автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение качества очистки и сепарации семян овощных культур разработкой и применением пневматического сепаратора

На правах рукописи

Ахраменко Владислав Анатольевич

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ И СЕПАРАЦИИ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР РАЗРАБОТКОЙ И ПРИМЕНЕНИЕМ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА (на примере семян свеклы столовой)

Специальность 05.20.01 -технологи и средства

механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

05 СЕН 2013

Пенза-2013

005532743

005532743

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства овощных культур Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИССОК Россельхозакадемии)

Научный руководитель доктор с.-х. наук, профессор

Павлов Леонид Васильевич

Официальные оппоненты: Ларюшин Николай Петрович доктор

технических наук, ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», профессор кафедры «Механизация технологических процессов в АПК»

Коновалов Александр Владимирович

кандидат технических наук, ООО «Беково-Молоко», главный инженер

Ведущая организация Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Россельхозакадеми и.

Защита состоится «19» сентября 2013 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02 на базе ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Автореферат разослан «15» августа 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кухарев О.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Для повышения урожайности с.-х. культур важным условием является посев высококачественными семенами, что предъявляет к подготовке семенного материала специальные требования.

Очистка и сортировка семян имеют ряд особенностей, которые затрудняют доведение их до посевных кондиций на серийных воздушно-триерных машинах и влекут за собой значительные потери семян основной культуры в отходы. Из-за отсутствия достаточного количества качественного посевного материала хозяйства вынуждены вести посев некондиционными семенами.

Одной из особенностей семян овощных культур является их засоренность. Для их очистки используют полотенные и винтовые горки, а также электромагнитные семяочистительные машины. К недостаткам таких машин можно отнести малую производительность, неполное выделение примесей и недостаточный уровень качественной сортировки семян основной культуры. Электромагнитные машины, кроме того, допускают невозвратимые потери семян основной культуры в отходы с магнитным порошком, поэтому они рекомендуются только для очистки семян с гладкой поверхностью, имеющих засорители с шероховатой поверхностью.

Поэтому решение проблемы улучшения качества очистки и сепарации овощных культур связано с созданием и модернизацией существующих пневматических сепараторов.

Степень разработанности темы. В настоящее время разработаны и выпускаются отечественной промышленностью пневматические сепараторы для очистки и сортировки семян различных культур. Однако в большинстве случаев они не обеспечивают качественную очистку и сортировку обрабатываемого семенного материала овощных культур. Поэтому данный вопрос требует дальнейших теоретических обоснований и новых конструкторских решений.

Работа выполнена по плану НИОКР ГНУ ВНИИССОК Россельхозакадемии на 2010-2013гг. по теме: «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии семеноводства, обеспечивающие получение семян высокого качества; стандарты на семена, посадочный материал, технологические процессы и продукцию».

Цель работы - повышение качества очистки и сепарации семян овощных культур разработкой и применением пневматического сепаратора (на примере семян свеклы столовой).

Задачи исследований:

1. Проанализировать влияние физико-механических и аэродинамических свойств семян овощных культур на сортировку и очистку посевного материала овощных культур.

2. Разработать технологическую и конструктивную схемы пневмосепаратора для очистки и сортировки семян овощных культур.

3. Теоретически обосновать основные параметры пневмосепаратора для

очистки и сортировки семян овощных культур (на примере семян свеклы столовой) и режимы его разделения.

4. Выполнить экспериментальные исследования разработанного пневмосепаратора для очистки от примесей и сортировки семян свеклы столовой, оценить технико-экономический эффект от использования пневмосепаратора.

Объект исследовании. Технологический процесс разделения семян овощных культур в сепараторе с горизонтальным воздушным потоком.

Предмет исследований. Показатели и режимы разделения массы семян овощных культур в сепараторе с горизонтальным воздушным потоком.

Научную новизну работы представляют:

• математическое описание процесса разделения массы семян овощных культур в воздушном потоке с учетом поправочного коэффициента формы семян (на примере свеклы столовой);

• технологическая схема и конструкция пневматического сепаратора для очистки и разделения массы семян овощных культур в горизонтальном воздушном потоке;

• параметры пневмосепаратора для очистки и сепарации семян свеклы столовой.

Новизна конструкции пневмосепаратора подтверждена патентом РФ на полезную модель №126634.

Теоретическая н практическая значимость работы. Результаты научных исследований послужили основой для разработки и изготовления пневматического сепаратора с горизонтальным воздушным потоком. В корпусе пневматического сепаратора расположены жесткие подвижные заслонки с приводом от мотор-редукторов. В загрузочном бункере сепаратора установлено устройство для очистки от металлических включений. Разработанный пневматический сепаратор обеспечивает выделение из массы семян свеклы столовой высококачественного репродукционного материала со всхожестью 86%.

Методология и методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений теории движения частиц в воздушном потоке с учетом поправочного коэффициента формы семян.

Экспериментальные исследования выполнены с использованием стандартных и частных методик исследований. За метод исследований принят метод сравнительных исследований свойств семян после очистки и сортировки с использованием пневматического сепаратора.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Математическое описание движения массы семян в воздушном потоке.

2. Конструкция пневматического сепаратора с горизонтальным воздушным потоком с жесткими и подвижными заслонками.

3. Показатели, оценивающие качество посевного материала семян свеклы столовой после очистки и сортировки на предлагаемом пневматическом сепараторе.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов подтверждается количественными и качественными показателями экспериментальных исследований с использованием современных средств измерения и обработки экспериментальных данных с использованием прикладных программ Microsoft Exel 2007 и Mathcad 14, сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследовании.

Опытно-конструкторский образец разработанного сепаратора прошел поверку в ООО Агрофирма «Биокор-С» Пензенской области.

