Технологии и технические средства для очистки зерна с использованием сил гравитации: Монография

С.С. Ямпилов Ж.Б. Цыбенов

Федеральное агентство по образованию ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

С.С. ЯМПИЛОВ, Ж.Б. ЦЫБЕНОВ

Технологии и технические средства для очистки зерна с использованием сил гравитации

Улан-Удэ 2006

ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИЛ ГРАВИТАЦИИ

Издательство ВСГТУ Улан-Удэ 2006

УДК 631.362.633 ББК 40 Рецензенты: В.М. Дринча, д.т.н., зав. отделом механизации Россельхозакадемии Ю.А. Сергеев, к.т.н., проф., зав.каф. сельхозмашин БГСХА С.С. Ямпилов, Ж.Б. Цыбенов Технологии и технические

средства для очистки зерна с использованием сил гравитации. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. – 167 с. ISBN 5- 89230-180-X Ключевые слова: сельское хозяйство, энергосбережение, сепаратор, гравитационный сепаратор зерна В книге проведены результаты анализа характеристик зернового материала, поступающего на обработку, а также технологий и технических средств, применяемых для очистки зерна. Разработана математическая модель процесса сепарации зернового материала энергосберегающим сепаратором для очистки зерна с использованием сил гравитации. Экспериментально и теоретически обоснована функциональная схема энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации. Представлены результаты испытаний энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации в хозяйственных условиях и основные технико-экономические показатели машины. Книга предназначена студентам механико-технологических специальностей вузов, колледжей и техникумов, а также аспирантам и сотрудникам научных и конструкторских учреждений. ISBN 5- 89230-180-X

ББК 40. @ Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б., 2006 г. @ ВСГТУ, 2006 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение………………..………….…………………………..5 Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования……7 1.1. Характеристика зернового вороха поступающего на послеуборочную обработку…………………………..…...7 1.2. Существующие техника и технология для послеуборочной обработки зерна и пути их развития ..…..19 1.3. Анализ энергоемкости зерноочистительных машин…52 Цель и задачи исследований…………………………..…….57 Глава 2. Математическая модель процесса разделения зерновой смеси энергосберегающим сепаратором с использованием сил гравитации…………………...….....58 2.1. Аналитическое описание процесса движения частиц зернового материала по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке……………………..………………58 2.2. Математическая модель процесса сепарации зернового материала энергосберегающим сепаратором………...…….72 Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований…………………………………………….. 80 3.1. Программа экспериментальных исследований……......80 3.2. Описание экспериментальной установки и приспособлений…………………………………………….81 3.3. Методика проведения опытов………………………….88 3.4. Подготовка зернового материала………………………90 3.5. Показатели эффективности технологического процесса………………………………………………………90 Глава 4. Обоснование основных параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации.......................................95 4.1. Обоснование схемы энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации……..95 4.2. Влияние основных параметров энергосберегающего се-

паратора с использованием сил гравитации на эффективность очистки зерна….……………………..100 4.2.1. Влияние длины сепарирующей гребенки на эффективность выделения примесей…………….…….….102 4.2.2. Влияние угла наклона сепарирующих гребенок на эффективность выделения примесей……...…………...106 4.2.3. Влияние количества сепарирующих гребенок в зигзагообразных каналах сепаратора на эффективность выделения примесей……………………...108 4.2.4. Влияние подачи зернового материала на эффективность выделения примесей…...……………...110 4.2.5. Влияние содержания мелких, крупных примесей и влажности зернового материала на эффективность очистки…………....................................112 4.2.6. Очистка семян ржи и ячменя от мелких и крупных примесей на энергосберегающем сепараторе с использованием сил гравитации………………………....114 4.2.7. Испытание в хозяйственных условиях………..……119 Глава 5. Экономическая эффективность внедрения энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации…………..………….125 5.1. Расчет оптовой цены энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации …...126 5.2. Расчет основных технико-экономических показателей……….…………………………………………128 Основные выводы и рекомендации……………………….132 Список использованных источников……...………………134 Приложения…………………………………………………154 1. Документы о разработке и внедрение результатов работы……………..……………………...……..……….….155 2. Патент на изобретение.……………….………..……......158 3. Результаты экспериментальных исследований……......161

АННОТАЦИЯ диссертационной работы Цыбенова Ж.Б. на тему: «Обоснование основных параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации». Проведен аналитический обзор различных конструкций зерноочистительных, в том числе и гравитационных зерноочистительных машин, а также исследований сепарации зерна с целью повышения его интенсификации. Экспериментально и теоретически обоснована функциональная схема энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации, в котором очистка зернового материала от крупных и мелких примесей происходит при самотечном его движении в вертикальных зигзагообразных каналах, без подвода электроэнергии. Разработана математическая модель процесса сепарации зернового материала в энергосберегающем сепараторе с использованием сил гравитации, по которой определяются необходимые параметры сепаратора данной производительности, обеспечивающего необходимые показатели качества очистки. Проведены экспериментальные исследования влияния основных факторов (количества сепарирующих гребенок, подачи, содержание крупных и мелких примесей в исходном зерновом материале, влажность зернового материала) на эффективность выделения примесей, и на основе их изучения обоснована схема и конструктивные параметры энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации производительностью до 12 т/ч, обеспечивающего

соответствие требованиям, предъявляемым к машине первичной очистки. Представлены результаты испытаний энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации в хозяйственных условиях и основные технико-экономические показатели машины. Введение Сельскохозяйственное производство России – одна из стратегических отраслей экономики, призванная обеспечивать устойчивое снабжение населения необходимыми по количеству и качеству продуктами питания. Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства. Одним из основных этапов производства зерна является послеуборочная обработка, заключающаяся в его очистке и сушке. Послеуборочная обработка зерна в себестоимости составляет около 40%, а в затратах труда – более 50% [46, 74, 147, 151]. В связи с этим послеуборочная обработка и хранение зерна являются неотъемлемой и важной составной частью всего сельскохозяйственного производства. Существующая в сельском хозяйстве техника для послеуборочной обработки зерна морально устарела и не соответствует современным условиям конкурентного зернопроизводства, т.к. произошли структурные изменения в экономике страны, а следовательно, и в сельском хозяйстве.

Имеющаяся в сельском хозяйстве зерноочистительная техника физически изношена на 70...80%. Обеспеченность крупных и средних хозяйств не превышает 35%, а малые и фермерские хозяйства вовсе не имеют требуемой техники [163]. При этом оборудование для сепарации зерна и семян по своим эксплуатационным показателям: удельной производительности, эффективности, надежности и энергоемкости не отвечает возрастающим требованиям сельского хозяйства и промышленности. Развитие материально-технической базы послеуборочной обработки зерна возможно только на новых знаниях и рабочих органах, позволяющих создавать технологически эффективные малозатратные комплексы послеуборочной обработки зерна и подготовки семян. В существующих сепараторах наиболее широко применяют решетные рабочие органы, конструктивное исполнение которых приводит к усложнению процессов очистки, снижению надежности машин и росту энергозатрат как на стадии изготовления, так и в процессе эксплуатации. В этой связи разработка и обоснование основных конструктивных и технологических параметров новых сепарирующих рабочих органов и машин, адаптированных к многообразию условий производства, на принципах самотечного движения материала под действием гравитационных сил является актуальной задачей. Исследования по разработке нового энергосберегающего самотечного сепаратора для очистки зерна выполнены в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете по планам НИР на 20022005 гг. “Ресурсо-энергосберегающие технологии и технические средства по обработке и переработке сырья растительного происхождения”.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования 1.1. Характеристика зернового вороха поступающего на послеуборочную обработку В настоящее время производство зерновых материалов характеризуется тенденцией обработки всего валового сбора урожая непосредственно в хозяйствах, а постоянный рост цен на энергоносители приводит к тому, что многие хозяйства не могут уже сохранить собранное зерно без существенных его потерь из-за несвоевременной обработки, которые и составляют 22…35% [69, 166, 174, 201]. Технический прогресс в области послеуборочной обработки зерна определяется рядом факторов, выбор которых только в комплексе обеспечит эффективное снижение энергозатрат на стадии послеуборочной обработки, а также во всем цикле зернопроизводства [161]. Одним из важных факторов, влияющих на эффективность послеуборочной обработки зерна, являются физикомеханические свойства комбайнового вороха, поступающего на пункты послеуборочной обработки. Известно, что поступающий на тока хозяйств зерновой ворох характеризуется влажностью, засоренностью, часовой и суточной интенсивностью. Качественные и количественные показатели потока зернового вороха зависят от применяемой технологии уборки, уровня агротехники, почвенно-климатических условий, температуры и влажности воздуха, количества осадков, продолжительности росы, спелости хлебов, продолжительности работы комбайнов за сутки, тщательности их регулировок и др. [73, 126, 149, 175]. Для снижения потерь при комбайновой технологии уборки необходимо установить точную дату начала уборки и ее продолжительность. При начале уборки прямым комбайнированием с наступлением фазы полной спелости

зерна основные уборочные работы будут осуществляться в период перезрелости зерна, что приведет к потерям от самоосыпания в размере 18-38% [73]. Запаздывание со сроками уборки при неблагоприятных погодных условиях приведет к поступлению на ток зернового вороха повышенной влажности. Проведены исследования материалов государственных испытаний машин предварительной очистки (табл.1.1), рассмотрено 29 протоколов испытаний машин семи наименований, зерноочистительных агрегатов и комплексов с целью выявления основных характеристик зернового вороха, поступающего на обработку. Испытания этих машин, агрегатов и комплексов были проведены на машиноиспытательных станциях (МИС), расположенных в различных почвенно-климатических зонах (Сибирская, Целинная, Поволжская, Центрально-Черноземная и Кубанская МИС) [163]. Из таблицы 1.1 следует, что ворох зерна пшеницы, поступающей на послеуборочную обработку, существенно отличается как по влажности – 8,8…21,63%, так и по засоренности, причем в подавляющем числе случаев количество зерновой примеси превышает процентное содержание сорной примеси. При этом чистота вороха находится в пределах 74,62…93,97%. Как видно, ворох, поступающий на послеуборочную обработку, является чрезвычайно сложным по своим физико-механическим свойствам, как для его машинной обработки, так и для его хранения. Обработка сильно засоренного зерна, имеющего высокую влажность, сопрягается с большими затратами энергии, в первую очередь на сушку - до 30% от общих затрат энергии, потребной на производство зерновых материалов [159, 165].

