автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Диэлектрический дисковый сепаратор семян

Г < и !1 *

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВ! И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ СССР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ СШШЖ0Х03ЯЙСТВШН0Г0 ПРОИЗВОДСТВА ИМЕНИ 3. П. ШИШКИНА

На правах рукописи УДК 631.362.36:633.432

БУДГЖО ИГОРЬ ИГОРЬ'ШЧ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИСКОШЙ СЕПАРАТОР СЕМЯН

Специальность: 05.20.02 - Электрификация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Работа наполнена на кафедре автоматизации сельскохозяйственного производства и в отраслевой научно-исследовательской лаборатории пер-, спективных автоматических средств сепарации семян Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Гореткина.

Научный руководитель - доктор технических наук

ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства имени В.П.Горячкина (МЙИСП).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой нечатьп, просим направлять учзному секретарю специализированного совета по адресу: 127550, Москва, 11-550, ул-Тиш:Ашевская, д.58.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Тарушкин В.И.

Официальные оппоненте

- академик ЖСЛШ, доктор технических наук Пршпэп Л.Г.

Ведущее предприятие

- кавдвдат технических наук Чанцов В.Б.

. - БИЭС.Х

"/У" 1991г. Ч?СО£ Нй 3!

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук, профессор

«

А.П.Фоменков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. Актуальность проблемы •

'г. :.Разделение семян по показателям качества, отделение от основой культуры посторонних примесей и семян сорных расюлий играет акную роль в селекционной и семеноводческой работе. Отбор наибо-ее биологически ценных и очищеш-'ь.х от сорняков саыян необходим при ыведении новых сортов, при закладке з;лтных образцов на хранение, ценка показателей ?:ачес1ва семенной партии существенна дли устано-ления нооиы высева.

В селекционных центрах, научно-исследовательских учреждениях вузах, в семенных инспекциях и на сортоиспытательных станциях еже-одно проводится больной объём работ по сепарации и оценка качества екян. Так в Государственной сортоиспытательной сети, насчитывающей олее 1200 сортоучвстков и сортоиспытательных станций, ежегодно про-зводится 220 тыс.сортоопытов, требующих использования высокоэффок-ивной малогабаритной техники для очистки, сортирования и оценки ка-вства семян.

Существующие технические сродства очистки и сортирования имеют яд недостатков. Разделение осуществляется, как правило, по одному еханическому свойству, имеющему недостаточную корреляцию с ..оказа-елями качества, имеет место высокий уровень травмировании семян, оторый значительно возрастает при повторной обработке образцов, то приводит к снижению полевой всхожести в среднем на 20J». Поэтому аучные исследования, направленные на разработку аффективных средств еханизации процессов очистки, сорбирования и оценки гиквзи'алеИ ка-ества селекционных образцов о§мян п:зпяются актуальными. Решение той проблемы возможно при использовании принципа суперпозиции сил азличной физической природы, который реализуется в диэлектрическом етоде сепарации семян. Разработке диэлектрического дискового ссиа-атора посвящена данная работа, которая выполнялась по координаци-нному плану НИР ШИСПа в рамках хоздоговорной темы '6 УП-12 во ис-Олнение комплексных программ НИОКР МСХ СССР и ВАСХ1ШЛ 0.CX.I05 f 931...If90 г.г.

Цель работы. Разработка глэлектрического дискового сепаратора емян, предназначенного для механизации рабат по очистке и сортиро-анию семян в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстзв.

- г -

Задачи исследовании:

- разработка физической модели рабочего органа дизлектрическо го искового сепаратора семян для определения и исследования основ них характеристик силового поля;

- разработка математической модели для ис-ледования движения диелекгрических частиц Но вращавшейся поверхности, формирующей неоднородное электричестве поле;

■ - разработка метддики кзученкч электрических и фракционных свойств сомин сельскохозяйственных культур;

- разработка йгЛлного образца диэлектрического дискового cene ратора сзмя.ч с рабочим органом,, формирующим неоднородное электриче скоо поле v предназначенным для ьэханиз&ции работ по очистке и сор тированию оомп'н в селекции, сортоиспытании и первичной ееменоводсз

Мотод'ц с;;ддо~>«нйн. При решении научных задач били использох ны теории: функции компле! л.ного перемгмного, электромагнитного пол( математической статистики, движения частицы по шероховатый поверхностям, а т.Ла'о мегоди физического и математического моделированш решения сист'е'м Нелинейных дифференциальных уравнений с применение! вычислительной техники, стробоскопической фотосъёмки мобильных прс цессов.

