автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования пневматического сепаратора семян

На правах рукописи

ИСУПОВ Владимир Игоревич

^ сЗ с*

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА СЕМЯН

Специальность: 05.20.01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киров-2004

Работа выполнена в Зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого.

Защита состоится 26 марта 2004 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.048.01 в ГУ ЗНИИСХ Северо-Востока им.Н.В .Рудницкого по адресу: 610007, г.Киров, улЛенина, 166а, ауд.426.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого.

Автореферат разослан "Ж_" февраля 2004 года.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ Бурков Александр Иванович.

доктор технических наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ Мохнаткин Виктор Германович;

кандидат технических наук Яговкин Павел Васильевич.

ФГУ Кировская государственная зональная машиноиспытательная станция.

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н.

Ф. Ф.Мухамадьяров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшими задачами отечественного сельскохозяйственного производства в современных условиях являются стабилизация плодородия почв, укрепление кормовой базы, ресурсосбережение при рациональном использовании ограниченных материально-технических средств. Реализация этих задач основана на расширении площадей в полевых севооборотах под многолетними травами, эффективном и своевременном проведении послеуборочной обработки, снижении потерь и себестоимости зерна, повышении его семенных и продовольственных качеств. Особое значение в решении этих проблем занимает подготовка качественных семян. Однако отечественная промышленность не выпускает пневматических сепараторов с достаточной эффективностью функционирования; экономичностью и экологичностью. В связи с этим возникла необходимость созт дания более экономичных и эффективных сепараторов с усовершенствованными пневмосистемамш

Цель исследования. Целью данной работы является повышение эффективности, функционирования пневматического, сепаратора семян путем совершенствования его рабочих органов.

Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны физико-механические свойства семян зерновых и зернобобовых культур, злаковых и бобовых трав, технологический»процесс и основные рабочие органы пневмосепаратора - диаметральный вентилятор, универсальное питающее устройство, пневмосепарирующий канал с опорной сеткой, снабженный разделительной перегородкой, пылеулавливающее устройство.

Научная новизна. Разработан пневмосепаратор (патент РФ № 2165313), включающий диаметральный вентилятор со сплошной или жалюзийной смежной стенкой и дроссельным устройством, расположенным во входном патрубке (патенты РФ №2174626, №2177565, №2204057 ), универсальное питающее устройство (патент № 2193460), пневмосепарирующий канал с опорной сеткой, снабженный-разделительной перегородкой (патент РФД№ 2192318), материалопроводы для вывода легкой и тяжелой фракций,.попереч-но-поточный ротационный пылеуловитель и тканевый фильтр.

Разработаны аэродинамические схемы диаметрального вентилятора с большим количеством лопаток (г = 24) и валом внутри колеса, КОРПУСОМ, ВЫПОЛНеННЫМ ПО Логарифмической гпиряпи, го гттттпщнОЙ'

и жалюзийной смежной стенкой.

Разработано универсальное питающее устройство в виде питающего валика, закрытого сверху упругой заслонкой-вибратором. Определены основные конструктивно-кинематические параметры питающего валика, обеспечивающие оптимальные условия ввода семян в пневмосепарирующий канал и требуемую пропускную способность.

Выведена математическая зависимость для расчета амплитуды колебаний заслонки-вибратора при изменении ее длины и степени открытия, угла установки ограничителя и основных конструктивных параметров питающего валика.

Уточнены параметры вертикального пневмосепарирующего канала, установки разделительной перегородки и опорной сетки.

Разработаны два варианта осадочных камер с аэродинамическим сопротивлением до 100 Па, определены параметры установки их жа-люзийной решетки и отражательной перегородки.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Проведенные исследования позволили создать пневмосепаратор, обладающий высоким качеством выполнения технологического процесса, низким удельным расходом энергии и обеспечивающий на рабочем месте машиниста допустимую концентрацию запыленности воздуха.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований определены рациональные конструктивно-технологические параметры основных рабочих органов опытных пневмосепараторов СП-2У-Р, СП-2У-ОК. Кроме того, результаты научных исследований диаметрального вентилятора применены в пневмоколонке ОПС-2Д и пнев-мосепараторе ПС-15.

В ПКБ НИИСХ Северо-Востока выпущено 130 пневмосепараторов различных модификаций, в которых использованы результаты научных исследований. Пневмосепараторы установлены в хозяйствах Кировской, Пермской, Свердловской, Ярославской, Костромской, Владимирской, Калужской, Нижегородской, Ульяновской областей, республик Татарстан и Марий Эл.

Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Вятской ГСХА (2000...2003 гг.) и НИИСХ Северо-Востока (2000...2003 гг.).

По материалам исследований опубликовано 10 научных статей и получено.6 патентов РФ на изобретения.

На защиту выносятся следующие положения:

- технологическая и конструктивная схемы пневмосепаратора;

- схема и параметры универсального устройства ввода семян в

ПСК;

- аналитическая зависимость для определения амплитуды колебаний заслонки-вибратора универсального питающего устройства;

- параметры вертикального пневмосепарирующего канала с опорной сеткой, снабженного разделительной перегородкой;

- математические модели функционирования ПСК и осадочных камер пневмосепаратора;

- аэродинамические схемы диаметрального вентилятора со сплошной и жалюзийной смежной стенкой;

- конструктивные параметры осадочных камер;

- результаты испытаний пневмосепаратора.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 184 страницы, 17 приложений, 79 рисунков и 12 таблиц. Список литературы включает 111 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит суть выполненной работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе "Состояние вопроса и задачи исследования" дан анализ пневмосепараторов для послеуборочной обработки семян, тенденции развития их основных рабочих органов. В результате рассмотрения научных работ ИЛ.Безручкина, МА.Борискина, А.И.Буркова, В.Ф.Веденьева, Н.Г.Гладкова, В.В.Гортинского, А.Б.Демского, Н.В.Жолобова, В.А.Казакова, А.Г.Коровкина, С.М.Куклина, А.Я.Ма-лиса, А.С.Матвеева, В.Н.Мякина, Б.Г.Плехова, О.П.Рощина, Н.П.Сы-чугова, З.Л.Тица, Б.Г.Турбина и других ученых предложены пути повышения эффективности функционирования пневмосепаратора и поставлены следующие задачи:

- разработать более эффективггую аэродинахмическую схему диаметрального вентилятора;

- усовершенствовать технологический процесс и оптимизиро» вать параметры пневмосепарирующего канала;

- разработать и исследовать универсальное питающее устройство, обеспечивающее равномерную загрузку в пневмосепарирующий

канал семян различной текучести;

- обосновать схему инерционной осадочной камеры, определить ее оптимальные параметры;

- провести сравнительные исследования осадочных камер пнев-моколонки ОПС-2, инерционной и ротационного поперечно-поточного пылеуловителя;

- провести производственные испытания пневматического сепаратора семян с оптимизированными рабочими органами, при которых определить эффективность его функционирования.

Во втором разделе "Теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования пневматического сепаратора семян" разработана схема универсального питающего устройства (рис.1) в виде питающего валика, закрытого сверху упругой, гибкой заслонкой-вибратором, определены основные его параметры.

Выведены уравнения и рассчитана амплитуда колебаний конца заслонки-вибратора при различной степени ее открытия (участки I и II, рис Л) и угле установки ограничителя, которые позволяют определить взаимное расположение и размеры основных конструктивных параметров валика и заслонки. Амплитуда колебаний конца заслонки от точки Л/до точки К определяется по уравнению:

тЬ=Ге

1-С05

180

о\

Г/„+0

Л /

О)

где - радиус валика; - число лопаток валика; - длина участ-

ков заслонки.

Амплитуда колебаний конца заслонки от точки К до точки В определяется по выражению:

ти=1г^2-{\-со1Ри), (2)

V

1 - СОЗ(р •

где /,• - длина заслонки; /?1( --

\

1 а1 ■ а1 1—--зикр• —

г.: к.

1г~гв

^ а, а,

1----СОБ(р • —-

угол отклонения заслонки при ее сходе с одной лопатки на другую.

Рис.1 - Схема универсального питающего устройства: 1 - питающий валик; 2 - заслонка-вибратор; 3 - приемный бункер; 4 - ограничитель; I и II - условные участки изменения амплитуды колебаний заслонки

Амплитуда колебаний конца заслонки на участке И определяется по формуле:

cosa,

r>h, =-

(3)

где 12, - длина второго участка заслонки; а, - изменение длины заслонки; аI - угол отклонения заслонки от исходного положения до лопатки, с которой происходит срыв ее конца; N - угол установки ограничителя.