Основные положения диссертации и результаты исследовании доложены и одобрены на научно-технических конференциях ФГБОУ B11U

«Пензенская ГСХА» (2007-2013ГГ.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 райот, в том числе 3 статьи в изданиях, указанных в «Перечне ... ВАК», поручен патент на полезную модель, без соавторов опубликовано две статьи. Общии объем публикаций составляет 1,7 пл., из них 1,1 пл. принадлежит автору.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка литералы из 151 наименовании и приложения на 17 с. Работа изложена на 148 е., содержит 51 рис. и 22 таЬл.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, дана общая характеристика работы и сформулированы основные научные положения, выносимые на

защиту. .

В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследовании»

проведен анализ существующих конструкций машин для очистки и сортировки

семян с.-х. культур.

На основании анализа научной и патентной литературы определено направление разработки пневмосепараторов для очистки и сортировки семян овощных культур.

Вопросами разработки сепараторов для очистки и сортировки семян с.-х.

культур занимались

Воронов И .Г., Дринча В.М., Емельянов П.А., Жилкин В.А., Заика П.М., Коновалов В.В., Мельников С.В., Оробинский В.И. Полунин Ю.П., Полывяныи

B.JL, Тарасенко А.П. и другие ученые.

Анализ технологических и конструктивных схем существующих сепараторов позволил сделать вывод о необходимости повышения качества очистки и сортировки семян овощных культур перед посевом, и в частности, семян свеклы столовой, для повышения качества посевного материала и урожайности возделываемой культуры. Семена, прошедшие очистку и сортировку, должны отвечать требованиям для семян семеноводческого назначения в соответствии с ГОСТ Р 52171-2003, а посевные качества семян ГОСТ 12036-ГОСТ 12038, ГОСТ 12041 - ГОСТ 12043 и ГОСТ 12045.

По результатам литературного и патентного обзора научной информации сформулированы цель и задачи исследований.

Во втором разделе «Теоретические исследования влияния физико-механических и аэродинамических свойств семян овощных культур на очистку и сортировку (на примере семян столовой свеклы)» проведены теоретические исследования по определению влияния физико-механических и аэродинамических свойств семян на величину их горизонтального смещения в горизонтальном воздушном потоке.

Специфическое свойство семян столовой свеклы неровность поверхности, что способствует высокой парусности и обуславливает метод разделения семян и отделение их от примесей. Метод разделения семян и примесей основан на различии в скоростях витания и осуществляется пересечением под определенным углом равномерно распределенного потока струи воздуха. Скорость витания зависит от физических свойств семенного материала (плотности, состояния поверхности, размеров, формы) и параметров воздушного потока (скорости, вихреобразования, равномерности скоростей воздушных потоков) и других факторов (взаимного расположения семян, столкновения их между собой и со стенками аппарата и т.д.).

Рассмотрим схему движения семян в рабочей камере пневматического сепаратора. Из рис.1 следует, что семена совершают сложное движение и двигаются в горизонтальном и вертикальном направлениях.

движение тяжелых примесей

движение семян семеноводческого назначения

Рисунок 1 - Схема движения семян и примесей в воздушном потоке рабочей камеры пневматического сепаратора

Такое движение обусловлено тем, что основными силами, действующими на семена находящихся в воздушном потоке, являются сила тяжести и сила давления воздушного потока (рис.2). При обтекании семян воздушным потоком

возникает сила давления, под действием которой происходит их движение в горизонтальном потоке.

напрабление

воздушного

потока

Рисунок 2 - Силы, действующие на семена, находящиеся в горизонтальном воздушном потоке

Допустим, что семена имеют круглую форму, так как калибруются решетами с круглыми отверстиями по ГОСТ Р 52171-2003.

Величина силы воздушного потока, действующей на семена, определяется по формулам:

Н, (1)

где с - коэффициент парусности семян; 5 - миделево сечение семян, м2;

р - плотность воздуха, кг/м3; УіргіІ), - средняя скорость воздушного потока, м/с;

т - масса семени, кг; а„,р - ускорение, придаваемое семенам действием силы

воздушного потока, м/с'.

Величина горизонтального смещения семян определяется по формуле

+ (2)

где I - время действия силы воздушного потока, с; Ь0гор- начальная точка движения семян, м.

Время действия силы воздушного потока

_ ^й.аврт Г \ Нц ' 4 " - + Уа.аерт

/=-'-і->с> (3)

г

где Н0 - начальная высота, м; g - ускорение свободного падения м/с2; Кж-рт - начальная вертикальная скорость семян, м/с.

Миделево сечение ддя круглых семян определяется по формуле:

5 = л" • г^2 /4 ,м2, (4)

где к - 3,14; сі - средний диаметр семян, м.

Семена свеклы имеют неправильную форму, поэтому для уточнения

7

введем путем.

Рисунок

Поправочный "коэффициент формы семян (см. рис. 3) определяегся как отношение фактической рабочей площади семени (Эр), на которую воздействует сила давления воздушного потока, к средней площади сечения семени (£*):

Г=(5)

Площадь миделева сечения с учетом поправочного коэффициента формы семян составит

4,м2. (6)

Тогда формула для определения горизонтального смещения примет вид

г з-я-ч'^.^-й-н ~ ;

1/2 + т ) + К,

,2 / л 1 I ________________\

с• у■ я'с1 /4 р- •( с-—- I

т-2 , Зл-Т ■</-л/2^-Я0

(г- ) ------®--

2

где ¥ - коэффициент вязкости воздуха м2/с; гп - масса семени, кг.

По результатам расчетов, произведенных по формуле (7), построен график (рис. 3) график зависимости величины горизонтального смещения семян в воздушном потоке от коэффициента парусности и скорости воздушного потока.