Научная нозйзна. Разработана уиирвя движении диэлектрической частицы по вращающейся поверхности дискового рабочего органа, вкл! чающего систему знакопеременных электродов, встроенных в диалекту; формирующ-х неоднородное электрическое поле. Лолучены математичес модели поля и движения частиц» Разработана методика по изучению и определению 'фрикционных свойств семян к силового воздействия на н: неоднородного электрического пол>^. Разработан диэлектрический сеп ратор с врщающимся дисковым рабочим органом, формирующим неоднородное электрическое поле, который защищен авторским свидетельством te 1289549.

Достоверность Веороткческих положений подтверждается экспери ментально ведомственными и производственными испытаниями в совхоз -комбината Ольдеевский Чувашской АССР и CrvJC "Немчиновка" Московс области, а Гб.;я£в положительными результатами полученными научно-и следовательскими институтами (ВИР, НИИСХ Центральных районов Ночо ноземной аоны и др.).

Практическая ценность. Разработан малогабаритный диэлектрический исковый сепаратор семян, предназначенный для механизации работ по чистке и сортированию сешш в селекции, сортоиспытании и первичном еменоводстве. Примечание данного сепаратора обеспечивает повышение роизводительности труда при очистке и сортирован_.д селекционных об-азцов в 2..,2,5 раза, дает возможность сокращения потерь семян при чистке в 1,5...2 раза. Расчетный экономический эффект на очистке емян свеклы составил 1250 рублей в год на одну машину.

Реализация результатов исследований. В результате теоретических экспертюагальшх исследоЕаний диэлектрического дискового рабочего ргана была разработана проектно-конструкторская документация, по ко-орой на экспериментальном заводе Эстонского научно-исследовательско-о института животноводства и ветеринарии юл. А.Ыельдера выпущена опитая партия дисковых диэлектрических сепараторов, один из которых ус-ановлен во ШИИ растениеводства г.Ленинград для очистки и сортирова-ия образцов кормовых трав, другой установлен на кафедре АСП МКИСЦ ля ознакомивши студентов с новейшими методами сепарации. Сепараторы спользовались также на очистке промышленных партий сеулн свеклы в ПХ "Немчиновка" Московской области и на сортировании семян огурца : совхозе "Ольдеевский" Чувашской АС'СР.

Диэлектрический дисковый сепаратор семян демонстрировался на ЙНХ СССР и отмечен серебряной медалью.

На защиту выносится

1. Математическая модель движения частицы по поверхности дис-:ового диэлектрического рабочего органа.

2. Физическая модель системы знакопеременных электродов, встроен-ых в диэлектрик, позволяющая осуществить расчет л анализ неоднород-юго электрического поля дискового рабочего органа.

3. Методика измерения электричзолшх сил, действующих на семена, сходящихся•на поверхности дискового рабочего органа.

4. Диэлектрический дисковый сепаратор семян, предназначенный уш механизации работ по очистке и сортировании семян в селекции, ¡ортоисштании и первичном семеноьодетзе. ■

Апробация работы. Диссертационная работа обсудцена и одобрена ■а объединенном заседании кафедр автоматизации с.-х. производства, шектротехнологил в с.-х. производстве и отраслевой научно-исследо-ательской лаборатории перспективных автоматических средств сепь'ра-

ции семян. Основные положения диссертации докладывались и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов МИИСП иы.В.П.Горячкина (г.Москва 1980. 1990 1.1'.) к ЛСХИ (г.Ленинград 1985 г.)» на научной конференции Высшей земледельческой школы (г.Прага, ЧСФР, 1980 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в шести опубликованных статьях, в описании к авторскому свидетельству и научной отчоте по теме УП-12 НИ С ШИСП 1й 0287.0007 596.