Влажность является важнейшей характеристикой поступающего на ток зернового вороха и в значительной степени определяет технологию дальнейшей обработки. Сбор обширных статистических данных о влажности затрудняется в виду того, что большинство хозяйств не ведут ее систематический учет. Прогнозирование уборочной влажности на основе установления зависимостей между влажностью зерна и дефицитом влажности воздуха приводит к довольно большим погрешностям и может быть использовано только для приближенных расчетов. Причиной этому является то, что на уборочную влажность влияет оснащенность хозяйств комбайнами, наличие сушильной техники и др. Таблица 1.1 Характеристика зернового вороха пшеницы по материалам государственных испытаний машин предварительной очистки ПочвенноСорная примесь, % Зернова Номер протокола, Влажнос Чистота, климатические я марка испытуемой Всего, соломинк соломинк % ть, % зоны примесь машины % и >50мм и <50мм ,% Сибирская 25-30-76, К-523 21,63 82,21 14,18 10,3 3,6 МИС 69-74, К-523 19,54 92,21 2,39 0,89 5,4 25-60-80,К-527 13,0 75,88 11,95 0,47 12,2 25-60-80,К-527 13,0 77,13 10,41 0,51 12,5 25-60-80,К-527 13,0 74,62 10,98 0,50 14,5 Среднее значение 16,03 80,41 9,98 9,6 Целинная 30-104-79, МИС СМ-120, 86,23 3,25 0,12 0,10 10,5 «Камас» 30-104-79, СМ-120, 88,55 3,50 0,04 0,12 7,9 «Камас» Поволжская МИС

Среднее значение

-

87,39

3,38

19-9779,ОВС-25 19-2-79,ОВС-25 19-72-79,ОВП-20А 19-72-79,ОВП-20 19-7279,ОВП-20А

10,0 13,1 10,7 8,8 10,6

92,43 80,4 92,08 93,0 91,08

2,47 3,5 3,70 2,21 3,0

9,2 0,32 1,9 0,82 -

-

5,1 16,1 4,2 4,7 5,9

ПочвенноСорная примесь, % Зернова Номер протокола, Влажнос Чистота, климатические я марка испытуемой соломинк соломинк Всего, % ть, % зоны примесь машины % и >50мм и <50мм ,% 19-7279,ОВП-20А 10,6 91,51 3,85 4,6 19-7279,ОВП-20А 10,6 91,10 3,39 5,5 Среднее значение 10,6 90,2 3,16 6,59 Центрально32-76-79 ОВС-25 93,97 0,78 0,24 0,36 5,2 Черноземная 32-76-79 ОВС-25 93,83 0,8 0,22 0,28 5,4 МИС 32-65-9ОВП20-А 17,8 93,0 1,0 6,0 Среднее значение 17,8 93,6 0,86 5,53

Влажность зернового вороха может колебаться в пределах 10...33% и более. Обобщенные многолетние данные о колебаниях суточной, сезонной влажности свидетельствуют о том, что основной характеристикой является величина среднемноголетней влажности. По данным ВИМ [54], среднемноголетняя уборочная влажность зерна в различных зонах составляет: для Центрального района России 19,1%; Северокавказского района - 11,6%; Северного Казахстана 16-18%; Уральского региона - от 20% во второй подзоне до 25% в первой подзоне [8]. Среднесезонная влажность свежеубранного зерна в Сибири составляет 18-23% в зависимости от подзоны и метеорологических условий [151]. Известно, что в Российской Федерации доля зерна, убираемого с влажностью до 16%, не превышает 25...30%, средневзвешенная влажность убираемого зерна - 18...19%, а в неблагоприятные годы - свыше 20%. Для большинства районов страны влажность в период уборки составляет 14...20%, причем при среднемноголетнем ее значении свыше 16% процесс зерноочистки желательно производить на зерноочистительно-сушильных комплексах, а при значении среднемноголетней влажности меньше 16% на зерноочистительных поточных линиях [116]. По данным ряда исследований, каждый процент увеличения влажности вороха свыше 16% влечет за собой снижение фактической производительности

зерноочистительных машин в среднем на 5%. Повышенной влажности вороха соответствует общая повышенная засоренность и повышенное содержание щуплых и дробленых зерен. В работах [30, 100] получена следующая зависимость между влажностью W и засоренностью S зернового вороха:

S = e

0 , 176

+ 0 , 05 W

.

(1.1)

Засоренность увеличивается с ростом влажности зернового вороха, что создает дополнительные трудности при очистке, т.к. эти факторы существенно ухудшают процесс сепарирования. Засоренность зернового вороха обычно составляет 4 - 8%, но может достигать 10 - 15%. Высокой засоренности сопутствует наличие в ворохе частиц с влажностью 50 - 70% и более [73]. Чистота зернового вороха, поступающего на послеуборочную обработку, зависит от таких факторов, как погодные условия и состояние посевов в момент уборки, способ уборки, влажность и т.д. и изменяется, по данным многолетних наблюдений, в пределах 74...99% [116]. При этом большое значение имеет не только абсолютное значение засоренности вороха, но и конкретный состав фракций засорителей. По данным В.Я. Сосновского [133], средняя засоренность вороха пшеницы за 5 лет в хозяйствах Брянской области составила 5,7%, а уборочная влажность 18,2%. В исследованиях А.А. Абидуева приводятся данные по засоренности зернового вороха в регионах Сибири, средняя засоренность составила 11%, в том числе сорной примесью 6,3%. В процессе послеуборочной обработки влажность примесей превышает влажность зерна в 1,5 и более раз (рис. 1.1) [79]. Влажность примесей значительно выше, чем у основного зерна в большинстве случаях.

Качество зерна при хранении с увеличением количества примесей существенно снижается (табл. 1.2) [163]. Даже хранение зерна (влажностью до 15%), не прошедшего предварительную очистку от сорных примесей, и особенно мелких, способствует значительному снижению его качества [93, 115]. При хранении зерна в неочищенном виде, при наличии в нем кусочков стеблей, листьев и семян сорняков повышенной влажности, влажность зерна быстро повышается на 2...4%. При повышенном содержании влажной примеси влажность зерна увеличивается за счет его отлежки вместе с сором. Наиболее интенсивно возрастает влажность в первые 6 часов после уборки. Поэтому обязательна очистка засоренного зерна тотчас же после его поступления на ток, она должна производиться при помощи машин, позволяющих выделять примеси высокой влажности. %

35 30

зерно

25

примеси

20 15 10 5 0 18

20

22

24

26

28

34

40

46

52

W, %

Рис. 1.1. Гистограмма распределения компонентов вороха по влажности

Интенсивность поступления зернового вороха на пункты послеуборочной обработки, а также изменение во времени его влажности и засоренности являются важными

характеристиками при выборе технологии послеуборочной обработки зерна. В течение суток влажность зерна на корню может изменяться в широких пределах, достигая минимума к 17...18 часам. Соответственно меняется и влажность зерна, поступающего на пункты послеуборочной обработки. Характеристику зернового вороха (табл. 1.3), поступающего на ОПХ «Черепановское» в Сибири, приводят в своей работе М.С. Титов и В.Н. Тесленко [109, 142]. Таблица 1.2 Снижение качества зерна в зависимости от содержания в нем примесей

яровой, влажность

Рожь, влажность 16,7 %

Содержание примесей

без примесей 2 % зеленых примесей 3 % семян сорняков 2 % зеленых примесей, 2 % семян сорняков, 2 % дробленых семян 3 % зеленых примесей, 3 % семян сорняков, 4 % дробленых семян без примесей 2 % зеленых примесей 3 % семян сорняков

Продолжительнос Полное снижение ть хранения зерна качества через … суток до появления плесени, суток 68 более 100 46

65

42

46

16

27

6

11

более 100

нет данных

68

более 100

86

более 100

2 % зеленых примесей, 2 % семян сорняков, 2 % дробленых семян 3 % зеленых примесей, 3 % семян сорняков, 4 % дробленых семян

27

42

19

26

Анализ таблицы 1.3 показывает, что, несмотря на почти кондиционную влажность поступающего вороха, чистота его невысокая, что, видимо, объясняется не достаточным качеством регулирования процесса работы комбайнов. Подтверждением тому является тот факт, что коэффициент часовой вариации зерновой примеси составляет 35,12%, что в 2…2,6 раза больше, чем сорной примеси. Наибольшие значения коэффициентов вариации имеет легкая фракция зерновой примеси – 88,91% и сорной примеси – 31,3%. Это объясняется, в первую очередь, некачественной работой системы очистки комбайна. Следует отметить, что, если влажность вороха не зависит от качества работы уборочного комбайна, то его засоренность в значительной степени обусловлена конструктивными особенностями комбайна, качеством регулировки его очистительного устройства и другими организационно производственными условиями [163].

По дням поступления на послеуборочную обработку количество примесей в зерновом ворохе [31, 53, 70] существенно меняется (рис 1.2). По данным рисунка 1.2, можно установить, что имеет место значительное варьирование засоренности вороха по дням поступления, особенно это справедливо к содержанию семян сорных растений. Максимальное содержание засорителей достигало 3%. Содержание засорителей и частиц зерновой примеси варьирует в широких пределах по дням поступления на послеуборочную обработку. Содержание недомолоченных колосков в отдельные дни превышает 3.5%, дробленого зерна – 3.7%. Следует заметить, что средняя интенсивность поступления зернового вороха зависит от

производительности и количества комбайнов, соломистости и состояния хлебной массы, времени работы комбайнов в течение суток [30] и может быть определена из выражения: Q = q k β η ck n t y , (1.2)

на тока хозяйств поступает одновременно зерновой ворох нескольких культур, засоренность которого составляет 3...25%, а влажность от 14 до 45%.

где qk- средняя производительность комбайна, т/ч; β отношение массы зерна к массе соломы; ηck - коэффициент снижения производительности комбайна; n - количество комбайнов; ty - время работы комбайнов в сутки, ч. Таблица 1.3 Статистические характеристики вороха семян пшеницы

Показатели

Интенсивность поступления вороха, т/ч Влажность, % Содерж. зерн. примеси, в том числе легкой фракции, % Содерж. сорной примеси, в том числе легкой фракции, % Чистота зерна, % Объемные исходного массы, г/л материала легкой фракции

Часовые Суточные Среднее Средн Коэф Среднее Среднек Коэффи значени еквад фицие значени вадрати циент ческое вариаци е е ратич нт показат еское вариа показат отклоне и ние елей откло ции елей нение 17,51

8,5

51,7

180,7

131,3

65,2

14,3

0,52 3,31

14,27

1,51

12,5

3,81 0,32

1,34 35,12 0,31 88,91

3,75 0,37

1,52 0,19

29,82 56,54

9,85 4,85

1,58 15,9 1,28 31,3

7,13 3,75

2,14 1,31

35,10 39,1

86,34

2,13 2,23

89,12

3,33

4,18

751,6 15,42 3,15 748,92

20,91

2,79

578,13 13,93 3,92 576,32

19,85

2,98

4,11 13,19 35,32

3,29

8,88

2,87 11,15 21,98

4,21

17,38

Масса исходного 35,18 1000 материала зерен, г легкой фракции 23,52

Как показали исследования [123, 128, 131], объем поступления зернового вороха отличается от расчетного, а

Рис. 1.2. Колебания содержания примесей в зерновом ворохе по дням поступления на послеуборочную обработку: 1-дробленое, щуплое и мелкое зерно; 2-зерно в колосках и пленках; 3-семена сорных растений; 4органическая примесь

Изменение влажности зернового вороха в течение дня и за период в нескольких дней определяется как метеорологическими условиями, так и характером влажности зерна. Вторичная влажность, полученная за счет увлажнения зерна росой или дождем, снижается очень быстро в течение одного дня. Динамика влажности зерна, поступающего в бункер комбайна в течение рабочего дня, соответствует динамике влажности зерна на корню. За счет увлажнения сорной растительностью влажность зерна, поступающего в бункер, увеличивается на 0,5...1,0% .В ряде случаев за 9 часов работы комбайна начальная влажность зерна может снизиться на 8...10 и более процентов, то есть

среднее снижение влажности зерна доходит до одного процента за один час [163]. При большой разнице во влажности зерна (более 5...10%) утренней и дневной уборки технология его послеуборочной обработки должна быть различной, и оно должно сохраняться раздельно. Произведенное исследователями [89, 98, 104] изучение изменения влажности зерна в период созревания и уборки показало, что, во-первых, содержание влаги в созревшем зерне определяется в основном метеорологическими условиями, во-вторых, в течение суток влажность созревшего зерна может колебаться с амплитудой до 9...10%. Также было установлено, что влажность зерна, полученного при комбайновой уборке, при хранении без очистки может значительно возрастать. Уже в первые часы хранения повышается интенсивность дыхания в необработанном зерновом ворохе повышенной влажности и засоренности, что ведет к частичной или полной порче зерна, повышению температуры, появлению плесневых грибов и бактерий. Зерновой ворох с влажностью более 20% и температурой 10°...16° для безопасного хранения должен быть обработан в течение суток [200]. По данным исследователей, уже на третьи сутки хранения необработанного зернового вороха семенного назначения при исходной влажности 28,3% его температура возросла с 27° до 43°, энергия прорастания снизилась с 62 до 8%, а всхожесть - с 82 до 20% [32]. Технические средства и технологии для послеуборочной обработки должны исключать ухудшение биопотенциала семенного материала, а по возможности стимулировать посевные и урожайные свойства, продуктивность и качество урожая [15, 78, 92, 129, 145]. Каждый процент влажности свыше 16% приводит к снижению производительности сепараторов на 5% и увеличению засоренности на 1% [115], поэтому особые

