автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы зерноочистительных машин путем совершенствования основных рабочих органов

На правах рукописи

РОЩИН Олег Петрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАМКНУТОЙ ПНЕВМОСИСТЕМЫ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киров - 1998

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

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор Бурков А.И.

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Сычугов H.H.; кандидат технических наук, старший научный сотрудник Яговкин П.В.

Кировская государственная машиноиспытательная станция.

Защита состоится 18 декабря 1998 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К 020.93.01 в НИИСХ Северо-Востока по адресу: 610007, Киров, ул. Ленина, 166 а, ауд. 426.

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

Автореферат разослан " № " _1998 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

В.Л. Андреев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Гарантированное обеспечение потребностей населения страны и животноводческой отрасли собственным зерном является одной из важнейших задач отечественного сельскохозяйственного производства. Решение этой задачи 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. Важнейшей составной частью послеуборочной обработки является очистка зерна от примесей. Особое значение имеет очистка семенного зерна. Однако отечественная промышленность не выпускает семяочистительных машин с достаточной эффективностью функционирования, экономичностью и производительностью. В связи с этим необходима разработка более эффективных и экономичных семяочистительных машин. Одним из путей повышения эффективности этих машин является дальнейшее совершенствование пнев-мосистем, составляющих основу их технологического процесса.

Цель исследования. Целью данной работы является повышение эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы семяочистительной машины путем совершенствования ее рабочих органов.

Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны физико-механические свойства зерновых смесей, технологический процесс пневмосепарации, экспериментальный и опытный образцы пневмосистемы с замкнутым циклом воздушного потока, включающей в себя два пневмосепарирующих канала, функционирующих до и после решет, один диаметральный вентилятор, две осадочные камеры, имеющие общую смежную стенку, и инерционный центробежно-жалюзийный воздухоочиститель.

Научная новизна. Разработана пневмосистема с замкнутым воздушным циклом (патент РФ №2083297), включающая в себя два пневмосепарирующих канала, функционирующих до и после решет, один диаметральный вентилятор, две осадочные камеры, имеющие общую смежную стенку, и инерционный центробежно-жалюзийный воздухоочиститель.

Разработано рабочее колесо диаметрального вентилятора (патент РФ № 2059114) с дополнительными укороченными лопатками, обеспечивающее повышение развиваемого давления, расходов воздуха и КПД вентилятора.

Уточнено положение верхней кромки смежной стенки осадочных камер относительно колеса диаметрального вентилятора для замкнутой пневмосистемы, при котором достигается независимое регулирование скорости воздуха в одном из пневмосепари-рующих каналов.

Разработан инерционный иентробежно-жалюзийный воздухоочиститель с невысоким аэродинамическим сопротивлением (до 200Па) и фракционной эффективностью очистки ЕВоф воздуха для частиц размером до 600 мкм - до 65%, для частиц размером от 600 до 1800 мкм - 65...94% и для частиц больше 1800 мкм - 94... 100%.

Выведена математическая зависимость для определения рационального значения расстояния между двумя вводами зерна.

Предложено устройство регулирования скорости воздуха в пневмосепарирующих каналах (патент РФ № 2065780), исключающее выброс запыленного воздуха в зонах выхода очищенного зерна из пневмосепарирующих каналов.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Проведенные исследования позволили создать замкнутую пневмосистему для машины вторичной очистки зерна МВО-20Д, обладающую высоким качеством выполнения технологического процесса, низким удельным расходом энергии и обеспечивающую приемлемые санитарно-гигиенические условия обслуживающему персоналу. Опытный образец машины МВО-20Д внедрен в колхозе "Заря" Слободского района Кировской области и по результатам испытаний рекомендован Кировской МИС к производству опытной партии. Кроме того, результаты научных исследований инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя использованы при создании пневмосепаратора ПС-15, а диаметрального вентилятора - при разработке и изготовлении экспериментального образца зерноочистительного агрегата АЗМ-5.

Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Санкт-Петербургского ГАУ (1995-1996 it.), Вятской ГСХА (1995-1997гг.) и НИИСХ Се-

веро-Востока (1996-1997гг.).

По материалам исследований опубликовано 10 научных статей и получено 3 патента РФ на изобретения.

На защиту выносятся следующие положения:

- теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы;

- схема и конструктивные параметры колеса диаметрального вентилятора;

- схема замкнутой пневмосистемы с двумя пневмосепари-рующими каналами, очищающими зерновой материал до и после решет, одним диаметральным вентилятором, двумя осадочными камерами, имеющими общую смежную стенку, и инерционным центробежно-жалюзийным воздухоочистителем;

- схема и конструктивные параметры инерционного центро-бежно-жалюзийного воздухоочистителя;

- устройство регулирования скорости воздуха в пневмосепа-рирующих каналах;

- рациональные конструктивно-технологические параметры второго пневмосепарирующего канала с устройством двойного ввода зерна и координаты верхней кромки смежной стенки осадочных камер;

- математические модели процесса очистки зерна и отработанного воздуха;

- результаты производственных испытаний опытной машины МЕЮ-20Д с разработанной замкнутой пневмосистемой и воздухоочистителем.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 162 страниц, 16 приложений, 46 рисунков и 18 таблиц. Список литературы включает 105 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первом разделе "Состояние вопроса и задачи исследования" дан анализ пневмосистем зерно- и семяочистительных машин, уст-

ройств очистки воздуха. Определены методы повышения эффективности их функционирования. В результате рассмотрения научных работ И.П. Безручкина, М.А. Борискина, А.И. Буркова, В.Ф. Веденьева, Е.Ф. Ветрова, Н.Г. Гладкова, В.В. Гортинского, А.Б. Демского, А.Я. Малиса, A.C. Матвеева, В.Н. Мякина, А.И. Нелю-бова, Н.П. Сычугова, З.Л. Тица, Б.Г. Турбина и других ученых предложены схемы замкнутой пневмосистемы и инерционного жа-люзийно-противоточного воздухоочистителя и поставлены следующие задачи:

