автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора путем совершенствования основных рабочих органов

кандидата технических наук
Конышев, Николай Леонидович
город
Киров
год
2000
специальность ВАК РФ
05.20.01
цена
450 рублей
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Повышение эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора путем совершенствования основных рабочих органов»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора путем совершенствования основных рабочих органов"

На правах рукописи

КОНЫШЕВ Николай Леонидович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАМКНУТОГО ПНЕВМОСЕПАРАТОРА ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ

ОРГАНОВ

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 ?ш;з ш

Киров - 2000

Работа выполнена в Государственном учреждении Зональном Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого Российской академии сельскохозяйственных наук.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор Бурков А.И.

Заслуженный изобретатель РФ, доктор технических наук, профессор Мохнаткин В.Г.; кандидат технических наук, доцент Алешкин A.B.

Кировская государственная машиноиспытательная станция.

Защита состоится 30 мая 2000 г. в 14 часов на заседании диссер-- тационного совета К 020.93.01 в НИИСХ Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого по адресу: 610007, Киров, ул. Ленина, 166-а, ауд. 426.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого.

Автореферат разослан " 28 " апреля 2000 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, ,,

кандидат технических наук В.Л. Андреев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Главной целью развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства является обеспечение благоприятных условий устойчивого развития сельскохозяйственной экономики, создание резервов продуктов питания и сельскохозяйственного сырья, поддержание экологически чистой окружающей среды и комфортных условий труда работников отрасли. Успех в достижении этой цели во многом зависит от уровня технических средств и способов послеуборочной обработки зерна. Своевременное и эффективное проведение послеуборочной обработки зерна снижает потери и себестоимость зерна, а также повышает его семенные и продовольственные качества. Важной составной частью послеуборочной обработки является очистка зерна от примесей. Особое значение имеет очистка семенного зерна. Существующие на сегодняшний день в хозяйствах региона и страны в целом семяочи-стительные линии способны обработать около 20% семенного фонда. Однако затратность получения качественных семян достаточно велика. Большинство зерноочистительных линий непригодно для получения высококлассных семян из-за отсутствия в них специальных машин для очистки семян, в том числе и высокопроизводительных пневмосепараторов, о необходимости создания которых говорится в Концепции развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Северо-Восточного региона европейской части России на 1997 и период до 2000 года.

Цель исследования. Целью данной работы является повышение эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора путем совершенствования устройств ввода зернового материала в пнев-мосепарирующий канал, вывода очищенного зерна и очистки циркулирующего воздуха.

Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны технологический процесс, экспериментальный и опытный образцы пневмосепаратора, диаметральный вентилятор с пылеулавливающим устройством, устройства ввода зернового материала в пневмосе-парирующий канал и вывода из него очищенного зерна.

Научная новизна. Определены пути повышения качества очистки зерна и воздуха, снижения расхода энергии и предложены новые технические решения для их осуществления: устройства ввода зерна в пневмосепарирующий канал, вывода очищенного зерна и очистки циркулирующего воздуха.

Рабочий процесс пневмосепарирующего канала описан математической моделью и определены оптимальные конструктивные и режимные параметры устройства ввода зерна, выполненного в виде лопаточного валика с верхней подачей (патент РФ №2134620).

Диаметральный вентилятор снабжен пылеулавливающим устройством, которое сообщено посредством специального канала с инерционным центробежно-жалюзийно-противоточным пылеуловителем (патент РФ №2130247).

Предложено на привод устройства вывода очищенного зерна, выполненного в виде шлюзового затвора с лопастным барабаном, дополнительно использовать энергию потоков воздуха и зерна (решение ФИПС о выдаче патента по заявке №99107321).

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Содержащиеся в диссертации научные положения и выводы позволяют на стадии проектирования и конструирования обосновать основные конструктивные и режимные параметры устройств ввода зерна в пневмосепарирующий канал, вывода из него очищенного зерна и пылеулавливающего устройства диаметрального вентилятора.

Результаты исследований использованы проектно-конструкторским бюро НИИСХ Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого при разработке конструкторской документации и изготовлении опытного образца замкнутого пневмосепаратора ПС-15 производительностью до 15 т/ч.

Опытный образец замкнутого пневмосепаратора ПС-15 установлен в технологической линии зерноочистительно-сушильного комплекса КЗС-40 колхоза "Рагозинский" Немского района Кировской области и по результатам предварительных и приемочных государственных испытаний рекомендован к производству опытной партии.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях Научно-исследовательского института сельского хозяйства Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого, Вятской государственной сельхозакадемии за период 1998...2000 гг. и Нижегородской государственной сельхозакадемии в 1999 г.

По материалам исследований опубликовано 6 научных статей, получено 2 патента РФ на изобретения и одно положительное решение о выдаче патента на изобретение.

На защиту выносятся следующие положения:

- схема замкнутого пневмосепаратора с диаметральным вентилятором, снабженным пылеулавливающим устройством;

- теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора;

- математическая модель рабочего процесса вертикального пневмосепарирующего канала с устройством ввода в виде лопаточного валика с верхней подачей и его конструктивные и режимные параметры;

- схема и конструктивные параметры устройства вывода очищенного зерна из пневмосепарирующего канала, уравнение энергетического баланса барабана шлюзового затвора;

- результаты ведомственных, предварительных и приемочных государственных испытаний опытного образца замкнутого пневмосепаратора ПС-15.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 202 страницы, 57 рисунков, 8 таблиц и 19 приложений. Список использованной литературы включает 120 наименований.

СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Во введении дана характеристика выполненной работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследования» в результате анализа конструкций пневмосепараторов, их основных рабочих органов, а также научных работ В.Л.Андреева, Ю.М.Блинова, М.А.Борискина, А.И.Буркова, В.Ф.Веденьева, В.В.Гортинского, А.С.Демидова, А.Б.Демского, Н.В.Жолобова, А.Я.Малиса, А.С.Матвеева, О.П.Рощина, В.Е.Саитова, Н.П.Сычугова, В.Н.Талиева и других ученых было установлено, что замкнутые пневмосепарато-ры более экологичны, имеют меньшие габаритные размеры, удельную металло- и энергоемкость, по сравнению с другими. Применение в них вертикального пневмосепарирующего канала, диаметрального вентилятора с пылеулавливающим устройством, криволинейного центробежно-жалюзийно-противоточного пылеуловителя, осадочной камеры, герметичных устройств ввода зернового материала в пнев-мосепарирующий канал в виде лопаточного валика с верхней подачей и вывода из него чистого зерна в виде шлюзового затвора способст-

вует повышению эффективности функционирования. Намечены пути повышения качества очистки циркулирующего в замкнутой пневмо-системе воздуха, равномерности распределения зерна по сечению пневмосепарирующего канала, снижения габаритов и энергозатрат на привод шлюзового затвора и поставлены следующие задачи исследования:

- разработать технологическую схему замкнутого пневмосепара-тора с диаметральным вентилятором, снабженным пылеулавливающим устройством;

- определить оптимальные геометрические размеры пылеулавливающего устройства;

- провести теоретические и экспериментальные исследования влияния основных конструктивных и режимных параметров устройства ввода зерна, выполненного в виде лопаточного валика с верхней подачей на качественные и количественные показатели работы пневмосепарирующего канала при различных удельных зерновых нагрузках;

- разработать схему и определить конструктивные параметры герметичного устройства вывода очищенного зерна, обеспечивающего снижение энергоемкости замкнутого пневмосепаратора при сохранении необходимых технологических и аэродинамических показателей его работы;

- разработать и изготовить опытный образец замкнутого пневмосепаратора, провести его производственные испытания, агротехническую, эксплуатационную и энергетическую оценки.