затруднения возникают в хозяйствах при очистке зерна повышенной влажности. Можно снизить влажность комбайнового вороха на 3% за счет интенсивной предварительной очистки. Так, например, применение зернометателей позволяет за одну операцию уменьшить влажность комбайнового вороха на 1% в условиях Восточно-Сибирского региона [148]. Существует ряд воздушно-решетных машин для предварительной очистки ЗВ-50, ЗВС-20А, ЗАВ-10.30000, МПО-50 и др. При всем конструктивном многообразии существующих воздушно-решетных машин отечественного и зарубежного производства они имеют низкую удельную производительность, особенно при обработке влажного и сильно засоренного вороха [14]. Пневмосепараторы подобного недостатка лишены, так как влияние влажности зерна на производительность этих машин менее существенно. Однако серийные пневмосепараторы являются недостаточно эффективными, так как характеризуются низкой эффективностью выделения мелких примесей, хотя на стадии предварительной очистки пневмосепараторы потенциально могут выделить значительную часть примесей [163]. Таким образом, поступающий на послеуборочную обработку зерновой ворох содержит различные примеси. Засоренность зернового материала составляет 4-8%, но может достигать 10-15% зерновой примеси, в том числе среднем 2-6%, сорной примеси 3-5%. Каждый вид примеси отделяется на определенном типе машин. Необходимо создание высокоадаптивных ресурсо-энергосберегающих технологий и технических средств очистки зернового вороха от различных примесей во всем многообразии зернопроизводящих хозяйств, как крупных коллективных, так и малых фермерских. Можно заключить, что создание конкурентоспособной зерно-семяочистительной техники на основании эффективных рабочих органов и с ориентацией не только на внутренний рынок, но и на растущее

количество зарубежных потребителей сравнительно недорогих машин, на ближайшее десятилетия является перспективным. 1.2. Существующие техника и технология для послеуборочной обработки зерна и пути их развития В сельском хозяйстве производство зерна включает в себя множество операций. В себестоимости производства зерна доля очистки и сортирования при послеуборочной обработке не превышает и десяти процентов, но отказ от этих операций или недостаточно качественное выполнение их приводит к большим потерям, цена которых может значительно превышать затраты на их проведение [3, 10, 12, 137, 158]. История развития комплексной механизации послеуборочной обработки зерна в России включает в себя несколько характерных этапов. Этап, продолжавшийся до начала тридцатых годов 20-го столетия, характеризовался применением простейших зерноочистительных устройств (веялок, триеров, сортировок), выполнявших, как правило, лишь одну технологическую операцию, которая в основном осуществлялась конской тягой либо мускульной силой человека [164]. Первая зерноочистительная машина “Союзнаркомзем” в 1934 году в ВИМе, позволяла реализовать достаточно сложные технологические схемы очистки зерна, сократив до минимума межоперационные перемещения зернового вороха. Однако более широкое распространение получили простые машины несложные в эксплуатации (ВИМ-2, ВИМ-СМ-1 и др.), имеющие узкий набор рабочих органов. До 1953 было выпущено года около 30 тысяч таких машин. На тока стали поступать большие партии зерна в период организации колхозов и совхозов. Это потребовало

создание новых зерноочистительных машин и привело к заметному росту числа разработок зерноочистительного оборудования. До 1967 года промышленностью было выпущено более 130 тысяч машин различных модификаций. Основная доля приходилась на передвижные универсальные зерноочистительные машины. Эта техника не отличалась высокой производительностью, т.к. оптимальная нагрузка для одного рабочего органа (например, для воздушного канала) не является таковой для других рабочих органов (решетного полотна или триера). Было невозможно обойтись без ручного труда при загрузке автомашин, затаривания зерна, отвода выделенных примесей после очистки, перемещении несамоходных машин и др. [1, 6, 7, 11, 18, 152]. На открытых токах, при обработке зерна, в неочищенном и влажном зерновом ворохе уже на вторые сутки происходит накопление углекислого газа и исчезновение кислорода из межзернового пространства, что приводит к повреждению зародыша и потерям зерна при посеве. Следовательно, зерновой материал уже в первые часы поступления на ток должен быть очищен от примесей, просортирован и доведен до кондиционной влажности [58, 83, 121, 139]. В связи с этим и с ростом производства зерна уровень механизации перестал соответствовать требованиям сельского хозяйства, поэтому в 60-х годах внедряется поточная технология обработки зерна. Ее основой стали стационарные механизированные пункты, первым из которых был ЗАВ-10 с производительностью 10 т/ч. Технологическое оборудование агрегата устанавливалось на перекрытии металлической конструкции над бункерами очищенного зерна и отходов. Зерноочистительное оборудование агрегата ЗАВ-10 состояло из воздушно-решетной машины и триерного блока, связанных между собой транспортером [22].

Появились агрегаты повышенной производительности ЗАВ-20 и ЗАВ-40 и другие. Однако и этого оказалось недостаточно, и промышленностью было освоено производство агрегатов ЗАВ-25, ЗАВ-50, ЗАВ-100 и других, которые можно использовать и при обработке семян. Для этой цели промышленность выпускает семяочистительные приставки СП-5 и СП-10. По конструкции приставки подобны агрегатам ЗАВ. Основанием приставок служит металлическая сварная арматура легкого типа. Технологическое оборудование установлено в закрытом помещении двухэтажного здания, которое примыкает к агрегату. Применяют зерноочистительно-сушильные комплексы КЗС-5, КЗС-10 и КЗС-20 для обработки влажного зерна. Они состоят из очистительного и сушильного агрегатов, связанных между собой транспортирующими механизмами. Сушильными агрегатами являются барабанные или шахтные сушилки. Обработка влажного зерна в комплексе происходила вначале на машине предварительной очистки. Затем материал направлялся в сушилку, а после вновь возвращался в поточную линию, где его обработка происходила также, как в агрегате ЗАВ. Комплексы КЗС могут снабжаться семяочистительными приставками для получения семенного материала. В этом случае зерновой материал, обработанный в комплексе КЗС, направляется на дальнейшую обработку в семяочистительную приставку. Конструкция агрегатов предусматривала минимальные объемы строительных работ, технологические операции от приема зерна и до выгрузки его из бункера зерноочистительного или зерноочистительно-сушильного агрегата в транспортные средства были механизированы.

Появление зерноочистительных агрегатов ЗАВ-40 и зерноочистительных комплексов КЗС-40 производительностью 40 т/ч привело к уменьшению в 7-10 раз затрат труда и в 2-3 раза стоимость обработки по сравнению с раздельным использованием зерноочистительных машин [75, 82, 119]. Основу зерноочистительных агрегатов составляют решетные машины. Это объясняется, прежде всего, простотой протекающего процесса очистки на решете, несложной конструкцией и компоновкой такой машины. Эти машины совершают работу при минимальных затратах энергии по сравнению с воздушными системами и триерными блоками. Вопросам плоскорешетного сепарирования посвящены труды В.П. Горячкина [43], М.Н. Летошнева [94], И.Е. Кожуховского [82], В.А. Кубышева [88], Н.Н. Ульриха [143], Г.Д. Терскова [140], И.И. Блехмана [24], И.И. Быховского [29], И.Ф. Гончаревича [38], В.В. Гортинского [40, 41], П.М. Заики [57], А.И. Петрусова [120], В.М. Цециновского [154], М.Н. Богомолова [26], В.Я. Белецкого [23], B.C. Быкова [27, 28] и др. Применяют три типа решетных сепараторов с возвратно-поступательным, круговым поступательным в горизонтальной плоскости и вибрационным движением сит. Машины с возвратно-поступательным движением сит представлены на зерноприемных и зерноперерабатывающих предприятиях ситовыми сепараторами типа ЗСП [135, 141, 155] и воздушно-ситовыми сепараторами типа ЗСМ [135, 155]. В основу создания этих и других машин с возвратно-поступательным движением сит легли работы И.Е. Кожуховского [82], Н.Г. Гладкова [33], А.Я. Соколова [132] и др. В сепараторах ЗСП и ЗСМ процесс последовательного просеивания протекает на наклонно

расположенных ситах. Количество сит различно для разных типоразмеров сепараторов. Особенность сепараторов ЗСП – полная герметичность, отсутствие вентиляторов, осадочных камер и пневмосепарирующих каналов. Эти свойства позволили уменьшить массу и размеры сепараторов. Подобный принцип действия используется в ситовеечной машине MQRE и МТСA («Buhler», Швейцария) [198], в машине для очистки зерна «Golfa» ( «Damas», Дания) [199, 202] и др. Машины с решетными ситами, совершающими круговые поступательные движения, представлены на зерноприемных, мукомольных и комбикормовых предприятиях ситовоздушными сепараторами типа А1-БЛС и А1-БИС (по лицензии «Buhler», аналог - сепараторы «Граностар МТМА»). Сепараторы имеют аналогичные технологические схемы и различаются, в основном, конструкцией пневмосепарирующих каналов [45]. Вибросепараторы А1-БЦС-100 типа Р8-БЦ2С и Р8УЦС-200 могут служить примером сочетания цилиндрического рабочего органа и вибрационного воздействия, предназначенных для предварительной очистки зерна [113]. Рабочий орган блока - вертикальное цилиндрическое сито, вращающееся вокруг вертикальной оси, с колебательными движениями вокруг этой оси. Вибрационное воздействие долгое время оставалось практически единственным средством интенсификации процессов сепарирования. Вклад в развитие теории вибрационной техники и её применение в различных технологических процессах внесли И.И. Блехман [24], И.Ф. Гончаревич [38], В.В. Гортинский [41], П.М. Заика [57], М.Н. Летошнев [95], Р.Ф. Нагаев [110], Г.Д. Терсков [140], В.М. Цециновский [153, 154, 155] и др. В сельском хозяйстве нашей страны большинство эксплуатируемых машин воздушно-решетного (ветро-

решетного) типа, главным органом которых является решетная часть, а дополнительным - пневмосистема. Пневмосепарирование является наиболее распространённым приёмом при предварительной очистке зернового вороха. Результаты исследований [20, 21, 44, 101, 143, 144] показывают, что более половины примесей, содержащихся в исходном зерновом материале, можно выделить воздушным потоком. В производственных условиях при обработке зерновых культур на зерноочистительных агрегатах и комплексах возможности воздушного потока используются на предварительной очистке не более чем на 15%, а вторичной очистке и сортировании - на 30 % [122], хотя эффективность выделения примесей в применяемых пневмосепараторах находится в пределах 60…70% [42]. Объясняется это несовершенством конструкций пневмосепарирующих устройств, высокой неравномерностью воздушного потока. Применяемые в настоящее время машины для очистки зернового вороха воздушным потоком можно разделить на четыре основные группы: вибрационные, гравитационные, центробежные и инерционные. Объединение в одной машине пневмосепаратора и решетного сепаратора способствует повышению эффективности очистки. Компоновка воздушного и решетного сепараторов в одной машине дает возможность использовать один механизм распределения зернового потока по ширине сепарирующих органов машины пневмоканала и решета, повысить качество очистки вороха при пропуске через одну машину. Схемы компоновки воздушно-решетных машин различны. Наиболее распространена схема, при которой воздушная очистка предшествует очистке на решетах. Так как наличие в материале примесей, выделяемых решетом, большого влияния на работу пневмосепаратора не

оказывает, а эффективность работы решет после съема легких примесей существенно повышается [14, 81]. Такая схема компоновки присутствует в машине предварительной очистки зерна МПР-50 [130]. Согласно технологическому процессу машины МПР50 (рис.1.4) зерновой материал, подлежащий очистке, по зернопроводу поступает в приемную часть пневмосепаратора 1, обработанный ею зерновой материал поступает на два, работающих параллельно, яруса решетного стана 3 решетной приставки 2. Подсев (проход решета В) и фураж (проход решета Г) выводится из машины в приемники, сход решет В и Г, очищенный зерновой материал поступает в бункер или на дальнейшую обработку. Основными рабочими органами в воздушнорешетной машине предварительной очистки зерна МПР-50 являются транспортер сетчатый (для выделения крупной примеси), аспирационная система (для выделения легких примесей), решетного стана для выделения подсева. Конструктивно машина состоит из пневмосепаратора МПО50, установленного на решетную приставку РП-50, состоящую из решетного стана и рамы. Решетный стан представляет собой сварную конструкцию из верхнего стана и нижнего стана. Существуют схемы, где пневмосепаратор стоит после решета. Эти схемы применяются в машинах отечественных и зарубежных фирм или малой производительности, или предварительной очистки, где установлены решета с большими отверстиями. Имеют место технологические схемы двукратной очистки зерна воздушным потоком после решета и до него, например, в машинах СВУ-5, К-531 «Петкус». Нужно сказать, что схемы решетной части в машинах различны и одиночное решето применяется редко.

