CC BY
19
Технические науки
УДК 631.362.001.573
ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЙ СЕМЯОЧИСТИТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ А.В. БУТОВЧЕНКО
(Донской государственный технический университет)
Обоснована высокая технологичность семяочистительного агрегата, позволяющего получать семенной материал за один цикл очистки и имеющего в своём составе эффективное отделение первичной очистки и эффективное отделение семенной очистки.
Ключевые слова: семяочистительный агрегат, семена, решётные модули.
Введение. Современное сельскохозяйственное производство предъявляет высокие требования к качеству очищенного зернового материала, к повышению качества функционирования отдельных зерноочистительных машин и их подсистем в поточных технологических линиях. Удовлетворение таких требований сталкивается с необходимостью преодоления технических проблем, решение которых чаще всего пытаются найти путем реализации высокоэффективных частных технологических процессов сепарации и их систем.
В современном агропромышленном производстве зерновых одним из важнейших факторов, влияющих на урожайность, является качественная очистка и последующее хранение семян. На посевные качества семян влияют не только генетические качества, но и их чистота, микро-, макроповреждения и выравненность по размерам. Существующие зерноочистительные агрегаты позволяют получить семена за два-три цикла очистки, что связано с дополнительными затратами и перевалочными работами, которые в то же время травмируют семенной материал, ухудшая его качество.
Повышение эффективности функционирования семяочистительного агрегата. Повысить эффективность функционирования семяочистительного агрегата можно несколькими путями: изменяя функциональные схемы (последовательные, фракционные) отделения очистки агрегата; повышая эффективность функционирования различных сепараторов (однако предприятия, изготавливающие решёта, не готовы сегодня производить их со специальной сепарирующей поверхностью); оптимизируя структуры решётных модулей воздушно-решётных машин; вводя в схему агрегата эффективное отделение первичной очистки; создавая новые воздушно-решётные семя-очистительные машины с различной технологией перемещения зерновых фракций внутри машины (данный путь находит широкую реализацию и наиболее эффективен). Одними из важнейших сепараторов являются решётные.
Интенсификация процесса очистки. При решении задачи интенсификации процесса очистки в воздушно-решётной семяочистительной машине путём усложнения перемещения зернового материала внутри самой машины, были проанализированы существующие семяочистительные машины и поставлен вопрос о том, сколько последовательно расположенных решёт необходимо для полного выделения примесей из исходного зернового материала. Анализ результатов опытов, проведённых на лабораторном стенде в ДГТУ, показал, что при подаче 10 т/ч-м, для выделения сорных примесей нам необходимо одно решето с размерами отверстий 1,7 мм, а для выделения зерновых примесей - дополнительно последовательно расположенные четыре решета с размерами отверстий 2,2 мм.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод: воздушно-решётная семяочистительная машина должна иметь в своём составе последовательно расположенные решёта с разными раз-
мерами отверстий - одно решето с размерами отверстий 1,7 мм и дополнительно, последовательно расположенные четыре решёта с размерами отверстий 2,2 мм. Существующие зерноочистительные машины такой компоновки решёт не имеют. Взяв за основу одноярусный трёхрешётный модуль (рис.1, а), эффективность которого по сравнению с классическим доказана в работах Ю.И. Ермольева, М.В. Шелкова [1] (данный решётный модуль эффективней в 1,77 раза по сравнению с классическим), мы разработали варианты функциональных схем решётных модулей, имеющих последовательную компоновку решёт (рис.1, б-г). Используя известные математические модели [1] и вновь нами разработанные, отличающиеся степенью взаимосвязи решётных модулей, с помощью кафедральных программ был смоделирован процесс функционирования этих решётных модулей. Анализ полученных результатов показал, что схемы с последовательной компоновкой решётных модулей более эффективны по сравнению со схемой, имеющей параллельную компоновку решётных модулей (машина ОЗС-50/25/10).
Рис.1. Варианты функциональных схем решётных модулей
Отделение накопления и временного хранения фракций чернового материала
Отделение семенной очистки
("я) У “лі
Отделение семенной очистки
Отделение первичной очистки
Технические науки
Полученные данные были проверены экспериментально на лабораторном стенде. Результаты подтвердили теоретические расчёты.
При использовании реальных показателей функционирования эффективного отделения первичной очистки и эффективности функционирования воздушно-решётной машины с последовательной компоновкой решётных модулей, была разработана структурная (рис.2) и функциональная схема агрегата (рис.З), имеющая в своём составе эффективное отделение первичной очистки, состоящей из машины МПО-ЮО, решётной машины и отделения семенной очистки, со-стоящёго из воздушно-решётной машины с последовательной компоновкой решётных модулей, триерных блоков и пневмосортировального стола.