Формула (3) применима для различных значений угла N установки ограничителя, что позволяет рассчитать амплитуду т, колебаний конца заслонки в зависимости от степени Б, (£, =¡¡+¡2 ее открытия.

На рисунке 2 представлены результаты численного решения уравнений (1), (2), (3) для питающего устройства, имеющего следующие конструктивные параметры: гв — 50 мм; гл — 8; /]=45 мм; /2 = 105 мм.

т,у Участок I Участок II

мм 40

35 30 25 ■ 20 ■ 15105-

0 10 20 30 40 50 60 70 80 .?„ мм 110

Рис.2 - Изменение амплитуды т, колебаний конца заслонки при различной степени 5, ее открытия и углах Ы, установки ограничителя (г, = 50 мм; хл ~ 8; /, = 45 мм; 12 = 105 мм): N1 =11,8°; К2 = 25,46°; /?-без ограничителя

На участке МК амплитуда т, колебаний уменьшается линейно по мере открытия заслонки. В точке К происходит срыв конца, заслонки с лопатки. При дальнейшем открытии заслонки амплитуда резко возрастает, достигает максимума, затем падает до нуля при выходе конца заслонки из зацепления с лопатками. При угле установки ограничителя Л^ = 11,8° падение амплитуды начинается в точке В, при N2 = 25,46° - • в точке Г.

РГ\ и 4 1

в а1 V \

м

На основе анализа рабочего процесса пневмосепари-рующего канала с опорной сеткой предложено техническое решение, позволяющее уменьшить вынос полноценного зерна в отходы, а при равных потерях - повысить эффект очистки семян, от легких примесей (рис.3).

Рис.3 - Схема пневмосепарирую-щего канала с опорной сеткой и траектории движения частиц с различной скоростью витания: 1 - опорная сетка;2 - загрузочное окно;3 - разделительная перегородка; 4 - выгрузное окно; I, II, III - траектории движения тяжелой, средней и легкой частиц

В зоне сепарации параллельно боковым стенкам установлена разделительная перегородка 3 длиной / на расстоянии h\ от боковОго загрузочного окна 2 и с зазором Д относительно опорной сетки Л. Разделительная перегородка устанавливается таким образом, чтобы ее верхняя кромка (точка А) не пересекала траекторию движения легких частиц (кривая III), а нижняя кромка (точка В) находилась от опорной сетки на минимальном расстоянии Д, обеспечивающем свободное-прохождение очищаемого материала. Воздухопроницаемая опорная сетка установлена под углом к горизонту.

Траекторию движения легкой фракции следует рассматривать как совокупность траекторий отдельных частиц этой фракции, которые взаимодействуют друг с другом, находясь в потоке обрабатываемого материала, и вследствие этого имеют различные начальные условия движения. Для расчета траектории движения отдельной частицы решена система дифференциальных уравнений численным методом усредненного ускорения:

х = -кп(х-их)л](х-их)2+(у-оу)2;

•< __(4)

У = 8-(у-оуЦ(х-и,)2+(у-иу)2,

где и - скорость воздушного потока; кп - коэффициент парусности, определяемый экспериментально для очищаемой культуры и приме-

д

сей, кп =-%; и„ - скорость витания частицы.

Численный метод усредненного ускорения заключается в том, что скорость х, частицы, например, по оси д: в /-ый момент времени определяется по приближенной формуле

(5)

где ¿м - скорость частицы на предыдущем шаге времени Подобным образом определяется перемещение частицы

х, , + х, .

(6)

Аналогично определяется скорость и перемещение частицы по оси у.

В силу того, что частицы выделяемой фракции находятся в потоке обрабатываемого материала, расчет траектории движения частицы начинаем от точки отрыва ее от потока. Первые частицы примесей (легкие) отделяются от потока в точке ввода обрабатываемой смеси в пневмосепарирующий канал. Значение их скорости витания принято равным минимальной скорости витания основной культуры

а значение скорости воздушного потока Начальная скорость частиц определяется окружной скоростью лопаток питающего валика, угол аь их ввода в ИСК - положением опорной сетки (угол £). Начало координат хоу находится на нижней кромке загрузочного окна - начале опорной сетки:

Для остальных частиц начало координат, угол и скорость ввода можно определить экспериментально. Большинство легких частиц отрывается от поверхности потока обрабатываемого материала на расстоянии 0,10...0,14 м от начала координат. Направление их движения приближается к горизонтальному а начальная скорость ввода равна скорости потока материала. Для принятых условий

по уравнениям (5) и (б) рассчитаны траектории движения легких частиц при сепарации раз-

личных культур.

Поскольку эффективность сепарации зависит от положения разделительной перегородки относительно боковых стенок ПСК (удельной нагрузки), расчет координаты точки А производили для различных значений к\ (х) глубины первой части канала, составляющих (0,5...0,7) к глубины ПСК, равной 0,32 м.

Расчеты показали, что, например, для ячменя (рис.4), имеющего минимальную скорость витания овятт= 6,0 м/с, расстояние по оси у до точки А на кривой 2, определяющей траекторию движения последних легких частиц, составляет 0,20...0,95 м.

1,5

у, м 0,9 0,6 0,3

0 0,1 0,5А 0,2 0,7А 0,3 *,м 0,4

Рис.4 - Траектории движения частиц легких примесей при1 различных начальных условиях:-1 - для первых частиц (аь» 30°; Ц) = 0,3 м/с); 2 - для последних частиц (оо = 0°; Оо' = 0,2 м/с)

В третьем разделе "Программа и методика экспериментальных исследований" в соответствии"с поставленными задачами изложена программа исследований, общепринятые и частные методики, описаны экспериментальные установки, использованные приборы и оборудование.

Для исследования работы диаметрального вентилятора был изготовлен стенд, включающий аэродинамическую нагнетательную трубу, исследуемый вентилятор и привод.

Для исследования питающего устройства, пневмосепарирующе-го канала и осадочной камеры изготовлена экспериментальная установка на базе пневмоколонки ОПС-2Д, три типа осадочных камер и ротационный поперечно-поточный пылеуловитель.

Для проверки результатов исследований, полученных на лабо-

2^/ Ячмень

А'1 ивт,я=6,0м/с и=7,2 м/с

•

Ал ----^^ 1

раторных установках, и исследования рабочих органов в производственных условиях создан экспериментальный образец пневматического сепаратора семян СП-2У-Р, технологическая схема которого пред-

->• - поток очищаемого материала; « » « > - пыль;

—в—>• - чистый воздух; —Н—э» - легкие примеси

Рис.5 - Технологическая схема сепаратора пневматического: 1 — мешок; 2, 4 - материалопроводы легкой и тяжелой фракций; 3 - заслонки; 5 - шлюзовой затвор; 6 - опорная сетка; 7 - перегородка разделительная; 8 -смотровое окно; 9 - ПСК; 10 - осадочная камера; 11 - ротационный поперечно-поточный пылеуловитель; 12 - воздуховод; 13 - тканевый фильтр; 14 - приемный бункер; 15 - заслонка-вибратор; 16 —питающий валик; 17 —направляющие пластины; 18 - переходной диффузор; 19 - дроссельное устройство; 20 - диаметральный вентилятор; 21 - приемник пыли; 22 - окно; I, II,III - выходы фракций

Обработку результатов экспериментальных исследований проводили на персональном компьютере IBM PC/AT при помощи пакета статистической обработки данных "STATGRAPHICS+" и разработанных нами программ.

В четвертом разделе "Экспериментальные исследования пневматического сепаратора семян" изложены выявленные особенности функционирования пневматического сепаратора.

Исследования показали, что коэффициент |J. вариации скорости воздушного потока в зоне сепарации при установке в пневмколонку ОПС-2 центробежного и диаметрального вентиляторов составляет 0,21 и 0,08 соответственно. Для исследования влияния конструктивных параметров колеса диаметром 0,45 м со сквозным валом диаметром м на количественные характеристики после проведения поисковых опытов реализован план Бокса-Бенкина второго порядка для трех факторов: z(x{) - число лопаток, шт.; (h&i) - угол установки лопаток на наружном диаметре, град; - радиус лопаток, м. Уровни варьирования факторов установлены на основании результатов исследований, проведенных Н.П.Сычуговым, А.Г.Коровкиным, А.И.Бурковым и другими авторами, и однофакторных экспериментов. Критериями оптимизации являлись максимальный КПД Т]тах и гидравлическая мощность развиваемая вентилятором на номинальном режиме.