Из графика, представленного на рис.3, видно, что для использования всей длины рабочей камеры сепаратора скорость воздушного потока должна быть равна 9,36 м/с.

поправочный коэффициент формы семян у, определяемый опытным

Площадь, которая не Ьходит б сечение, но на нее тоже деистдует сила даЬления, создобоемая воздушным потоком

Площадь сечения /

3 - Схема определения поправочного коэффициента формы семян

Сіс,

0,0 поток.

м/с

Я 0,5-0,6 я 0,4-0,5 » 0,3-0,4 я 0,2-0,3 «0,1-0,2 и 0-0,1

Рисунок 3 - График зависимости величины горизонтального смещения семян в воздушном потоке от коэффициента парусности и скорости воздушного потока

Оптимальная скорость для сепарации зависит от физико-механических свойств семян и габаритов сепаратора. При оптимальной скорости сепарации семена не должны оказаться за пределами сепаратора, причем в процессе сортировки должна использоваться вся длина рабочей камеры сепаратора. В нашем случае за длину рабочей камеры следует принимать расстояние от выгрузного окна до крайней стенки рабочей камеры сепаратора).

Для точного разделения семян на фракции необходимо отрегулировать положение заслонок в соответствии с расчетами по величине горизонтального смещения семян для оптимальной скорости.

Также во второй главе описано устройство и принцип работы разработанного пневматического сепаратора в двух конструктивных вариантах: а) без устройства для очистки от металлических включений и б) с устройством для очистки от металлических включений.

Пневматический сепаратор (рис. 4а) содержит корпус 2, радиальный вентилятор с электродвигателем 3 и раму 5. Радиальный вентилятор с электродвигателем установлен на раму 5 и соединен с корпусом 2 через диффузор 6.

В верхней части корпуса 2 расположен загрузочный бункер 1 для загрузки семенного материала. На раме 5 размещены органы управления

пневматическим сепаратором: частотный преобразователь 4 и пульт управления 9. В корпусе 2 расположены жесткие регулируемые заслонки 10 для разделения потоков семян и примесей, имеющие привод от мотор-редукторов 11.

Рисунок 4 - Схемы пневматических сепараторов: а) без устройства для очистки от металлических включений; 6) с устройством для очистки от металлических включений; 1 - загрузочный бункер; 2 - корпус; 3 - радиальный вентилятор; 4 - частотный преобразователь, 5 - рама; в - диффузор, 7 - поддон для калибровки; 8 - выключатель-автомат; 9 - пульт управления жесткими регулируемыми заслонками; 10 - жесткие регулируемые заслонки; 11 - мотор-редукторы для управления жесткими регулируемыми заслонками; 12-устройства для очистки от металлических включений

Частотный преобразователь позволяет использовать трехфазный асинхронный двигатель в однофазной сеги и производить регулировку его частоты вращения с пульта управления 9 осуществляется управление положением жестких заслонок Ю посредством мотор-редукторов П. На валах мотор-редукторов расположены планки, положение которых соответствует положению жестких заслонок внутри рабочей камеры сепаратора. На корпусе имеется шкала улов поворота.

На раме установлен быстросъемный поддон 7 для регулировки сепаратора, при проведении сортировки поддон снимается.

Второй конструктивный вариант пневматического сепаратора дополнительно имеет устройство для очистки от металлических включений 12, (см. рис. 46) расположенное в загрузочном бункере I. На основе схемы (рис.4), был изготовлен опытно-конструкторский образец пневматического сепаратора (рис.5).

Пневмосепаратор работает следующим образом. Выключателем автоматом 8 производится включение сепаратора, с помощью пульта управления 9 и мотор-редукторов 10 производится регулировка положения заслонок I 1. Частотным преобразователем 4 производится настройка режима

работы электродвигателя радиального вентилятора 3 и включение его в работу. Семена подаются в загрузочный бункер 1, откуда попадают в рабочую камеру сепаратора, расположенную в корпусе 2. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 3, выравнивается в диффузоре 6 и проходя через рабочую камеру сепаратора производит разделение семян по фракциям с учетом физико-механических и аэродинамических свойств.

Рисунок 5 - Общий вид пневматического сепаратора

Органы управления сепаратора (частотный преобразователь 4, пульт управления жесткими регулируемыми заслонками 9 и выключатель автомат 8) для удобства управления собраны в блок. Над органами управления установлен защитный козырек для защит от попадания мелких предметов (рис. 6).

Рисунок 6 - Блок органов управления

В третьем разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» излагаются общая и частная методики исследований с описанием объектов аппаратуры для проведения исследований. Программа исследований включает: • лабораторные исследования физико-механических и аэродинамических

11

свойств посевного материала овощных культур;

• экспериментальные исследований очистки и сепарации семян свеклы столовой на опытном образце пневмосепаратора;

• доводку конструкции опытного образца предлагаемого пневмосепаратора.

Показатели качества очистки и сепарации семенного материала

оценивались показателями физико-механических и аэродинамических свойств семян, наличием механических примесей и всхожестью семян.

Лабораторные исследования физико-механических и аэродинамических свойств семян

Лабораторные исследования физико-механических и аэродинамических свойств включали: замер габаритов группы семян в нескольких плоскостях до и после сортировки, замер массы группы семян до и после сортировки, коэффициент формы семян, коэффициент парусности семян, плотность семян до и после сортировки.

Экспериментальные исследования очистки и сепарации семян на опытном образце пневмосепаратора

Оценка качества посевного материала проводилась по следующим показателям: физико-механические свойства (размер, масса, форма, плотность); аэродинамические свойства (коэффициент парусности); качество посевного материала (всхожесть); очистка (наличие механических примесей).

После проведения исследований очистки и сепарации семян, проводились исследования на их всхожесть.