Во втором разделе «Теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора» проведен анализ процесса работы лопаточного валика с верхней подачей зернового материала в вертикальный пневмосепарирующий канал (рис.1 ,а).

Составлено дифференциальное уравнение безотрывного движения частицы по лопатке валика, которое с учетом всех действующих на нее сил (рис. 1,6) имеет вид:

т^ = т§^Й + Ртр+Фс+Фе, (1)

где т - масса частицы; Ж - абсолютное ускорение частицы; пщ - сила тяжести; g - ускорение свободного падения; N - сила нормальной реакции лопатки; Р = -|ЛГ| •/ - сила трения о лопатку;/- коэффи-

циент трения; иг - относительная скорость, направленная вдоль лопатки; и,. - ее модуль; Фс =-2т-а>хиг - сила инерции Кориолиса; ю-угловая скорость; Фе- сила инерции переносного движения, которая в проекциях на оси координат имеет вид:

Фех -а2-(х + гх ■ созу^) ■ т;

Феу = со2 •)•[ -зтух -т,

где Г\ - внутренний радиус установки лопаток валика; ух - угол установки лопаток к радиус-вектору валика.

а б

Рис.1. К анализу работы лопаточного валика с верхней подачей зернового материала в вертикальный пневмосепарирующий канал: 1 - пневмосепарирующий канал; 2 - загрузочное окно; 3 - скатная стенка донышка; 4 - донышко; 5 - валик; б - уллотнительный козырек; 7 - приемно-загрузочный бункер

После преобразований выражение (1) принимает вид: х + 2а>- / -х-со2 - х = ■ зт( ух- ср0- + /3) + М2, (2) где у^-щ-ю-г-д-угол между силой тяжести и плоскостью лопат-

ки;

; Мх = + /? = агсг& — ; М2=со2 •г1(/-зту1+созу1).

V/У

Методом численного решения уравнения (2) по разработанной программе проведено аналитическое исследование влияния положения уплотнительного козырька относительно вертикальной оси вали-

ка, определяемое полярным углом щ, угла у\ установки лопаток к радиус-вектору валика, его внутреннего радиуса г1 и частоты п вращения на полярный угол выхода с валика последней частицы, абсолютные скорости о01 и и02, углы а01 и «02 ввода первой и последней частиц, угол А<р~ (Р2-<Р\ дуги выхода частиц с валика, угол А«0=^02 -«01 раскрытия зерновой струи.

Изменение угла ср\ в сторону отрицательных значений не влияет на скорость ввода частиц и приводит к увеличению угла раскрытия зерновой струи за счет подъема ее верхней границы, что способствует лучшему расслоению и распределению зернового материала по глубине канала. Увеличение значений г\ приводит к снижению скорости ввода, подъему нижних траекторий и уменьшению угла раскрытия зерновой струи, что создает различные условия для сепарации. Изменение угла у\ в сторону отрицательных значений, ведет к уменьшению скорости ввода зернового материала, но вызывает задержку схода с валика последних частиц. При положительных значениях угла у\ обеспечивается своевременный, но ускоренный сход частиц с валика. Оптимальные условия ввода зернового материала в канал достигаются при определенных значениях частоты и вращения валика.

В ходе теоретического исследования процесса работы устройства вывода очищенного зерна из вертикального пневмосепарирующего канала, выполненного в виде шлюзового затвора, было предложено его лопастной барабан частично ввести в зону действия потоков зерна и воздуха (рис.2).

Такое расположение барабана шлюзового затвора в нижней части канала позволяет снизить не только габаритные размеры, но и энергозатраты на его привод за счет использования кинетической энергии потоков зерна и воздуха. При этом определено, что барабан должен входить снизу в боковое окно и в сторону пневмосепарирующего канала от вертикали, проходящей через верхнюю кромку бокового окна, на величину, не превышающую половины его диаметра.

Для определения мощности, передаваемой барабану шлюзового затвора потоками зерна и воздуха, действующими на лопасти вращающегося барабана, составлено уравнение энергетического баланса при установившемся движении:

И„р ~к• N• /-г-о)~(&-г3 -о3-г3 ■ + ^■ £-7*3 х

X [соз(<рк + <р0) - со* <рй)~ 0,5 • СК ■ Р ■ р ■ (ив - со ■ га)2 ■ га ■ оз.

Рис.2. Схема шлюзового затвора с лопастным барабаном для вывода очищенного зерна из вертикального пневмосепари-рующего канала: 1,4- пневмо-сепарирующий и воздухопод-водящий каналы; 2 - устройство ввода; 3 - приемно-загрузочный бункер; 5 и б - боковое и выгрузное окна пневмосепариру-дюшего канала; 7 - корпус шлюзового затвора; 8 - лопастной барабан; —е-э- - поток воздуха; --> - поток зерна

Первое слагаемое в левой части уравнения (3) есть мощность на привод барабана шлюзового затвора, а второе - мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления: Nc = к- N ■ f-г ■ а), (4)

где к - число лопастей барабана; N - сила давления лопасти на корпус шлюзового затвора; /- коэффициент трения; г - радиус барабана; со -угловая скорость.

Правая часть уравнения (3) есть искомое выражение мощности, передаваемой вращающемуся барабану затвора потоками зерна и воздуха:

AN = (<o-r¡-и3-г3 ■sincpb)-q'-(ü + q'-g-r3 \cos((pk+(pQ)-cos(pQ]--0,5-CR-F-p-(ve-co-ra)2-ra-ú),

где r3 - радиус, определяющий положение средней линии потока зерна относительно оси барабана; v3 - скорость зернового потока при входе в затвор; щ - полярный угол входа потока зерна на лопасть барабана (определяется положением кромки выгрузного окна пневмо-сепарирующего канала); q - секундная подача зерна; g - ускорение свободного падения; щ - полярный угол выхода зерна из барабана (определяется положением кромки выгрузного окна корпуса шлюзового затвора); CR - коэффициент аэродинамической силы Ра; F - площадь миделевого сечения обтекаемой части барабана; р - плотность

воздуха; ое - скорость набегающего потока воздуха; га - плечо приложения аэродинамической силы Ра в середине площади F.

Расчетная мощность AN, передаваемая потоками зерна и воздуха барабану шлюзового затвора ПС-15 в режиме его номинальной загрузки, составляет 10,4 Вт.

В третьем разделе «Программа, экспериментальные установки и методика экспериментальных исследований» представлены программа экспериментальных исследований, методика определения параметров вводимой в пневмосепарирующий канал зерновой струи, описаны экспериментальная установка, использованные приборы и оборудование.

Экспериментальная установка имеет ширину 0,3 м и соответствует в продольно-вертикальной плоскости по величине замкнутому пневмосепаратору ПС-15, схема которого представлена на рисунке 7.

Обработку результатов экспериментальных исследований проводили на персональном компьютере IBM PC/AT при помощи пакета статистической обработки данных «STATGRAPHICS+».

В четвертом разделе «Результаты экспериментальных исследований» изложены выявленные особенности функционирования замкнутой воздушной системы пневмосепаратора.

Повысить качество очистки отработанного воздуха в замкнутой пневмосистеме предложено за счет установки в нагнетательном патрубке диаметрального вентилятора, в зоне максимального разворота радиуса спирали его кожуха, пылеулавливающего устройства, способного улавливать мелкодисперсную пыль и отводить ее на рециркуляцию, минуя зону сепарации.

