнего участков примерно равны между собой. В самой верхней части триера ролики могут отсутствовать, и лента имеет прямолинейный участок.
Для улавливания и транспортирования коротких частиц внутри триера расположен приемный лоток 5 со шнеком, а для подачи исходного материала лоток 7.
Триер работает следующим образом. При включении механизма привода через ведущие шкивы 3 и клиновые ремни 2 приводится в движение ячеистая лента 1. Из исходного материала, подаваемого через лоток 7, короткие частицы выбираются ячейками и выносятся вверх. При определенном угле затаскивания они начинают выпадать в лоток 5 и выводятся из триера. Выпадание всех частиц гарантируется, так как на прямолинейном участке на них не действует ни центробежная сила, ни сила трения, и под действием силы тяжести все частицы падают.
Центробежный триер содержит приемный бункер 1 (рис. 5), крестовину 2, установленную на валу 3 и триерные цилиндры 4, шарнирно установленные на лучах крестовины. На каждый из цилиндров надет обточенный обод 5 [1]. Внутри корпуса 8 размещено кольцо 6, дополнительно вращающееся по ходу часовой стрелки.
Рис. 4. Схема колотоидного триера:
а — поперечный разрез; б — вид сбоку; 1 — ячеистая лента;
2 — клиновые ремни; 3 — ведущие шкивы; 4 — направляющие ролики; 5 — приемный лоток; 6 — рама; 7 — лоток подачи
А-А
А
~ 7
10 9
Рис. 5. Схема центробежного триера:
1 — бункер; 2 — крестовина; 3 — вал; 4 — триерные цилиндры;
5 — обод; 6 — кольцо; 7 — желоб; 8 — корпус; 9,10 — приемники соответственно коротких и длинных примесей
2
8
Обрабатываемый материал поступает сначала из бункера на крестовину, затем по направляющим — в несколько взаи-моуравновешенных триерных цилиндров.
При вращении крестовины против хода часовой стрелки цилиндры прижимаются центробежной силой к кольцу и обкатываются по нему. При этом короткие примеси выносятся ячейками цилиндров в желоба 7 и через выпускное устройство поступают в приемник 9. Длинные примеси перемещаются по винтовой линии цилиндрических поверхностей в приемник 10.
Рассмотренные схемы триеров (лопастного, ленточного, колотоидного, центробежного) существенно отличаются от классических — барабанного и дискового.
По данным ВНИИЗХ, колотоидный триер обладает 2,5 раза большей удельной производительностью по сравнению с цилиндрическим, но значительно сложнее по устройству. Дисковые триеры просты по конструкции, но имеют большую массу и повышенную энергоемкость. Ленточный триер достаточно качественно разделяет материал, но имеет повышенный процент повреждения зерна. А центробежные триеры до сих пор не получили широкого применения из-за очень сложной конструкции.
В связи с этим остается открытым вопрос о работе над классическими цилиндрическими и дисковыми триерами, которые достаточно просты и эффективны в работе. Резервы их производительности и качества очистки еще не исчерпаны. Это подтверждается множеством предложений инженеров по модернизации ячеек, поверхности триеров и внедрению различных систем интенсификации процесса разделения.
Список литературы
1. А.с. 169335 СССР, МПК В 07 В 13/02. Центробежный триер непрерывного действия / З.Л. Тиц, М.К. Еременко. — № 833009/30 — 15; заявл. 25.04.1963; опубл. 11.03.1965, Бюл. № 6. — 2 с.
2. А.с. 209126 СССР, МПК В 07 В 13/02. Лопастной триер / Л.С. Солдатенков, Л.И. Котляр, Н.В. Георги, Г.К. Кравченко. — № 1105089/30 — 15; заявл. 24.09.1966; опубл. 17.01.1968, Бюл. № 4. — 2 с.
3. А.с. 378184 СССР, МПК В 07 В 13/02. Триер / А.Г. Громов, В.С. Бурдейный. — № 1380883/30 — 15; заявл. 01.12.1969; опубл. 18.04.1973, Бюл. № 19. — 2 с.
4. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные машины. — М.: Колос, 1994. — 751 с.
5. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин / Е.С. Босой, О.В. Верняев, И.И. Смирнов, Е.Г. Султан-Шах; Под ред. Е.С. Босого. — М.: Машиностроение, 1977. — 568 с.
УДК 631.3: 621.892.096
В.П. Коваленко, доктор техн. наук, профессор Е.А. Улюкина, канд. хим. наук, доцент И.А. Королев, аспирант
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»
разработка фильтроэлементов для очистки рабочих жидкостей в гидравлических системах сельскохозяйственной техники
В настоящее время для очистки различных жидкостей и газов широко применяют новые высокопористые полимерные материалы, имеющие пространственно-глобулярную структуру — ПГС-полимеры [1]. Важнейшие преимущества ПГС-
полимеров по сравнению с другими пористыми полимерными материалами: совершенная пористая структура с равномерным распределением пор при весьма малых отклонениях (до 10 %) от номинального размера; высокая тонкость очистки (от 20 А до
47