При проведении экспериментальных исследований проводился контроль массы 1000 семян каждой фракции после сортировки семян.

Для определения плотности семян после сортировки проводился замер массы и определение среднего диаметра групп семян в количестве 10 штук из каждой фракции. Контроль качества разделения семян по плотности проводился в колбах с 96%-ным спиртовым раствором, по количеству всплывших семян.

Коэффициент парусности определялся при помощи пневматического классификатора по 10 шт. из каждой фракции.

Определение всхожести семян. Пробы (4 по 100 семян) семян свеклы отсчитывают после разделения навесок на фракции по крупности в соответствии с методом, принятым для определения чистоты по ГОСТ 12037. Затем из отдельных фракций в каждую пробу отбирают такое количество семян, которое соответствует процентному содержанию в навеске выделенных фракций. У свеклы проводят подсчет проросших семян на десятые сутки.

О качестве семян можно косвенно говорить по массе: по ГОСТ 12038, масса 1000 семян семеноводческого назначения должна быть не менее 27 г. Однако такой показатель не в полной мере дает представление о качестве семян, так как их диаметр может меняться от 3,5 до 4,5 мм.

При проведении исследований использовались приборы и оборудование, показанные на рис.7, погрешность измерения которых не превышает 5%.

Микрометр (25мм -0,01) Штангенциркуль ШЦ-1

Камера климатическая ш&аАцР'/' 'УаЧ^ЧддИИИИИ

СМ /0/40-500 СФ(ТВХС) ^^{^б^абораторны^

Рисунок 7 - Приборы и оборудование, применяемые при выполнении экспериментальных исследований

Растильни

При проведении исследований по определению качества очистки семян производился замер количества металлических включений в различных фракциях семян после проведения сортировки с помощью устройства, представленного на рис. 8.

Рисунок 8 - Устройство для очистки от металлических включений 1 - кронштейн; 2 - постоянный магнит; 3 - металлические включения

В результате исследований было выявлено, что применение дополнительного устройства для чистки от металлических включений позволяет существенно сократить попадание металлических включений, оказавшихся в исходном

семенном материале, в семена годные для посева. Количество металлических примесей отсортированных сепаратором с устройством для очистки от металлических включений составляет 99% от их общего количества в исходном семенном материале. В то время как без устройства для очистки от металлических включений сепаратор отсортировывает около 90% металлических включений от их общего числа в исходном семенном материале, что связано с неровностью металлических включений и их возможностью отражения от стенок сепаратора.

Доводка конструкции опытного образца пыевмосепаратора

После проведения экспериментальных исследований проводили конструкторскую доработку разработанного опытного образца пневматического сепаратора. В частности, в диффузор установлены сетки для повышения выравненное™ воздушного потока, повышена частота вращения радиального вентилятора для обеспечения рабочей скорости воздушного потока в рабочей камере сепаратора.

В четвертом разделе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» приведены и проанализированы результаты исследований по влиянию физико-механических и аэродинамических свойств семян на очистку и сепарацию.

Так как на качество сепарации в пневматических сепараторах большое влияние оказывает равномерность воздушного потока, то были произведены замеры скорости воздушного потока в различных точках рабочей камеры

Рисунок 9 - Диаграмма скорости воздушного потока на входе рабочей камеры пневматического сепаратора (координаты точек замера скорости в рабочей камере сепаратора.) 14

Результаты замера скоростей воздушного потока в рабочей камере сепаратора показали, что отклонение скоростей от среднего значения не превышает ±5%. Такое отклонение говорит о достаточной выравненности воздушного потока. Для определения влияния изменения скорости воздушного потока на его равномерность, исследования проводились и на других скоростях воздушного потока, из которых было выявлено, что равномерность воздушного потока в рабочей камере при изменении скорости воздушно потока практически не изменялась.

При оптимальной скорости воздушного потока были определены горизонтальные смещения семян в зависимости от их физико-механических и аэродинамических свойств (см. табл. Г).

Таблица 1 ~ Величина горизонтального смещения семян свеклы в

Коэффициент парусности Величина горизонтального смещения, м

1 2 3 среднее значение

0,223 0,105 0,! 1 0,115 0,П

0,264 0,146 0,158 0,148 0,15

0,304 0,234 0,255 0,261 0,25

0.364 0,335 0,35 0,365 0,35

0.400 0,39 1 0,42 0,417 0,41

Для определения качества разделения семян были проведены исследования по определению всхожести партий семян (см. табл. 2), полученных после их сортировки на разработанном сепараторе при «оптимальных» настройках. Оптимальные настройки: скорость воздушного потока - 9,36 м/с, первая заслонка - в вертикальном положении, вторая заслонка повернута на 10° в сторону вентилятора, а третья на 25 .

Таблица 2 - Всхожесть семян свеклы столовой, % _

№ п/п Фракции Пробы Среднее

! 2 3 значение

1 контроль 58.00 60,00 63,00 60,3

2 2 91,00 82,00 87,00 86,7

3 3 64.00 57,00 59,00 60,00

4 4 46,00 44,00 45,00 45,00

Из данных, представленных в табл.2, следует, что сепаратор позволяет отобрать во вторую фракцию семена с всхожестью 86%, что соответствует требованиям по всхожести для семян семеноводческого назначения (не менее 70%), что на 16% выше всхожести семян, требуемой для семян семеноводческого назначения. Настройка пневматического сепаратора на отбор семян с более высокой всхожестью приведет к тому, что семена, соответствующие требованиям для семян семеноводческого назначения будут отсортированы во фракцию для семян товарного назначения.

В третью фракцию отбираются семена со средней всхожестью 60%, что соответствует требованиям для семян товарного назначения. Остальные семена,

негодные для посева, отсортировываются в четвертую фракцию.