- изучить особенности функционирования замкнутой пневмосистемы по сравнению с комбинированной;

- разработать и исследовать устройства регулирования скорости воздуха в пневмосепарирующих. каналах, обеспечивающие снижение пыления в зонах выгрузки очищенного зерна;

- для пневмосистем зерно- и семяочистительных машин, с целью повышения КПД диаметрального вентилятора, разработать более эффективную схему колеса диаметрального вентилятора;

- определить рациональные координаты кромки смежной стенки осадочных камер пневмосистемы относительно колеса диаметрального вентилятора, при которых обеспечивается стабильная: подача и необходимое соотношение скоростей воздуха в пневмосепарирующих каналах;

- определить рациональные конструктивно-технологические параметры второго пневмосепарируюшего канала с устройством двойного ввода зерна в него по наклонной плоскости;

- разработать и обосновать схему инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя, определить его параметры, при которых эффект очистки воздуха и гидравлическое сопротивление будут оптимальными;

- провести производственные испытания семяочистительной машины с разработанной замкнутой пневмосистемой, на которых дать агротехническую, эксплуатационную, энергетическую оценки, определить эффективность очистки отработанного воздуха, концентрацию и дисперсионный состав циркулирующей в пневмосистеме и улавливаемой воздухоочистителем пыли.

Во втором разделе "Теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы" доказано уменьшение аэродинамического сопротивления, а следова-

тельно, и затрат энергии на пневмосепарацию в замкнутой пневмо-системе по сравнению с замкнуто-разомкнутой (комбинированной) на величину:

АР * 0,6р-о*/2, (1)

где о3 - скорость воздуха на выходе из пневмосистемы.

Выведено уравнение для определения рациональных параметров установки укороченных лопаток колеса диаметрального вентилятора с целью повышения развиваемого полного давления, расхода воздуха и КПД:

= (2)

71

где Г)¡у и Ою - диаметры установки внутренней кромки укороченных и основных лопаток; к - поправочный коэффициент, учитывающий остаточные циркуляционные течения в межлопаточных каналах и отрицательное воздействие следа укороченных лопаток; 2- количество основных лопаток; 5-толщина лопаток.

С использованием экспериментальных данных В.В. Гортин-ского, А.Б. Демского, М.А. Бори-скина по определению текущей порозности витающего слоя зерновок установлена зависимость для определения расстояния А (рис. 1) между соседними вводами зерна в пневмосепарирующий канал

(ПСК):

А* -, (3)

где к3 - коэффициент заполнения расчетной зоны (для горизонтального ввода зернового потока в ПСК к3 -0,12); о - скорость воздушного потока в ПСК, м/с; иев -скорость ввода зерна в ПСК, м/с; И - глубина ПСК, м.

Рис. 1. Схема пневмосепарирующего канала с двойным вводом зерна: 1 -плотный слой; 2 - витающий слой; 3 -пневмосепарирующий канал; 4 и 5 -верхний и нижний вводы зерна; НиН0 -высота витающего и плотного слоев

В результате анализа конструкций пылеулавливающего оборудования предложена схема инерционного центро-бежно-жалюзийного воздухоочистителя (рис. 2). Основными конструктивными параметрами рабочего канала являются начальный R0 полярный радиус, угол а наклона спирали, угол (ртах между начальным и конечным полярными радиусами, высота входного hex и выходного квЬ1Х патрубков рабочего канала, длина Sx жалю-зийной поверхности, угол Я наклона внешней стенки пыле-осадительной камеры.

Наружная стенка и жалю-зийная поверхность рабочего канала выполнены по логарифмической спирали:

(-ctg а )<р

R . = R ■ е 1 (44)

10 "v '

Угол а наклона спирали определен из условия безотрывного движения частицы пыли по наружной стенке рабочего канала:

d2-

Рис. 2. Схема инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя: 1 - наружная стенка; 2 - криволинейный рабочий канал; 3 - жалюзийная решетка; 4 -противогочный пылеотделитель; 5 - пы-леосадительная камера; 6 - шлюзовой затвор

к

■ = g-cosia+'i--ß-<pt)-N f; dr 2

... a2 sin а . л

N =----g-sin(a + — - ß -cpi),

К z

(5)

где <y — (Rq - R)/cos а - длина наружной стенки рабочего канала, м; ß - угол наклона полярного радиуса, рад; N* = N/m - удельная сила

нормального давления наружной стенки на частицу, Н/кг;/- коэффициент трения частицы о наружную стенку.

Для горизонтально расположенного входного патрубка, то есть при условии, что угол а наклона спирали равен углу ¡3 наклона полярного радиуса, определен максимальный угол разворота спирали:

<Ртах=х-Л = ]М...120°, (6)

где Л - угол наклона внешней стенки пылеосадительной камеры (выбирается в соответствии с углом естественного откоса пыли, Л = 60...70°).

Размеры начального полярного радиуса ограничены габаритными размерами воздухоочистителя с одной стороны и его сопротивлением с другой. Полярный радиус принят из литературных данных Я0 = 0,8... 1,6 м.

На рисунке 3 представлены результаты численного решения системы уравнений (5) методом конечных разностей относительно N при на- Рис_ 3_ зависимость изменения угла а наклона чальнои скорости частиц спирали и полярного радиуса Кг, на нормальное Од — 12 м/с, полярном давление при щ- 12 м/с радиусе Яа = 0,8... 1,6 м и угле наклона спирали а = 40...80°. Наибольшая вероятность безотрывного движения частицы по внешней стенке криволинейного канала достигается при а= 60...70°.