Структуре и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и общих выводов. Она содерьит/Л?£^г основного текста,

_рисупков и _таблиц, сгисок литературы из наймено-

ваний и ■// приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В пеглой глево "Совретиные лабора-орнио метой и средства очистки семян сельскохозяйственных культур" проведен анализ основных методов и технических средств, применяемых в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводство для послоуборочной и предпосевнои обработки сеыян. Рассмотрены традиционные методы очлстки и сортирования, которые основываются на.использовании различии в физико-механических свойствах "еыян, таких как геометрические размеры, масса, плотность» состояние и форма поверхности, упругость, аэродинамически свойства и т.д. Теория разделения семенных смесей по физико-мохани-ческим свойствам изложены в работах В.П.Горячкина, Ь.И.Анискина, Н.Е.Авдсзва, П.М.Василенко, Н.Г.Гладкова, В.В.Гортинского, П.М.Заики И.Е.Кожуховского, А.Т.Седаша, Г.Д.Терскова, Н.Н.Ульриха и других уче ных. •

Показако, что механические устройства не в полной мере соответствуют требоьанияи современной селекционной работы и первичного семеноводства. Их основными недостатками являются: трудоёмкость и ело:; ность регулировок при опредолении режимов работы; травипрованность семян; разделение в основном по одному признаку.

Одним из лерспектиь.шх направлений в повышении качества очистку и сортирования лемян является применение электрических полой. Это дает лозиожность для реализации принципа суперпозиции сил различной физической природы, действующих на семена. Наибольшее распрсстранош получили электросепарируюаде устройства с применением елект!окорон-

»ого и электростатического полей, а 'хакке с использованием диэлектрического метода разделения. Существенней вклад в развитие теории сьпарации семян с применением эл.полей внесли И.ф.Бородин, А.М.Басов, О.й.Изаков, Э.А.Каывнир, В.й.Тарушкин, В.С.Леонов В.V1..Мищенко, В.М. Богоявленский и другие ученые. В диссертации осуществлю:! анализ существующих методов элоктросепарации и показано, что диэлектрический метод разделения имеет следующие преимущества перед существующими:

1. Диэлэктричес-'чкй по?од позволяет использовать напряжение питания, полагаемого на систему электродов, на порядок ниже, чем электрокоронный и электростатический.

2. В связи с использованием переменою напряжения промышленной, частоты, отпадает необходимость з высоковольтных выпрямительных устройствах.

3. На процесс диэлектрической сепарации в значительно меньшой мере влияют условия окружающей среды (влажность, температура воздуха).

Поэтому диэлектрический метод сепфации семян положен в основу разработки диэлектрического дискового сепаратора семян, предназначенного для механизации работ по очистке и сортированию семян в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводства.

В соответствия с поставленной целью н научными задачами з диссер- ' тации разработана прогрета исследований, которая предусматривает:

- разработку и исследование системы знакопеременных электродов для рабочего органа диэлектрического дискоеого сепаратора семян;

- обоснование конструктивных параметров рабочего органа;

- исследование электрического поля, создаваемого ^.лстемий электродов и силового воздействия, оказываемого этим пол^м па диэлектрическую частицу, находящуюся на поверхности рабочего органа;

- изучение двикения частицы по поверхности вредаищегося рабочего органа, формирующего неоднородное электрическое поле;

- разработку методики измерения электрических сил, действующих на семена в неоднородном электрическом поле и определение сил, действующих на семена различных сельскохозяйственных культур;

- разработку диэлектрического дискового сепаратора и изучение процесса очистки и сортиррвания семян сельскохозяйственных культур на нем;

- определение технико-экономической эффективности использования диэлектрического дискового, сепаратора семян.

- б -

Во второй глава "Теоретическое исследование дискового рабочего органа с системой знакопеременных электродов" разработана система 8'лакопероменных электродов, встроенных в диэлектрик, предназначенных для создания неоднородного электрического поля, необходимого для обеспечения диэлектрической сепарации семян по принципу суперпозиции сил различной физической природы. Выполнен расчет неоднородного электрического поля и определены его основные характеристики. Определена электрическая сила, действующая на смена да поверхности рабочего органа и разработана »¡атематичеокая модель движения частицы. Осуществлено решение математической модели численными методами с применением вычислительной техники.