После обработки результатов получены математические модели, проверенные на адекватность по F-критерию Фишера с вероятностью Р = 0,95:

У Г] max = 36,3+4,62х,+3, 10х2+4,55*3+2,44д:,2-0,45хгх2-5,70bcrjcr Шги = 599,8+73,4х,+40,5х2+79,8х3+54,1x^-39,3xrx2-76,2xrx3-

По результатам анализа уравнений (7), (8) и двумерных сечений поверхностей отклика (рис.6) решена компромиссная задача и выбраны оптимальные значения конструктивных параметров колеса при диаметре Д>= 0,45 ми^, = 0,02 м: z = 24 шт., Д> = 161°, R, = 0,05 м. Испытания показали, что вентилятор, снабженный колесом с оптимизированными конструктивными параметрами работает устойчиво во всем диапазоне изменения производительности, развивает полное давление Р„= 440.. .470 Па и максимальный КПД Tjmax = 0,42.

Экспериментальными исследованиями также определено оптимальное сочетание геометрических параметров корпуса вентилятора со сплошной смежной стенкой с 24-лопаточным рабочим колесом диаметром 0,40 м и установленным внутри него валом ¿4=0,02 м. Максимальный угол раскрытия спирали <ртах~ 155...165°, угол кривизны спирали угол установки кромки смежной стенки <Ркр = 15...30°. При этом обеспечиваются достаточно высокие значения КПД 77 = 0,43... 0,47 при производительности 0,6...1,2 м3/с и давлении?^ 300...350 Па (рис.7).

стенкой при а= 75°, #,,<„=165°, ^=15°

При удалении вала из колеса диаметрального вентилятора и прочих равных условиях возрастают на 1...2% максимальный» КПД

Цтах И на 2...3% 'шачение полного давления Ри , а неустойчивая работа вентилятора возникает при более высоких значениях производительности (). Уровень шума Ь практически не меняется.

Экспериментальными исследованиями доказано, что для диаметрального вентилятора с жалюзийной смежной стенкой оптимальный угол кривизны спирали а = 76°, так как КПД вентилятора и значения гидравлической мощности Ыг „ при этом значении а выше, чем при а=75 и 77°.

Для уточнения оптимальных конструктивных параметров жалю-зийной решетки смежной стенки вентилятора с двадцатичетырехло-паючным колесом диаметром углом кривизны и разворо-

та спирали корпуса полярным углом установки

кромки смежной стенки (ркр — 20° реализован план Бокса-Бенкина второго порядка для двух факторов: гж(х{) - число отверстий жалюзийной решетки, шт.; ^(хг) - угол наклона жалюзи, град. Уровни варьирования приняты на основании результатов исследования, проведенного к.т.н. Н.В.Жолобовым, и исходя из практической целесообразности. Критериями оптимизации являлись максимальный КПД Т}тах; полное давление Р„иом, номинальная гидравлическая мощность уровень шума

По результатам исследований определены оптимальные значения полярного угла установки кромки смежной стенки (ркр = 15...25°, угла кривизны спирали корпуса вентилятора угла наклона

жалюзи количества отверстий жалюзийной

решетки смежной стенки. Диаметральный вентилятор с оптимизированными параметрами корпуса и жалюзийной смежной стенкой, снабженный 24-лопаточным колесом с валом, имеет достаточно высокий максимальный КПД, равный 43%, устойчивую характеристику "полное давление - производительность", а также развивает на номинальном режиме полное давление 380 Па, производительность 0,9 м3/с, пониженный на 2...4 дБА уровень шума по сравнению с вентилятором со сплошной смежной стенкой (рис.8).

Результаты исследования показывают, что возможно использование обеих схем вентиляторов для различных условий работы в сети. Вентилятор со сплошной стенкой с КПД до 47% устойчиво работает в менее широком диапазоне расходов и имеет более высокий уровень шума.

Рис.8 - Количественная характеристика диаметрального вентилятора с жалю-зийной смежной стенкой при а = 76°, <р1па.к ~165°, гж ~ 2, уж = 15°, (ркр = 25°

Экспериментальными исследованиями определено, что наружную стенку питающего устройства следует устанавливать под углом не менее 45° к горизонту. Угол наклона лопастей питающего валика практически не оказывает влияния на эффект очистки и удельную пропускную способность. Частота вращения и параметры питающего валика и заслонки-вибратора, определенные теоретическим расчетом, обеспечивают необходимую и стабильную подачу материала различной текучести.

Процесс функционирования ПСК на очистке семян костра безостого, клевера красного и ячменя описан математическими моделями эффекта Ео (%) очистки.

Костер безостый: У£0=81,4-2,9х1-6,0х2+4,Зхз+7)9х]2-3,1хгх2-3,0х1 •х4+4)Зх22+2,Зх2а3--150х2-х4-0,7хз-х4-0,бх42. (9)

У£0=59,6+2,0х1+5,7х2-1,3х3-3,7х12+б15хгх2+1,4х1-хз-4,9х2':+1,7х2-хз--2,1х32. (Ю)

У£в=б01б-11,9х1+5,7х,-0,2хз+3,9х,2+0,1хгх2+0)бхгх3-б,бх22+3)3х2-х3 -б,2х32. (11)

По результатам анализа уравнений (9), (10), (11) оптимальное положение разделительной перегородки в вертикальном ПСК с опорной сеткой и оптимальным углом ее наклона при очистке семян бобовых трав и зерновых культур определяется следующими па-

раметрами: = (0,6...0,7)А при И = 0,3 м; / = 0,6 м; Д = 0,08 м. Эффект очистки семян злаковых трав при удельной нагрузке до 0,22 кг/(с-м) в ПСК с разделительной перегородкой увеличивается на 18%, семян клевера красного при удельной нагрузке до 0,69 кг/(с-м) - на 4%, а семян ячменя при удельной нагрузке до 1,74 кг/(с-м) - на 2,6%, что подтверждает результаты теоретического исследования.

С целью оптимизации конструктивных параметров жалюзийной решетки и отражательной перегородки пылеуловителей проведены однофакторные опыты, а по их итогам - планирование эксперимента.

После реализации плана эксперимента и обработки результатов получены адекватные математические модели эффекта Е (%) очистки воздуха от примесей и гидравлического сопротивления Рг (Па) осадочной камеры.

Жалюзийная решетка: Уе =79,8-7,3*1-12,7*2-11,9х3+5,2x^-2,3x1 -х2-6,3х1 -х3-4,1х22-4,6х2-х3-

-2,5х32; (12)

У^=43,1+20,3х,-34,3х2-43,4хз-15,9х12-13,7х1-х2-9,Зхгх3+15,9х22+

+46,1х2-Х3+13,5Х32. (13)

Отражательная перегородка: Уе = 89,5-0,9х1-2,9х2+х3+х12-0,6х1-х2-0,2х1-хз-3,2х22+0,9х2-х3-3,6х32; (14) УРг = 49,0+22,7х,-10,3х2+18,5х3-5,6х,2-2,0х1 -х2+8,2х, -х3+14,9х22-

-17,6х2-х3-0,7х32. (15)

Экспериментальные исследования и производственные испытания показали, что осадочные камеры (Н= 0,88 м, Ь = 0,72 м) с жалю-зийной решеткой и отражательной перегородкой

обладают эффектом очистки, соответственно 94...95% и 93...94%, что в сравнении с осадочной камерой пневмоко-лонки ОПС-2 выше на 35...45%. Наибольшим эффектом очистки 95...97% обладает ротационный поперечно-поточный пылеуловитель. Гидравлическое сопротивление осадочных камер при V = 8 м/с не превышает 100 Па. Ротационный пылеуловитель работает как диаметральный вентилятор и при скорости воздуха до 4...5 м/с создает в ПСК разряжение, но имеет более сложную конструкцию и требует дополнительных энергозатрат на привод.