Конструктивные параметры Ивх, квых, вследствие их неоднозначного влияния на эффективность пылеулавливания и сопротивление воздухоочистителя определены экспериментальным путем.

В третьем разделе "Программа и методика экспериментальных исследований" представлены составленная в соответствии с поставленными задачами программа исследований, общепринятые

0,8 I 1,2 1,4 1,бЯ0,м

и частные методики, описаны экспериментальные установки, использованные приборы и оборудование.

Для исследования пневмосисгемы с замкнутым циклом воздушного потока изготовлена модель пневмосистемы, общий вид и схема которой представлены на рисунке 4.

Рис. 4. Схема замкнутой пневмосистемы: —>• - поток основной культуры;

......■> - пыль, полова и т.п.; —>■ - поток воздуха с легкими примесями; —>

- легкие примеси и щуплые семена; - отработанный воздух; 1,21- первый и второй ПСК; 2, 17 - воздухоподводящие каналы;3 - загрузочный валик; 4 - питающее устройство; 5, 11, 14 - регулировочные заслонки; 6, 10 -первая и вторая осадочные камеры; 7 - диаметральный вентилятор; 8, 9, 13 -жалюзийные решетки; 12- патрубок для отвода воздуха; 15 — противоточный пылеотделитель; 16 - осадочная камера воздухоочистителя; 18, 19, 22, 24 -выгрузные устройства; 20 - устройство двойного ввода зерна в канал; 23 -смежная стенка осадочных камер

Для определения запыленности воздуха, циркулирующего в пневмосистеме, использовали лабораторную установку, состоящую из пылесоса фирмы «Lufttechnik Gotha» (Германия), гибких рукавов и пробоотборника. Пылесос снабжен тканевым фильтром, улавливающим частицы пыли размером до 1мкм.

Параметры воздушного потока определяли с помощью микроманометра ММН-2400. Температуру воздуха регистрировали ртутным термометром. Уровень шума (по шкале А), возникающего при работе модели пневмосистемы, измеряли шумомером ШУМ-1М по методикам, утвержденным ГОСТ 12.1.003-83 и ГОСТ 12.2.028-84. Частоту вращения колеса вентилятора определяли тахометром ТЧ-10-Р. Мощность, потребляемую вентилятором, замеряли измерительным комплектом К-540. Взвешивание массы проб фракций очищаемого материала проводили на лабораторных ВЛТК-500М и платформенных весах.

Равномерность воздушного потока оценивали коэффициентом вариации скорости воздуха, а независимость регулирования скорости воздуха (стабильность подачи) в первом и втором ПСК коэффициентами и \'и2 стабильности, определяемыми по формулам:

Уи1=ы---(7)

, i=l_

v„2 =-—:-, (8)

^ ¡max ^Imin

где vh\ o!cp; oimax\ olmin - выборочное, среднее, максимальное и минимальное значения скорости воздуха в первом ПСК, м/с; о2:; и2ср, и2тах', min ~ выборочное, среднее, максимальное и минимальное значения скорости воздуха во втором ПСК, м/с; п - количество наблюдений.

При исследовании процесса сепарации в канале использовали зерновую смесь, имеющую влажность 14%. Зерновую смесь составляли исходя из особенностей функционирования второго пнев-мосепарирующего канала. В качестве основного зернового материала брали калиброванный ячмень - сход с решета с прямоугольными отверстиями шириной 2,0 мм. Засорителем являлась рожь -проход через решето с прямоугольными отверстиями 1,7 мм. Содержание основного засорителя к зерновому материалу составляло 5%.

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 "Результаты экспериментальных исследований замкнутой пневмосистемы зерноочистительной машины" изложены выявленные нами особенности функционирования замкнутой пневмосистемы.

Исследования показали, что замкнутая пневмосистема в сравнении с замкнуто-разомкнутой более экономична: в интервале рабочих скоростей воздуха в ПСК удельный расход энергии снижается на 9,7%, а средняя скорость воздуха во втором ПСК повышается на 2,0...21,5%.

Предложено уменьшить выбросы запыленного воздуха из замкнутой пневмосистемы за счет организованного отвода в атмосферу 5... 10% очищенного воздуха и применения сблокированных заслонок для регулирования скоростей воздуха, установленных в пневмосепарирующих и воздухоподводящих каналах.

Для обеспечения стабильности подачи воздуха в каналы и независимого регулирования скорости в одном из параллельно работающих ПСК замкнутой пневмосистемы уточнено положение верхней кромки смежной стенки 23 осадочных камер (рис. 4). Зазор

10 ---- между колесом

диаметрального вентилятора и верхней кромкой смежной стенки Лс = 0,085 м, а полярный угол относительно горизонтали, проведенной через центр вращения колеса (рс = -2 6°. При этом положении кромки смежной регулирование

В=0,3м; D2=0,3m; Ь^ОДбм; h^O, 18м

_I_I_I_

u 2, м/с

0 2 4

Рис. 5. Регулирование скорости воздуха О] и оз в пер вом и втором пневмосепарирующих каналах

стенки обеспечивается практически независимое скорости воздуха в ПСК (рис. 5).

Экспериментальными исследованиями доказано (рис. 6), что

установка двенадцати дополнительных укороченных лопаток в колесо диаметрального вентилятора с двенадцатью основными лопатками повышает на 31,4% развиваемое полное давление и на 3,1% КПД, а поправочный коэффициент в формуле (2) 1,0... 1,3.