По результатам исследований построен график зависимости горизонтального смещения семян в воздушном потоке от коэффициента парусности, представленный на рис.10, из которого видно, что отклонения величины горизонтального смещения, от расчетного значения, составляет до 0,03 м, что связано с шириной загрузочного окна сепаратора, которая равна 0,02 м и отличием скорости воздушного потока в различных точках рабочего сечения сепаратора ±5% от среднего значения. Дальнейшее выравнивание воздушного потока будет незначительным, но приведет к существенному усложнению конструкции сепаратора.

0,45 -г-"

0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

я Коэффициент парусности

§ ф 1 замер

5 и 2 замер

® 4 3 замер

- среднее значение

Рисунок 10 - Зависимость горизонтального смещения семян в воздушном потоке от коэффициента парусности

Для наглядности полученных результатов теоретических и экспериментальных исследований по определению величины горизонтального смешения семян в горизонтальном воздушном потоке был построен график (рис. 11), из которого следует, что значения горизонтального смещения, полученные экспериментальным путем, имеют отклонения от данных, полученных теоретическим путем (погрешность не более 5%).

Для определения дальнейших путей совершенствования разработанного сепаратора проводились исследования по определению равномерности и

скорости воздушного потока в рабочей камере сепаратора при установке дополнительных выравнивателей в виде сеток расположенных последовательно со смещением ячеек, размер ячеек 2x2 мм.

2

2

к

<и

3

<и

г

и о и о X А

4 «

Н X

О

^

5

О.

О

и

т

Я Ч а» СО

0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

0,2

0,25

д2 -

- 0,989

0,3

0,35

0,4

0,45

Коэффициент парусности

расчетная величина горизонтального смещения

фактическая

средняя

величина

горизонтального

смещения

Рисунок 11-І1оафик сравнения теоретических и экспериментальных исследований

«

а с н о с

о и о X

3

4

м

о аз •с

н

ж 8,00-10,00 в 6,00-8,00 и 4,00-6,00 2,00-4,00

о 3с"ол„

'"»■'о.

200

Рисунок 12 - Диаграмма скорости воздушного потока на входе рабочей камеры пневматического сепаратора при установленной дополнительной сетки для выравнивания воздушного потока (координаты точек замера скорости в рабочей камере сепаратора) Исследования показали возможность повышения выравненное™ воздушного потока до ±2,5% при повышении скорости воздушного потока, что

связано с созданием избыточного давления перед выравнивающей сеткой. Но увеличение равномерности воздушного потока приводит к существенному снижению его скорости около 50%, что потребует увеличения частоты вращения применяемого вентилятора.

В пятом разделе «Экономическое обоснование использования пневматического сепаратора» по результатам экспериментальных исследований разработанного пневматического сепаратора выполнен расчет годового экономического эффекта при дополнительной сортировке товарных семян. Годовой экономический эффект составил 5257 рублей на урожай, собранный с 1 га посевов, за счет продажи более качественного посевного материала.

Общие выводы

1. В наибольшей степени на сортировку и очистку семян овощных культур оказывают влияние следующие физико-механические и аэродинамические свойства семян: площадь миделева сечения, масса, плотность и коэффициент парусности. Семена, обладающие высокой всхожестью, обладают меньшей парусностью и более высокой плотностью. При проведении теоретических исследований горизонтального смещения семян в воздушном потоке введен поправочный коэффициент формы семян, позволяющий учитывать неровность поверхности семян при определении площади миделева сечения. Так, например, масса 1000 семян, отобранных в первую фракцию, равна 30 г, а всхожесть 86%.

2. Разработана конструкция пневматического сепаратора для сортировки и очистки семян овощных культур. Конструкция разработанного пневматического сепаратора отличается от существующих наличием жестких регулируемых заслонок с приводом от мотор-редукторов. Разработанный пневматический сепаратор имеет в конструкции частотный преобразователь, позволяющий производить регулировку частоты вращения вентилятора и имеет возможность удаленного управления.

3. По результатам теоретических исследований определены оптимальные скорости для различных габаритных размеров рабочей камеры сепаратора с учетом того, что длина рабочей камеры сепаратора должна использоваться полностью при сортировке семян столовой свеклы. Лабораторная установка разрабатывалась на основе анализа существующих конструкций сепараторов. Оптимальную скорость для сортировки семян свеклы столовой определяли теоретическим путем, при длине рабочей камеры сепаратора 0,42 м она составила 9,36 м/с. Положение жестких регулируемых заслонок определилось также по результатам теоретических расчетов. Углы поворота заслонок составили 10° в сторону вентилятора (для заслонки между 2 и 3 фракциями) и 25° в сторону вентилятора (для заслонки между 3 и 4 фракциями).

4. Экспериментальные исследования показали работоспособность пневматического сепаратора. Применение разработанного сепаратора совместно с сепаратором Петкус К-531 позволяет выделять из массы семена, соответствующие требованиям для семян семеноводческого назначения. После сортировки масса 1000 семян составляет 30 г, всхожесть 86%, плотность 691кг/м3, коэффициент

парусности 0,260, а после сортировки семян с применением только сепаратора Петкус К-531 масса 1000 семян составила 20 г, всхожесть 60%, плотность 470 кг/м, коэффициент парусности 0,300. По результатам экспериментальных исследований разработанного пневматического сепаратора выполнен расчет годового экономического эффекта от дополнительной сортировки товарных семян для повышения качества посевного материала. Годовой экономический эффект составил 5257 рублей на урожай, собранный с 1 га посевов, за счет продажи более качественного посевного материала.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Ахраменко, В.А. Измеряем параметры воздушного потока / В.А. Ахраменко, К А.

Ахрамежо.П.А Емельянов//Сельский механизатор.-2008,-№2.-С. 17.