СВ02& 10 ш
ЗАВ10.90000А М0Сг9
-о
Завальная яма'
Бункер сорньк Бункер Бункер Бункер
примесей фуража очищенного о РПНЯ семян
НК- 50
п
Н1
Н2
НГК-50
НЗ
НТК-25
НГК-10
п .
Н4
Н5
ИЖ-10
- л - легкие примзси -м- мзлкийсор
- с - зерновье примзси
- к - крупнье примзси
- з - зерно после предваритзльной счистки -О- семзннойматзриал
Рис.З. Функциональная схема семяочистительного агрегата
Используя известные ранее модели и вновь нами разработанные, был смоделирован процесс функционирования данного семяочистительного агрегата, работающего по различным функциональным схемам. Результат функционирования агрегата по схеме, в которой имелась воздушно-решётная машина с последовательной компоновкой решётных модулей (см. рис.1, в), показал расчётную производительность 9 т/ч. Агрегат, имеющий в своём составе воздушно-решётную машину с параллельной компоновкой решётных модулей (см. рис.1, а), показал расчётную производительность 7 т/ч.
Расчёт основных экономических показателей был выполнен на кафедральной программе «Экон_расчёт1». Анализ полученных результатов доказывает, что прибыль за агросрок (400 ч) от очистки семян на серийном агрегате, работающем с серийной машиной ОЗС-50/25/10, составила 7 566 911 руб., а у разработанного агрегата - 7 901 921 руб. (рис.4). При этом материалоёмкость у нового технологического отделения очистки 3907,6 кг/(кг/с), у серийного 4998,34 кг/(кг/с); трудоёмкость у нового отделения очистки 0,4 чел-ч/(кг/с) и у серийного 0,51 чел-ч/(кг/с).
Технические науки
12 14
-аналог —о—новая
подача, т/ч -аналог -О—новая
а) 6)
Рис.4. Экономические показатели: а - прибыль от очистки семян зерна в агрегате (семена, зерно продовольственное) из тонны исходного зерна; б- прибыль от очистки зерна в агрегате (семена, зерно продовольственное) за период агросрока
Доказанная эффективность функционирования последовательно расположенных решётных модулей получила развитие при создании зерноочистительных машин барабанноревольверного типа, имеющих также последовательно параллельную схему очистки (рис.5), производства ООО «Инбата». Очищаемый материал после прохождения через центральный сетчатый цилиндр, где происходит выделение мелкого сора, делится на два (рис.6, а) или три (рис.6, 6) потока, каждый из которых затем проходит очистку на семи (рис.6, а) или шести (рис.6, 6) последовательно расположенных цилиндрических решётах.
Рис.5. Общий вид машин барабанно-револьверного типа
б)
Рис.6. Перемещение материала в машинах с последовательно-параллельной компоновкой цилиндрических решёт
Цилиндрические решёта, хотя и менее распространённые, чем плоские, имеют некоторые преимущества:
- во-первых, отверстия цилиндрических решёт очищаются деревянными или обрезинен-ными роликами вместо сложных рамных щёток. Очистка роликами проста и надёжна;
- во-вторых, конструкция цилиндрических решёт проще. Отсутствуют знакопеременные инерционные силы, изнашивающие машину;
- в-третьих, работа цилиндрических решёт при очистке и сортировке зерновых и бобовых весьма эффективна.
Выводы. Повышение производительности семяочистительного агрегата, а также получаемый при этом экономический эффект позволяют рекомендовать включение в технологическую схему получения семян новой машины с последовательным расположением решётных модулей.
Библиографический список
1. Ермольев Ю.И. Проектирование технологических процессов и воздушно-решётных и решётных зерноочистительных машин / Ю.И. Ермольев, А.В. Бутовченко, М.Н. Московский, М.В. Шелков. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2010. - 638 с.
Материал поступил в редакцию 02.12.2011.
References
1. Ermol'ev Yu.I. Proektirovanie texnologicheskix processov i vozdushno-reshyotny'x i reshyot-ny'x zernoochistitel'ny'x mashin / Yu.I. Ermol'ev, A.V. Butovchenko, M.N. Moskovskij, M.V. Shhelkov. - Rostov n/D: Izdatel'skij centr DGTU, 2010. - 638 s. - In Russian.
HIGH-TECHNOLOGY SEED REFINER
A.V. BUTOVCHENKO
(Don State Technical University)
High technological effectiveness of the seed refiner, which permits to get seed grain in one clearing cycle and which includes an effective separation of the primary treatment and an effective separation of the seed treatment, is proved.
Keywords: seed refiner, seeds, screen modules.