Наибольшее распространение получила двухъярусная схема расположения решет, которая включает в себя три основных схемы, отличающихся способом распределения материала по ярусам. Первая схема предусматривает выделение сначала крупной примеси, затем мелкой. Решето с мелкими отверстиями располагают под решетом с крупными. Зерновой материал подается на верхнее решето, проходом через него выделяется основное зерно и мелкие примеси, сходом — крупные примеси. Нижним решетом в проход выделяются мелкие примеси.

Рис. 1.4. Технологический процесс МПР-50: 1 пневмосепаратор МПО-50; 2 – решетная приставка РП-50; 3 – решетный стан Сначала выделяются мелкие примеси согласно второй схеме, затем - крупные. При этом решета

установлены по ходу материала, сначала - с мелкими отверстиями, за ним - с крупными. Наиболее эффективной считается третья схема фракционная. В ее основе лежит идея деления на первом этапе материала примерно на две равные части, одна из которых не содержит крупных примесей, а другая - мелких. На втором этапе эти фракции обрабатываются отдельно [136]. Сущность идеи фракционной переработки заключается в разделении исходного потока зерна на фракции, отличающиеся составом примесей и физикомеханическими свойствами с целью их дальнейшей раздельной очистки, гидротермической обработки и размола. При развитой схеме поэтапного фракционирования количество выделенных фракций зерна может превысить число потоков, подвергаемых в дальнейшем раздельной обработке. Основы фракционной очистки зерна заложены в работах Н.Н. Ульриха [143], Н.С. Суворова [8], они получили развитие в трудах В.Г. Дулаева [50, 51], В.В. Гортинского [41], А.Н. Зюлина [71], В.М. Дринчи [47], С.С. Ямпилова [164] и др. Элементы метода фракционной обработки заложены, например, в конструкции сепаратора ЗСМ-20, где фракционирование производится на разгрузочном сите. В 60-х годах он использовался в линиях фракционной переработки [51]. Фракционная схема очистки, наряду с классической схемой, предусматривается в ЗАВ-50, где для разделения на фракции, отличающиеся по физико-механическим свойствам примесей, предполагается использовать воздушно-решетную машину [146]. Опыт создания зерноочистительных машин с плоскими решетами указывает на недостаточность

информации для создания рациональных решений задач по резкому увеличению производительности при одновременном снижении металлоемкости и энергоемкости оборудования, что отвечает современным экономическим и технологическим требованиям производства зерна [136]. Работы по исследованию процесса сепарации плоскорешетными машинами свидетельствуют об ограниченности дальнейшего повышения его интенсификации [60-67]. Поэтому закономерен тот факт, что многие ученые, творческие коллективы были задействованы в поиске новых путей интенсификации технологических процессов очистки и сортирования зерна [9, 13, 17, 25, 32, 39, 41, 34, 49, 48, 52, 55, 61, 72, 73, 76, 77, 80, 88, 89, 93, 94, 96, 97, 99, 102, 103, 105, 118, 127, 146]. Существование предела интенсификации процесса сепарации на решете в полной мере обосновано в работах А.Н. Зюлина [60-62]. Процесс сепарации на решете можно интенсифицировать за счет увеличения толщины слоя обрабатываемого материала и за счет увеличения скорости его движения по решету. Повышение интенсификации процесса сепарации за счет увеличения толщины слоя возможно до определенного предела [136]. Увеличение скорости движения материала по решету влечет за собой необходимость повышения интенсивности перемешивания слоев материала, чтобы как можно большее число проходовых частиц за короткое время могло бы добраться до поверхности решета и пройти в его отверстия. Этот путь малоэффективен, и его нельзя назвать перспективным. В машинах традиционного типа этого можно добиться за счет повышения частоты и амплитуды колебаний рабочих органов. В свою очередь, это влечет соответствующее увеличение массы машины в целях обеспечения ее прочности и устойчивости процесса

очистки, приводит к созданию громоздких и дорогостоящих сооружений. В свете поставленной проблемы можно выделить два основных направления поиска технических решений: интенсификация процесса очистки с применением решет на основе особых технических разработок; интенсификация процесса очистки с помощью создания новых рабочих органов и новых принципов сепарирования материала. К первому направлению можно отнести разработку решета оптимизированной кривизны [60]. В основе лежит идея о возможности управления процессом распределения сепарируемого материала по длине решета за счет его изгиба в продольно-вертикальной плоскости. При оптимальной форме решета достигается равномерное однослойное распределение материала по поверхности решета. Установлено, что при определенных условиях очистки производительность плоского решета длиной 1 м может быть повышена за счет оптимизации формы не менее чем в 2 раза [136]. Машины, выпускавшиеся отечественной промышленностью, такие, как СУ-0,1, СВУ-1,25, ОВА-1,0, содержали одно решето. В исследованиях по изучению классической компоновки решетной части [60, 61, 65] отмечается в связи с этим низкая производительность данной схемы вследствие превышения пропускной способности верхнего решета над нижним, при этом нижнее решето оказывается перегруженным, и возникают препятствия выделению мелкой примеси. Результатом научной работы по исследованию возможности повышения эффективности работы двухъярусного решетного стана [61, 65] является создание его усовершенствованной схемы. На основании математической модели [65] было установлено, что целесообразно разгрузочное решето сделать составным, а перед решетами

нижнего яруса ввести скатную доску, выполняющую функции накопителя. Были обоснованы параметры решет верхнего и нижнего ярусов, а также скатной доски. Результаты испытаний показывают, что представленная схема в сравнении с классической обеспечивала производительность на 30% выше при одинаковой эффективности очистки семян, а при сопоставимых подачах полнота выделения примеси на новом решетном стане была выше на 20% [65, 136]. Специалисты отмечают тот факт, что достигнут предел повышения эффективности работы решетных машин, несмотря на определенные успехи в области совершенствования традиционных зерноочистительных машин [60, 61]. Достаточно актуальными становятся исследования в области конструкций, не использующих традиционные решета. Процессы гравитационного сепарирования зерновых материалов позволяют использовать дополнительное силовое поле, воздействующее на материал, чем достигается заметное повышение интенсификации процесса. Одним из способов реализации дополнительного поля является осуществление вибрационного и вращательного движения рабочих органов. Это определяет класс таких зерновых сепараторов, как виброцентробежных. По состоянию на сегодняшний день достаточно полно разработаны научные, механико-технологические свойства рабочих органов таких сепараторов, рациональные схемы их интеграции [136]. Работа по их созданию велась как российскими учеными, так и зарубежными [2, 14, 34-37]. В работе Е.С. Гончарова [34] представлено наиболее полное теоретическое и практическое исследование виброцентробежных очистительных машин. Работа таких сепараторов заключается в следующем. Цилиндрическое решето приводится во вращение

приводом. На внутреннюю поверхность решета подается зерновой материал. Рабочий орган представляет собой решето, свернутое в цилиндр и установленное вертикально. Благодаря действию центробежных сил, частицы, меньшие, чем размеры отверстий решета, проходят в них, а большие частицы постепенно сходят вниз, где отводятся шнеком или другими транспортирующими устройствами. В вертикальном цилиндрическом решете поле центробежных сил инерции распределяется равномерно по всей поверхности, а круговое смещение зернового слоя в период установившегося его движения не происходит. Чтобы материал не «прилипал» к решету и совершалось относительное перемещение зернового слоя по поверхности решета, дополнительно применяется механизм вибрации цилиндра в вертикальной плоскости. Удельная производительность центробежновибрационных цилиндрических решет оказывается в 3-5 раз выше удельной производительности плоских решет при одинаковом качестве сепарации [34]. Рассмотренный способ сепарации позволяет не только повысить уровень интенсификации очистки, но и уменьшить длину применяемых решет в 2-3-раза по сравнению с плоскими. По сравнению с традиционными аналогичными машинами центробежно-вибрационные сепараторы позволяют в 2 раза снизить металлоемкость [136]. Были созданы и серийно выпускались машины на основе представленного способа МЗП-50, А1-БЦС-100, Р8БЦС-50 - для очистки зерна и семян различных культур; ЗЦП-20 - для предварительной очистки влажного зерна. Также использован отличающийся от традиционного центробежный способ разделения материала, осуществляемый на цилиндрических решетах в разработке датской фирмы Damas - зерновом очистителе типа Sigma TS.

Следует указать и на имеющиеся недостатки, подводя итоги приведенного обзора зерноочистительных машин. Применение любого решета - плоского, изогнутого, цилиндрического подразумевает обязательное использование привода для соблюдения одного из условий просеивания материала - обеспечение относительной скорости между материалом и сепарирующим органом. При этом, по данным специалистов, масса решет может составлять всего 3% от всей массы машины, остальное — привод, массивная рама. Иногда для нормальной работы требуется возведение специального фундамента [64]. Края отверстий решета при возвратнопоступательном либо при вращательном движении наносят микроповреждения зерновкам, что отрицательно сказывается на их сохранных и посевных качествах. Из-за конструктивных особенностей решета процесс сепарирования, протекающий на нем, характеризуется повышенной травмируемостью зерновок. Это становится особенно важным при подготовке семенного зерна. Также имеют место недостатки, зависящие от конструктивных особенностей технических решений. Так, например, интенсификация процесса просеивания на виброцентробежном сепараторе ограничена определенной величиной скорости вращения цилиндров, при которой частицы материала настолько сильно прижимаются к поверхности, что не представляется возможным сдвинуть их с места никакими дополнительными усилиями. В настоящее время существует класс очистительных машин, конструкция которых свободна от указанных недостатков. В них рабочие органы неподвижно закреплены, а зерно самотеком движется по ним. Такие устройства получили название самотечных или гравитационных (так как материал движется под действием силы тяжести) [136].