В пятом разделе "Испытания опытного образца универсального пневматического сепаратора" приведены результаты ведомственных и предварительных испытаний экспериментального образца универсального пневматического сепаратора СП-2У-Р. Испытания показали,

что сепаратор обеспечивает эффект очистки семян ячменя от легких примесей в режиме первичной очистки (Е=82...94%) при пропускной способности 1,4...2,6 т/ч и потерях полноценного зерна в отходы до 1,8...1,9%, семян лядвенца рогатого - 97...99% при производительности пневмосепаратора 0,67...0,96 т/ч и потерях семян в отходы 1,1... 1,7%. Очищенные семена соответствовали 1 классу чистоты. При этом энергоемкость процесса очистки составила соответственно 1,0...1,9и2,1...3,9кВт-ч/т.

Высокая эффективность функционирования сепаратора достигается за счет равномерного поля скоростей воздуха в зоне сепарации (коэффициент вариации скорости воздуха /л = 0,01... 0,02), длительного и двукратного воздействия воздушного потока (глубина ПСК h - 0,30 м) и большой высоты ПСК (#=1,2 м).

Ротационный поперечно-поточный пылеуловитель увеличивает производительность вентиляторной установки и развиваемое полное давление, снижает статическое давление в зоне сепарации и количество выбрасываемого наружу запыленного воздуха через загрузочное устройство.

Частота вращения прццу оказывает существенное влияние на общий Е0 и фракционный Еф эффект очистки отработанного воздуха, потребляемую активную мощность Na и уровень шума L. Общий эффект очистки отработанного воздуха при обработке семян ячменя в режиме первичной очистки с подачей 2 т/ч и Прппу =1100... 1435 мин"1 составил 92...94%. Требуемая степень очистки отработанного воздуха в зависимости от условий функционирования сепаратора может быть обеспечена регулированием частоты Прцпу вращения ротора РГШУ. Рекомендуемая частота Прцпу ~ 1200.. .1400 мин"1.

За счет более качественной обработки семенного материала и уменьшения потерь семян в отходы общий годовой экономический эффект от применения сепаратора СП-2У-Р составил 51561 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны технологическая и конструктивная схемы пневмосепаратора (патент РФ №2165313), включающего диаметральный вентилятор с дроссельным устройством, расположенным во входном патрубке (патенты РФ №2174623, №2177565 и №2204057), универсальное питающее устройство (патент РФ №2193460), пневмосепари-рующий канал с опорной сеткой, снабженный разделительной пере-

городкой (патент РФ №2192318), материалопроводы для вывода легкой и тяжелой фракций, поперечно-поточный ротационный пылеуловитель и тканевый фильтр.

2. Создано универсальное питающее устройство в виде питающего валика, закрытого сверху упругой, гибкой заслонкой-вибратором. Определены основные конструктивно-кинематические параметры питающего валика (г\ ~ 0,03 м; гв = 0,05 м; гл = 8;

при которых обеспечиваются оптимальные условия ввода в ИСК семян различной текучести и требуемая пропускная способность.

3. Выведены аналитические зависимости для расчета амплитуды колебаний заслонки-вибратора в зависимости от длины и степени ее открытия, угла установки ограничителя и основных конструктивных параметров питающего валика.

4. Теоретически и экспериментально определены параметры установки разделительной перегородки, опорной сетки и ПСК: глубина ПСК к — 0,3 м, глубина первой части к а н ал (0,6... 0,7) к; длина

. разделительной перегородки расстояние от опорной

сетки до разделительной перегородки А = 0,08 м; угол наклона опорной сетки 30°. Процесс функционирования ПСК при очистке семян костра безостого, клевера красного и ячменя описан математическими моделями эффекта очистки и потерь полноценных семян в отходы. Разделяющая перегородка повышает эффект очистки семян костра безостого на 18%, клевера красного - на 4% и ячменя - на 2,6%.

5. Разработаны аэродинамические схемы диаметрального вентилятора с большим количеством лопаток и валом внутри колеса и корпусом, выполненным по логарифмической спирали, со сплошной и жалюзийной смежной стенкой.

Оптимальными параметрами колеса диаметром = 0,45 м с установленным внутри валом <с?„ - 0,02 м являются количество лопаток 2 — 24, радиус лопаток Ял — 0,05 м, углы установки лопат оД= 161°,

Оптимальными параметрами корпуса со сплошной смежной стенкой являются углы кривизны и разворота логарифмической спирали а~ 75°, <ртах~ 155...165°, угол установки кромки смежной стен-иг (ркр— 15...30°; корпуса с жалюзийной смежной стенкой - а- 76°, <Ртах~ 155...165°, <Ркр~ 15...25°, угол наклона жалюзи уж= 15...30°; количество отверстий жалюзи

Вентилятор со сплошной смежной стенкой имеет максимальное

значение КПД 43...47%, а с жалюзийной - 40...43%. Оба вентилятора обеспечивают устойчивую работу в широком диапазоне производительности. Уровень шума при работе на нагнетание у вентилятора с жалюзийной смежной стенкой ниже на 2...4 дБА.

Установка вала относительным диаметром =0,05 во

внутрь колеса снижает КПД вентилятора на 1...2% и полное давление Р0 на2...3%.

6. Экспериментально определены параметры установки жалюзийной решетки а-0°, уж= 15...30° и отражательной перегородки / = 0,27 м, 5' = 0,19 м в осадочных камерах высотой //=0,88 ми длиной Эффект очистки отработанного воздуха от легких примесей описан математическими моделями и составляет соответственно 94...95% и 93...94%, что в сравнении с осадочной камерой пневмоколонки ОПС-2 выше на 35...45%. Наибольшим эффектом очистки обладает ротационный поперечно-поточный пылеуловитель -95...97%.

Гидравлическое сопротивление осадочных камер при О = 8 м/с не превышает 100 Па. Ротационный пылеуловитель при и—до 4...5 м/с создает в ПСК разряжение, но имеет более сложную конструкцию и требует дополнительных затрат на привод.

7. Результаты испытаний пневматического сепаратора показали, что машина устойчиво и качественно выполняет технологический процесс очистки семян различной текучести, проста в обслуживании и эксплуатации, может работать в составе технологической линии или автономно. Эффект очистки от легких примесей семян ячменя составил 82... 94% при производительности пневмосепаратора 1,4...2,6 т/ч и потерях полноценного зерна в отходы 1,8... 1,9%, семян лядвенца рогатого - 97...99% при производительности пневмосепаратора 0,67...0,96 т/ч и потерях семян в отходы 1,1... 1,7%. Очищенные семена соответствовали 1 классу чистоты. При этом энергоемкость процесса очистки составила соответственно 1,0... 1,9 и 2,1...3,9кВтч/т.

Расчетный годовой экономический эффект от применения сепаратора составляет 51561 рубль.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бурков А.И., Рощин О.П., Ллешкин А.В., Исупов В.И. Повышение эффективности функционирования вертикального пневмосепарирующего канала с опорной сеткой.- М., 2002.- Деп. во ВНИИТЭИагропром: №90 ВС-2002..

2. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Влияние конструктивных параметров универсального питающего устройства и степени открытия заслонки-вибратора на амплитуду её колебаний.- М., 2002.- Деп. во ВНИИТЭИагропром: №91 ВС-2001.

3. Бурков А.И., Андреев В.Л., Рощин О.П., Казаков В.А., Исупов В.И. Пневматический очиститель семян //Нива Татарстана.- 2000.- №5-6.- С.37.

4. Бурков А.И., Исупов В.И. Сравнительное исследование работы центробежного и диаметрального вентиляторов в пневматической очистительной колонке ОПС-2 //Совершенствование средств механизации в сельскохозяйственном производстве: Сб. тезисов докладов Вятской государственной сельхозакадемии.- Киров, 2000.- С.5-6.

5. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Совершенствование технологического процесса и конструкции пневмосепарирующего канала очистителя семян ОПС-2 //Машинные технологии и новая сельскохозяйственная техника для условий Евро-Северо-Востока России: Материалы И-ой научно-практической конференции: В 3 т.- Киров, 2001.-Т.З.- С.39-49.

6. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Оптимизация конструктивных параметров колеса диаметрального вентилятора с валом //Совершенствование технических средств для механизации сельскохозяйственных процессов: Труды НИИСХ Северо-Востока.- Киров, 2000.- С.32-37.

7. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Оптимизация конструктивных параметров корпуса диаметрального вентилятора со сплошной смежной стенкой //Машинные технологии и новая сельскохозяйственная техника для условий Евро-Северо-Востока России: Материалы П-ой Международной научно-практической конференции: В 2 т.- Киров, 2000.- Т.2.- С.73-77.

8. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Чистота - залог качества //Сельский механизатор.-2001.- №4,- С.31.

9. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Эффективный диаметральный вентилятор для пневмосистем зерно- и семяочистительных машин //Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 2002.- №11.- С.30-32.

10. Исупов В.И. Влияние формы смежной стенки и вала внутри колеса на аэродинамические и шумовые показатели диаметрального вентилятора //IX МШО/гаАКОБО^^А КООТЕЯЕКСУА КАИКО^А РЯОБЕЕМУ ЮТЕШУ-Е1КАСУ1 Ъ ^ЪвЕЕБШЕШЕМ ОСИЯООТ 8ЯОБОШ8КА I Р^ЕРКО^^ ИЕ- Warszawa, 23-24 2003.- 8.424-428.

11. Патент № 2165313 РФ, МКИ7 В07В 4/02. Пневматический сепаратор /А.И. Бурков, О.П. Рощин, В.А Казаков, В.И. Исупов (РФ). - 4 с: ил.

12. Патент № 2174623 РФ, МКИ7 Б04Б 17/04. Диаметральный вентилятор / А.И. Бурков, О.П. Рощин, В.И. Исупов, А.Л. Лаптев (РФ). - 3 с: ил.

13. Патент № 2177565 РФ, МКИ7 Р04Б 17/04. Диаметральный вентилятор / А.И. Бурков, О.П. Рощин, В.И. Исупов, Ю.В. Сычугов (РФ). - 4 с: ил.

14. Патент №2192318 РФ, МКИ 7 В07В 4/08. Пневмосепаратор /А.И.Бурков, О.П.Рощин, ВЛИсупов, А.В.Алешкин (РФ).- 4 с: ил.

15. Патент №2193460 РФ, МКИ 7В07В 11/06, 4/02. Питатель-дозатор сепаратора семян трав/ А.ПБурков, О.П.Рощин, В.И.Исупов (РФ).- 4 с: ил.

16. Патент № 2204057 РФ, МКИ7 Р04Б 17/04. Диаметральный вентилятор /АИ.Бурков, О.П.Рощин, В.И.Исупов, Д.Ф.Ефремов, А.М.Кутюков (РФ).- 5с: ил.

Лицензия ЛР №020767 от 08.04.98 г. Подписано в печать 06.02.2004 г. Формат 60x84 1/16 Усл. печ.л. 1.0. Тираж 80 экз. Заказ №4

Отпечатано с оригинал-макета. Типография НИИСХ Северо-Востока им.Н.В. Рудницкого 610007 Киров, Ленина 166 А

«i - 3638

Ыа - активная мощность, потребляемая электродвигателем, Вт

Ыг - гидравлическая мощность, Вт

Ртах - угол максимального разворота спирали, град. ркр - полярный угол установки смежной стенки, град. а0 - угол наклона лопастей питающего валика, град. а - угол кривизны логарифмической спирали корпуса диаметрального вентилятора, град. угол наклона опорной сетки, град.; коэффициент заполнения желобков питающего валика уж - угол наклона жалюзи

Ри А - углы установки лопаток колеса ДВ, град. Х~ угол охвата лопаток колеса ДВ, град.

Ри, Р^ и Р1и - полное, динамическое и статическое давления, развиваемые вентилятором, Па

Рг - гидравлическое сопротивление, Па

Е0 - эффект очистки семян (%) - отношение массы выделенных примесей к массе выделяемых примесей в исходном материале (в процентах) Е - эффект очистки отработанного воздуха (%) - отношение массы частиц пыли, уловленных пылеуловителем, к массе частиц пыли, содержащихся в отработанном воздухе (в процентах)

Еф - фракционный эффект очистки отработанного воздуха (%) - отношение массы фракции частиц пыли определенных размеров, уловленных пылеуловителем, к массе этой же фракции частиц пыли, содержащихся в отработанном воздухе (в процентах) пв - частота вращения колеса вентилятора, мин"1, частота вращения питающего валика, мин" прппу - частота вращения ротора РППУ, мин"1 й2 - диаметр колеса ДВ, м

- внутренний диаметр установки лопаток колеса ДВ, мм й0 - диаметр центров лопаток колеса ДВ, мм

- диаметр вала, установленного внутри колеса, мм

Х(, лг/, х - перемещение, скорость и ускорение частицы по оси л: в /-ый момент времени

У«> У ¡у У{ " перемещение, скорость и ускорение частицы по оси у в /-ый момент времени

Q, q - производительность вентилятора, м /с; удельная производительность сепаратора, кг/(с-м)

С7 - номинальная производительность машины, кг/с

- высота разделительной перегородки ПСК; длина отражательной перегородки осадочной камеры, мм

И, И\ - полная глубина и глубина первой части ПСК, мм

Д - расстояние от опорной сетки до нижнего края разделительной перегородки, мм

У0 - объем материала, подаваемый за один оборот питающего валика, м3 гж - количество отверстий жалюзийной решетки х - количество лопаток колеса вентилятора, шт., число желобков питающего валика, шт.

Ял - радиус лопатки, м гв - радиус питающего валика, мм

Ь - уровень звукового давления, дБ т1 - амплитуда колебаний заслонки питающего устройства, мм Я,- - степень открытия заслонки питающего устройства, мм

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Свойства семенного материала зерновых и мелкосеменных культур

1.2 Анализ пневмосепараторов для послеуборочной обработки семян

1.3 Тенденции развития основных рабочих органов пневмосепараторов

1.4 Постановка проблемы и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА СЕМЯН.

2.1 Обоснование и расчет основных конструктивных параметров устройства ввода семян в пневмосепарирующий канал.

2.1.1 Расчет параметров питающего валика.

2.1.2 Определение амплитуды колебаний конца заслонки универсального питающего устройства.

2.2 Повышение эффективности функционирования вертикального пневмосепарирующего канала с опорной сеткой.

2.3 Выводы.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа экспериментальных исследований.

3.2 Экспериментальные установки, приборы и оборудование.

3.3 Методика проведения лабораторных исследований и обработки экспериментальных данных.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА СЕМЯН.

4.1 Сравнительное исследование работы центробежного и диаметрального вентиляторов в пневмоколонке ОПС-2.

4.2 Исследование диаметрального вентилятора.

4.2.1 Оптимизация конструктивных параметров колеса с установленным внутри валом.

4.2.2 Оптимизация конструктивных параметров корпуса диаметрального вентилятора со сплошной смежной стенкой.

4.2.3 Оптимизация параметров корпуса диаметрального вентилятора с жалюзийной смежной стенкой и валом внутри ко

4.3 Результаты исследования питающего устройства.

4.4 Исследование влияния конструктивных и технологических параметров пневмосепарирующего канала на процесс очистки.

4.4.1 Влияние изменения технологических параметров на качество очистки.

4.4.2 Исследование влияния разделительной перегородки на качество очистки.

4.4.3 Влияние угла установки опорной сетки на качество очистки

4.4.4 Влияние глубины пневмосепарирующего канала на качество очистки.

4.5 Исследование рабочего процесса пневмосепарирующего канала методом планирования эксперимента.

4.5.1 Исследование рабочего процесса пневмосепарирующего канала при очистке семян злаковых трав.

4.5.2 Исследование рабочего процесса пневмосепарирующего канала при очистке семян бобовых трав.

4.5.3 Результаты исследования рабочего процесса пневмосепарирующего канала с опорной сеткой и разделительной перегородкой при очистке семян ячменя.

4.6 Влияние конструктивных и технологических параметров пылеуловителя на эффективность его функционирования.

4.6.1 Исследование осадочной камеры с жалюзийной решеткой.

4.6.2 Исследование осадочной камеры с отражательной перегородкой

4.6.3 Сравнительное исследование осадочных камер и ротационного поперечно-поточного пылеуловителя.

4.7 Выводы.

5 ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА УНИВЕРСАЛЬНОГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА.

5.1 Результаты ведомственных испытаний сепаратора.

5.1.1 Методика проведения испытаний.

5.1.2 Влияние ротационного поперечно-поточного пылеуловителя на характеристику диаметрального вентилятора.

5.1.3 Определение эффекта очистки семян ячменя.