400 Р УН*

0,25

П тах

0,20

D2=0,3m; п=706ми1г; 5=0,003м; Rf= 0,04м

0Д0

300

200

100

0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040¿,m 0,045

Рис. 6. Влияние длины Ъ хорды (диаметра D¡y установки внутренней кромки)

укороченных лопаток на развиваемые значения полного давления Руц.----

без дополнительных укороченных лопаток; —•--с шестью укороченными

лопатками; —х--с двенадцатью укороченными лопатками

Для уточнения рациональных конструктивных параметров ПСК с двойным вводом зерна, реализован план Бокса - Бенкина второго порядка для трех факторов: h(x¡)~ глубина ПСК, м; А (х2) -расстояние между вводами зерна в ПСК, м; qyd (xj) - удельная нагрузка на ПСК, кг/(с-м). Уровни варьирования факторов установлены по результатам теоретических исследований и однофакторных экспериментов. Критериями оценки эффективности функционирования пневмосепарирующего канала являлись эффект Епск очистки зерна и удельная потребляемая мощность Nyd при потерях зерна, не превышающих 0,05%.

После обработки результатов получены адекватные математические модели:

УЕпск = 30,8 + 2,1х, - 3,4х2 - 6,5х3 - 7,9х/ + 1,1 х}х2 - 4,4х/ +

+1,1х2хг2,3х/; (9)

УМуд= 308,7 - 7,4ху + 1,6x2~ 114,5x5+ 12,8х/-0,4х;х.,+ 3,1*А--3,2х/+31,7х/. (10)

По результатам анализа уравнений (9), (10) для удельной подачи q =3,97 кг/(м-с) решена компромиссная задача и выбраны ра-

циональные значения конструктивных параметров второго ПСК: ки =0,18 м; Л = 0,28 м.

Исследования показали, что ввод зерновой смеси в пневмосе-парирующий канал двумя потоками позволяет повысить эффективность сепарирования. Это подтверждает результаты теоретических исследований. Так, при удельной подаче зерна д - 3,97 кг/(с-м) и расстоянии между вводами зерна А — 0,28 м эффект очистки зерна увеличивается на 6,5% по сравнению с вводом зерновой смеси одним потоком.

Для определения конструктивных параметров инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя реализован план Бокса - Бенкина второго порядка для трех факторов: кех (х7) - высота входного патрубка воздухоочистителя, м; кшх {х2) - высота выходных отверстий жалюзийного и противоточного очистителей, м;

- длина жалюзийной решетки, м. Уровни варьирования факторов установлены по результатам патентных исследований и од-нофакторных экспериментов.

После реализации плана эксперимента и обработки результатов, получены адекватные математические модели изменения эффекта Ево очистки воздуха от примесей, сопротивления Рицжв воздухоочистителя и скорости 1)ц воздуха в пневмосепарирующем канале, проверенные на адекватность по Р - критерию Фишера с вероятностью Р - 0,95:

УЕво = 98,47 + 0,39х/ - 0,6х2 - 0,035хл - 0,15х/ - 0,95х;х2+

+0,135х;х3 -0,1 4х22 - 0,405х:,х3 - 0,08х/; (11)

УРицже= 149,44- 14,79л/-2,14х2-4,15хз + 4,91х/-2,29х/х2 +

+2,86х^ - 8,69х/- \,Нх2х3 + 0,66х/; (12)

Уоц = 7.37 + 0,30х/ + 0,06х2 - 0,05хз - ОД 1х/- 0,04х;х3 -

- 0,03х/ - 0,08х:хз - 0,07х/. (13)

По результатам анализа уравнений (11), (12), (13) и двумерных сечений поверхностей отклика (рис. 7) решена компромиссная задача и выбраны рациональные значения конструктивных параметров воздухоочистителя йет=0,12м, кеь1Х- 0,5м, Бж = 1,18м.

Производственные испытания (рис. 8) показали, что воздухоочиститель обеспечивает фракционную эффективность очистки Евоф воздуха для частиц размером до 600 мкм - до 65%, для частиц размером от 600 до 1800 мкм - 65...94% и для частиц больше 1800

мкм - 94... 100% при гидравлическом сопротивлении до 200 Па.

м

1,09

1

0,91 0,82

6'99,7 1 99.3/ V X. \ 97,9\

о,: 98,8 \

-1 -0,5 /о / -0,5 0, 98,4 х: 5

? _

0,04 0,055 0,07 /¡»ых,мм ОД 0,04 0,055 0,07 кеьа, мм 0,1

Рис. 7. Двумерные сечения поверхностей отклика при определении рациональных параметров инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя: а - УЕВ0 = х3) при х, = +1; б - УРицжв = Р(х2; при х( = +1

100

'ВО/»

%

60

40

20

0 *

X

1 р л

/ л к

0

600

1200

1800

¿, мкм

3000

Рис. 8. Фракционная эффективность ЕЮф выделения примесей в инерционном центробежно-жалюзийном воздухоочистителе в зависимости от размера с1 частиц: 1 - первичная очистка озимой ржи сорта Крона; 2 - первичная очистка ячменя сорта Абава; 3 - вторичная очистка ячменя сорта Абава

Результаты исследований замкнутой пневмосистемы в произ-

б

а

мосистема с рациональными параметрами обеспечивает хорошее качество выполнения технологического процесса (суммарный эффект очистки составляет 83%, при потерях зерна в отходы 0,82%), имеет низкий удельный расход энергии (0,265 кВт/т) и быструю настройку рабочих скоростей в пневмосепарирующих каналах.