2. Ахраменко, В.А. Универсальный пневматический сепаратор / В.А. Ахраменко Л В Павлов // Сельский механизатор.-2012.-№12.-С. 6.

3. Ахраменко, В.А Смещение семян в воздушном потоке / В.А. Ахраменко, JIB Павлов // Сельский механизатор. - 2013. - №5. - С.21.

Патенты РФ на полезные модели

4. Патент №126634 Российская Федерация, МПК В07В4/00. Универсальный пневматический сепаратор / В. А. Ахраменко, Л.В. Павлов, К.А. Ахраменко; заявитель и патентообладатель ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур Российской академии сельскохозяйственных наук -№201216279/03; заявл. 24.04.2012; опубл. 10.04.2012, Бюл.№10.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

5. Ахраменко, В.А. Устройство для определения скорости воздушного потока / В.А. Ахраменко, К.А. Ахраменко // Студенческая наука - аграрному производству сб материалов52-й науч. конф. студентов. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007.-С. 158-160.

6. Ахраменко, В.А Устройство для измерения скорости и давления воздушного потока / В.А. Ахраменко, К.А. Ахраменко, П.А. Емельянов // Научный потенциал студагчества -агропромышленному комплексу: сб. материалов науч. студенческой конф. - Пенза' РИО ПГСХА 2008.-С. 199-200. '

7. Ахраменко, В.А Контроль параметров воздушного потока вентиляционных устройств с.-х. машин и агрегатов / В А. Ахраменко // Инновационные идеи молодых ученых для промышленного комплекса России: сб. материалов науч. студенческой конф. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 150.

8. Ахраменко, В.А. Автоматизация управления средств сортировки и очистки семян от примесей / В.А. Ахраменко // Научное обеспечение развитая АПК России- Сб статей 11 BceD НПК,-Пенза: РИО ПГСХА, 2012.-С.14-15.

9. Ахраменко, В.А. Сортировка и очистка семян от примесей / В.А. Ахраменко, Л.В. Павлов // Научное обеспечение развития АПК России: Сб. статей II Веер НПК -Пенза- РИО ПГСХА, 2012.-С. 12-14.

10. Ахраменко, В.А. Результаты исследований скорости воздушного потока в рабочей камере сепаратора / В.А. Ахраменко, Л.В. Павлов // Инновационные технологии в АПК- Сб статей Веер. НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013. - С.31-33.

11. Ахраменко, В.А. Результаты исследований качества разделения семян на фракции / В.А Ахраменко, Л.В. Павлов // Инновационные технологии в АПК: Сб. статей Been НПК - Пенза-РИО ПГСХА, 2013.-С.33-34.

12. Ахраменко, В.А. Результаты теоретических исследований горизонтального смещения семян в воздушном потоке/ В.А. Ахраменко, Л.В. Павлов // Иновационно-технологические и организационно-экономические проблемы развитая: Сб. статей Веер НПК - Пенза- РИО ПГСХА 2013.-С.69-71.

Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 6Ъ Отпечатано с готового оригинал-макета в Пензенской мини-типографии

Свидетельство №5551 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

На правах рукописи

04201361084

Ахраменко Владислав Анатольевич

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ И СЕПАРАЦИИ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР РАЗРАБОТКОЙ И ПРИМЕНЕНИЕМ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА (на примере семян свеклы столовой)

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского

хозяйства

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

доктор с.-х. наук, профессор Павлов Л.В.

Пенза - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................5

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ......................9

1.1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МАШИН ДЛЯ СОРТИРОВКИ ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА.............................................................................9

1.2 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ СЕПАРАТОРА....................................................................32

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ..................................................................................33

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР НА ОЧИСТКУ И СОРТИРОВКУ (НА ПРИМЕРЕ СЕМЯН СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ)...............................................35

2.1 ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СЕПАРАТОРА.......35

2.2 ФИЗИКА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СЕМЯН В ВОЗДУШНОМ ПОТОКЕ.......38

2.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА РАЗРАБАТЫВАЕМОГО СЕПАРАТОРА.......................................................53

2.4 УСТРОЙСТВО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА.......................55

2.5 ПРИНЦИП РАБОТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА.............61

2.6 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА И ЕЕ ОПИСАНИЕ........................63

ВЫВОДЫ............................................................................................................69

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ..............................................................................................71

3.1 ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ...............................................................71

3.2 ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ............76

3.3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ...............77

ВЫВОДЫ............................................................................................................79

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ................................................................................................................81

4.1 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СКОРОСТИ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА НА ВХОДЕ РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ СЕПАРАТОРА......................81

4.2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ КАЧЕСТВА РАЗДЕЛЕНИЯ СЕМЯН ПО ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ........................................86

4.3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВЕЛИЧИН ГОРИЗОНТАЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ СЕМЯН ПРИ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА.........................................................87

4.4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВСХОЖЕСТИ.....................................................................................................90

4.5 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КАЧЕСТВА РАЗДЕЛЕНИЯ СЕМЯН ПО ПЛОТНОСТИ....................................................91

4.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ СЕМЯН ОТ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ...............................................................92

ВЫВОДЫ............................................................................................................96

5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА........................................................98

5.1 РАСЧЕТ ЗАТРАТ РАЗРАБОТАННОГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА...................................................................................................98

5.2 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА.................................................................................................107

ВЫВОДЫ..........................................................................................................114

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ...........................................................................................115

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................................117

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Для повышения урожайности с.-х. культур важным условием является посев высококачественными семенами, что предъявляет к подготовке семенного материала специальные требования.

Очистка и сортировка семян имеют ряд особенностей, которые затрудняют доведение их до посевных кондиций на серийных воздушно-триерных машинах и влекут за собой значительные потери семян основной культуры в отходы. Из-за отсутствия достаточного количества качественного посевного материала хозяйства вынуждены вести посев некондиционными семенами.