5.1.4 Влияние частоты вращения колеса вентилятора и ротора поперечно-поточного пылеуловителя на аэродинамические и шумовые показатели сепаратора пневматического СП-2У-Р

5.1.5 Функционирование ротационного поперечно-поточного пылеуловителя в производственных условиях.

5.2 Результаты предварительных испытаний экспериментального образца универсального пневматического сепаратора СП-2У-Р.

5.3 Технико-экономическое обоснование.

5.4 Выводы.

Важнейшими задачами отечественного сельскохозяйственного производства в современных условиях являются стабилизация плодородия почв, укрепление кормовой базы, ресурсосбережение при рациональном использовании ограниченных материально-технических средств. Реализация этих задач основана на расширении площадей в полевых севооборотах под многолетними травами, эффективном и своевременном проведении послеуборочной обработки, снижении потерь и себестоимости зерна, повышении его семенных и продовольственных качеств. Особое значение в решении этих проблем занимает подготовка , качественных семян. Однако отечественная промышленность не выпускает пневматических сепараторов с достаточной эффективностью функционирования, экономичностью и производительностью. В связи с этим возникла необходимость создания более экономичных и эффективных сепараторов с усовершенствованными пневмосистемами.

Цель исследования. Целью данной работы является повышение эффективности функционирования пневматического сепаратора семян путем совершенствования его рабочих органов.

Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны физико-механические свойства семян зерновых и зернобобовых культур, злаковых и бобовых трав, технологический процесс и основные рабочие органы пневмосе-паратора - диаметральный вентилятор, универсальное питающее устройство, пневмосепарирующий канал с опорной сеткой, снабженный разделительной перегородкой, пылеулавливающее устройство.

Методика исследований. При проведении экспериментальных исследований использованы стандартные и разработанные нами методики с применением физического и математического моделирования.

Научная новизна. Разработан пневмосепаратор (патент РФ № 2165313), включающий диаметральный вентилятор со сплошной смежной стенкой и дроссельным устройством, расположенным во входном патрубке (патенты РФ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны технологическая и конструктивная схемы пневмосепаратора (патент РФ №2165313), включающего диаметральный вентилятор с дроссельным устройством, расположенным во входном патрубке (патенты РФ №2174623, №2177565 и №2204057), универсальное питающее устройство (патент РФ №2193460), пневмосепарирующий канал с опорной сеткой, снабженный разделительной перегородкой (патент РФ №2192318), материалопроводы для вывода легкой и тяжелой фракций, поперечно-поточный ротационный пылеуловитель и тканевый фильтр.

2. Создано универсальное питающее устройство в виде питающего валика, закрытого сверху упругой, гибкой заслонкой-вибратором. Определены основные конструктивно-кинематические параметры питающего валика (/*1 = 0,03 м; гв = 0,05 м; гл = 8; па = 1 с"1), при которых обеспечиваются оптимальные условия ввода в ПСК семян различной текучести и требуемая пропускная способность.

3. Выведены аналитические зависимости для расчета амплитуды колебаний заслонки-вибратора в зависимости от длины и степени ее открытия, угла установки ограничителя и основных конструктивных параметров питающего валика.

4. Теоретически и экспериментально определены параметры установки разделительной перегородки, опорной сетки и ПСК: глубина ПСК И = 0,3 м, глубина первой части канала к\ = (0,6.0,7) /г; длина разделительной перегородки / = 0,25.0,60 м; расстояние от опорной сетки до разделительной перегородки А = 0,08 м; угол наклона опорной сетки ¿¡= 30°. Процесс функционирования ПСК при очистке семян костра безостого, клевера красного и ячменя описан ¡математическими моделями эффекта очистки и потерь полноценных семян в отходы. Разделяющая перегородка повышает эффект очистки семян костра безостого на 18%, клевера красного - на 4% и ячменя - на 2,6%.

5. Разработаны аэродинамические схемы диаметрального вентилятора с большим количеством лопаток и валом внутри колеса и корпусом, выполненным по логарифмической спирали, со сплошной и жалюзийной смежной стенкой.

Оптимальными параметрами колеса диаметром Di — 0,45 м с установленным внутри валом dg = 0,02 м являются количество лопаток z = 24, радиус лопаток Rj, = 0,05 м, углы установки лопаток /¡2 = 161 ß\ - 83°.

Оптимальными параметрами корпуса со сплошной смежной стенкой являются углы кривизны и разворота логарифмической спирали а= 75°, (Ртах~ 155. 165°, угол установки кромки смежной стенки <ркр— 15.30°; корпуса с жалюзийной смежной стенкой - а =76°, фтах — 155. 165°, (ркр— 15.25°, угол наклона жалюзи уж = 15.30°; количество отверстий жалюзи гж = 2.4 шт.

Вентилятор со сплошной смежной стенкой имеет максимальное значение КПД 43.47%, а с жалюзийной - 40.43%. Оба вентилятора обеспечивают устойчивую работу в широком диапазоне производительности. Уровень шума при работе на нагнетание у вентилятора с жалюзийной смежной стенкой ниже на 2.4 дБА.

Установка вала относительным диаметром г/в/£>2 = 0,05 во внутрь колеса снижает КПД вентилятора на 1. .2% и полное давление Ри на 2. .3%.

6. Экспериментально определены параметры установки жалюзийной решетки а= 0°, уж = 15.30° и отражательной перегородки / = 0,27 м, S= 0,19 м в осадочных камерах высотой Н— 0,88 м и длиной L = 0,72 м. Эффект очистки отработанного воздуха от легких примесей описан математическими моделями и составляет соответственно 94.95% и 93.94%, что в сравнении с осадочной камерой пневмоколонки ОПС-2 выше на 35.45%. Наибольшим эффектом очистки обладает ротационный поперечно-поточный пылеуловитель - 95.97%.

Гидравлическое сопротивление осадочных камер при и - 8 м/с не превышает 100 Па. Ротационный пылеуловитель при u = rо 4.5 м/с создает в ПСК разряжение, но имеет более сложную конструкцию и требует дополнительных затрат на привод.

7. Результаты испытаний пневматического сепаратора показали, что машина устойчиво и качественно выполняет технологический процесс очистки семян различной текучести, проста в обслуживании и эксплуатации, может работать в составе технологической линии или автономно. Эффект очистки от легких примесей семян ячменя составил 82.94% при производительности пневмосепаратора 1,4.2,6 т/ч и потерях полноценного зерна в отходы 1,8. 1,9%, семян лядвенца рогатого - 97.99% при производительности пневмосепаратора 0,67.0,96 т/ч и потерях семян в отходы 1,1. 1,7%. Очищенные семена соответствовали 1 классу чистоты. При этом энергоемкость процесса очистки составила соответственно 1,0. .1,9 и 2,1. .3,9 кВт-ч/т.

Расчетный годовой экономический эффект от применения сепаратора составляет 51561 рубль.

150

1. A.c. 901641 СССР, МКИ5 Б04Д 17/04. Диаметральный вентилятор /НП.Сычугов, А.И.Бурков (СССР).- 3 е.: ил.

2. A.c. 1112I5I СССР, МКИ Б04Д 17/04. Прямоточный диаметральный вентилятор /Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Одинцов, С.М.Куклин и др. (СССР).-4 е.: ил.

3. A.c. 1232301 СССР, М.Кл.4 В07В 4/00. Пневматический сепаратор зерновой смеси / Панкратов Н.К., Грабельковский Н.И., Гехтман A.A., Сычугов Н.П. и др. (СССР).- 2 е.: ил.

4. A.c. 1314144 СССР, МКИ5 Б04Д 17/04. Диаметральный вентилятор /Н.П.Сычугов, А.ИБурков, Н.И.Грабельковский, Н.В.Жолобов, А.А.Гехтман, В.В.Антюхин (СССР).- 4 е.: ил.

5. A.c. 1513212 СССР, МКИ5 Б04Д 17/04. Диаметральный вентилятор-аспиратор /Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Б.Г.Плехов (СССР).- 2 е.: ил.

6. А. с. 1579586 СССР, МКИ. кл.5 В07В 4/00. Способ разделения зернистых смесей /С.Д.Ермолаев (СССР). 2 е.: ил.

7. А. с. 1725976 СССР, МКИ. кл.5 В01Д 45/04. Устройство для отделения примесей от воздушного потока /Н.П. Сычугов, А.И. Бурков, Б.Г. ГХпехов и др. (СССР).-4 е.: ил.

8. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование экспериVмента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976.-280 с.

9. Андреев B.JI. Снижение энергоемкости процесса очистки семян путем разработки замкнуто-разомкнутой пневмосистемы с инерционным жалюзийно-противоточным воздухоочистителем: Дис. .канд. техн. наук.- Киров, 1994.191 с.

10. Анискин В.И., Дринча В.М. Классификация пневмосепараторов зерновых материалов//Достижения науки и техники АПК.- 1993.- №4.- С.22-23.

11. Бабченко В. Д., Корн А. М., Матвеев А. С. Высокопроизводительные машины для очистки зерна.- М.: ВНИИТЭСХ, 1982.- С.9-22.

12. Баженов Ю.М., Вознесенский В.Л. Перспективы математических методов в технологии сборного железобетона.-М.: Стройиздат,- 1974.- 192 с.

13. Батлук В.А. Исследование процесса пылеулавливания с помощью жа-люзийного инерционного пылеуловителя нового типа: Дис. . канд. техн. наук.-Львов, 1973. 148 с.

14. Безручкин И.П. Исследование аэродинамических свойств зерна в вертикальном воздушном потоке //Сельскохозяйственная машина.- 1936.- №3.-С. 16-22.

15. Блинов Ю.М. Качество работы питателей семяочистительных машин //Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1974.-№10. С.7-9.

16. Бурков А.И. Влияние вала на аэродинамические и шумовые показатели диаметральных вентиляторов / Киров, с.-х. ин-т.-Киров.1989.-Деп. во ВНИИТЭИагропром: Механизация и электрификация с.-х. производства.- 1989, №8.- С. 17.

17. Бурков А.И., Рощин О.П., А.В.Алешкин, Исупов В.И. Повышение эффективности функционирования вертикального пневмосепарирующего канала с опорной, сеткой /Киров. НИИСХ Северо-Востока.- Киров, 2002.- Деп. во ВНИИТЭИагропром.

18. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Влияние конструктивных параметров универсального питающего устройства и степени открытия заслонки-вибратора на амплитуду её колебаний / Киров. НИИСХ Северо-Востока.- Киров, 2002.- Деп. во ВНИИТЭИагропром.

19. Бурков А.И. Изыскание и исследование рабочего процесса замкнутой пневмосистемы семяочистительной машины: Дис. . канд. техн. наук.- Киров,1981.- 197 с.

20. Бурков А.И. Совершенствование пневмосистем зерно- и семяочисти-тельных машин.- Киров, НИИСХ Северо-Востока, 1998.- 83 с.

21. Бурков А.И., Конышев H.JI. Пневмоколонка ПС-15 //Сельский механизатор.- 1999.- №10.- С.2-12.

22. Бурков А.И., Рощин О.П. Повышение эффективности функционирования диаметрального вентилятора с малым числом лопаток.

23. Сельскохозяйственная наука Северо-Востока европейской части России: Сб. науч. тр. НИИСХ Северо-Востока Киров, 1995.-T.IV Механизация.- С. 110-113.

24. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Чистота залог качества //Сельский механизатор.-2001№4.- С.31.

25. Бурков А.И., Рощин О.П., Исупов В.И. Эффективный диаметральный вентилятор для пневмосистем зерно- и семяочистительных машин //Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 2002.- №11.- С.30-32.

26. Бурков А.И., Сычугов Н.П. Зерноочистительные машины.- Киров, НИИСХ Северо-Востока, 2000.- 258 с.

27. Вахвахов Г.Г. Работа вентилятора в сети.-М.: Стройиздат, 1975.104 с.

28. Веденьев В.Ф. Совершенствование пневмосепарирующего оборудования зерноперерабатывающих предприятий.- М.: ЦНИИТЭИ, 1988.- 40 с.

29. Галицкий P.P., Рудой М.З. Оборудование зерноперерабатывающих предприятий. М.: Колос, 1978.- 319 с.

30. Гладков Н.Г. Зерноочистительные машины.- М.: Машгиз, 1961.- 363 с.

31. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1980.- 304 с.

32. ГОСТ 10921-90. Вентиляторы радиальные (центробежные) и осевые. Методы аэродинамических испытаний.- Взамен ГОСТ 10921-74; Введен 01.07.91.- М.: Изд-во стандартов, 1991.- 15 с.

33. ГОСТ 12.1.003-83 (CT СЭВ 1930-79). Шум. Общие требования безопасности." Переизд. дек. 1985.- Взамен ГОСТ 12.1.003.-76; Введен 01.07.84.- М.: Изд-во стандартов, 1983.- 10 с.

34. ГОСТ 12.2.028-84 (CT СЭВ 4209-83). Вентиляторы общего назначения. Методы определения шумовых характеристик.- Переизд. март 1986.- Взамен ГОСТ 12.2.028-77; Введен 01.01.85.- М.: Изд-во стандартов, 1984.- 22 с.

35. Демский А.Б., Борискин М.А., Лесик Ю.А. Исследование пневмосепа-рирующих устройств зерновых сепараторов //Тр.ВНИЭКИ продмаша. 1970. -Т.21.-С.49.

36. Демский А.Б., Веденьев В.Ф. Основные направления совершенствования пневмосепарирующего оборудования М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш, 1978. -73 с.

37. Елизаров В.П., Матвеев А.С. Современные средства предварительной очистки зерна //Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 1986.-№8.- С.60-64.

38. Жолобов Н.В. Повышение эффективности функционирования воздушных систем зерно- и семяочистительных машин с диаметральным вентилятором: Дис. .канд. техн. наук.-Киров, 1988.- 174 с.

39. Замлянухин А.И., Скрынников Б.М. Устройство для пневмосепариро-вания семян //Селекция и семеноводство.- 1990. № 2.- С.55.

40. Зимин Е.М. Комплексы для очистки, сушки и хранения семян в Нечерноземной зоне. М.: Россельхозиздат, 1978. - 159 с.

41. Зюлин А.Н., Дринча В.М. Влияние состава вороха на работу пневмо-сепаратора //Тракторы и сельхозмашины.- 1996.- №11.- С.26-27.

42. Казаков В.А. Обоснование технологической схемы и параметров ротационного поперечно-поточного пылеуловителя для очистки воздуха в процессах обработки зерна и семян: Дисс. .канд. техн. наук.- Киров, 1999.- 153 с.

43. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна. М.: Агропромиздат, 1987.- 288 с.ч/ 55. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины.- М.: Колос, 1980.- 671 с.

44. Кожуховский И.Е. Зерноочистительные машины. М.: Машиностроение, 1974.- 237 с.

45. Конышев H.JI. Повышение эффективности функционирования пнев-мосепаратора путем совершенствования основных рабочих органов: Дис. . канд. техн. наук.- Киров, 2000.- 202 с.

46. Коровкин А.Г. Исследование диаметральных вентиляторов ЦАГИ с вихреобразователями.- В сб.: Промышленная аэродинамика. В^ш. 2(34)) М.: Машиностроение, 1987.^ЕС56-77! ~ ^

47. Коровкин А.Г., Елькин Г.Н., Стариков И.С. Диаметральный вентилятор для сельскохозяйственных машин //Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1978. - № 12. - С.45-46.

48. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров.- М.: Наука, 1978.- 832 с.

49. Коузов П.А. Очистка воздуха от пыли в циклонах. -JI.: ЛИОТ, 1938.88 с.

50. Кремнев А.Н., Панкратов Н.К. Пневматический сепаратор //Тракторы и сельхозмашины.- 1983.-№2,- С.27-28.

51. Кулагин С.М., Соловьёв В.М., Желтов B.C. Механизация послеуборочной обработки и хранения зерна и семян.- М.: Колос, 1979.- 256 с.

52. Куклин С.М. Совершенствование технологического процесса пневмо-систем зерноочистительных машин с диаметральным вентилятором-сепаратором: Автореф. дис. . канд. техн. наук.- Л.- Пушкин, 1990.- 16 с.

53. Лампетер В. Очистка и сортирование семян кормовых трав.- М.: Изд-во иностранной лит., I960.- 248 с.

54. Малис А .Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потоком. М.: Машгиз, 1962.- 178 с.

55. Матвеев A.C. Исследование процесса сепарирования зерновых смесей вертикально восходящим воздушным потоком: Дис. . канд. техн. наук. М., 1973.- 192 с.