История разработки самотечных сепарирующих машин насчитывает около 100 лет. В течение этого срока разрабатывались и создавались зерноочистительные машины, в которых был исключен привод решета, а материал перемещался благодаря силе тяжести. В 1914 г. в Канаде был получен патент на создание зернового сепаратора, использующего самотечный принцип перемещения материала. В качестве рабочих органов в нем применены плоские решета, установленные последовательно друг за другом под наклоном так, что они образуют зигзагообразный канал. Зерновой материал очищается, перемещаясь с одного решета на другое [192]. В 1915 г. была запатентована усовершенствованная модель такого сепаратора [193]. Аналогичная установка с плоскими решетами, расположенными так, что они образуют зигзагообразный сепарирующий канал, запатентована в 1915 г. [194]. Установка оборудована ротором для выравнивания скорости зернового потока и исключения забивания канала, установленного примерно посередине самого зигзагообразного канала. Продолжением развития идеи создания гравитационного зерноочистителя с зигзагообразным каналом является патент 1938 г. [195]. Зерноочиститель имеет загрузочный шнек, а также разгрузочные шнеки для очищенного зерна и примесей. Он оснащен щетками с приводом, предназначенными для очистки прямоугольных отверстий наклонных решет. Рассматривая процесс сепарации на этих машинах, следует отметить то, что материал должен устойчиво двигаться по решетам, чтобы исключить завал зигзагообразного канала. Поэтому на каждом решете материал должен ускоряться до определенной скорости. Значение этой скорости при работе с зерновыми

материалами (пшеница, рожь, ячмень) очень велико, поскольку влечет непроходимость мелких частиц в отверстия, так как они просто пролетают над ними [68]. В связи с этим эффективность процесса сепарации на одном наклонном решете довольно низка. Ее повышения в целом можно добиться, увеличивая число последовательно установленных в зигзагообразном канале решет, что влечет за собой рост габаритных размеров машины. Описанным устройствам присущ также такой важный недостаток, как забиваемость отверстий решет частицами, заклинивающимися в отверстиях. В устройстве [195] эффект забивания проявляется меньше, благодаря применению вибрационного механизма. Вплоть до середины 80-х годов в США и Канаде выпускались и практически использовались гравитационные зерноочистители различных конструкций, отличающиеся формой решет (прямоугольные, трапециевидные) и их количеством [124, 125, 196, 197]. Все зерноочистители предназначались для выделения самых мелких примесей - пыли, песка и т.д. На выделении крупных примесей эти устройства из-за быстрой забиваемости зигзагообразного канала крупными примесями мало использовались. Примером таких машин может служить машина, описанная в патенте 1980 г. [197]. Она предназначена для очистки зернового материала от пылевидных примесей. Имеет вертикальный корпус. В нем располагаются особым образом однослойные сита, по поверхности которых самотеком перемещается зерновой материал. Над ситами находится загрузочный патрубок для подачи зерна. Зерно самотеком движется по ситам и выгружается через разгрузочный патрубок, расположенный под ситами (рис. 1.5). Патент 1983 г. [125], выданный в США, представляет самотечный зерноочиститель, в котором установлен

зигзагообразный вертикальный желоб, принимающий подлежащий очистке материал, поступающий в желоб под действием силы тяжести. Нижняя сторона каждой прямолинейной секции желоба имеет отверстие для прохода материала ко дну корпуса, а верхняя сторона такой секции расположена под определенным углом к стенкам корпуса. Над каждым отверстием желоба установлено перекрывающее отверстие сито, шарнирно соединенное с желобом. Компоненты материала, подлежащего очистке, движутся по зигзагообразному желобу, заставляя каждое сито резонировать относительно шарниров, что способствует дальнейшему отделению от материала мелких фракций. Очищенный материал выгружают из желоба, а мелкие фракции - из корпуса. Введение качающихся сит позволяет интенсифицировать процесс очистки и в какой-то мере уменьшить забиваемость отверстий сит (рис. 1.6).

Рис. 1.5. Самотечное сепарирующее Рис. 1.6. Очистительная устройство с машина с

однослойными ситами

зигзагообразным сепарирующим каналом

Известен гравитационный сепаратор с рабочими органами, представляющими собой сепарирующие конические поверхности [185], ориентированные вершинами вверх и выполненные из клиновидных каналов, расширяющихся от вершины конуса к его основанию. Сепаратор включает включающий в себя корпус с загрузочным бункером в верхней части и патрубки выгрузки крупной и мелкой фракции в нижней части (рис.1.7). Внутри корпуса установлен сепарирующий конус, состоящий из последовательно чередующихся друг за другом с образованием единого конуса сепарирующих конических поверхностей, под которым установлен единый сборник проходовой фракции. Разгонные участки позволяют увеличить начальную скорость поступления

частиц на последующую сепарирующую поверхность, тем самым уменьшая риск забивания клиновидных каналов. Усовершенствованная конструкция выше рассмотренного гравитационного сепаратора представлена в авторском свидетельстве [184]. Гравитационный сепаратор (рис.1.8) содержит загрузочный бункер, патрубки для отвода фракций и последовательно установленные друг за другом, по ходу движения обрабатываемого материала, сепарирующие конусы. Сепарирующие конусы выполнены в виде расширяющихся от вершины к основанию клиновидных щелей и снабжены сборниками проходовых фракций. Выполненные усеченными сепарирующие конусы снабжены расположенными над ними распределяющими колпаками и имеют уменьшающиеся по ходу движения обрабатываемого материала размеры оснований и клиновидных щелей. Выходные каналы сходовых фракций с каждого конуса имеют устройства для соединения с выходными каналами соседних конусов. Данное техническое решение позволяет улучшить в некоторой степени эффективность процесса сепарирования за счет возврата обрабатываемого зернового материала на повторную сепарацию. Гравитационный вертикальный сепаратортранспортер сыпучих материалов СТВ-2 [189] (рис.1.9) реализует принцип совмещения операций транспортирования и сепарирования. Сепаратор осуществляет разделение за счет потенциальной энергии продукта. Гранулометрический состав проходовой фракции определяется шириной клиновидных просеивающих отверстий в месте непосредственного удара частиц продукта о разделяющие элементы. Проникновение в сепаратор крупных случайных примесей приводит к забиванию вертикального канала.

Для решения задачи устранения проникновения в сепаратор крупных примесей разработан сепаратор ГСК-1 [188], расширяющий области применения клиновидных просеивающих отверстий.

Рис. 1.7. Гравитационный сепаратор: 1-корпус; 2бункер; 3-патрубок выгрузки крупной фракции; 4сепарирующий конус; 5сепарирующие поверхности; 6клиновидный канал; 7разгонные участки; 8патрубок выгрузки мелкой фракции

Рис. 1.8. Усовершенствованн ый гравитационный сепаратор: 1-бункер; 2, 3, 4-сепарирующие конусы; 5, 6, 7распределяющие колпаки; 8-каналы для отвода сходовой фракции; 9-канал для отвода проходовой фракции

На рисунке 1.10 показан сепаратор для выделения крупных примесей ГСК-1 в разрезе, вид с боку и разделяющая поверхность в сборе. Сепаратор работает следующим образом. Разделяемая смесь через приемное устройство подается на верхнюю часть поворотной рамки, в результате чего распределяется на два потока, поступающих на просеивающие поверхности, образованные двуплечими колосниковыми стержнями. Частицы смеси, размер которых меньше клиновидных просеивающих отверстий, образованных конусообразными стержнями, проходят в них, образуют проходовую фракцию и выводятся через приемник проходовой фракции. Остальной надрешетный продукт образует сходовую фракцию и поступает в приемники сходовой фракции. Сепаратор для выделения крупных примесей ГСК-1 способен к саморегулированию распределения продукта по рабочей поверхности.

Рис.1.9. Вертикальный сепаратор-транспортер СТВ-2: 1-вертикальный канал; 2-пластина; 3направляющие полки; 4-разделяющие элементы; 5пересыпные полки; 6регулирующее устройство; 7направляющая; 8, 9 – приемники

Рис.1.10. Сепаратор для выделения крупных примесей ГСК-1: 1-корпус; 2приемник; 3поворотная рамка; 4горизонтальный вал; 5-стопорные болты; 6стержни; 7-втулка; 8сменные прокладки; 9-упоры; 10, 11приемники

Частичное решение проблемы засорения просеивающих поверхностей в гравитационном сепараторе

представлено в авторском свидетельстве [183]. Сепаратор сыпучих материалов (рис.1.11) включает канал с просеивающими устройствами, установленными в нем неподвижно под углом к горизонтальной плоскости и собранными из гребенок с консольно закрепленными пальцами. Над гребенками, под острым углом к ним, установлены на шарнирах заслонки так, что один край заслонки с шарниром расположен выше слоя обрабатываемого материала, а другой край заслонки прижимается к гребенкам с помощью груза или пружины, направлен по ходу движения слоя материала и имеет возможность отходить от гребенок под воздействием потока материала. Заслонки, установленные над гребенками, под действием потока материала отклоняются и начинают колебаться, в свою очередь, превращая поток в пульсирующий. Это увеличивает воздействие частиц материала на пальцы, улучшая условия самоочистки гребенок.

Рис. 1.11. Сепаратор сыпучих материалов: 1-канал; 2-просеивающие устройства; 3-шарниры; 4заслонки; 5-слой обрабатываемого материала; 6груз

Большой теоретический и практический интерес представляют исследования А.В. Некрасова, Н.Е. Авдеева [111], посвященные гравитационным сепараторам (рис.1.121.16)., которые защищены патентами [177-179, 190]. Вариант решения проблемы засорения отверстий решет представлен классификатором сыпучих материалов [178], включающим в себя наклонные просеивающие поверхности, установленные в корпусе зигзагообразно одно над другим, загрузочное приспособление и разгрузочные патрубки для вывода разделенных просеивающих поверхностей, которые выполнены щелевыми с увеличивающимся размером щели в направлении движения материала (рис. 1.12, а). Конечная часть просеивающих поверхностей (в месте большего размера щели) отогнута вниз, при этом плоскость загиба этих концов проходит перпендикулярно продольным осям клиновидных отверстий (рис. 1.12, б). Так как по мере перехода продукта с одного решета на другое содержание в нем мелкой примеси снижается, угол естественного откоса продукта уменьшается. Поэтому предлагается каждое последующее решето устанавливать под меньшим углом к горизонту в сравнении с предыдущим, для обеспечения необходимой постоянной скорости перемещения материала 0,8-1,2 м/с.

Рис. 1.12. Классификатор сыпучих материалов (а); просеивающая поверхность (б): 1-корпус; 2загрузочный бункер; 3-заслонка; 4-наклонные просеивающие решета; 5-дефлекторы; 6, 7разгрузочные патрубки для вывода разделенных фракций

решету, образовывая при этом препятствия на пути движения потока материала. В сельскохозяйственных предприятиях с середины 90-х годов для очистки зерновых от крупных и мелких сорных примесей используется разработанный в ВИМ гравитационный сепаратор СЗГ-25 производительностью 25 т/ч и его модификации [12, 66]. Технологическая схема СЗГ-25 предусматривает зигзагообразное расположение разделяющих поверхностей, представляющих собой криволинейные консольные пальцевые решетки с постоянным просеивающим зазором. Для очистки различных зерновых культур сепаратор комплектуется набором разделяющих элементов с различными зазорами между соседними пальцами.

Рис. 1.13. Классификатор сыпучих материалов с дополнительными разгрузочными решетами: 1корпус; 2-загрузочный бункер; 3-заслонка; 4наклонные просеивающие решета; 5-разгрузочные решета; 6-дефлекторы; 7, 8-разгрузочные патрубки для вывода разделенных фракций В различных вариантах гравитационных сепараторов, основой которых являются решета, не устраняются полностью недостатки, прямо влияющие на качество и скорость протекания процесса – забиваемость отверстий решет или сит и плохая работоспособность при наличии в очищаемом материале соломистых частиц. Такие примеси не обладают необходимой сыпучестью, чтобы под действием силы тяжести двигаться по зигзагообразному каналу. Также длинные примеси имеют свойство забиваться в отверстия, становиться вертикально или под углом к

Рис. 1.14. Классификатор сыпучих материалов с устройством для регулировки положения дефлекторов: 1-корпус; 2-наклонные просеивающие поверхности; 3-дефлекторы; 4загрузочный бункер; 5-заслонка; 6, 7 патрубки для вывода разделенных фракций; 8-валики; 9винтовое соединение; 10-механизм поворота дефлекторов; 11-направляющая шпилька; 12-рейка; 13- винтовой регулятор; 14-поворотные рычаги; 15прямоугольные пазы; 16, 17-кронштейны

Рис.1.15. Классификатор сыпучих материалов КСМ-2: 1-корпус; 2-загрузочное приспособление; 3заслонка; 4-блок просеивающих поверхностей; 5, 6 просеивающие поверхности; 7дефлекторы; 8-валики; 9-

Рис.1.16. Комбинированный сепаратор КСМК-1: 1, 3 -блоки; 2-лотки; 4разделяющий элемент

поддон; 10неподвижный дефлектор; 11, 12разгрузочные патрубки

Авторским коллективом (А.Н. Зюлин, В.И. Анискин) разработан гравитационный сепаратор [176], в котором в качестве просеивающих поверхностей применены не решета и сита, а консольно закрепленные пальцы. Сходовая часть каждой просеивающей поверхности направлена на

противоположную просеивающую поверхность под острым углом так, что сепарирующий вертикальный канал имеет форму зигзага (рис.1.17). Просеивающие поверхности выполнены вогнутыми и установлены с перекрытием по ширине. Консольное закрепление пальцев дает заметное повышение эффективности очистки. При движении по пальцам материала, благодаря такому конструктивному решению, они колеблются, вследствие чего могут освобождаться от застревающих между ними частиц, а также способствуют более эффективному сходу с них крупных, частиц например, соломы, стеблей трав [136].