Разработанная система знакег^ременных электродов представляет осбой бифилпрную обмотку, улокогнуь в одной плоскости- "з виде спирали л встр_тнуц в диск из диэлектрика. Данна- конфигурация в радиальном ссчсБ'.тл диске приставляет собой систему знакопеременных (с чередующейся полярностью) цилиндрических проводников, встроенных в диэлектрик (рю.1). Траектория двиаения частицы по пскрхкости вращаю-щагося диска оудет определяться соотношением сил трения Frp и РГр обусловленных силой тяжестит^и электрической силой Ьл с одной стороны и центробежной силоЙгчГс другой, что соответствует привдипу суперпозиции сил различной физ"ческой природы.

Разчит неоднородного элэктричес! о: з поля данной системы электродов осуществлялся методом изобранелий в двухмерном пространстве, что позволило получить функции напряяенносги поля на поверхности системы и в слое диэлектрика. Установлено, что -граница раздела двух диэлектрических сред (воздух и- слой' дн-элекгр-ика) ш влияет- ва характер изменения функции напряженности'поля, а сказывается на её количественном значении.

В диссер-.вции получоно выражение, которое позволяет определить пондеромоюрые воздействие электрического поля на дизленгрическуп частицу, расположенную на' поверхнос-и системы электродов:

г Р (bfi&ïSmiêxf

где£0- электрическая постоянная;^относительные диэлектрические проницаемости среды,, семени, слоя диэлектрика; А - радиус частицы; О. - межэлектродноо- расстояние; d - диаметр электродов; U - ие/рпжение на системе электродов..

I - загрузочный бункер; 2 - рабочий орган; 3 - приемное устройство.

Рис.1. Схема диэлектрического дискового сепаратора.

Рис.2. Траектории движения частица по вращающейся поверхности дискового рабочего органа при 3 = 5 м/с".

Расчетные: _

Экспер.ментальные: -----------

Определение величины пондеромоторной силы, обусловленной поляризацией частицы, было осноьано на следующих допущениях:

- частица (семя) ведет себя в неоднородном электрическом поле кая диполь с моментомуО и имеет форму, близкую к шару;

- электрическое поле поляризованной частицы (семени) не существенно искажает внешнее поле.

Анализ формулы (I) показывае;, что электрическая силаЛм явля> ется прижимающей и' изменяется в радиальном вдоль поверхности диска направлении гармонически. В соотвсгетвии с данной формулой наиболь' шее силовое воздействие электрического поля будет достигаться при минимально:.! диаметре проводов бифилярной обмотки ¿/ и минимальном расстоянии до частицы у , чи предъявляет соответствующие требова' ния к конструкции рабочего оргяпа. Использовать формулу (I) можно ?ля расчета сил, действующих на семена мелкосемянных культур по Щ ые, близкой к шаровой и конлиииочнцх по 2Л£у.::сст;;, 1.5, когда значением их алектропроводиогти можно пренебречь.

В результате анализа движения частицы на врггающейся горизонтальной пог,?рхиостч диэлектрического дискового рабочего органа, бы ла получена математическая модель движения в виде системы нелинвйн дифференциальных уравнений второго порядка.

л/г

г"- гУ = - <г)

? г'вг(Л'О')

гдо: Ь~ коэффициент, обусловленный результирующей силой

трииия и имеющий ризмерност. ускорения; т - иассв частицы;^ - уско рение свободного падения;/ - коэффициент троняя частицы о поверхность рабочее органа; - расстояние до оси £ращения;(7 - угол перемещения частицы в абсолютном движонии; и) - угловая скорость вращении диска.

Решение данной системы уравнений было получено в виде траектс рии движения частицы в абсолютных координатах перемещения £ и & чу ленным методом Рунге-Яутта. Алгоритм вычисления был представлен в виде разработанной программы на языке БЭЙСИК. В качестве ос нов ноге параметра разделения предлоаоно использовать угол схода частицы с поверхности рабочего органа^:, который существенно зависит от величины В . В связи с этим, поело заключить, что разделение семонн

смесей будет осуществляться по совокупности электрических и механических свойотв, При этом существенное влияние на траекторий движзкия И угол схода $с будет оказывать электрическое поле, представленное в выраяении коэффиц: знта/?} электрической силы/-м . З'^о обеспечит, в соответствии о формулой (I), высокую избирател чосга по электрическим свойствам семян, характеризующимся диэлектрической пронищаомо-стью£д.