В результате исследования различных вариантов пылеулавливающего устройства (рис.3) была определена его рабочая конструкция и оптимальные геометрические параметры: высота входного окна а=25 мм, выходного - с=15 мм, длина переточного канала />100 мм, радиус колена Л=25 мм. При этом изучено влияние пылеулавливающего устройства на распределение статических давлений по длине воздушного тракта пневмосистемы, средние скорости воздуха в пневмосепарирующем канале, эпюры скоростей воздуха в канале и отводе, КПД вентилятора и его аэродинамическую характеристику. При установке пылеулавливающего устройства с оптимальными параметрами эффективность очистки воздуха составила 98,4% против 95,6% без него, т.е. увеличилась на 2,8%. При этом скорость воздуха в канале и КПД вентилятора снизились не более, чем на 2%. Наи-

больший эффект очистки достигается при скорости воздуха ипск^ 5 м/с и составляет 97,6...98,6%.

Рис.3. Схемы исполнений пылеулавливающего устройства: жалюзийная решетка (а); колено цилиндрической формы (5); колено цилиндрической формы с удлиненным переточньш каналом (в)

При исследовании процесса работы вертикального пневмосепа-рирующего канала глубиной ЬПСк=0,18 м с устройством ввода в виде лопаточного валика диаметром 0,09 м с 8-ю плоскими стальными лопатками толщиной 8-2 мм методом однофакторного эксперимента была установлена степень влияния углов щ, уъ радиуса п и частоты п вращения валика на параметры зерновой струи при иЛС/г-0 м/с (примеры на рис.4) и на эффект Е0 очистки и потери а зерна при Оцск=ТЛ м/с (рис.5). При этом удельная зерновая нагрузка д устанавливалась равной 2,0 кг/(с-м).

Оценка о сходимости результатов теоретического исследования с экспериментальными данными, показала, что характер полученных зависимостей по параметрам траекторий ввода зерновок в канал не меняется, наблюдается лишь расхождение результатов по абсолютным значениям величин.

Однофакторными экспериментами установлено, что наиболее качественная очистка зерна происходит при использовании валика, имеющего глубину Нж желобков, равную 20 мм, и установке уплот-нительного козырька на максимально возможном удалении от канала при условии сохранения требуемой пропускной способности валика.

а

§

8

300 ьыь

град

п-т Ы7 1мин~' мм •<р,*о О. }

\

\ И/и МЛ

% j/cV,

^oz

2,8 IB 0

Vo„ д^лсГв,

У02, W

м/с град

2,0 т

,{,6 rofw, W

град t

1,2 0 {00,

щ- •20 80

-40 Б0

<РгО°; Хг-ЗО"; г,"21 мм !

kdo О'

о(ог

of«

1,2

град

0,8 {о

0,6 0,4

-20 -40

+30 0 -30 X,,град-90' {40 {60 {80 п,мин'1220

Рис.4. Влияние угла у\ установки лопаток (а) и частоты п вращения валика (б) на полярный угол ць выхода последней частицы, абсолютные скорости ив; и Ц)2, углы Ой и ао2 ввода первой и последней частиц, угол А<р дуги выхода частиц с валика и угол Аао раскрытия зерновой струи: —О— - —л— - щ»; 0 - 1Л>2, —* - «оь —•— - «зг; ■—^— - Д% —0— - Аао

50

&//; 40

30

20

50 40 30 20

- «зг; ■

0,5

50

а,'А Ес,% 0,4 40

0,5 0,4

0,3 0,2

30 20

{8 9 0 -9%град -Х^-ЗО";----Кг+30°

0,5 40

п^S O мин fc-Ъ 0'

+30 0 -30 -60 -90 а,,град г

а.% Ео'А

0,4 7>0

0,3

/7 2i 25 29г,,мм

0,2

20 10

т 160 W 200п,мин-'240

Рис.5. Зависимости эффекта Е0 очистки и потерь а зерна от положения (угла (р\) уплотнительного козырька (а), угла у\ установки лопаток (б), внутреннего радиуса гх установки лопаток (в) и частоты п вращения валика (г)

а

Для определения оптимальных значений окружной скорости и(х\) по концам лопаток, угла их установки и наружного радиуса гг{х3) при различных значениях удельной зерновой нагрузки д(х4) был реализован полный факторный эксперимент типа 24. Независимые переменные факторы и уровни их варьирования приняты на основании анализа теоретического исследования и однофакторных экспериментов. Критерием оптимизации являлся эффект .£0 очистки зернового материала при уровне потерь а зерна в отходы, равном 2,0%.

После реализации плана эксперимента и обработки результатов опытов получена адекватная (95% доверительная вероятность) модель регрессии:

у = 53,525 + 1,785л:, - 0,9 12х2-0,92 1х3-8,206;с4 + 0,683*] -х2-- 0,534^ • *3 + 0,839*! • х4 + 0,б9бх2 • *3 + 0,850х3 ■ х- - (б)

-0,691л;] -х2 -*3 -0,548*! -х3-х4 + 0,830х2 -*4.

Большинство коэффициентов эффектов взаимодействия модели регрессии (6) оказались значимы, что свидетельствует о недостаточно точном описании процесса сепарации полиномом 1-го порядка. Однако его можно использовать для анализа действия факторов. Анализ уравнения (6) позволил определить, что в области удельных зерновых нагрузок q от 2,13 до 3,25 кг/(с-м) оптимальный размер наружного радиуса г2 валика составляет 45 мм. При этом в рабочем диапазоне окружных скоростей и валика от 0,76 до 1,04 м/с для удельной нагрузки q = 3,25 кг/(с-м) наибольший эффект Е0 очистки достигается при угле установки лопаток /1-0° и окружной скорости валика и" 1,04 м/с, а для ^ = 2,13 кг/(с-м) - в двух случаях: при 71 = 0°, и = 0,76 м/с и 71=-60°, и=1,04 м/с. При этом лопатки валика, имеющие угол уу=-60°, предложено выполнять объемными с расположением их тыльной поверхности радиально или под некоторым положительным углом для обеспечения своевременности схода с него последних частиц и исключения тем самым попадания зерна в нижний зазор между валиком и донышком.

Для более точного описания поверхности отклика при удельной зерновой нагрузке кг/(с-м), соответствующей номинальной

производительности пневмосепаратора ПС-15, на основании результатов планирования эксперимента 1-го порядка, был выбран и реализован ортогональный центральный композиционный план 2-го порядка для двух факторов и(х\) и /¡(хг).

После реализации плана эксперимента и обработки результатов опытов получена адекватная (95% доверительная вероятность) модель регрессии:

у = 49,900 + 0,435*! + 0,540^ • х2 - 0,568*? -1,318x1 (7) Анализ математической модели (7) проводили с помощью двумерных сечений (рис.6). Наибольшее значение эффекта Е0 очистки (для валика с параметрами: щ = 0°, г2~ 45 мм, кж = 20 мм, 2- 8 шт) достигается при у1 = 0° и и = 0,98 м/с (п - 208 мин"1).

Рис.6. Двумерные сечения поверхности отклика у-/(хь х2) при д = 3,0 кг/(с-м)

В пятом разделе «Результаты испытаний опытного образца пневмосепаратора ПС-15 с замкнутой пневмосистемой» приведены результаты ведомственных, предварительных и государственных приемочных испытаний сепаратора в колхозе «Рагозинский» Немско-го района Кировской области, даны его агротехническая, эксплуатационная и энергетическая оценки.

Опытный образец замкнутого пневмосепаратора (рис.7) был установлен в технологическую линию агрегата ЗАВ-40 вместо одной из двух зерноочистительных машин ЗВС-20А и двух центробежно-пневматических сепараторов ЗАВ-40.02.000.