Рис. 1.17. Схема гравитационного сепаратора: а) – продольный разрез сепаратора; б) – гребенка с прямыми пальцами; в) – гребенка с вогнутыми пальцами, вид сбоку и сверху; 1-загрузочное приспособление; 2-просеивающие устройства; 3дефлекторы; 4-патрубки вывода разделенных

фракций – проходовой (мелкой); 5-патрубок вывода разделенной фракции – сходовой (крупной); 6-консольное крепление пальцев; 7пальцы Сепарирующий канал позволяет интенсифицировать процесс очистки за счет того, что нижняя часть просеивающей поверхности направлена на противоположную поверхность под острым углом, при котором частицы материала, ударяясь, заставляют колебаться консольные пальцы. При таком расположении просеивающих поверхностей реализуется плавное перетекание материала с одной поверхности на другую, что устраняет отскакивание отдельных частиц материала и благоприятно сказывается на условиях процесса очистки. Эта зерноочистительная машина обладает еще одной конструкционной особенностью, заключающейся в том, что пальцы выполнены вогнутыми, что позволяет дополнительно использовать центробежные силы для увеличения интенсивности просеивания. В отличие от машин, описанных в [177, 179, 192-197], сепарирующий канал данной машины не имеет углов, исключает крутые повороты, способствующие застреванию частиц [176]. Усовершенствованную зерноочистительную машину представляет патент [180] с консольно закрепленными пальцами. В конструкцию сепаратора введены дополнительно два ряда просеивающих поверхностей с меньшим, чем у основного ряда, зазором между пальцами (рис.1.18). При этом указано, как должны размещаться дополнительные каналы относительно основного. Сепаратор может содержать пневмосепарирующий канал, расположенный над дополнительным рядом просеивающих поверхностей. При этом осуществляется более высококачественная очистка материала, как от крупных, так

и от мелких и легких примесей (разделение на 4 фракции). Предложенное размещение дополнительных рядов в пределах высоты основного ряда позволяет реализовать более качественный процесс разделения. Это достигнуто благодаря тому, что наиболее интенсивное просеивание проходовых частиц осуществляется при движении обрабатываемого материала потоком определенной плотности, исключающей их свободные скачкообразные движения. При этом более мелкие из проходовых частиц просеиваются уже на 20...30% просеивающих поверхностей, в то время как для достаточной полноты выделения других, более крупных частиц требуется 70...80% сепарирующего ряда [136]. Гребенки представляют собой набор пальцев из пружинной проволоки. Они установлены в трубе таким образом, что образуют при этом сепарирующий канал. При засыпке материала, состоящего условно из частиц крупной и мелкой фракции, он попадает на первую гребенку. При этом какое-то количество частиц размером меньшим, чем расстояние между пальцами гребенки, пройдет сквозь гребенку, а остальные частицы поступят на следующую, на которой процесс повторится.

Рис. 1.18. Сепаратор с дополнительными просеивающими каналами По сути, происходит последовательное разделение материала на гребенках, т.е. отделение крупной фракции (не проходящей между пальцами гребенок) от мелкой (проходящей между ними). Преимущества такого способа разделения состоят в следующем. Не требуется дополнительных приводов для обеспечения просеивания материала – он стекает по гребенкам под действием силы тяжести. При этом происходит самоочистка гребенок от застрявших частиц под воздействием потока материала. Гребенки менее склонны к забиванию, чем решета. В гравитационном сепараторе гребенки выполнены вогнутыми, а сходовая часть гребенки направлена на

среднюю часть противоположной гребенки под острым углом. Это позволяет использовать инерционные силы центробежные силы для увеличения интенсивности просеивания. Зерновой материал при движении по вогнутой гребенке прижимается к ней, что исключает отскакивание проходовых частиц и повышает интенсивность просеивания. Этот фактор особенно важен при очистке зерна от крупных примесей и позволяет снизить потери зерна. Пальцы гребенок закреплены консольно и установлены с зазором относительно дефлекторов. В результате движения по ним сепарируемого материала они колеблются, тем самым освобождаются от заклинивающихся между ними мелких частиц и способствуют перемещению и сходу с них крупных, например, соломистых компонентов. Такое консольное закрепление с одной стороны гребенок является недостатком для данной машины. В процессе эксплуатации расстояние между прутками изменяется и ведет к уменьшению эффективности разделения зерновой смеси, т.е. падает эффективность выделения крупной и мелкой примеси. В ВСГТУ авторским коллективом (С.С. Ямпилов, Ю.Ж. Дондоков и др.) разработан энергосберегающий сепаратор [181] гравитационного типа (рис.1.19), который отличается от выше рассмотренного гравитационного сепаратора тем, что: - гребенки жестко зафиксированы в двух местах за счет контактной сварки (рис.1.20). Это позволяет в процессе эксплуатации сохранять жестко расстояние между прутками, что повышает эффективность очистки зерновой смеси от крупной и мелкой примеси; - впереди каждой гребенки установлена скатная доска, которая позволяет устранить забиваемость гребенок.

Работа сепаратора осуществляется следующим образом. Исходный зерновой материал, подаваемый в загрузочный бункер 1, под действием сил гравитации движется вниз и попадает на отражатель - сплошную скатную доску 3. Частицы зернового материала скатываются по отражателю - сплошной скатной доске и подаются на первое просеивающее устройство 2 (гребенку). Зазор между пальцами гребенки выбран достаточным, чтобы подлежащие отделению мелкие частицы имели возможность пройти между пальцами. В результате движения по скатной доске 3 и гребенке 2 часть проходовой фракции выделяется и попадает на дефлектор 4, сходит по нему в патрубок вывода проходовой фракции 5 из сепаратора, а остальная часть материала под действием сил гравитации сходит по гребенке 2 на вторую противоположно установленную скатную доску 3. Процесс разделения продолжается при попадании зернового материала по скатной доске 3 на вторую гребенку 2 аналогично первой, затем на третью скатную доску 3 и гребенку 2 и так далее до последней. Количество гребенок 2 и скатных досок 3, установленных в сепараторе, определяется требуемой полнотой выделения проходовой фракции.

Рис. 1.19. Схема энергосберегающего сепаратора: 1-загрузочный бункер; 2сепарирующие гребенки; 3-скатные доски; 4дефлекторы; 5-патрубки для отвода проходовой (мелкой) фракции; 6-патрубок для отвода сходовой (крупной) фракции контактная сварка

Рис. 1.20. Сепарирующая гребенка энергосберегающего сепаратора

Заслуживают внимания технология и созданные на ее основе сепараторы, обеспечивающие высокопроизводительную очистку зерна и разделение его на фракции с использованием сил гравитации. В этой связи особое значение приобретает проблема интенсификации процессов очистки зернового вороха за счет использования новых рабочих органов, в которых технологический процесс протекает под действием сил гравитации. Для уменьшения габаритов данного энергосберегающего сепаратора [181] (рис. 1.19) нами разработан энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации (защищен патентом № 2237526) [182]. Сепаратор состоит из центрального канала и параллельных ему двух боковых зигзагообразных каналов, которые образованы каскадом сепарирующих гребенок. В центральном зигзагообразном канале происходит выделение крупной примеси из зернового материала, а в боковых зигзагообразных каналах выделение мелкой примеси. Сепарирующие гребенки представляют собой набор пальцев (прутков), изготовленных из проволоки. Пальцы жестко зафиксированы. Это позволяет в процессе эксплуатации сохранять жестко расстояние между пальцами, что повышает эффективность очистки зерновой смеси от примеси. С целью устранения забиваемости сепарирующей гребенки и создания слоя зернового материала определенной толщины впереди каждой гребенки установлены сплошные скатные доски. При этом зерновой материал, двигаясь с верхней сепарирующей гребенки, попадает не на ниже расположенную сепарирующую гребенку, а на сплошную скатную доску, установленную под таким же углом, но в обратном направлении.

Сепаратор позволяет одновременно выделить мелкие и крупные примеси из поступающего зернового материала без увеличения высоты устройства, что ведет к уменьшению металлоемкости сепаратора и сокращению времени обработки зернового материала, тем самым к увеличению производительности сепаратора. Сепарирующие гребенки, образующие зигзагообразный канал, являются одним из перспективных рабочих органов, который может обеспечить выделение мелких и крупных примесей. Для обоснования параметров этого рабочего органа (энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации) и внедрения его в производство проведенных исследований недостаточно. Необходимо изыскать возможности повышения эффективности выделения мелких и крупных примесей за счет выбора конструктивной оптимальной схемы сепаратора, изучить влияние геометрических размеров сепарирующей гребенки, их количества, способа подачи зернового материала, содержания мелких и крупных примесей на качественные показатели сепаратора. Необходимо также оценить возможность использования энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации на очистке зерновых культур (пшеницы, ржи, ячменя) от мелкой и крупной примеси. Кроме того, проверить работоспособность сепаратора в хозяйственных условиях. 1.3. Анализ энергоемкости зерноочистительных машин Одним из актуальных направлений в сельском хозяйстве является решение проблем энергоснабжения. Проведение энергосберегающей политики способствует активизации структурной перестройки, ускорению темпов роста производства, снижению цен на продукцию, а также решению социальных и экологических задач.