В третьей главе "Исследование прсцесса сепарации семян на дисковом рабочем орган," при-одится описание экспериментального стенда, для изучена электрических и фрикционных свойств.семян; исследовано движение ли электрических частиц по дисковой врацамщойся поверхности, формирующей неоднородное электрическое поле, и установлена адекватность математической модели двикекия. Разработана методика измереькя электрических и фрикционных свойств семян и определены конструктивные параметры и технологические характеристики дискового {.г5зчего органа диэлектрического с епарагора.

Экспериментальный стенд разработан по технологической схеме, представленной на рис.1. Основным элементом стенда является рабочий орган, предобавляющий собой расскотрейнуи во второй главе систему знакопеременных электродов, встроенных в диск из диэлектрика диаметром/О =0,6м. В качестве диэлектрика использовано органическое оучкло о диэлектрической проницаемостью^« 2,4. Сигам« электродов нзготсзлэна из провода АПВ с минимальный сечением жкл^е 2,5 иис.

Основные технологические параметры стенда у«?пи следующие диапазоны регулирования: напряжение на рабочем орга0...Т2 кВ; угловая скорость вращенияда)* 0,5...0,25 с"'', радиальная координата эагрузкил/^а 0,..0,25 м. В цьлях изучения двихенпл ^ас^гиц по поверхности рабочего органа методом стробоскопической фотосъёмки, ^ыли получены экспериментальные траектории диэлектрической частицы, представленные на рис,2. Данные хер акт^р нети.' ч бил я установлены при значении параметра^ я 5 м/с'* и различной угловой скорости вращения сд , Анализ траекторий движения диэлектрической частицы, предзтавлпнный в работе показа*! адекватность метеиатической модели движения разу! тагам експиримента. Однако, следует отмотить, что с увеличением угловой скорости вращения,сд, увеличивается несоответствие расчетных и экспериментальных характеристик (рис.2), .-'-о мозно объяснить тем, что при значительных угловых скоростях (сЭ> 15 с"*) скольжение частицы переходит в слоаное колебательное движение по поверхности диска, что.

нс соответствует допущениям, принятым при составлении математической модели. Данное обстоятельство отрицательно сказывается на процессе разделения по совокупности электрических и фрикционных свойств и налагает определенные ограничения на параметры рабочего органа (диаметр О и координата пода ад /?с ).

Разработанная методика изучения электрически и фрикционных свойств семян на поверхности дискового рабочего органа заключалась в том, что измерение электрической силы, действующей На семена /~эл и коэффициента трения о поверхность дазка / осуществлялось по угловой скорости О.) при которой семя, расположенное на определением расстоянии /?0 от сои вращения, начинало свое движение к периферии диска. Коэффгашент трения / в да ¡том с^уте определялся исходя из условия равенства силы трения /-г/у центробежной силы РцЬ"~ЬпС^Я по

форлуле:

Г ^ <з>

Для численной оценки степени взаимодействия алектрического поля системы электродов рабочего органа и семян било йведено понятие эквивалентного коэффициента трения /\ма , который определялся аналогично коэффициенту f , но при наличии поля.. Исходя из условия, что численное значение коэффициента { ж в соответствус ¡' силовому воздействию сил трения, обусловленных лиой тг».ссТЯ тц и электрической силой /-эл получено выражение для определена йоследней:

/Г - /пер ((экй-1) . (4)

Полученные в диссертации экспериментальные зависимости электрической с г ли /\зл от напряжения 1штания на системе электродов рабочего органа О , показывает, чго начиная со значения напряжения и -3...4 кВ да/, всех исследуемых культур наблюдалось замедление роста электрической силы, что объяснялось явлением коронирования системы электродов при повышенной напряженности поля.

На экспериментальном стееде были получены вариационные харак- ' териотики коэффициентов трения семян различных сельскохозяйственных культур и сорных приыесе! (всего 8 культур и 2 вида сорных примесей). Анализ вариационных характеристик показывает, что наличие элек трического поля обеспечивает выявление более высокой неоднородности семенной СМ6СИ ПО КОЭффИЦИбНТу трения /^х^з » Ч6М при ОТСУТСТВИИ

поля по коэффициенту Г . Наибольшего значен*: эта разница достигав:

у семян огурца. Так, при отсутствии электрического поля дисперсия составляет ^У = 0,013, а при напряжении U = 3 кВ -Jr = 0,088, 70 есть увеличилась ло'ти в 3 раза.