В ходе испытаний пневмосепаратора ПС-15 установлено следующее. От совместного использования на привод барабана шлюзового затвора кинетической энергии потоков зерна и воздуха при но-

минальной производительности сепаратора £>„=13,4 т/ч (на ржи) и рабочей скорости воздуха 54 м/с, экономия электроэнергии составляет 18 Вт, что согласуется с теоретическими расчетами. Коэффициенты вариации скорости воздуха по ширине и глубине канала в зоне сепарации соответственно составляют уш = 3,7% и уг = 19,9%. Равномерность распределения зернового материала по ширине пнев-мосепаратора хорошая - коэффициент вариации V- 14% при подаче 13,4 т/ч. Уровень шума превышает норму ВО дБА и составляет 88 дБА. Коэффициент надежности равен 1,0 при наработке 256 часов.

Рис.7. Схема пневмосепаратора ПС-15: 1,16-шлюзовые затворы; 2, 3, 12 - пневмосепарирующий, воздухоподводящий, воздухоот-водящий каналы; 4 - питающий валик; 5 — дроссельная заслонка; 6 - клапан; 7 - распределительный шнек; 8 - перепускное окно; 9 -входной участок канала 10; 10 -канал частичного отвода запыленного воздуха; 11 - диаметральный вентилятор; 13 - центро-бежно-жалюзийный отделитель;

14 - противоточный отделитель;

15 - осадочная камера; 17 - направляющая перегородка;->■ -

поток сепарируемого материала; —- воздушный поток с легкими примесями; —•-> - трудно-

осаждаемые примеси;--> -

осаждаемые примеси; —. очищенный воздух

Агротехническая оценка работы пневмосепаратора ПС-15 на очистке семян озимой ржи сорта Вятка-2 в зависимости от скорости ^лск воздуха в пневмосепарирующем канале при подаче £„=13,8 т/ч {рис. 8) показала высокую эффективность очистки зернового материала от легких примесей и дробленого зерна.

Благодаря эффективной работе нового сепаратора при подачах 0„= 10,5...16,7 т/ч и потерях зерна а = 1,67...2,33%, технологическая линия агрегата ЗАВ-40 обеспечивает выход семян 1 класса чистоты за один пропуск.

Рис.8. Агротехнические показатели пневмосепаратора ПС-15 на очистке озимой ржи сорта Вятка-2 при производительности 13,8 т/ч в зависимости от средней скорости о„ск воздуха в пневмосепарирующем канале: —•— - чистота Ч зерна; —Д— эффект Епр выделения примесей; —0— - эффект Ес„р выделения сорных примесей; —о— . эффект Ед.3. выделения дробленого зерна; —+— -эффект Ел,„р, выделения легких примесей; —*—- потери а основного зерна в отходы

По сравнению с сепараторами разомкнутого типа марок ЗАВ-40.02.000, СП-5 и ПС-ОСХИ новый замкнутый пневмосепаратор ПС-15 не загрязняет окружающую среду отработанным воздухом, имеет в 2...3 раза большую производительность (в семенном режиме), в 1,54...4 раза меньшую удельную энергоемкость и, за исключением сепаратора ЗАВ-40.02.000, меньшую в 1,1... 1,6 раза удельную металлоемкость. По результатам государственных приемочных испытаний пневмосепаратор ПС-15 рекомендован к выпуску опытной партии. От внедрения машины за счет улучшения качества очистки семян в 1999 г. получен экономический эффект в размере 25200 руб., а в 1999 г.-82500 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан замкнутый пневмосепаратор с диаметральным вентилятором, снабженным пылеулавливающим устройством в виде колена с переточным каналом (патент РФ №2130247), вертикальным пневмосепарирующим каналом и герметичными устройствами ввода зернового материала в канал в виде лопаточного валика с верхней подачей (патент РФ №2134620) и вывода из него очищенного зерна в

виде шлюзового затвора с лопастным барабаном (решение ФИПС о выдаче патента по заявке №99107321), обеспечивающий высокое качество выполнения технологического процесса (Е0 > 60% при а = 1,67...2,33%) и низкий удельный расход энергии (0,40...0,64 кВт-ч/т при производительности 10,5... 16,7 т/ч) за счет подачи в зону сепарации равномерного и стабильного воздушного и зернового потоков, высокой степени очистки отработанного воздуха и использования энергии потоков зерна и воздуха на привод барабана шлюзового затвора.

2. Пылеулавливающее устройство в виде колена с переточным каналом, установленным в выходном патрубке диаметрального вентилятора, позволяет повысить эффективность очистки воздуха, циркулирующего в замкнутой пневмосистеме, на 2,8% при незначительном снижении КПД вентилятора (до 2%). Наибольший эффект очистки воздуха достигается при скорости воздуха в пневмосепарирующем канале более 5 м/с и составляет 97,6...98,6%. Оптимальными размерами пылеулавливающего устройства пневмосепаратора ПС-15 являются: высота входного окна а-25 мм, выходного окна - с~ 15 мм, длина переточного канала / > 100 мм, радиус колена Я = 25 мм.

3. Теоретически получены аналитические зависимости для определения скорости и направления движения частиц зерновой смеси при вводе ее в вертикальный пневмосепарирующий канал лопаточным валиком с верхней подачей в зависимости от параметров устройства ввода и режимов его работы, которые могут быть использованы для предварительных расчетов на стадии исследования и проектирования пневмосистем.

4. Разработана математическая модель функционирования лопаточного валика с верхней подачей и определены его оптимальные конструктивные и режимные параметры для вертикального пневмо-сепарирующего канала глубиной 0,18 м в зависимости от удельной зерновой нагрузки. При удельной нагрузке до 3,25 кг/(с-м) оптимальные размеры наружного радиуса г2 валика и глубины кж его желобков составляют соответственно 45 и 20 мм. Для удельной зерновой нагрузки <7 = 3,25 кг/(с-м) наибольший эффект очистки Еа достигается при угле установки лопаток у\ = 0° и окружной скорости валика и = 1,04 м/с, для ^ = 2,13 кг/(с-м) - в двух случаях: ух = 0°, и = 0,76 м/с и у\ = -60°, и= 1,04 м/с. Уплотнительный козырек должен устанавливаться (угол ср{) на максимально возможном удалении от стенки канала при условии сохранения требуемой пропускной способности ва-

лика. Для пневмосепаратора ПС-15 номинальной производительностью 15 т/ч [д = 3,0 кг/(с-м)], имеющего размеры поперечного сечения канала 0,18 х 1,4 м, оптимальными являются: ^2-45 мм, кж = 20 мм, /1 = 0°, и = 0,98 м/с (и = 208 мин1), <рх= 0° при числе лопаток валика г=8шт.

5. Устройство вывода очищенного зерна из пневмосепарирую-щего канала, выполненное в виде шлюзового затвора с лопастным барабаном, введенным в пневмосепарирующий канал в зону действия потоков зерна и воздуха, снижает энергозатраты на привод барабана и уменьшает габаритные размеры замкнутого пневмосепаратора. Составлено в общем виде уравнение энергетического баланса, позволяющее рассчитать мощность, передаваемую вращающемуся барабану шлюзового затвора потоками зерна и воздуха. Производственная проверка пневмосепаратора ПС-15 в режиме его номинальной загрузки показала, что от совместного использования на привод барабана шлюзового затвора энергии потоков зерна и воздуха экономия электроэнергии составляет 18 Вт, что согласуется с теоретическими расчетами (10,4 Вт).

