Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

TECHNICAL SOLUTIONS TO IMPROVE EFFICIENCY FUNCTIONING PNEUMATIC WINNOWING MACHINES

Saitov V.Е. 1 Kurbanov R.F. 1 Saitov А.V. 1
1 Federal state budgetary educational institution of higher education Vyatka State Agricultural Academy
В условиях рыночной экономики особое значение приобретают вопросы повышения качества и снижения затрат на послеуборочную обработку зерна. Большинство зерно- и семяочистительных машин для очистки зернового материала от примесей имеют невысокую эффективность технологического процесса. Поэтому поиск, разработка и использование технических решений, направленных на совершенствование конструкций и основных рабочих органов данных машин с целью повышения эффективности их работы, являются актуальными. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны технические решения по повышению эффективности функционирования пневмосистем зерноочистительных машин, приоритетная новизна которых защищена охранными документами на изобретения и полезные модели РФ. Данные исследования явились основой для выработки рекомендаций по совершенствованию технологического процесса зерноочистительных машин.
In a market economy, issues of particular importance to improving the quality and reducing the cost of postharvest processing of grain. Most of the grain cleaning machines for cleaning grain material from impurities have low efficiency of the process. Therefore, the search, development and use of technical solutions aimed at improving the design and basic working of these machines in order to increase the efficiency of their work is important. On the basis of theoretical and experimental studies developed technical solutions to improve the efficiency of pneumatic winnowing machines, the priority of which is protected by the novelty of security documents for inventions and utility models of the Russian Federation. These studies were the basis for the development of recommendations for improving the process of grain cleaners.
grain heap
weighing speed in the air stream of particles
factor sail particles
an input device of the cereal mixture
air channel
pneumatic separator
grain cleaning machine

В условиях рыночной экономики особое значение приобретают вопросы повышения качества и снижения затрат на послеуборочную обработку зерна, которые составляют, по научным данным до 40–50 % общих затрат на его производство [1].

Большинство применяемых зерно- и семяочистительных машин для очистки зернового материала от примесей в производственных условиях имеют невысокую эффективность технологического процесса. Это обстоятельство обусловливает поиск, разработку и использование технических решений, направленных на совершенствование конструкций и основных рабочих органов данных машин с целью повышения эффективности их работы.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан ряд технических решений, направленных на повышение эффективности технологического процесса зерноочистительных машин, приоритетная новизна которых защищена охранными документами на изобретения и полезные модели РФ [2].

Предложения по повышению эффективности технологического процесса пневмосистем зерноочистительных машин

На основании анализа рабочего процесса зерноочистительных машин разработан ряд технических решений, направленных на повышение эффективности технологического процесса их пневмосистем путем применения пневмофракционной технологии.

Использование пневмофракционной технологии предлагается уже на этапе приема свежеубранного зернового вороха при перемещении его к зерноочистительным машинам аэродинамическим транспортером с раздельным выделением фракций зерна, крупных соломистых и легких примесей [3].

Предложены фракционные пневмосепараторы с замкнутым циклом работы воздушного потока [4, 5, 6, 7], схема одного из которых приведена на рис. 1.

Отличительной особенностью данного пневмосепаратора является то, что фракции среднего и фуражного зерна дополнительно продуваются в камере 5 воздушным потоком для отвода выделенных пылевидных примесей по каналу 3 в осадочную камеру 6. Это обстоятельство обусловливает более качественное выделение фракций среднего и фуражного зерна.

Уменьшение удельной энергоемкости пневмосепарации, металлоемкости конструкции и улучшение санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала достигаются в машинах для очистки и фракционирования зерновых материалов [8, 9], схема одной из которых приведена на рис. 2.

Отличительной особенностью машины является то, что наличие регулируемого жалюзийного решета 3 питающего устройства 14 способствует ожижению зернового материала, увеличению порозности слоя материала и тем самым улучшению равномерности распределения зернового материала по глубине и ширине пневмосепарирующего канала 12. Это повышает качество процесса пневмосепарации.