В пятом разделе "Результаты испытаний экспериментального и опытного образцов машины вторичной очистки зерна МВО-20Д с замкнутой пневмосистемой" приведены результаты предварительных и приемочных государственных испытаний в колхозе "Заря", Слободского района, Кировской области. Государственные испытания показали, что опытный образец машины вторичной очистки МВО-20Д с разработанной замкнутой пневмосистемой по сравнению с аналогичной машиной МВО-20 имеет в два раза меньший расход энергии и на 7% меньшую удельную металлоемкость при том же качестве работы (класс семян - 1 и 2). Кроме того, машина практически не засоряет окружающую среду (удаляется наружу не более 1000м3/ч очищенного отработанного воздуха). При этом в зонах сепарации создается равномерный воздушный поток (коэффициенты вариации скорости воздуха составляют v3 = 0,34 и v2 =0,08), а регулирование скорости воздуха в одном ПСК не оказывает существенного влияния на скорость воздуха в другом (коэффициенты стабильности подачи воздуха vyl и vy2 соответственно равны 0,35 и 0,09).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Замкнутая пневмосистема зерноочистительной машины с двумя п невмосеп арирующими каналами, обрабатывающими зерновую смесь до и после решет, и одним диаметральным вентилятором имеет высокое качество выполнения технологического процесса (Епс до 83% при а = 0,82%) и низкий удельный расход энергии (0,265 кВт/т) за счет подачи в зону сепарации равномерного и стабильного воздушного и зернового потоков и оптимизации основных конструктивно-технологических параметров.

2. Теоретически доказано, что при выполнении второго пнев-мосепарирующего канала замкнутым сопротивление пневмосисте-мы снижается на величину АР ~ 0,6р-у32л2, где и3- скорость воздуха на выходе из пневмосистемы. Экспериментально подтверждено,

что удельный расход энергии при замыкании второго пневмосепа-риругощего канала в режиме максимальных расходов воздуха снижается на 9,7%.

3. Усовершенствована схема колеса диаметрального вентилятора с малым числом лопаток. Повышение эффективности достигается за счет установки дополнительных укороченных лопаток, диаметр установки внутренних кромок которых определяется по усло-

X

вию: В1У =к-Вю + 8 ■ —, где ¿-поправочный коэффициент, равный %

1,0. ..1,3; В1У, £)/о - диаметры установки дополнительных укороченных и основных лопаток; 3, г - толщина и число дополнительных лопаток. Колесо диаметрального вентилятора с наружным диаметром 0,3 м, двенадцатью основными и дополнительными укороченными лопатками толщиной 8- Змм повышает развиваемое номинальное давление Рун на 31,4%, максимальное значение КПД - на 3,1%.

4. Теоретически установлена зависимость для определения расстояния между соседними вводами в вертикальный ПСК

А > Ку ° ^ , где к3 - коэффициент заполнения расчетной зоны; /г -

у.»

глубина пневмосепарирующего канала, м; о, ивд - скорости воздуха и ввода зерна в пневмосепарирующий канал, м/с. Экспериментально определено, что ввод зерна во второй ПСК двумя потоками при рациональных конструктивных параметрах увеличивает эффективность сепарирования на 6,5% по сравнению с вводом зерна одним потоком. Рациональными конструктивными параметрами при удельной нагрузке до 3,97 кг/(с-м) являются: глубина вертикального канала 0,18м и расстояние между вводами зерна 0,28м.

5. Предложен способ регулирования скорости воздуха во втором ПСК, значительно снижающий выброс воздуха в зоне выхода чистого зерна. Наиболее эффективным является регулирование скорости воздуха сблокированными заслонками, установленными в воздухоподводящем и пневмосепарирующем каналах.

Определены координаты смежной стенки осадочных камер (Д. = 0,085 м, <рс ~ -26°) при которых обеспечивается независимое регулирование скорости воздуха в одном из ПСК.

6. Инерционный центробежно-жалюзийный воздухоочисти-

тель, состоящий из рабочего криволинейного канала, имеющего форму логарифмической спирали, осадочной камеры и противо-точного пылеотделктеля, хорошо компонуется с элементами замкнутой воздушной системы и обеспечивает в реальных условиях фракционную эффективность ЕВоф очистки воздуха для частиц размером до 600 мкм - до 65%, для частиц размером от 600 до 1800 мкм - 65...94% и для частиц больше 1800 мкм - 94... 100% при гидравлическом сопротивление до 200 Па.

Теоретически и экспериментально определены рациональные конструктивно-технологические параметры воздухоочистителя для замкнутой пневмосисгемы машины МВО-20Д: начальный полярный радиус внешней стенки рабочего канала - 0,8... 1,6 м; угол разворота спирали - 110. .Л20°; угол наклона спирали - 60.. .70°; высота входного патрубка рабочего канала - 0,16 м; высота выходного патрубка рабочего канала - 0,05 м; длина жалюзийной решетки -1,18м.

7. Испытания опытного образца машины МВО-20Д с разработанной замкнутой пневмосистемой подтвердили высокую эффективность ее функционирования и значимость решаемой задачи. По сравнению с аналогичной машиной МВО-20, разработанной на заводе "Воронежсельмаш", машина МВО-20Д имеет такую же производительность, но в два раза меньше удельные энергозатраты и на 7% удельную металлоемкость при том же качестве очистки (класс семян - 1 и 2). Кроме того, машина практически не загрязняет атмосферу (удаляется не более 1000м3/ч очищенного отработанного воздуха).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Андреев В.Л., Рощин О.П., Казаков В.А. Функционирование инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя б машине вторичной очистки семян МВО-20Д // Технические средства для ресурсосберегающих технологий в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тр. НИИСХ Северо-Востока. - Киров, 1997.-С.79-85.

2. Бурков А.И., Андреев В.Л., Рощин О.П. Замкнутая пневмосистема зерно- и семяочистительных машин //Тракторы и сельскохозяйственные ма-шины.-1997.-№8.-С.11-13.

3. Бурков А.И., Андреев В.Л., Рощин О.П. Инерционный жалюзийно-противоточный пылеотделитель для зерно- и семяочистительных машин

//Информ. листок о научно-техническом достижении № 104-94. - Киров: ЦНТИ, 1994. - 4 с.

4. Бурков А.И., Андреев B.JL, Рощин О.П. Машина вторичной очистки семян МЕЮ-20Д с диаметральным вентилятором //Информ. листок о научно-техническом достижении № 77-96. - Киров: ЦНТИ, 1996. - 5 с.