6. Испытания опытного образца пневмосепаратора ПС-15 с замкнутой воздушной системой подтвердили высокую эфективность его функционирования и значимость решаемой проблемы. По сравнению с сепараторами разомкнутого типа ЗАВ-40.02.000, СП-5 и ПС-ОСХИ замкнутый пневмосепаратор ПС-15 не загрязняет окружающую среду отработанным воздухом, имеет в 2...3 раза большую производительность, в 1,54...4 раза меньшую удельную энергоемкость и, за исключением сепаратора ЗАВ-40.02.000, меньшую в 1,1... 1,6 раза удельную металлоемкость. В результате обработки зерновых культур пшеницы, ржи, ячменя за один проход на технологической линии ЗАВ-40, включающей машину предварительной очистки, машину первичной очистки ЗВС-20А, пневмосепаратор ПС-15 и два триерных блока ЗАВ-10.90000А, получено семян: в 1998 г. - 260 т 3 класса чистоты; в 1999 г. - 250 т, из которых 120 т 2 класса и 130 т 3 класса чистоты. От внедрения машины за счет улучшения качества семян в 1998 г. получен экономический эффект в размере 25200 руб., а в 1999 г. - 82500 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бурков А.И., Андреев В.Л., Конышев Н.Л. Результаты ведомственных испытаний пневмосепаратора ПС-15 / Энергосберегающие технологии и технические средства механизации животноводства Северо-Востока России: Сб.тр.науч.-практ. конф.- Киров: НИИСХ Северо-Востока, 1999.- Т.2.- С.100-108.

2. Бурков А.И., Конышев Н.Л. Пневмоколонка ПС-15 //Сельский механизатор.- 1999.-№10.- С.2, 12.

3. Бурков А.И., Конышев Н.Л. Повышение эффективности очистки воздуха в пневмосепараторе ПС-15 с замкнутой циркуляцией //Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации агропромышленного комплекса Северо-Востока: Сб.материалов науч.-практ. конф.- Киров: НИИСХ Северо-Востока, 1998.- С.бЗ-65.

4. Бурков А.И., Конышев Н.Л. Экспериментальное исследование процесса работы питающего валика с отогнутыми лопатками // Совершенствование процессов механизации и использование энергии в сельскохозяйственном производстве: Материалы региональной науч.-практ. конф. инженерного факультета Нижегородской ГСХА по итогам работы за 1996-1999 г.г - Нижний Новгород: НГСХА, 1999.- С.96-101.

5. Бурков А.И., Конышев Н.Л. Семя очистительно-сушильная линия на базе зерноочистительного агрегата ЗАВ-40: Информ.листок № 14-99.- Киров: ЦНТИ, 1999.-4 с.

6. Конышев Н.Л. Анализ конструкций устройств вывода очищенного материала из вертикального пневмосепарирующего канала //Совершенствование технологий и технических средств в сельскохозяйственном производстве: Сб. тез. докл. к научи, конф. инженерного факультета ВГСХА.- Киров: ВГСХА, 1999.- С.13-15.

7. Патент № 2130247 РФ, МКИ6 А01Б 12/44, В07В 4/02. Замкнутый пневмосепаратор /А.И.Бурков, Н.Л.Конышев (РФ).- 5 с.

8. Патент № 2134620 РФ, МКИб В07В 4/00, 11/06. Пневматический сепаратор / А.И.Бурков, Н.Л.Конышев (РФ).- 4 с.

9. Пневматический сепаратор (решение ФИПС от 28.01.2000 о выдаче патента по заявке №99107321/03 (008036)), МПК7 В07В 4/02 / А.И.Бурков, Н.Л.Конышев; Заявл. 12.04.99.

Подписано в печать 21.04.2000 г. Лицензия № 020767 от 08.04.1998 г. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 80 экз. Заказ № 46. Отпечатано с оригинал-макета. Типография НИИСХ Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого 610007, г.Киров, ул.Ленина, 166-а.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Конышев, Николай Леонидович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Свойства семенного материала зерновых и зернобобовых смесей

1.2. Анализ пневмосепараторов для послеуборочной обработки семян

1.3. Анализ конструкций основных рабочих органов пневмосепараторов

1.3.1. Пневмосепарирующие каналы.

1.3.2. Устройства ввода зерновой смеси в вертикальный пневмосепа-рирующий канал.

1.3.3. Устройства вывода очищенного материала из вертикального пневмосепарирующего канала.

1.3.4. Устройства очистки отработанного воздуха.

1.4. Постановка цели и задач исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАМКНУТОГО ПНЕВМОСЕПА-РАТОРА.

2.1. Анализ процесса работы лопаточного валика с верхней подачей зернового материала в вертикальный пневмосепарирующий канал.

2.2. Анализ процесса работы шлюзового затвора вывода очищенного зерна из вертикального пневмосепарирующего канала.

2.3. Выводы.

3. ПРОГРАММА, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Экспериментальные установки.

3.2.1. Экспериментальная установка для исследования замкнутой пневмоистемы с диаметральным вентилятором, снабженным пылеулавливающим устройством.

3.2.2. Устройство ввода зернового материала в вертикальный пневмосепарирующий канал.

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований и обработки опытных данных.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Изыскание конструкции, определение оптимальных геометрических размеров пылеулавливающего устройства и его влияние на технологические и аэродинамические показатели работы замкнутой пневмо-системы.

4.2. Влияние конструктивных, кинематических и технологических параметров устройства ввода на эффективность функционирования пнев-мосепарирующего канала.

4.2.1. Влияние удельной зерновой нагрузки на эффективность процесса очистки зерна.

4.2.2. Влияние конструктивных параметров устройства ввода и частоты вращения лопаточного валика на его пропускную способность.

4.2.3. Влияние положения уплотнительного козырька на формирование зерновой струи и эффективность ее обработки воздушным потоком в вертикальном пневмосепарирующем канале.

4.2.4. Влияние внутреннего радиуса установки лопаток валика на процесс работы устройства ввода и пневмосепарирующего канала.

4.2.5. Влияние угла установки лопаток валика на процесс работы устройства ввода и пневмосепарирующего канала.

4.2.6. Влияние частоты вращения валика на процесс работы устройства ввода и пневмосепарирующего канала.

4.3. Оптимизация геометрических и кинематических параметров устройства ввода зернового материала в вертикальный пневмосепарирую-щий канал.

4.4. Выводы.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ПНЕВМО-СЕПАРАТОРА ПС-15 С ЗАМКНУТОЙ ПНЕВМОСИСТЕМОЙ.

5.1. Результаты ведомственных испытаний опытного образца пневмо-сепаратораПС-15.

5.2. Результаты предварительных испытаний опытного образца пнев-мосепаратора ПС-15.

5.3. Результаты государственных приемочных испытаний опытного образца пневмосепаратора ПС-15.

Введение 2000 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Конышев, Николай Леонидович

Главной целью развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства является обеспечение благоприятных условий устойчивого развития сельскохозяйственной экономики, создание резервов продуктов питания и сельскохозяйственного сырья, поддержание экологически чистой окружающей среды и комфортных условий труда работников отрасли.

Успех в достижении этой цели во многом зависит от уровня технических средств и способов послеуборочной обработки зерна. Своевременное и эффективное проведение послеуборочной обработки зерна снижает потери и себестоимость зерна, а также повышает его семенные и продовольственные качества. Важной составной частью послеуборочной обработки является очистка зерна от примесей. Особое значение имеет очистка семенного зерна.

Существующие на сегодняшний день в хозяйствах региона и страны в целом семяочистительные линии способны обработать около 20% семенного фонда [83]. Однако затратность получения качественных семян достаточно велика. Большинство же зерноочистительных линий непригодно для получения высококлассных семян из-за отсутствия в них специальных машин для очистки семян, в том числе и высокопроизводительных пневмосепараторов, о необходимости создания которых говорится в Концепции развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Северо-Восточного региона европейской части России на 1997 и период до 2000 года [51].

В НИИСХ Северо-Востока по договору с Департаментом сельского хозяйства и продовольствия Кировской области в течение ряда лет проводились изыскания по совершенствованию замкнутой пневмосистемы сепарирующих устройств [87, 88, 89].