Для повышения качества очистки зернового материала за счет фракционного разделения предложены зерноочистительные машины [10, 11, 12, 13], схема одной из которых представлена на рис. 3.

saitov2-1а.wmf saitov2-1b.wmf

Рис. 1. Технологическая схема фракционного пневмосепаратора с замкнутым циклом воздушного потока: 1 – питатель; 2, 3, 8, 15 – пневмосепарирующий, пылеотводящий, нагнетательный и воздухоподводящий каналы; 4 – диаметральный вентилятор; 5, 6 – разделительная и осадочная камеры; 7, 13 – заслонки; 9 – перегородка; 10, 11, 12, 14 – устройства вывода фракций

saitov2-2a.wmf saitov2-2b.wmf

Рис. 2. Технологическая схема машины для очистки и фракционирования зерновых материалов: 1 – вентилятор; 2, 11, 12 – пылеотводящий, воздухоподводящий каналы и пневмосепарирующий каналы; 3 – жалюзийное решето; 4, 5, 6, 7 – приемники фракций; 8, 9, 10 – поворотные плоскости; 13 – жалюзийная решетка; 14 – питающее устройство

Сопряжение выходного канала 3 диаметрального вентилятора 4 непосредственно с пневмосепарирующим каналом 13 и сообщением выгрузного патрубка 12 конвейерно-роторного решета 14 непосредственно с осадочной камерой 8, а также установка приемников 6, 10, 11 продуктов разделения зернового материала над осадочной камерой 8, нижние части которых входят в ее верхнюю часть, достигается упрощение конструкции, укорачивание длины воздушного тракта машины, обусловливающие уменьшение аэродинамического сопротивления сети и, соответственно, снижение затрат энергии на генерирование воздушного потока, а также уменьшение габаритных размеров и снижение металлоемкости зерноочистительной машины.

saitov2-3a.wmf saitov2-3b.wmf

Рис. 3. Технологическая схема зерноочистительной машины для очистки и фракционного разделения зернового материала: 1 – питатель; 2, 12 – патрубки; 3, 13 – выходной канал и ПСК; 4 – вентилятор; 5 – заслонка; 6, 10, 11 – приемники фракций; 7, 9 – устройства вывода фракций; 8 – осадочная камера; 14 – решето

saitov2-4a.wmf saitov2-4b.wmf

Рис. 4. Схема устройства для очистки зернистых материалов: 1, 5, 14 – пневмосепарирующий, воздухоподводящий и отводной каналы; 2 – вентилятор; 3 – осадочная камера; 4 – регулировочная заслонка; 6, 7, 10, 12 – устройства вывода фракций; 8 – сходовая часть отводного канала; 11, 13 – цилиндрические решета

 

В то же время в машинах предварительной очистки зерна актуальное значение имеет также выделение мелкой фракции (подсева). В связи с этим одним из устройств, учитывая отмеченные выше их качества, могут быть применены цилиндрические решета (скальператоры). Повышение качества очистки зерновой смеси достигается устранением попадания в очищенное зерно щуплого, дробленого зерна, частиц минерального и органического происхождения. Скальператор разделяет от полноценного зерна, имеющего ценные биологические и продовольственные качества, щуплое и дробленое зерно, частицы минерального и органического происхождения (фуражная фракция) и выводит их наружу. По данной схеме работают устройства для очистки зернистых материалов [14, 15, 16], технологическая схема одной из которых представлена на рис. 4.

Применение в отводном канале 14 вращающихся цилиндрических решет 11 и 13, установленных один в другом, обеспечивает выделение и отвод в разгрузочный патрубок 7 вынесенной части полноценного зерна от примесей, а также разделение последних на зерновую (щуплое и дробленое зерно) и сорную (частицы минерального и органического происхождения) фракции. Такое конструктивное исполнение решет является наиболее рациональным вариантом по сравнению с каскадом плоских или колеблющихся плоских решет, обусловливающих увеличение габаритных размеров машины и, соответственно, ее металлоемкости, появление динамических сил, отрицательно сказывающихся на сроке службы машины.

Ряд разработок также направлен на снижение удельной энергоемкости процесса пневмосепарации, металлоемкости машины и улучшение санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала [17, 18, 19, 20, 21–22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31].

Заключение

Таким образом, повышения эффективности функционирования зерноочистительных машин с минимальными материальными затратами можно достичь применением в них пневмофракционных технологий при использовании высоких скоростей воздушного потока в зоне сепарирования с последующим выделением тяжелой и фуражной фракций, а также совершенствованием основных рабочих органов пневмосистем. Данные исследования явились основой для выработки рекомендаций по совершенствованию технологического процесса зерноочистительных машин.