5. Бурков А.И., Андреев В.Л., Рощин О.П. Особенности функционирования замкнутой пневмосистемы зерноочистительной машины с двумя сепарирующими каналами. - М.,1995. - Деп.в НИИТЭИагропром: Механизация АПК. №33.

6. Бурков А.И., Андреев B.J1., Рощин О.П. Регулирование скорости воздуха в пневмосепарирующих каналах замкнутой пневмосистемы. - М., 1996. -Деп. в НИИТЭИ Агропром: Механизация АПК. - №76.

7. Бурков А.И., Андреев В.Л., Рощин О.П. Результаты предварительных испытаний замкнутой пневмосистемы зерноочистительной машины с двумя пневмосепарирующими каналами //Технические средства для ресурсосберегающих технологий в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тр. НИИСХ Северо-Востока. - Киров, 1997.-С. 67-75.

8. Бурков А.И., Андреев В.Л., Рощин О.П., Казаков В.А. Обоснование основных конструктивных параметров инерционного одноступенчатого жа-люзийного воздухоочистителя с криволинейным каналом для замкнутой пневмосистемы зерноочистительной машины. - М., 1996. - Деп. в НИИТЭИ Агропром: Механизация АПК. - №75.

9. Бурков А.И., Рощин О.П. Повышение эффективности функционирования диаметрального вентилятора с малым числом лопаток. Н Сельскохозяйственная наука Северо-Востока европейской части России: Сб. науч. тр. НИИСХ Северо-Востока - Киров, 1995.-T.IV Механизация.-С. 110-113.

10. Патент №2059114 РФ МКИ F04D 17/04, 29/26. Рабочее колесо диаметрального вентилятора/А.И. Бурков, B.JI. Андреев, О.П. Рощин (РФ). -4 е.: ил.

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

12. Патент №2083297 РФ МКИ В07В 4/02. Пневмосистема зерноочистительной машины /А.И. Бурков, В.Л. Андреев, О.П. Рощин (РФ). -3 е.: ил.

13. 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.-221с.

Подписано в печать 10.11.98г.Лицензия ЛР № 020767 от 08.04.1998г.

Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 80 экз. Заказ 110.

Отпечатано с оригинал-макета.

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

61 •■ 99-51659-6

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СЕВЕРО-ВОСТОКА им. Н.В.РУДНИЦКОГО

На правах рукописи

РОЩИН ОЛЕГ ПЕТРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАМКНУТОЙ ПНЕВМОСИСТЕМЫ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Бурков А.И.

Киров - 1998

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................... 4

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ..... 8

1.1. Основные свойства зерновых смесей........................ 8

1.2. Пневмосистемы зерно- и семяочистительных машин, их классификация и общее устройство..................................................11

1.2.1.Классификация и общее устройство пневмоси-

стем................................................................. 11

1.2.2. Анализ конструкций пневмосистем.................. 13

1.2.3. Пневмосепарирующие каналы, вентиляторы и воздухоочистители, применяемые в зерно- и семяочистительных машинах............................................ 22

1.3. Постановка проблемы и задачи исследования.............. 36

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАМКНУТОЙ ПНЕВМОСИСТЕМЫ....................................................... 40

2.1. Анализ энергоемкости замкнутой пневмосистемы......... 40

2.2. Обоснование расстояния между вводами зерна в пнев-мосепарирующий канал............................................... 45

2.3. Повышение эффективности диаметрального вентилятора с малым числом лопаток.......................................... 50

2.4. Обоснование основных конструктивных параметров инерционного одноступенчатого жалюзийного воздухоочистителя с криволинейным каналом.....................................54

2.5. Выводы............................................................. 61

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ......................................................... 62

3.1. Программа экспериментальных исследований............ 62

3.2. Экспериментальные установки, приборы и оборудование ........................................................................ 62

3.3. Методика проведения лабораторных исследований и обработки экспериментальных данных........................... 72

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗАМКНУТОЙ ПНЕВМОСИСТЕМЫ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ..................................................... 82

4.1. Влияние замыкания второго пневмосепарирующего канала на технико-энергетические показатели пневмосистемы 82

4.2. Регулирование скорости воздуха в пневмосепарирую-

щих каналах............................................................. 84

4.3. Результаты экспериментального исследования диаметрального вентилятора с дополнительными укороченными лопатками............................................................... 94

4.4. Исследование устройства двойного ввода зерна в пнев-мосепарирующий канал............................................. 96

4.4.1. Влияние герметичности устройства двойного ввода зерна на эпюры скоростей в пневмосепарирую-

щем канале........................................................ 96

4.4.2. Влияние расстояния между устройствами ввода зерна на эпюры скоростей воздуха и эффект очистки зерна................................................................ 100

4.5. Исследование инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя.................................. 107

4.5.1. Оптимизация основных конструктивных параметров инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя ................................................... 107

4.5.2. Результаты исследования инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя в производст-

. венных условиях................................................ 117

4.6. Исследование эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы................................................ 120

4.7. Выводы............................................................ 123

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО И ОПЫТНОГО ОБРАЗЦОВ МАШИНЫ ВТОРИЧНОЙ ОЧИСТКИ ЗЕРНА MB0-2ОД С ЗАМКНУТОЙ ПНЕВМОСИСТЕМОЙ....... 125

5.1. Результаты предварительных испытаний экспериментального образца машины вторичной очистки зерна МВО-20Д............................................................... 125

5.2. Результаты государственных приемочных испытаний опытного образца машины вторичной очистки зерна МВО-20Д............................................................... 128

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.......................................................... 131

ЛИТЕРАТУРА............................................................... 134

ПРИЛОЖЕНИЯ.............................................................. 145

ВВЕДЕНИЕ

Гарантированное обеспечение потребностей населения страны и животноводческой отрасли собственным зерном является одной из важнейших задач отечественного сельскохозяйственного производства.