Цель исследования. Целью данной работы является повышение эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора путем совершенствования устройств ввода зернового материала в пневмосепарирующий канал, вывода очищенного зерна и очистки циркулирующего воздуха.

Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны технологический процесс, экспериментальный и опытный образцы пневмосепаратора, диаметральный вентилятор с пылеулавливающим устройством, устройства ввода зернового материала в пневмосепарирующий канал и вывода из него очищенного зерна.

Методика исследования. При выполнении диссертационной работы использованы стандартные и частная методики исследований с применением физического и математического моделирования.

Научная новизна. Определены пути повышения качества очистки зерна и воздуха, снижения расхода энергии и предложены новые технические решения для их осуществления: устройства ввода зерна в пневмосепарирующий канал, вывода очищенного зерна и очистки циркулирующего воздуха.

Рабочий процесс пневмосепарирующего канала описан математической моделью и определены оптимальные конструктивные и режимные параметры устройства ввода зерна, выполненного в виде лопаточного валика с верхней подачей (патент РФ №2134620).

Диаметральный вентилятор снабжен пылеулавливающим устройством, которое сообщено посредством специального канала с инерционным центро-бежно-жалюзийно-противоточным пылеуловителем (патент РФ №2130247).

Предложено на привод устройства вывода очищенного зерна, выполненного в виде шлюзового затвора с лопастным барабаном, дополнительно использовать энергию потоков воздуха и зерна (решение ФИПС о выдаче патента по заявке №99107321).

Достоверность основных положений выводов подтверждена данными экспериментальных исследований, положительными результатами ведомственных и государственных приемочных испытаний опытного образца пнев-мосепаратора ПС-15.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Содержащиеся в диссертации научные положения и выводы позволяют на стадии проектирования и конструирования обосновать основные конструктивные и режимные параметры устройств ввода зерна в пневмосепарирующий канал, вывода из него очищенного зерна и пылеулавливающего устройства диаметрального вентилятора.

Результаты исследований использованы проектно-конструкторским бюро НИИСХ Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого при разработке конструкторской документации и изготовлении опытного образца замкнутого пневмо-сепаратораПС-15 производительностью до 15 т/ч.

Опытный образец замкнутого пневмосепаратора ПС-15 установлен в технологической линии зерноочистительно-сушильного комплекса КЗС-40 колхоза "Рагозинский" Немского района Кировской области и по результатам предварительных и приемочных государственных испытаний рекомендован к производству опытной партии [10, 85, 86].

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях Научно-исследовательского института сельского хозяйства Северо-Востока им.Н.В .Рудницкого и Вятской государственной сельхозакадемии за период 1998.2000 гг.

По материалам исследований опубликовано 6 научных статей, получено 2 патента РФ на изобретения и одно положительное решение о выдаче патента на изобретение.

На защиту выносятся следующие положения:

- схема замкнутого пневмосепаратора с диаметральным вентилятором, снабженным пылеулавливающим устройством;

- теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора; 7

- математическая модель рабочего процесса вертикального пневмосе-парирующего канала с устройством ввода в виде лопаточного валика с верхней подачей и его конструктивные и режимные параметры;

- схема и конструктивные параметры устройства вывода очищенного зерна из пневмосепарирующего канала, уравнение энергетического баланса барабана шлюзового затвора;

- результаты ведомственных, предварительных и приемочных государственных испытаний опытного образца замкнутого пневмосепаратора ПС-15.

Структура и объем работы. Диссертация состоит, из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 202 страницы,57 рисунков, 8 таблиц и 19 приложений. Список использованной литературы включает 120 наименований.

Автор считает необходимым отметить, что ряд экспериментальных исследований, изготовление экспериментальной установки и испытание опытного образца пневмосепаратора ПС-15 проведены им при участии сотрудников лаборатории зерно- и семяочистительных машин НИИСХ Северо-Востока д.т.н., профессора А.И.Буркова, к.т.н. В.Л.Андреева и О.П.Рощина.

Заключение диссертация на тему "Повышение эффективности функционирования замкнутого пневмосепаратора путем совершенствования основных рабочих органов"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан замкнутый пневмосепаратор с диаметральным вентилятором, снабженным пылеулавливающим устройством в виде колена с переточным каналом (патент РФ №2130247), вертикальным пневмосепарирующим каналом и герметичными устройствами ввода зернового материала в канал в виде лопаточного валика с верхней подачей (патент РФ №2134620) и вывода из него очищенного зерна в виде шлюзового затвора с лопастным барабаном (решение ФИПС о выдаче патента по заявке №99107321), обеспечивающий высокое качество выполнения технологического процесса (Е0 > 60% при а = 1,67.2,33%) и низкий удельный расход энергии (0,40. .0,64 кВт-ч/т при производительности 10,5. 16,7 т/ч) за счет подачи в зону сепарации равномерного и стабильного воздушного и зернового потоков, высокой степени очистки отработанного воздуха и использования энергии потоков зерна и воздуха на привод барабана шлюзового затвора.

2. Пылеулавливающее устройство в виде колена с переточным каналом, установленным в выходном патрубке диаметрального вентилятора, позволяет повысить эффективность очистки воздуха, циркулирующего в замкнутой пнев-мосистеме, на 2,8% при незначительном снижении КПД вентилятора (до 2%). Наибольший эффект очистки воздуха достигается при скорости воздуха в пневмосепарирующем канале более 5 м/с и составляет 97,6.98,6%. Оптимальными размерами пылеулавливающего устройства пневмосепаратора ПС-15 являются: высота входного окна а = 25 мм, выходного окна - с = 15 мм, длина переточного канала />100 мм, радиус колена Я = 25 мм.

3. Теоретически получены аналитические зависимости для определения скорости и направления движения частиц зерновой смеси при вводе ее в вертикальный пневмосепарирующий канал лопаточным валиком с верхней подачей в зависимости от параметров устройства ввода и режимов его работы, которые могут быть использованы для предварительных расчетов на стадии исследования и проектирования пневмосистем.

4. Разработана математическая модель функционирования лопаточного валика с верхней подачей и определены его оптимальные конструктивные и режимные параметры для вертикального пневмосепарирующего канала глубиной 0,18 м в зависимости от удельной зерновой нагрузки. При удельной нагрузке до 3,25 кг/(с-м) оптимальные размеры наружного радиуса г2 валика и глубины кж его желобков составляют соответственно 45 и 20 мм. Для удельной зерновой нагрузки # = 3,25 кг/(с-м) наибольший эффект очистки Е0 достигается при угле установки лопаток у\ = 0° и окружной скорости валика и — 1,04 м/с, для д = 2,13 кг/(с-м) - в двух случаях: у\ = 0°,и = 0,76 м/с и у\ — -60°, и= 1,04 м/с. Уплотнительный козырек должен устанавливаться (угол <р\) на максимально возможном удалении от стенки канала при условии сохранения требуемой пропускной способности валика. Для пневмосепаратора ПС-15 номинальной производительностью 15 т/ч [# = 3,0 кг/(с-м)], имеющего размеры поперечного сечения канала 0,18x1,4 м, оптимальными являются: г2= 45 мм, кж = 20 мм, Ух = 0°, и = 0,98 м/с (п = 208 мин"1), ф\ = 0° при числе лопаток валика И = 8 шт.