Одной из особенностей семян овощных культур является их засоренность. Для их очистки используют полотенные и винтовые горки, а также электромагнитные семяочистительные машины. К недостаткам таких машин можно отнести малую производительность, неполное выделение примесей и недостаточный уровень качественной сортировки семян основной культуры. Электромагнитные машины, кроме того, допускают невозвратимые потери семян основной культуры в отходы с магнитным порошком, поэтому они рекомендуются только для очистки семян с гладкой поверхностью, имеющих засорители с шероховатой поверхностью.

Поэтому решение проблемы улучшения качества очистки и сепарации семян овощных культур связано с созданием и модернизацией существующих пневматических сепараторов.

СТЕПЕНЬ РАЗРАБОТАННОСТИ ТЕМЫ. В настоящее время разработаны и выпускаются отечественной промышленностью пневматические сепараторы для очистки и сортировки семян различных культур. Однако в большинстве случаев они не обеспечивают качественную очистку и сортировку обрабатываемого семенного материала овощных культур. Поэтому данный вопрос требует дальнейших теоретических обоснований и новых конструкторских решений.

Работа выполнена по плану НИОКР ГНУ ВНИИССОК Россельхозакадемии на 2010-2013 гг. по теме: «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии семеноводства, обеспечивающие получение семян высокого качества; стандарты на семена, посадочный материал, технологические процессы и продукцию».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - повышение качества очистки и сепарации семян овощных культур разработкой и применением пневматического сепаратора (на примере семян свеклы столовой). ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ:

1. Проанализировать влияние физико-механических и аэродинамических свойств семян овощных культур на сортировку и очистку посевного материала овощных культур.

2. Разработать технологическую и конструктивную схемы пневмосепаратора для очистки и сортировки семян овощных культур.

3. Теоретически обосновать основные параметры пневмосепаратора для очистки и сортировки семян овощных культур (на примере семян свеклы столовой) и режимы его разделения.

4. Выполнить экспериментальные исследования разработанного пневмосепаратора для очистки от примесей и сортировки семян свеклы столовой, оценить технико-экономический эффект от использования пневмосепаратора.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИИ - технологический процесс разделения семян овощных культур в сепараторе с горизонтальным воздушным потоком.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИИ - показатели и режимы разделения массы семян овощных культур в сепараторе с горизонтальным воздушным потоком.

НАУЧНУЮ НОВИЗНУ РАБОТЫ представляют: • математическое описание процесса разделения массы семян овощных культур в воздушном потоке с учетом поправочного коэффициента формы семян (на примере свеклы столовой);

• технологическая схема и конструкция пневматического сепаратора для очистки и разделения массы семян овощных культур в горизонтальном воздушном потоке;

• параметры пневмосепаратора для очистки и сепарации семян свеклы столовой.

Новизна конструкции пневмосепаратора подтверждена патентом РФ на полезную модель №126634.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Результаты научных исследований послужили основой для разработки и изготовления пневматического сепаратора с горизонтальным воздушным потоком. В корпусе пневматического сепаратора расположены жесткие подвижные заслонки с приводом от мотор-редукторов. В загрузочном бункере сепаратора установлено устройство для очистки от металлических включений. Разработанный пневматический сепаратор обеспечивает выделение из массы семян свеклы столовой высококачественного репродукционного материала со всхожестью 86%.

МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений теории движения частиц в воздушном потоке с учетом поправочного коэффициента формы семян.

Экспериментальные исследования выполнены с использованием стандартных и частных методик исследований. За метод исследований принят метод сравнительных исследований свойств семян после очистки и сортировки с использованием пневматического сепаратора.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Математическое описание движения массы семян в воздушном потоке.

2. Конструкция пневматического сепаратора с горизонтальным воздушным потоком с жесткими и подвижными заслонками.

3. Показатели, оценивающие качество посевного материала семян свеклы столовой после очистки и сортировки на предлагаемом пневматическом сепараторе.

СТЕПЕНЬ ДОСТОВЕРНОСТИ И АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Достоверность результатов подтверждается количественными и качественными показателями экспериментальных исследований с применением современных средств измерения и обработки экспериментальных данных с использованием прикладных программ Microsoft Exel 2007 и Mathcad 14, сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Опытно-конструкторский образец разработанного сепаратора прошел производственную проверку в ООО Агрофирма «Биокор-С» Пензенской области.

Основные положения диссертации и результаты исследований доложены и одобрены на научно-технических конференциях ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2012-2013гг.).

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, указанных в «Перечне ... ВАК», получен патент на полезную модель, без соавторов опубликованы две статьи. Общий объем публикаций составляет 1,7 п.л., из них 1,1 п.л. принадлежит автору.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 151 наименований и приложения на 17 с. Работа изложена на 148 е., содержит 51 рис. и 22 табл.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МАШИН ДЛЯ СОРТИРОВКИ ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА

Семяочистительная горка используется для очистки семян от примесей, отличающихся формой и состоянием поверхности. Горка семяочистительная оборудована наклонными рабочими поверхностями. Гладкие и круглые частицы семенной смеси скатываются с них, а шероховатые задерживаются и скатываются с противоположной части семяочистительной горки [34, 50, 91, 97, 122].

Семяочистительные горки отличаются рабочими поверхностями: подвижные (полотенные, вальцовые и карусельные) и неподвижные.

Рабочей поверхностью полотенной семяочистительной горки является бесконечное полотно из ткани или резины, натянутое на два вращающихся валика.

Рисунок 1.1 — Полошенная семяочистительная горка: 1 - загрузочный бункер; 2 — бесконечное полотно; 3 - нижний валец, 3 — привод; 5 - рама

Вальцовая горка состоит из двух расположенных друг над другом цилиндров, обтянутых ворсистым полотном.