На основании математической модели движения семян и с использованием результатов исследования электрических и фрикционных свойств семян, их вариационных характеристик коэффициентов трения, в результата расчетов,.были получены траектории даикения партии семян различных сельскохозяйственных культур при различных значениях напряжения и без него. Разность максимглышх и минимальных углов сходаЛис =4..чх~ -всттбыло предложено именовать характеристикой разрешающей способности рабочего органа для данной культуры. На рис.3 представлены характерные траектории движения партий семян с максимальной и минимальной характеристикой разреше-лцеИ способностью рабочего органа. Так, для семян капустый0С = 50,5 град была полечена при значениях и)= 8,38 с"1 «U = 0. Гл:1ссеыян люцерны А = 29,4 град при & = 12,57 с-1 kU = 8 кВ. В свнзи с небольшими значениями разрешающей способности рабочего органа А 9с рвжии обработки при сортировании по совокупности фрикционных и электрических свойств семян определяются следующим образом: угловые скорости устанавливаются равными Средним арифметическим для взвевдшых значчний внутри вариационных рядов коэффициентов трения, а значения прилоаенного напряжения не превышают 3...5 кВ, поскольку более высокие значения приложенного напряжения незначительно увеличивают пондеромоторнул еллу/^м, но уменьшают характеристику разрешающей способности й Вс . При этом целесообразно осуществлять разделение на две фракции. Одна из фракций с представляет собой семена, сошедшие с диска (сход с диска), а другая -- семена, уделенные с поверхности очистительным устройством (выход под очистительное устройство). Для осуществления очистки семян основной культуры от сорных примесей режим обрабога определяется по вариационным характеристикам исходя im условия их максимального несовпадения. Наилучшее разделение происходит при угловоЧ скорости вращения ¿Э , соответствующей граничному значению коэффициента трения t экв. Так, например, при очистке селекционных образцов семян моркови от повилики, вариационные характеристики максимально кесовпадаог при U s 8 нВ (рис.4). Граничное значение коэффициента трения/ экв. я 0,36, что соответствует частоте вращения id ~ 9,22 с"1. При данных параметрах обработки основная масса семян моркови составит фракции "выход под очистительное устройство", а повилика - "сход с диска" i

б.

Рис«В. Характерные траектории движения различных

Г.вртий СОИйН.

а. капус*а; б. люцерна.

В результате анализа влияния на процесс разделения основных технологических параметров стенда било установлено, что наиболее значимыми факторами являются напряжение на системе электродов л угловая скорость вращения рабочего органа. Полученные интегральные кривые (рис.5) позволяют определить режим сортирования семян различных сельскохозяйственных культур. Изучение фракций семяп после их обработки показывает, что неоднородное электрическое поле оказывает селективное воздействие на семена, позволяя выделять семена с более высокими посевными качествами. Так, например, при сепарация семян огурца била получена основная по массе фракция (93$), превышающая контроль по иассс 1000 седан.на 12,5$ и по всходест^ на 13$. В отход {7%) попали в основной щуплые невыполненные и искривленные семена с низкой всхожеч!гью (59$).

В результате исследований процессов очистки семян' от сорняков и посторонних примесей были определены рехидц обработки при очистке семян моркови от повилики и еешш столовой свеклы от стебельков и мертвого сора. После сбраооткл семян моркови, засоренной'повиликой,' удалось получить основную фракции сеичн моркови полностью очищенных от повилики. При этой потери цорчога г отход составили 9%. Очистка партии сеиян столовой свеклы от стебельков и мертвого сора с исходной чистотой 80,£ на стенде дала возможность получить основную Фракцию с чистотой 98,С^, что позволяло огнес^л обработанные семена к I классу посевного стандарта. Потери.основной культур в отход составили 1,2$.