5. Устройство вывода очищенного зерна из пневмосепарирующего канала, выполненное в виде шлюзового затвора с лопастным барабаном, введенным в пневмосепарирующий канал в зону действия потоков зерна и воздуха, снижает энергозатраты на привод барабана и уменьшает габаритные размеры замкнутого пневмосепаратора. Составлено в общем виде уравнение энергетического баланса, позволяющее рассчитать мощность, передаваемую вращающемуся барабану шлюзового затвора потоками зерна и воздуха. Производственная проверка пневмосепаратора ПС-15 в режиме его номинальной загрузки показала, что от совместного использования на привод барабана шлюзового затвора энергии потоков зерна и воздуха экономия электроэнергии составляет 18 Вт, что согласуется с теоретическими расчетами (10,4 Вт).

167

6. Испытания опытного образца пневмосепаратора ПС-15 с замкнутой воздушной системой подтвердили высокую эфективность его функционирования и значимость решаемой проблемы. По сравнению с сепараторами разомкнутого типа ЗАВ-40.02.000, СП-5 и ПС-ОСХИ замкнутый пневмосепаратор ПС-15 не загрязняет окружающую среду отработанным воздухом, имеет в 2.3 раза большую производительность, в 1,54.4 раза меньшую удельную энергоемкость и, за исключением сепаратора ЗАВ-40.02.000, меньшую в 1,1. 1,6 раза удельную металлоемкость. В результате обработки зерновых культур пшеницы, ржи, ячменя за один проход на технологической линии ЗАВ-40, включающей машину предварительной очистки, машину первичной очистки ЗВС-20А, пневмосепаратор ПС-15 и два триерных блока ЗАВ-10.90000А, получено семян: в 1998 г. - 260 т 3 класса чистоты; в 1999 г. - 250 т, из которых 120 т 2 класса и 130 т 3 класса чистоты. От внедрения машины за счет улучшения качества семян в 1998 г. получен экономический эффект в размере 25200 руб., а в 1999 г. -82500 руб.

Библиография Конышев, Николай Леонидович, диссертация по теме Технологии и средства механизации сельского хозяйства

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

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

3. Артоболевкий И.А. Теория механизмов и машин.- М.: Наука, 1988.640 с.

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

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

6. Боуманс Г. Эффективная обработка и хранение зерна. Пер. с англ.- М.: Агропромиздат, 1991.- 608 с.

7. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров учащихся втузов.- М.: Наука, 1980.- 976 с.

8. Бурков А.И. Совершенствование пневмосистем зерно- и семяочистительных машин.-Киров: НИИСХ Северо-Востока, 1997.- 83 с.

9. Бурков А.И., Конышев Н.Л. Пневмоколонка ПС-15 //Сельский механизатор." 1999.- №10.- С.2, 12.

10. Бурков А.И., Конышев Н.Л. Семяочистительно-сушильная линия на базе зерноочистительного агрегата ЗАВ-40: Информ.листок № 14-99.- Киров: ЦНТИ, 1999.- 4 с.

11. Бурков А.И., Одинцов Н.И. Оценка эффективности работы замкнутой пневмосистемы //Методы и средства контроля качества функционированиятехнологических процессов сельскохозяйственных машин и комплексов: Сб.науч.тр.- Л., 1985.- С.59-61.

12. Бухаркин В.Н., Коровкин А.Г., Нелюбов А.И., Ветров Е.Ф. Рабочие зоны вентиляторов пневмосепарирующих устройств сельскохозяйственных машин //Тракторы и сельхозмашины.- 1970.- №10.- С.27-28.

13. Бушуев Н.М. Семяочистительные машины. Теория, конструкция и расчет.- Свердловск: Машгиз, 1962.- 238 с.

14. Веденьев В.Ф. Совершенствование пневмосепарирующего оборудования зерноперерабатывающих предприятий.- М.: ЦНИИТЭИминхлебпрод. СССР, 1988.-40 с.

15. Веденьев В.Ф., Коцен Ю.И., Фрадкин A.C. Пневмосепаратор зерна // Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность.- 1985.- №6.-С.16-17.

16. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных.- М.: Колос, 1973.- 199 с.

17. Вергун П.И. Высокоэффективное использование зерноочистительных машин на подработке семенного зерна //Зерновое хозяйство.- 1987.- №9.-С.37-42.

18. Галицкий P.P. Оборудование зерноперерабатывающих предприятий.-3-е изд., доп. и перераб.- М.: Агропромиздат, 1990.- 271 с.

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

20. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика.- 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1977.- 479 с.

21. Гонек Н.Ф. Манометры.- Л.: Машиностроение, Ленинград, отделение, 1979.- 176 с.

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

23. Горячкин В.П. Собрание сочинений.- 2-е изд.- М.: Колос, 1968.- Т.З.-С.212-289.

24. ГОСТ 10921-90. Вентиляторы радиальные и осевые. Методы аэродинамических испытаний. Введ. с 01.01.92.- М.: Изд-во стандартов, 1991.- 32 с.

25. ГОСТ 12.2.028-84 /ст. СЭВ 4209-83/. Вентиляторы общего назначения. Методы определения шумовых характеристик. Введ. с 01.01.85.- М.: Изд-во стандартов, 1984.-22 с.

26. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. -М.: Пищевая промышленность, 1979.- 200 с.

27. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки.- М.: Колос, 1978.- 256 с.

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

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

30. Егоров В.П. Пневмоагрегат ПА-20 по очистке зерна. Информ. листок №516-90.- Барнаул: Алтайский ЦНТИ, 1990.- 4 с.

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

32. Завалишин Ф.С., Мацнев Н.Г. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства.- М.: Колос, 1982.- 231 с.

33. Зайдель А.Н. Погрешности измерений физических величин.- JL: Наука, 1985.- 112 с.

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

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

36. Испытания сельскохозяйственной техники /С.В.Кардашевский, Л. В .Погорельский, Г.М.Фудиман и др.- М.: Машиностроение, 1979.- 288 с.

37. Казаков В.А. Обоснование технологической схемы и параметров ротационного поперечно-поточного пылеуловителя для очистки воздуха в процессах обработки зерна и семян: Автореф. дис. . канд. техн. наук.- Киров, 1999.- 19 с.

38. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки.- М.: Высшая школа, 1979.-224 с.

39. Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины.- 6-е изд. перераб. и доп.- М.: Агропромиздат, 1989.- 527 с.

40. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна,- М.: Агропромиздат, 1987.- 288 с.

41. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Колос, 1980.- 671 с.

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

43. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Северо-Восточного региона европейской части России на 1997 и на период до 2000 года.- Киров: НИИСХ Северо-Востока, 1997.- 80 с.

44. Костюк Г.Ф. Теоретические и аэродинамические исследования работы машины с замкнутым циклом воздуха: Автореф. дис. . канд. техн. наук.-Одесса, 1951.-21 с.

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

46. Кремнев А.Н., Панкратов Н.К. Пневматический сепаратор СП-5 //Тракторы и сельхозмашины.- 1983.- №2.- С.17-18.

47. Листопад Г.Е. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины.- М.: Агропромихздат, 1986.- 688 с.

48. Малис А.Я., Демидов A.C. Машины для очистки зерна воздушным потоком.- М.: Машгиз, 1962.- 178 с.

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

50. Машиностроение. Энциклопедический справочник.- М.: Машиностроительная литература, 1949.- Т. 12.- С.207-222.

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

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

53. Мельнично-элеваторная, крупяная и комбикормовая промышленность // Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК: Каталог: В 4 т. М.: НИИТЭИИТО, 1990.- Т.4, ч.2.-340 с.

54. Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов.- 2-е изд., перераб. и доп.- Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1980.- 168 с.

55. Механизация послеуборочной обработки и хранения зерна и семян /М.С.Кулагин, В.М.Соловьев, В.С.Желтов.- М.: Колос, 1979.- 256 с.

56. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике: Учеб. пособие.- 36- изд., исправл./ Под ред. Н.В.Бутенина, А.И.Лурье, Д.Р.Меркина.-М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат. лит., 1986.- С.204.