Решение этой задачи во многом зависит от уровня технических средств и методов послеуборочной обработки зерна. Эффективное и своевременное проведение этой технологической операции снижает потери и себестоимость зерна, а также повышает его семенные и продовольственные качества. Важнейшей составной частью послеуборочной обработки является очистка зерна от примесей. Особое значение имеет очистка семенного зерна. Однако отечественная промышленность не выпускает семяочистительных машин с достаточной эффективностью функционирования, экономичностью и производительностью. В связи с этим целесообразно создание более эффективных и экономичных семяочистительных машин [52]. Одним из путей повышения эффективности этих машин является дальнейшее совершенствование пнев-мосистем, составляющих основу их технологического процесса.

Цель исследования. Целью данной работы является повышение эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы семяочистительной машины путем совершенствования ее рабочих органов.

Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны физико-механические свойства зерновых смесей, технологический процесс пневмосепарации, экспериментальный и опытный образцы пневмосистемы с замкнутым циклом воздушного потока, включающей в себя два пневмосепа-рирующих канала, функционирующих до и после решет, один диаметральный вентилятор, две осадочные камеры, имеющие общую смежную стенку, и инерционный центробежно-жалюзийный воздухоочиститель.

Методика исследований. При проведении экспериментальных исследований использованы стандартные и разработанные нами методики с приме-

нением физического и математического моделирования.

Научная новизна. Разработана пневмосистема с замкнутым воздушным циклом (патент РФ №2083297), включающая в себя два пневмосепарирую-щих канала, функционирующих до и после решет, один диаметральный вентилятор, две осадочные камеры, имеющие общую смежную стенку, и инерционный центробежно-жалюзийный воздухоочиститель.

Разработано рабочее колесо диаметрального вентилятора (патент РФ №2059114) с дополнительными укороченными лопатками, обеспечивающее повышение развиваемого давления, расходов воздуха и КПД вентилятора.

Уточнено положение верхней кромки смежной стенки осадочных камер относительно колеса диаметрального вентилятора для замкнутой пнев-мосистемы, обеспечивающее независимое регулирование скорости воздуха в одном из пневмосепарирующих каналов.

Разработан инерционный центробежно-жалюзийный воздухоочиститель с невысоким аэродинамическим сопротивлением (до 200Па) и фракционной эффективностью очистки ЕВоф воздуха для частиц размером до 600 мкм - до 65%, для частиц размером от 600 до 1800 мкм - 65.. .94% и для частиц больше 1800 мкм - 94.. .100%.

Выведена математическая зависимость для определения рационального значения расстояния между двумя вводами зерна в пневмосепарирующий канал.

Предложено устройство регулирования скорости воздуха в пневмосепарирующих каналах (патент РФ № 2065780), исключающее выброс запыленного воздуха в зонах выхода очищенного зерна из пневмосепарирующих каналов.

Достоверность основных выводов подтверждена экспериментальными исследованиями, положительными результатами предварительных и приемочных государственных испытаний и эксплуатации опытного образца ста-

ционарной семяочистительной машины с разработанной при участии автора пневмосистемой.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Проведенные исследования позволили создать пневмосистему, обладающую высоким качеством выполнения технологического процесса, низким удельным расходом энергии и обеспечивающую приемлемые санитарно-гигиенические условия обслуживающему персоналу.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований определены наиболее рациональные конструктивно-технологические параметры основных рабочих органов замкнутой пневмосистемы опытной семяочистительной машины МЕЮ-20Д. Опытный образец машины внедрен в колхозе "Заря" Слободского района Кировской области и по результатам испытаний рекомендован Кировской МИС к производству опытной партии. Кроме того, результаты научных исследований инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя использованы при создании пневмосепаратора ПС-15, а диаметрального вентилятора при разработке и изготовлении экспериментального образца зерноочистительного агрегата АЗМ-5.

Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Санкт-Петербургского ГАУ (1995-1996 гг.), Вятской ГСХА (1995-1997гг.) и НИИСХ Северо-Востока (1996-1997гг.).

По материалам исследований опубликовано 10 научных статей и получено 3 патента РФ на изобретения.

На защиту выносятся следующие положения:

- теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы;

- схема и конструктивные параметры колеса диаметрального вентилятора;

- схема замкнутой пневмосистемы с двумя пневмосепарирующими каналами, очищающими зерновой материал до и после решет, одним диаметральным вентилятором, двумя осадочными камерами, имеющими общую смежную стенку, и инерционным центробежно-жалюзийным воздухоочистителем;

- схема и конструктивные параметры инерционного центробежно-жалюзийного воздухоочистителя;

- устройство регулирования скорости воздуха в пневмосепарирующих каналах;

- рациональные конструктивно-технологические параметры второго пневмосепарирующего канала с устройством двойного ввода зерна и координаты верхней кромки смежной стенки осадочных камер;

- математические модели процесса очистки зерна и отработанного воздуха;

- результаты производственных испытаний опытной машины МВО-20Д с разработанной замкнутой пневмосистемой и воздухоочистителем.

Автор считает необходимым отметить, что экспериментальные исследования, изготовление и испытания опытной семяочистительной машины МВ020Д проведены под руководством доктора технических наук, профессора А.И. Буркова и при участии сотрудников лаборатории зерно- и семяочи-стительных машин НИИСХ Северо-Востока.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1.1. Основные свойства зерновых смесей

Зерновой материал, поступающий с поля на послеуборочную обработку, представляет собой смесь, состоящую из зерен основной культуры, семян других культурных растений и сорняков. В него также входят органические (солома, полова и т.п.) и минеральные (частицы почвы, пыль, песок и т.п.) примеси. Влажность зернового материала в зависимости от погодных условий во время уборки, спелости хлебной массы и других условий колеблется от 10 до 40%, а засоренность - от 1 до 25% [35, 45, 51]. По этой причине зерновой материал необходимо очищать от сопутствующих примесей и сушить, а семена основной культуры еще и разделять по сортам (сортировать).