В четвертой главе "Разработка диэлектрического дискового сепаратора л эффективность его использования" приводятся тзхняко-эконб-мические показатели разработанного диэлектрического сепаратора семян СДДЛ-1; определена его область использования в организациях агропромышленного комплекса страны; осуществлен расчет экономической эффективности от использования сепаратора на очистке и сортировании сешш сельскохозяйственных культур я намечена пути дальнейшего совершенствования теории сепарации семян на дисковод рабочем органе.

Разработашшй сепаратор СДДЛ-1, разделение сешш на которой Осуществляется по комплексу электрических я механических свойств, реализует результата теоретических я экспериментальных исследований к имеет следуйте характеристики.

Производительность, кг/ч до 15

(Спряжение на рабочей органе, кВ до 12

?глоряя скорость вращения.рабочего органа с-* 0,5...20

20

/ <

/ Л \ >

дг с 1+ С б 0,8 1,0

а.

60 «О

го о

г

>г

N

0,1 О,б' (О <2 (I Тр^Ькв

6.

I - морковь; 2 - повшшка.

Рис.4. Вариационные характеристики коэффициентов трения семян моркови и повилики о поверхность дискового рабочего органа; а. О - 0; • б, и = 8 кВ.

■%г IX

I - свекла; 2 - лук; 3 - ^хурец; 4 - морковь.. Рис.5. Интегральные кривые распределения выхода семян под очистительное устройство но напряжению на системе электродов.

Напряжение питания, В Потребляемая мощность, кВт Габариты, мм Масса, кг

220 0,35

1200x800x1000 80

В диссертация определена область использования сепаратора СДЦД-1 предназначенного для механизации очистки и сортирования семян в се-лекц'ш и первичном семеноводстве. Устройство может быть кспользобя-но: в селекционных центрах страда при очистке и сортировании селекционных образцов с целью выделения биологически ценных, наиболее аиз-иеспособюк сешн; а научно-лсследовательсзсих институтах при закладке образцов сешн на хранение; в семгяннх инсцекциях при разборе образцов семян на состаплягаще их компоненты; в семеноведения и сортоиспытании при изучении разнокачественносал семян и т.д.

С целью проверки возможности кснольг:ьания сепаратора в работе по совершенствованию мо.го^ов и приемов, направленных на по.здер.ганяе коллекции сешн сельсксхбз.чйствекных культур в живом виде, выделении источников к доноров с более лучиЕ.ч:1 хозяйственными признаками для обеспечения имя селекционных центров страны и улучшения семеноводства; во НИИ растениеводства им. Н.И.Вавилова осуществлена на сепараторе СДДЛ-1 сепарация 35 образцов 19 кормовых культур. В результате установлена возможность разделения ссиян на различные по качеству' фракции (масса 1000 семян, всхожесть и т.д.) и очистка их от сорных примесей. Использование сепаратора позволило Сократить ручной труд и обеспечить повышение производительности труда в 2... 2,5 раза.

В диссертация намечены пути дальнейшего развития те- рил диэлектрической сепарации на дисковом рабочем органе. Главными направлениями являются:.разработка ношх высоковольтных источников питания с испо-изовангеа повышенной частоты и совершенствование конструкции дискового рабочего органа, в том числе систеий знакопер-шенных электродов.

В данной гласе методом приведенных затрат осуществлен расчет экономической эффективности СЛДЯ-1 на очистке семян свеклы от сор- ' нлков и мертвого сора.

Годовой экономический эффект составил 1250 рублей нз установку.

ОБЩИЕ ЕЗДЫ

1. Разработанная теория двкленкя частиц по вращающейся поверхности, формирующей неоднородное электрической поле и проведенные экс-•перлменть являются научной базой для разработки диэлектрического дискового сепаратора СДДД-1, предназначенного для механизации работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве.

2. Подученные математическая модель движения и анплигические выражения позволяют определить основные характеристики электрического поля и его силовое воздействие на диэлектрические частицы шаровой фарш. Решение математической модели численными методами дает возможность подучить траекторию двинення частицы и определить ванный параметр разделения - угол охода. частицы с поверхности рабочего органа ¿с • .

3. Разработана методика, позволяющая анализировать электрические и фрикционные свойства сеыян и опрэд^тять.«коэффициенты трения семян

о поверхность рабочего органа, оценивать силовое воздействие неоднородного электрического поля. Полученные вариационные характеристики коэффициентов трения семян различных сельокохозяйственннх культур позволяют определять роашш очистки и сортирования.