Карусельная семяочистительная горка имеет наклонные вращающиеся деревянные диски.

Неподвижные рабочие органы горки семяочистительной представляют собой наклонные щиты.

Горки семяочистительные применяются для очистки семян свеклы от мелких кусков стеблей, комочков земли; льна - от василька, плевела, пелюшки; овса - от овсюга. Производительность горки семяочистительной 100-120 кг семян в час.

К недостаткам таких типов конструкций семяочистительных машин можно отнести большую металлоемкость, значительный расход электроэнергии и сравнительно небольшую производительность.

Электромагнитная семяочистительная машина предназначена для очистки семян клевера, люцерны, донника, льна и др. культур от семян сорных растений (повилики, горчака, подорожника, смолёвки, плевела и др.), а также щуплых, поврежденных и битых семян основной культуры [5; 40; 107].

Электромагнитные семяочистительные машины применяются самостоятельно и в составе поточных семяочистительных линий. Семенной материал предварительно очищают на воздушно-решётных и триерных машинах. Принцип работы электромагнитной семяочистительной машины основан на способности семян с шероховатой поверхностью (сорняки, щуплые и повреждённые семена основной культуры) обволакиваться порошком, состоящим в основном из закиси-окиси железа и мела. Опылённые порошком семена притягиваются магнитами барабана.

и /о 9

семяочистителъной машины К-590А: 1 - загрузочный бункер; 2 - увлажнитель; 3 — смесительное устройство; 4,5 - бункера отходов; 6 - приёмник чистых семян; 7 - магнитный барабан: 8 - лотковый транспортёр; 9 — бункер порошка; 10 — наклонный шнек; 11- порошок; 12 - водяной бачок

Основными узлами электромагнитной семяочистителъной машины являются: загрузочный бункер, увлажнитель с бачком, смесительное устройство, аппарат для дозирования порошка, наклонный шнек, лотковый транспортёр, электромагнитный барабан с магнитами в передней части барабана, приёмник семян, привод, селеновый выпрямитель. Широко распространены и магнитные семяочистительные машины, в конструкции которых используются постоянные магниты. В магнитной

семяочистителъной машине К-590А вместо электромагнитного барабана использован барабан с постоянными магнитами. В камерах смесительного и наклонного шнеков очищаемые семена тщательно перемешиваются с порошком, который обволакивает шероховатые семена сорняков, щуплые,

повреждённые и битые семена основной культуры. Лотковый транспортёр в электромагнитной семяочистительной машине и питатель-распределитель подают смесь семян с порошком на вращающийся магнитный барабан, который притягивает покрытые порошком семена и относит их в нижнюю часть. Семена, не покрытые порошком, соскальзывают с цилиндрической поверхности барабана ещё в зоне действия магнитов, остальные падают при выходе из этой зоны. С помощью делителей приёмника семян материал разделяется на 3 фракции: 1) чистые полноценные семена; 2) щуплые семена и малошероховатые семена сорняков; 3) загнившие, повреждённые вредителями, битые, мятые семена, шероховатые семена сорняков и излишки порошка. Для улучшения обволакивания порошком малошероховатых семян семенной материал увлажняется. Принцип действия и конструктивные решения зарубежных электромагнитных семяочистительных машин аналогичны [71; 72].

К недостаткам такой машины можно отнести: необходимость предварительной очистки семян; невозможность использования отсортированного (непригодного для посева) материала для других целей без его очистки от металлических примесей.

Аналитическая полотенная горка состоит из общей рамы (рисунок 1.3), питающего бункера, наклонного подвижного полотна, верхнего и нижнего приемников [122].

Питающий бункер 2 состоит из двух телескопически соединяющихся между собой частей: правой 6 - неподвижной и левой 7 - подвижной, с возможностью изменения его рабочей длины с помощью или электро - или гидродвигателя 8. Электро - или гидродвигатель установлен на том конце винта 9, который находится под неподвижной частью бункера 2. Винт 9 закреплен шарнирно под дном обеих частей 6 и 7 бункера 2 с возможностью вращения.

Рисунок 1.3 - Аналитическая полошенная горка (наименование позиций в тексте)

Гайка прикреплена к подвижной 7 части бункера 2 и одновременно

установлена на винте 9 с возможностью перемещения вдоль его оси и жестко соединена с дном через поводок, который шарнирно установлен на гайке одним концом, а другим жестко прикреплен ко дну бункера 2. Подача зерновой смеси происходит с помощью электровибратора 13, который жестко прикреплен к заслонке 14 бункера 2. Направляющий щиток 15 также выполнен телескопическим там, где он проходит по подвижной 7 части бункера 2. Верхний 4 и нижний 5 приемники выполнены из корпусов 16 и 17, жестко прикрепленных к основной раме 1. Внутри каждого из них установлены автономные приемники 18 и 19 большей высоты, чем корпуса 16 и 17, с возможностью их снятия и установки. Ручьи 20 выполнены вдоль наклонного полотна 3 в виде вертикальных стенок 21, жестко прикрепленных к шарнирной части 22 рамы 1. Нижний 23 и верхний 24 шкивы установлены на шарнирной части 22 с возможностью вращения. Внутри каждого ручья 20 по продольной оси симметрии устанавливают сменные испытуемые материалы в виде плоских лент с разным коэффициентом трения их поверхности и шириной меньше ширины ручья 20 с возможностью их жесткого крепления к основному полотну 3 и длиной, равной общей длине полотна 3 горки. Шарнирная часть 22 рамы 1 выполнена с возможностью регулирования угла наклона этой части в заданных пределах от 15 до 45 градусов при помощи червячной передачи. Червячная передача установлена продольной осью червяка 27 по касательной к радиусной дуге