57. Минко В.А., Кулешов М.И., Плотникова Л.В. и др. Обеспыливание в литейных цехах машиностроительных предприятий.- М.: Машиностроение, 1987.- 224 с.

58. Мякин В.Н., Урюпин С.Г. Пневматические сепараторы семян //Механизация и электрификация.- 1992.- № 7-8.- С.39.

59. Нелюбов А.И., Ветров Е.Ф. Пневмосепарирующие системы сельскохозяйственных машин.- М.: Машиностроение, 1977.- 192 с.

60. Никитин H.H. Курс теоретической механики.- 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1990.- 607 с.

61. Оборудование для производства муки и крупы. Справочник /А.Б.Демский, М.А.Борискин, Е.В.Тамаров, А.С.Чернолихов.- М.: Агропромиз-дат, 1990.- 351 с.

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

63. Пальцев В.С. Сепаратор с замкнутым циклом воздуха //Мельничное и элеваторное оборудование: Тр. ВНИИЗа.- М.: Гос.изд-во техн. и эконом, лит., 1949.- Вып. 16.- С.130.

64. Патент № 2130247 РФ, МКИ6 А01Б 12/44, В07В 4/02. Замкнутый пневмосепаратор /А.И.Бурков, Н.Л.Конышев (РФ).- 5 с.

65. Патент № 2134620 РФ, МКИ6 В07В 4/00, 11/06. Пневматический сепаратор / А.И.Бурков, Н.Л.Конышев (РФ).- 4 с.

66. Патент № 52-500187 Япония, МКИ В07В 4/00. Установка замкнутого типа для сортирования зерна / К.К.Сатакэ Сиисакусе (Япония).- №51-151174; Заявлено 3.10.74.; опубл. 1977, №1-1255.

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

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

69. Пневматический сепаратор (решение ФИПС от 28.01.2000 о выдаче патента по заявке №99107321/03 (008036)), МПК7 В07В 4/02 / А.И.Бурков, Н.Л.Конышев; Заявл. 12.04.99.

70. Повх И.Л. Аэродинамика. Руководство к лабораторным работам.- Л.: 1962.- 144 с.

71. 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.

72. Приборы контроля и управления влажностно-тепловыми процессами /Сост. И.Ф.Бородин, С.В.Мищенко.- М.: Россельхозиздат, 1985.- 239 с.

73. Промышленное семеноводство: Справочник /В.И.Анискин, А.И.Батарчук, Б.А.Весна и др.; Под ред. И.Г.Строны.- М.: Колос, 1980.- 287 с.

74. Проспект фирмы 'ТогвЬе^ 1пс.", США: Промышленный каталог №5809, Пер. №27095.

75. Протокол №06-27-98 (9060016) предварительных испытаний пневмо-колонкиПС-15.- Киров-Оричи, 1998.- 40 с.

76. Протокол № 06-29-99 (1070012) приемочных испытаний пневмоко-лонки ПС-15.- Киров-Оричи, 1999.- 3 8 с.

77. Разработка пневмоколонки ПС-15 для технологических линий ЗАВ-20 и ЗАВ-25: Отчет о НИР (промежуточн.) /Киров, НИИСХ Северо-Востока; Руководитель А.И.Бурков.- №ГР 05.Р.01.03.02.04; Инв. № б.н.- Киров, 1993.- 55 с.

78. Разработка пневмоколонки ПС-15 для технологических линий ЗАВ-20 и ЗАВ-25: Отчет о НИР (промежуточн.) / Киров, НИИСХ Северо-Востока; Руководитель А.И.Бурков.- №ГР 05.Р.03.02.04; Инв. № б.н.- Киров, 1997.- 44 с.

79. Разработка пневмоколонки ПС-15 для технологических линий ЗАВ-20 и ЗАВ-25: Отчет о НИР (заключит.) / Киров, НИИСХ Северо-Востока; Руководитель А.И.Бурков.- №ГР 05.Р.01.03.02.04; Инв.№ б.н.- Киров, 1998.- 32 с.

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

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. Рощин О.П. Повышение эффективности функционирования пневмо-сепарирующего канала //Технические средства для ресурсосберегающих технологий в растениеводстве и животноводстве: Сб.науч.тр.- Киров: НИИСХ Северо-Востока, 1997.- С.75-79.

83. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов.-М.: Машиностроение, 1981.- 184 с.

84. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин /Под ред. М.И.Клецкина.-М.: Машиностроение, 1969.-Т.4.-С.28-35.

85. Справочник машиностроителя. Т.1, под ред. Н.С.Ачеркана.- М.: Маш-гиз, 1955.- 568 с.

86. Справочник по весоизмерительному оборудованию / H.A.Лотков, А.И.Полухин, А.В.Тантлевский, В.Д.Черных.- М.: Колос, 1981.- 208 с.

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

88. Сысуев В.А., Алешкин A.B., Кормщиков А.Д. Методы механики в сельскохозяйственной технике.- Киров: Кировская областная типография, 1997.-218 с.

89. Сычугов Н.П. Вентиляторы. Учебное пособие по курсу сельхозмашин.- М.: МСХ СССР ВСХИЗО, 1970.- 63 с.

90. Сычугов Н.П. Воздушные системы машин послеуборочной обработки зерна (технологические схемы, теория, расчет): Дис. . докт.техн.наук.- Ленинград-Пушкин, 1987.- 299 с.

91. Сычугов Н.П. Диаметральные вентиляторы для сельскохозяйственных машин //Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства." 1970.- №8.- С.20-23.

92. Сычугов Н.П. Состояние и тенденции совершенствования пневмоси-стем зерно- и семяочистительных машин //Сельскохозяйственная наука Северо

93. Востока европейской части России: Сб.научн.тр. НИИСХ Северо-Востока.- Киров, 1995.- T.IV. Механизация.- С.54-63.

94. Сычугов Н.П. Установки пневматического транспорта. Учебное пособие по курсу сельхозмашин.- М.: МСХ СССР ВСХИЗО, 1970.- 68 с.

95. Сычугов Н.П., Бурков А.И. Применение диаметральных вентиляторов в замкнутых пневмосистемах зерноочистительных машин // Тракторы и сельхозмашины.- 1981.- №2.- С.23-26.

96. Сычугов Н.П., Бурков А.И., Жолобов Н.В., Грабельковский Н.И., Гехтман H.H. Замкнутые пневмосистемы семяочистительных машин //Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 1988.- №8.- С.28-31.

97. 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.

98. Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции. М.: Стройиздат, 1979.- 295 с.

99. Тарутин П.П. Опытные передвижные сепараторы №3 ВНИИЗ с замкнутым циклом воздуха // Мельничное и элеваторное оборудование: Тр. ВНИИЗа.- М., 1949.- Вып.16.- С.148-165.

100. Ульрих H.H., Матвеев A.C., Космовский Ю.А. Лабораторные пнев-мосепараторы // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства.- 1972.- №6.- С.50-52.

101. Фестер Э., Ренц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа /Пер. с нем. и предисл. В.М.Ивановой.- М.: Финансы и статистика, 1983.302 с.179

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

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

104. Шульман М.Я. Фотоаппараты,- Л.: Машиностроение, Ленинград, отд-ние, 1984.- 142 с.

105. Щепанский Г.В. Техника фотографии.- М.: Искусство, 1987.- 157 с.

106. Murata S., Nisnihara К. An Experimental Study of Cross Flow Fan // Bulletin of JSME.- 1976.- №129, Vol.19.- P.314-321.

107. Quisk J.R. On the Use of Cross Flow Fans in Grain Harvesting Machinery //Trarsactions of the ASEA.- 1978.- №3, Vol. 11.

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