Одним из основных требований, предъявляемых к семенному материалу зерновых культур и определенных ГОСТами 10467-86 - 10470-86, является чистота семенного материала зерновых культур. Для первого класса чистота зернового материала должна составлять не менее 99%, для второго класса - 98%, а для третьего - 97%. Требования на посевные качества семян основных зерновых культур приведены в таблице 1.1.

Производство классных семян основано на послеуборочной механической очистке зернового материала посредством использования его физико-механических свойств, то есть размеров, формы, состояния поверхности, аэродинамических свойств, удельной массы, плотности, упругости, способности насыщения электрическим током и тому подобное [34, 46, 53, 60].

Из всех способов сепарации зернового материала наиболее привлекательным является разделение материала по аэродинамическим свойствам вследствие более высокой удельной производительности, простоты конструкции рабочих органов пневмосепарирующих устройств и малого травмирования семян. Работы видных ученых в этой области [34, 63] дают основания утверждать, что эффект разделения зерновой смеси по аэродинамиче-

ским свойствам часто превышает 50%. Именно по этим причинам большинство семяочистительных машин оснащены пневмосистемами.

Таблица 1.1

Посевные качества семян основных зерновых культур

Содер- Содер- В том Всхо- Влаж-

жание жание числе се- жесть, ность,

Культура ГОСТ Класс семян основной культуры, % семян других растений, шт/кг, не более мян сорных растений, шт/кг, не более %, не менее %, не более

Пшеница 10467-86 1 99 10 5 95 16

2 98 40 20 92 16

3 97 200 70 90 16

Рожь 10468-86 1 99 10 5 95 16

2 98 80 40 92 16

3 97 200 70 90 16

Ячмень 10469-86 1 99 10 5 95 16

2 98 80 20 92 16

3 97 300 70 90 16

Овес 10470-86 1 99 10 5 95 16

2 98 80 20 92 16

3 97 300 70 90 16

Разделение зерновой смеси по аэродинамическим свойствам основано на различии соотношения шероховатости поверхности, размеров и массы компонентов зерновой смеси, что обусловливает различие в аэродинамическом сопротивлении воздушному потоку.

Это сопротивление выражается формулой [59, 60]:

Я = к- р • Е - V2 , (1.1)

где к - коэффициент аэродинамического сопротивления; р- плотность воздуха, кг/м3;

т-> 2

г - площадь миделева сечения частицы, м ; и - относительная скорость движения частицы, м/с.

Показателями аэродинамических свойств тела являются коэффициент парусности Кп и критическая скорость (скорость витания) ив [59, 60]:

Кп = к~, м-1; (1.2)

т

=

8 ,м/с, (1.3)

Кп

где т - масса частицы, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Под скоростью витания подразумевается скорость воздушного потока, при которой тело находится во взвешенном состоянии. Скорость витания является случайной непрерывной величиной (табл. 1.2.) и зависит от коэффициента парусности, также являющегося случайной величиной. Для большинства культур Кп = 0,07...0,15 м"1 [59]. Случайность этих величин объясняется их зависимостью от площади миделевого сечения, на которую влияет положение частицы относительно действующего на нее воздушного потока, и от коэффициента аэродинамического сопротивления, находящегося в сложной зависимости от размеров и состояния тела, состояния и рода среды, в которой находится тело, и от скорости его перемещения относительно среды.

Таблица 1.2

Скорости витания основных зерновых культур

Культура Скорость витания, м/с

от До

Пшеница 11,5

Рожь 8,4 10,0

Ячмень 8,4 10,8

Овес 8,0 9,0

О разделимости зерновой смеси воздушным потоком можно судить по графикам плотности распределения скоростей витания для каждой фракции этой смеси.

Практически эффективность пневмосепарирования определяется по результатам количественно-качественного анализа после разделения фракций. При этом эффективность оценивается эффектом Е выделения воздухом примесей, содержанием полноценного зерна в отходах и удельным расходом энергии Иуд на процесс очистки при обеспечении посевных качеств зерна [34]. Допустимые потери а полноценного зерна не должны превышать 0,2% при предварительной очистке, 0,5% - при первичной очистке и 3% - при вторичной очистке [51].

1.2. Пневмосистемы зерно- и семяочистительных машин, их классификация и общее устройство

1.2.1. Классификация и общее устройство пневмосистем

Существующие воздушные системы в процессах обработки зерна делятся по следующим признакам [9, 28, 53, 68, 94]:

• по способу использования - централизованные воздушные системы (ЦВС), автономные (пневмосепараторы) и в сложных зерно- и семяочистительных машинах (пневмосистемы);

• по способу движения воздуха - с разомкнутым, замкнутым и замкнуто-разомкнутым (комбинированным) циклом воздушного потока;

• по способу подвода воздуха в пневмосепарирующие каналы - с всасываемым, нагнетаемым и нагнетательно-всасываемым потоками (рис. 1.1.);

• по количеству пневмосепарирующих каналов и кратности обработки - с одним, двумя и большим числом;

• по направлению воздушного потока - с вертикальным, горизонтальным, наклонным потоком и системы противотока.

в

Рис.1.1. Схемы воздушных сепараторов: а - с всасываемым потоком; б - с нагнетательным потоком; в - с нагнетательно-всасываемым потоком; 1 - вентилятор; 2 - осадочная камера; 3 - пневмосепарируюгций канал; -- поток

основной культуры; —поток воздуха с легкими примесями;---> - легкие примеси и щуплые семена; ......•> - пыль, полова и т.п.; -&-->-- чистый

воздух

В состав пневмосистем зерно- и семяочистительных машин могут входить следующие рабочие органы:

• вентилятор (генератор воздушного потока);

• ус