Для нашей страны в настоящее время характерной особенностью является высокая энергоемкость производства. Главной причиной являются устаревшие технологии производства, энергорасточительные установки и оборудование во многих секторах производства. По оценкам экспертов, энергоемкость отечественного производства в 1,7-1,9 раза выше, чем в США, и в 3 раза выше, чем Западной Европе [161]. Это связано со сложившейся структурой народного хозяйства с существенной долей энергоемких производств. Высокие затраты топлива и энергии на производство продукции, низкая энергетическая эффективность отечественного производства снижают уровень конкурентной способности. Энергосберегающие технологии являются экологически чистыми и дают значительное сокращение эксплуатационных затрат. Внедрение капиталоемких мероприятий: энергосберегающих технологий, процессов, аппаратов, оборудования, способствует снижению потребностей в энергоресурсах на 25-30%. В большинстве развитых стран энергосбережение рассматривается как эффективный способ сохранения окружающей среды и составляет основу экологической политики. Критическое положение с энергопотреблением и энергоемкостью выпускаемой продукции нашло отражение в Федеральном законе РФ об энергосбережении [150]. Энергосберегающая политика государства, кроме прочих направлений, основывается на приоритете эффективного использования энергетических ресурсов, предусматривает включение в государственные стандарты на оборудование показателей их энергоэффективности. Проблема сбережения и рационального использования энергии во всех сферах АПК, в том числе и в

сфере переработки, является одной из самых актуальных [163]. Актуальность решение указанных проблем приобретает для широко распространенных технологических процессов. Одним из таких является имеющий большое значение для различных отраслей народного хозяйства процесс сепарирования сыпучих материалов [5, 12, 16, 41, 85, 86, 87], в частности - зерна и продуктов его переработки [19, 45, 59, 91, 113, 114, 132, 138]. Ежегодно в Российской Федерации при уборке, первичной обработке в хозяйствах, хранении на элеваторах, переработке на мелькомбинатах и комбикормовых заводах сепарированию подвергается свыше 500 млн. тонн зернопродуктов [4]. При таком огромном масштабе работ даже незначительное снижение удельного энергопотребления процессов сепарирования может дать существенный экономический эффект. Неэквивалентны по производительности и энергозатратам разные способы очистки зерна. В заводских описаниях зерноочистительных машин, а также в известных монографиях и пособиях [33, 56, 84, 111, 159, 160] содержатся паспортные данные о производительности основных типов машин и мощности установленных на них электродвигателей. В таблице 1.4 представлены характерные значения производительности и потребляемой мощности для основных типов сепараторов, взятые из указанных источников. Удельные показатели энергопотребления отечественных просеивающих машин, выпускаемых серийно для предприятий по хранению и переработке зернового сырья, колеблются в интервале 0,01...1,32 кВт·ч/т (табл. 1.4). Довольно широкий диапазон его изменения объясняется как различием технологических операций, для выполнения которых разработано просеивающее

оборудование, так и его производительностью. Наибольшим энергопотреблением отличаются триеры.

100

Таблица 1.4 Удельные показатели энерго- и материалоемкости моделей сепараторов отечественного производства

Таблица 1.4 (продолжение)

Уд. Масс Уд. Произво Мощно Марка энергоем а металлое дительн сть, кость, маши мкость, сепаратора ость, т/ч кВт кВт·ч/т ны, кг кг·ч/т 1 2 3 4 5 6 Ворохоочистители, скальператоры ОВП-20 20 11,6 0,58 1800 90 ЗВ-50 50 9,6 0,192 1775 35,5 МПО-50 50 17,4 0,348 3100 62 МПР-50 50 8,6 0,172 1885 37,7 МПУ-70 50 13,2 0,264 2000 40 А1-БЗО 100 0,37 0,0037 400 4 Ситовые и ситовоздушные сепараторы ЗСП-2,5 2,5 0,6 0,24 280 112 ЗСП-10 10 1,1 0,11 890 89 МВУ-1500 10 13,2 1,32 2300 230 ЗСМ-5 5 4,1 0,82 900 180 ЗСМ-20 20 9,1 0,46 1550 77,5 ЗСМ-50 50 2,2 0,044 1660 33,2 ЗСМ-100 100 3,3 0,033 3200 32 А1-БМС-6 6 5,6 0,933 1300 216,7 А1-БИС-12 12 1,38 0,115 1450 120,8 А1-БИС100 1,38 0,0138 1650 16,5

1 2 3 4 5 6 Зерновые сепараторы шкафного и пакетного типа, рассевы БМС-12 12 8,6 0,717 1450 120,8 А1-ЗСШ-20 20 4 0,2 4300 215 А1-БСФ-50 50 5,5 0,11 2850 57 А1-ЗРШ-624,4 4 0,17 3025 124 4М Триеры А9-УТО-6 6 2,2 0,37 800 133 А9-УТК-6 6 3 0,5 1000 167 БТС-120 5 2,8 0,56 670 134 УТК-200 8,3 2,2 0,27 670 80,7 ЗТК-5РМ 5 3 0,6 820 164 ЗТО-5М 5 2,2 0,44 570 114 ЗТО-10М 10 4 0,4 770 77 Инерционный сепаратор А1-ДПИ 50 8 0,16 1250 25 Гравитационные сепараторы ЗГ-25 30 0 141 4,7 КСМ-2 6 0 170 28 ЗГ-5 5 0 60 12 СГ-0,15 0,15 0 56 373,3

По анализу данных таблицы 1.4 можно заключить, что выпускаемые в настоящее время просеивающие машины малой производительности (до 10 т/ч) отличаются относительно высокими значениями удельных показателей энергопотребления. Негативность этой тенденции проявляется особенно остро сейчас, когда основной объем работ по очистке и переработке зерна и продуктов его измельчения выполняется непосредственно производителем [90], т.е. в фермерских хозяйствах, колхозах и совхозах. Это связано с тем, что крупные элеваторы завышают издержки по хранению зерна, из-за чего зернопроизводителям приходится отказываться от их услуг и хранить зерно в своих хозяйствах [111]. Носят разовый характер процессы очистки зерна перед его закладкой на хранение, неограниченное сжатым временным интервалом, а качество сепарирования в значительной степени определяет их сохранность, посевные кондиции. В этой связи предпочтение отдается просеивающим машинам небольшой производительности, но обеспечивающим высокоэффективное отделение примесей. Все это предопределяет повышенную потребность в малопроизводительном просеивающем оборудовании, увеличивает его долю в общем парке сепараторов, а следовательно, способствует росту энергопотребления процессов сепарирования в целом по стране. В итоге в качестве основных приоритетов развития и производства техники для переработки зерна должны выступать: повышение технического и технологического уровня производства, обоснование и разработка энергосберегающего оборудования [134] как для крупных зерноперерабатывающих предприятий, так и мелких фермерских хозяйств.

Кардинальным решением задачи снижения энергопотребления является ведение процесса сепарирования без подвода энергии от внешних источников – самотёчные или гравитационные сепараторы. Из таблицы 1.4 видно, что наиболее выгодным и в отношении энергозатрат являются гравитационные сепараторы.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ На основе анализа всех существующих зерноочистительных машин, а также новых разработанных машин можно сделать вывод о том, что наиболее перспективным направлением по разработке машины для очистки зерна, которая позволяет без подвода электроэнергии разделить одновременно мелкие и крупные примеси, является энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации. Автором разработан энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации, который одновременно выделяет крупные и мелкие примеси. Отличается он тем, что впереди каждой гребенки установлены скатные доски, и прутки гребенки жестко зафиксированы между собой. Однако для практического внедрения энергосберегающего сепаратора необходимо провести экспериментальные исследования по обоснованию его основных параметров. Цель исследования обосновать основные конструктивно-технологические параметры энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации. В задачи исследования входило следующее: 1. Разработать математическую модель процесса разделения зерновых смесей на энергосберегающем

сепараторе для очистки зерна с использованием сил гравитации. 2. Изучить влияние основных параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации, а также физикомеханических свойств зернового материала на эффективность выделения мелких, крупных примесей и экспериментально обосновать его основные параметры. 3. Изучить работоспособность энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации в хозяйственных условиях. Глава 2. Математическая модель процесса разделения зерновой смеси энергосберегающим сепаратором с использованием сил гравитации 2.1. Аналитическое описание процесса движения частиц зернового материала по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке

Поскольку показатели процесса сепарации зернового материала во многом зависят от характера относительного движения частиц зернового материала по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке, то возникла необходимость получить законы относительного движения зерновых частиц по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке в зависимости от его физико-механических свойств и конструктивно-кинематических параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации.

Зерновое сырье и продукты его измельчения представляют собой многообразие форм частиц, условно их можно свести к двум основным группам: частицы, длина которых соизмерима с их шириной и толщиной (продукты измельчения зернового материала, горох, просо, кукуруза и т.д.); частицы, длина которых преобладает над другими ее линейными размерами (зерна пшеницы и злаковых культур, овсюг и т.д.). В качестве модельного тела первой группыпри изучении законов относительного движения зерновых частиц по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке может быть использована модель частицы в форме шара, а для второй группы – в форме эллипсоида, длина которого превышает диаметр его поперечного сечения. В этой связи нами описан процесс движения частиц зернового материала шаровидной и эллипсоидной формы. Описание процесса движения частиц зернового материала шаровидной формы Ввиду сложности полного описания динамического состояния зерна на наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке для получения математической модели, удобной для последующих расчетов, и достоверного описания движения зерна по наклонной скатной доске и

сепарирующей гребенке, примем следующие допущения: - для теоретического анализа примем частицы зерна в виде однородного шара, который катится без скольжения; - сопротивление воздуха не учитывается; - при определении действующих на частицу сил взаимодействие частиц не учитывается; - упругие свойства частицы и сопротивление качения не оказывают значительного влияния на процесс движения. Рассмотрим движение зерновой частицы как движение однородного шара весом G и радиусом R, который катится без скольжения по наклонной плоскости длиной L составляющей с горизонтом угол α. Наклонная плоскость длиной L состоит из и сплошной скатной доски длиной L1 сепарирующей гребенки длиной L2. Схема сил, действующих на шар, движущийся по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке, показана на рисунке 2.1. Коэффициент сцепления равен fсц. Рассмотрим движение шара на втором участке по сепарирующей гребенке длиной L2. Движение шара совершается под действием трех внешних сил: веса G, нормальной реакции плоскости N и силы сцепления Fсц2. Направим оси x и y, как указано на рисунке 2.1. Через центр тяжести шара C проведем оси ξ и η и ось ζ , перпендикулярную к плоскости чертежа и

направленную к читателю. Момент силы относительно оси Cζ будет положителен, если сила стремится вращать плоскость чертежа вокруг точки C против движения часовой стрелки, и отрицателен – в противоположном случае.

Рис. 2.1. Схема сил, действующих на шар, движущийся по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке

Дифференциальные уравнения плоского движения твердого тела имеют вид [162]: E E m& x& (2.1) C = ∑ X i =X ,  E E y& (2.2) m& C = ∑Yi = Y ,  &= ∑ M iEζ =M ζE . (2.3)  Jζ ϕ& где m – масса тела; & & x& y&C – проекции ускорений центра масс на C, оси x и y; XE и YE – проекции главного вектора внешних сил, приложенных к телу, на оси x и y; E E X i и Yi – проекции внешних сил на оси x и y; M iEζ – моменты внешних сил относительно оси ζ; M ζE – главный момент внешних сил, приложенных к телу, относительно оси ζ; – момент инерции твердого тела Jζ относительно оси ζ; &– угловое ускорение твердого тела. ϕ& Таким образом, дифференциальные уравнения движения шара на втором участке по наклонной сепарирующей гребенке длиной L2 имеют вид:

E m& x& C 2 = ∑ X i = G sin α − Fсц 2 ,  E y& m& C 2 = ∑Yi = N − G cosα ,  E & Jζ ϕ& 2 = ∑ M iζ = − Fсц 2 do ,

(2.4) (2.5) (2.6)

где do – расстояние от оси мгновенного вращения шара ζ до параллельной ей оси, проходящей через точки соприкосновения шара с пальцами сепарирующей гребенки. y&C 2 = Так как за все время уС2 = do = const, то & 0, а поэтому из уравнения (2.5) имеем: N – G cosα = 0, откуда N = G cosα. Дифференциальные уравнения (2.4) и (2.6) x& Fсц2 и содержат три неизвестные величины: & C2 , &2 . Для определения этих неизвестных к двум ϕ& составленным уравнениям добавим еще одно уравнение. Так как шар катится без скольжения, то точка P соприкосновения шара с пальцами сепарирующей гребенки является мгновенным центром скоростей. Поэтому скорость центра шара ν С 2 найдем через его угловую скорость ω 2 : vC 2 = ω 2 d o . (2.7) Проекция скорости точки С на ось x: x&C 2 = v C 2 = ω 2 d o .

(2.8)

Алгебраическая величина угловой скорости ϕ&2 отрицательна, так как шар вращается по движению часовой стрелки, т.е. ϕ&2 = − ω 2 , (2.9) где ω 2 - абсолютное значение угловой скорости. Формулу (2.7) можно представить в виде: x&C 2 = − d o ϕ&2 . (2.10) Дифференцируем выражение (2.10) по t, получаем необходимое четвертое уравнение: & x&C 2 = − d o ϕ&&2 . (2.11) Из уравнения (2.11) имеем: ϕ&&2 = −

& x&C 2 . do

(2.12)

Момент инерции шара относительно оси Сξ: Jζ =

2 mR 5

2

.