4. Установлено, что наличие неоднородного электрического поля у большинства культур приводит к более полному выявлению разнокаче-ственностя семенной партия по коэффициенту трения . Так, у семян огурца дисперсия семенной смеси при отсутствия поля составила^ = 0,013, а пра напряжении (У = 3 кВ ^ = 0,038, т.е. увеличилась почти в 3 раза.

5. Определена область использованга сепаратора СДЦЛ-1, предназначенного для механизации работ по очистке и сортированию селекционных образцов. Данное устройство, благодаря встроенной системе электродов рабочего органа, формирующий неоднородное электрическое поле, более универсально н технологично по сравнении с извести.ли фрикционными аналогами и может найти, применение: в селекционных центрах страны прж очистке г сортировании селекционных образцов с целью выделения баологкчески ценных, наиболее жазнеспособных семян; в лаучно-исследо-вательских институтах при закладке образцов на хранение; в семенных инспекциях при разборе образцов семян на составляющие их компоненты;

в семеноведении и сортоиспытании при изучении разнокачественности семян и т.д.

6. Применение сепаратора СДР-í позволяет более полно выявить разноначествениость'семян и дает возможность г ¡деления семян с более высокими'посевными качествами. Так электросепарация семян огурца позволила виделигь фракцию, превышающую контроль по всхожес/ги на 13/,. Очистка семян свеклы позволила снизить потеря свеклы с 5... 12$ до

I.. .2%. Использование сепаратора сокращает долю ручного труда и обеспечивает повышение производительности труда при очистке и сортировании селекционных образцов в 2...2,5 раза.

7. Установлены основные технологические параметра режимов обработки семян различных сельскохозяйственных культур. При радиусе рабочего органа R = 0,3 м и координате подачи /?о - ОД м регулирование напряжения питания на электродах осуществляется в дюп.эзонелЦ-Й... ...12 кВ, а угловой скорости вращения в диапазонесзгх) = 3...I5

8. Расчетный годоэс!Ь экономический аурект от использования сепаратора СДЦД-I на очистко семян столовой свеклы составляет 1250 рублей. Срок окупаемости -1,1 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Диэлектрический сепаратор // Cd.науч.тр./Моск. roi-т ина. с.-х. пр-ва им.В.П.Горячкина.ЧЛ.: МИИСП,1980. - T.X71I, вш.5.- С.83-87.

2. Расчет и анализ электрического полл на поверхности дискового рабочего органа диэлектрического сепаратора // Сб.нс.уч'-.тр./ Моск.ин-т ишк. с.-х. пр-ва им.В.П.Горячкина. -М.: МИИСП, 1984. - С.35...40.

.3. Расчет и анализ пондеромоторкых сил на поверхности дискового рабочего органа диэлектрического сепаратора // Сб.науч.тр./ Моск.нй-та инж. с.-х. Пр-ва им.В.П.Горячкина. -М.: МИИСП, 1984. - С.40...45.

4Í Автоматический регулятор напряжения питания высоковольтного источника диэлектрического сепаратора // Сб.науч.тр./ Мое/.. ин-т ивж. с.-х. пр-ва им.В.П.Горячкина. -U.: МШСП, 1284, С.38...41.

5* Сепаратор семян диэлектрический дисковый лабораторный СДПЛ-1 /В кн. Вузовская наука - производству. Наушо-технЛлескче разработки института, используемые агропромышленным комплексом страны. -!/!.: 1ЛИИСП, 1983, С. 109... 112.

6. Анализ движения частицы по поверхности дискового диэлектрического- рабочего органа // Сб.науч.тр./ Моск.ин-т инж. с.-х. пр-ва

им. В.П.Горячкина. - И.: МИИСП, I99T, С.

7. A.c. J4 Т289549 (СССР) Устройство для электросепарации семян /Авт.кзобрет. В.И.Тарушшн, И.И.Еудзко, В.С.Леонов/. Опубл. в Б.И., 1987, Л 6 0.

Й Научный отчет по теме УП-12 ШС. М.: МШСП, ВНТИцентр, ннв. № 0287.0807596. - 1986. - 358с.

Работы, отмеченные*), выполнены в соавторстве.