56. Машины для послеуборочной поточной обработки семян /Под общ. ред. З.Л.Тица. М.: Машиностроение, 1967.- 447 с.

57. Машины для послеуборочной обработки зерна /Б.С.Окнин, И.В.Горбачев, А.А.Терехин, В.М.Соловьев.- М.: Агропромиздат, 1987.- 238 с.

58. Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1972.200 с.

59. Минко В.А. и др. Обеспыливание в литейных цехах машиностроительных предприятий. М.: Машиностроение, 1987.- 224 с.

60. Мякин В.Н., Урюпин С.Г. Обоснование параметров многоярусного канала //Совершенствование конструкций сельскохозяйственной техники: Сб. науч. тр. Башкирского с.-х. ин-та. Уфа, 1988. - С. 89-92.

61. Одинцов Н.И. Совершенствование замкнутых воздушных систем машин предварительной очистки зерна: Дис. . канд. техн. наук.- Киров, 1985.212 с.

62. Патент №2059114 РФ МКИ Б040 17/04, 29/26. Рабочее колесо диаметрального вентилятора /А.И. Бурков, В.Л. Андреев, О.П. Рощин (РФ). 4 е.: ил.

63. Патент №2065780 РФ, МКИ В07В 1/12, 4/02 //Зерноочистительная машина /Бурков А.И., Андреев В.Л., Рощин О.П. (РФ). 4 е.: ил.

64. Патент № 2122462 РФ МКИ6 В01Д 45/14. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель /А.И.Бурков, В.Л.Андреев, В.А.Казаков (РФ).- 5 е.: ил.

65. Патент № 2130247 РФ МКИ6 А01Р 12/44 В07В 4/02. Замкнутый пнев-мосепаратор /А.И.Бурков, Н.Л.Конышев (РФ).- 5 е.: ил.

66. Патент № 2137529 РФ, МКИ6 В01Д 45/14. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель /А.И.Бурков, В.А.Казаков (РФ).- 6 е.: ил.

67. Патент № 2165313 РФ, МКИ7 В07В 4/02. Пневматический сепаратор / А.И. Бурков, О.П. Рощин, В.А. Казаков, В.И. Исупов (РФ). 4 е.: ил.

68. Патент № 2174623 РФ, МКИ7 Р040 17/04. Диаметральный вентилятор / А.И. Бурков, О.П. Рощин, В.И. Исупов, А.Л. Лаптев (РФ). 3 е.: ил.

69. Патент № 2177565 РФ, МКИ7 Р040 17/04. Диаметральный вентилятор / А.И. Бурков, О.П. Рощин, В.И. Исупов, Ю.В. Сычугов (РФ). 4 е.: ил.

70. Патент №2192318 РФ, МКИ 7 В07В 4/08. Пневмосепаратор /А.И.Бурков, О.П.Рощин, В.И.Исупов, А.В.Алешкин (РФ).- 4 е.: ил.

71. Патент №2193460 РФ, МКИ 7В07В 11/06, 4/02. Питатель-дозатор сепаратора семян трав/ А.И.Бурков, О.П.Рощин, В.И.Исупов (РФ).- 4 е.: ил.

72. Патент № 2204057 РФ, МКИ7 F04D 17/04. Диаметральный вентилятор /А.И.Бурков, О.П.Рощин, В.И.Исупов, Д.Ф.Ефремов, А.М.Кутюков (РФ).- 5с.: ил.

73. Плехов Б.Г. Повышение эффективности функционирования семяочи-стительной машины путем совершенствования ее воздушной системы: Дисс. канд. техн. наук.- Киров, 1994.- 194 с.

74. Подоляко В.И., Климок А.И. Совершенствование процесса разделения зернового вороха на фракции воздушным потоком //Труды алтайского с.-х. инст.- Барнаул, 1979.- Вып.36.- С.52-57.

75. Патякина С.Н. Исследование воздушной системы зерноочистительных машин с замкнутой циркуляцией воздуха: Автореф. Дис. . канд. техн. наук. Л. - Пушкин, 1969.- 24 с. ^

76. Предварительные испытания сепаратора пневматического СП-2У-Р: протокол № 06-43-2002 (9060096).- Оричи, 2002.- 25 с.

77. Разработка пневмоколонки ПС-15 для технологических линий ЗАВ-20 и ЗАВ-25: Отчет о НИР/НИИСХ Северо- Востока. Руководитель- А.И.Бурков.-инв. № б.н.- Киров, 1997.- 44 с.

78. РД 10.10.2-91. Испытания сельскохозяйственной техники. Зерноочистительные машины и агрегаты, зерноочистительно-сушильные комплексы. Программа и методы испытаний.- М.: Изд-во стандартов.- 1991.- 87 с.

79. Ревенко Н.А. Выбор пылеуловителей для зерноочистительно-сушильных комплексов //Тракторы и сельхозмашины.- 1979.- №6.- С.22-25.

80. Рощин О.П. Повышение эффективности функционирования пневмо-сепарирующего канала //Технические средства для ресурсосберегающих технологий в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тр. НИИСХ Северо-Востока.- Киров, 1997.- 221 с.

81. Рощин О.П. Повышение эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы зерноочистительных машин путем совершенствования основных рабочих органов: Дис. .канд. техн. наук.- Киров, 1998.- 162 с.

82. Сепаратор пневматический для мелкосеменных и зерновых культур СГТ-2: Отчет о НИР /НИИСХ Северо-Востока. Руководитель А.И.Бурков.

83. ГР01970007281; инв.№ б.н.- Киров, 2002.- 21 с.' i

84. Сельскохозяйственные" машины (теория, конструкция, расчет).- 2-е изд., перераб. и доп. /Б.Г.Турбин, А.Б.Лурье, С.М.Григорьев и др.- JI.: Машиностроение, 1967.- 583 с.

85. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Под ред. канд. техн. наук М.И.Клецкина.- Т.2.- М.: Машиностроение, 1967.- С.104.

86. Степанов Г.Ю., Зицер И.М. Инерционные воздухоочистители.- М.: Машиностроение, 1986.- 184 с.

87. Сычугов Н.П. Состояние и тенденции совершенствования пневмоси-стем зерно-и семяочистительных машин //Сб. научн. тр. НИИСХ Северо- Востока.- Киров, 1995.- Т.4.- Механизация.- С.54-63.

88. Сычугов Н.П. Расчет и проектирование диаметральных вентиляторов с применением уравнений и номограмм //Тракторы и сельхозмашины.-1977.-№5.- С.28-31. Kft-t* )

89. Сычугов Н.П. Вентиляторы.- Киров, 2000.- 228 с.

90. Сычугов Н.П. О регулировании режима работы диаметрального вентилятора направляющим аппаратом //Механизация сельского хозяйства: Тр. Киров, с.-х. ин-та.- Киров, 1968.- Т.21, вып. 42.- С.32-37.

91. Сычугов Н.П., Бурков А.И., Одинцов Н.И. Повышение производительности пневмосепарирующего канала машин для предварительной очистки зерна //Тракторы и сельхозмашины.- 1986.- №2.- С.26-29.

92. Сычугов Н.П., Куклин С.М., Одинцов Н.И. Результаты исследования параллельной работы диаметральных вентиляторов //Механизация процессов в полеводстве: Сб. научн. тр.- Пермь, 1984.- С.11-14.

93. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле.-М.: Машиностроение.- 1985.- 427 с.

94. Турбин Б.Г. Вентиляторы сельскохозяйственных машин.- JL: Машиностроение, 1968.- 160 с.

95. Турбин Б.Г., Лурье А.Б., Григорьев С.М. и др. Сельскохозяйственные машины.- JL: Машиностроение, 1967.- С.359-486.

96. Шкляров С.С. Исследование вертикального аспирационного канала прямоугольного сечения для очистки зернового материала: Автореф. дис. . канд. техн. наук.- М., 1969.- 24 с.

97. Штокман Е.А. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности.-2-е изд., перераб. доп. -М.: Агропромиздат, 1989.- 312 с.

98. Hertzberg Н., Beitrag zur Ermittling der Sortierungsscharfe bei horizontaler Windsichötung, Diss., Halle, 1931.

99. Schwanz H., Kutter. W. Ein Leistungsfähiger Silbsichter zur Getreidereinigung // Agrartechnik.-1980.-Bd.30.H.II.- S.495-497.