(2.13)

x& m& C 2 = G sin α − Fсц 2 ,   2 mR 2 & x& C2 = , F  сц 2 2 5 d o 

откуда

& x& C2 =

(2.17) Fсц 2 =

(2.14)

Решив уравнение (2.14) совместно уравнением (2.4), найдем & x& C 2 и Fсц2:

с

g sin α

 R 1 + 0,4  do 2G sin α 2

d  5 o  + 2  R

  

2

,

.

На первом участке сплошной скатной доски x& длиной L1 найдем & C1 и Fсц1, подставив в уравнения (2.17, 2.18) значение do , равное R, т.е. do = R : получаем Fсц1 =

или

( 2.16 )

(2.18)

Подставив эти значения в уравнение (2.6), получаем:  & x&  2 mR 2  − C 2  = − Fсц 2 d o , 5  do  x&C 2 2 mR 2 & = F сц 2 . 2 5d o

( 2.15)

2G sin α . 7

& x& C1 =

5 g sin α , 7

(2.19) (2.20)

Из формул (2.17) и (2.19) видно, что центр тяжести шара движется по сплошной скатной доске и сепарирующей гребенке равноускоренно с ускорением, не зависящим от веса шара. На первом участке сплошной скатной доски длиной L1 найдем время движения шара t1 путем интегрирования выражения (2.19) по времени при нулевой начальной скорости:

t1 =

2 ,8 L 1 . g sin α

x&L =

Зная время движения шара t1 по сплошной скатной доске длиной L1 и интегрируя выражение (2.19), найдем скорость движения шара по доске: x&C1 =

10 L1 g sin α . 7

(2.22)

На втором участке сепарирующей гребенки длиной L2 найдем время движения шара t2 путем интегрирования выражения (2.17) по времени при начальной скорости x&C1 :    10 L2 t2 =  L1 +  7  R 0 , 5 + 0 , 2    dO 

  

2

−

  1 + 0 , 4  R d  10  O L1  ⋅ 7 g sin α   

  

2

.

(2.23) Зная время движения шара t2 по сепарирующей гребенке длиной L2 и интегрируя выражение (2.17), по времени найдем скорость движения шара по гребенке при начальной скорости x&C1 : x&C 2 =

L2 g sin α  R 0,5 + 0,2  do

  

2

.

   10 L2 L1 +  2 7   R   0 , 5 + 0 , 2    do  

(2.21)

(2.24)

Из уравнений (2.22, 2.24) находим окончательную скорость движения шара x&L в конце наклонной плоскости длиной L:

    g sin α   

. (2.25)

Из уравнений (2.21, 2.23) находим время t движения шара по наклонной плоскости длиной L: 2    1+ 0,4 R   d  2,8L1  10 L2 10   O  ⋅ t = L +  L1 + − 1 2 gsinα  7 7  gsinα  R 0,5+ 0,2       dO   

. (2.26)

Для определения угла наклона плоскости длиной L, при котором начинается скольжение шара, воспользуемся известным положением из статики [162]: F сц ≤ F сцmax = f сц N , (2.27) f сц - коэффициент сцепления;

где

F сцmax

- сила сцепления в момент начала

движения. Поскольку

F сц 1 ≤ F сц 2

(2.18,

2.20),

то

подставляем значения F сц 1 и N в формулу (2.27) и получая: 2 G sin α ≤ f сц G cos α , (2.28) 7

откуда

tg α ≤ 3 , 5 f сц .

(2.29) Таким образом, скольжение начнется при

α = arctg 3 ,5 f сц .

(2.30) Для удобства последующих расчетов найдем расстояние do от оси мгновенного вращения шара ζ до параллельной ей оси, проходящей через точки соприкосновения шара с пальцами сепарирующей гребенки, путем составления выражения по известным величинам: R - радиус шара, H расстояние между пальцами сепарирующей гребенки, r - радиус пальца сепарирующей гребенки. Для этого необходимо рассмотреть движение шара в плоскости, перпендикулярной поверхности сепарирующей гребенки (рис.2.2).

Рис. 2.2. Движение шара в плоскости, перпендикулярной поверхности сепарирующей гребенки

Зная радиус шара, расстояние между пальцами сепарирующей гребенки и радиус пальца сепарирующей гребенки, найдем do: dO =

 H2 R 2 1 −  4 ( R + r )2 

   

.

(2.31)

Полученные результаты показывают, что центр тяжести шара движется по сплошной скатной

доске и сепарирующей гребенке равноускоренно с ускорением, не зависящим от веса шара. Время движения шара также не зависит от веса шара. Описание процесса движения частиц зернового материала эллипсоидной формы Для получения математической модели, удобной для последующих расчетов, примем следующие допущения ввиду сложности полного описания процесса движения частиц зернового материала эллипсоидной формы по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке: - для теоретического анализа примем частицы зерна в виде однородного эллипсоида; - сопротивление воздуха не учитывается; - при определении действующих на частицу сил взаимодействие частиц не учитывается; - упругие свойства частицы не оказывают значительного влияния на процесс движения. Примем движение зерновой частицы как движение однородного эллипсоида весом G, который скользит по наклонной плоскости длиной L, составляющей с горизонтом угол α. Наклонная плоскость длиной L состоит из сплошной скатной доски длиной L1 и сепарирующей гребенки длиной L2. Схема сил, действующих на эллипсоид,

движущийся по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке, показана на рисунке 2.3. Для удобства последующих расчетов рассмотрим движение эллипсоида на первом участке по наклонной скатной доске длиной L1. Движение эллипсоида совершается под действием трех внешних сил: веса G, нормальной реакции плоскости N и силы трения Fтр1. Направим оси x и y, как указано на рисунке 2.3. Дифференциальные уравнения плоскопараллельного движения эллипсоида имеют вид: E E  m & x& C = ∑ X i =X ,  y&C = ∑ Yi E = Y E ,  m &

( 2 .32 ) ( 2 .33 )

где m – масса тела; & & x& y&C – проекции ускорений центра масс на C, оси x и y; XE и YE – проекции главного вектора внешних сил, приложенных к телу, на оси x и y; E E X i и Yi – проекции внешних сил на оси x и y. Таким образом, дифференциальные уравнения движения эллипсоида на первом участке по наклонной скатной доске длиной L1 имеют вид: E m& x& (2.34) C1 = ∑ X i = G sin α − Fтр1 ,  E y& m& C1 = ∑Yi = N − G cosα .

(2.35)

y&C1 = 0, а Так как за все время уС1 = const, то & поэтому из уравнения (2.35) имеем: N – G cosα = 0, откуда N = G cosα. Решив уравнение (2.34) совместно с уравнением (2.35), m& x& C1 = G sin α − f тр1 N = , (2.36) = G sin α − f тр1G cosα = mg(sin α − f тр1 cosα ) найдем & x& C1 : & x&C 1 = g (sin α − f тр 1 cos α ) , (2.37) где f тр1 - коэффициент трения эллипсоида на наклонной скатной доске. На первом участке сплошной скатной доски длиной L1 найдем время движения эллипсоида t1 путем двойного интегрирования выражения (2.37) по времени при нулевой начальной скорости:

t1 =

2 L1 g sin α − f тр 1 cos α

(

).

(2.38) Зная время движения эллипсоида t1 по сплошной скатной доске длиной L1 и интегрируя выражение (2.37) найдем скорость движения эллипсоида по наклонной скатной доске: x&C 1 = 2 L1 g (sin α − f тр 1 cos α ) . (2.39)

трех внешних сил: веса G, нормальной реакции плоскости N и силы трения Fтр2. Дифференциальные уравнения движения эллипсоида на втором участке по наклонной сепарирующей гребенке длиной L2 имеют вид: E m& x& (2.40) C 2 = ∑ X i = G sin α − Fтр2 ,  E y& m& C 2 = ∑Yi = N − G cosα .

(2.41)

y&C 2 = 0, а Так как за все время уС2 = const, то & поэтому из уравнения (2.41) имеем: N – G cosα = 0, откуда N = G cosα. Решив уравнение (2.40) совместно с уравнением (2.41), найдем: & x&C 2 = g (sin α − f тр 2 cos α ) , (2.42) где f тр 2 - коэффициент трения эллипсоида на сепарирующей гребенке. На втором участке сепарирующей гребенки длиной L2 найдем время движения эллипсоида t2 путем двойного интегрирования выражения (2.42) по времени при начальной скорости (2.39): Рис. 2.3. Схема сил, действующих на эллипсоид, движущийся по наклонной скатной доске и сепарирующей гребенке

Рассмотрим движение эллипсоида на втором участке по сепарирующей гребенке длиной L2. Движение эллипсоида совершается под действием

t2 = −

2 L1 g (sin α − f тр1 cos α ) + 2 L2 g (sin α − f тр 2 cos α ) g (sin α − f тр 2 cos α ) 2 L1 g (sin α − f тр1 cos α ) g (sin α − f тр 2 cos α )

−

⋅

(2.43) Зная время движения эллипсоида t2 по сепарирующей гребенке длиной L2, начальную

скорость (2.39) и интегрируя выражение (2.42) найдем скорость движения эллипсоида по гребенке: x&C2 = 2L1g(sinα − fтр1 cosα) + 2L2 g(sinα − fтр2 cosα) . (2.44) Анализ формул (2.37, 2.42, 2.43) показал, что центр тяжести эллипсоида движется по сплошной скатной доске и сепарирующей гребенке равноускоренно с ускорением, не зависящим от веса эллипсоида, а также, что время движения эллипсоида не зависит от его веса. Для определения граничных значений угла наклона скатной доски и сепарирующей гребенки были определены скорости движения частиц зернового материала эллипсоидной формы по формуле (2.44) при следующих исходных параметрах скатной доски и гребенки: fтр1 = 0,32; fтр2 = 0,36; L1 = 0,05м; L2 = 0,155м; g = 9,81 м/c2. Влияние угла наклона скатной доски и сепарирующей гребенки на скорость движения частиц зернового материала представлено в таблице 2.1. Анализ данных свидетельствует о том, что частицы зернового материала эллипсоидной формы начинают движение по скатной доске и сепарирующей гребенке при α = 20º. При угле наклона скатной доски и сепарирующей гребенки α = 70º скорость движения частицы зернового

материала составит 1,816 м/c. Как показывают эксперименты, при такой скорости движения, частицы зернового материала не успевают просеяться в щели гребенки. Поэтому для практического использования данного рабочего органа представляет интерес движение частиц зернового материала при углах наклона сепарирующей гребенки и скатной доски α = 35º…65º. Таблица 2.1 Влияние угла наклона скатной доски и сепарирующей гребенки на скорость движения частиц зернового материала Угол наклона сепарирующей гребенки и скатной доски,

α

2L1 g (sin α − 2L2 g (sin α − 2L1 g(sinα − f тр1 cosα ) + − f тр1 cosα ) − f тр2 cosα ) + 2L2 g(sinα − f тр2 cosα )

Скорость движения,

x&C 2 (м/с)

1

2

3

4

5

19 20 25 30 35

0,224 0,404 1,299 2,184 3,053

-0,147 0,035 0,943 1,844 2,731

-0,023 0,0512 0,422 0,79 1,152

— 0,226 0,649 0,889 1,073

1

2

3

4

5

40 45 50 55 60 65 70 75

3,898 4,714 5,494 6,233 6,923 7,561 8,142 8,661

3,598 4,437 5,242 6,007 6,727 7,395 8,008 8,559

1,505 1,847 2,174 2,486 2,777 3,049 3,297 3,519

1,227 1,359 1,475 1,577 1,667 1,746 1,816 1,876

Таблица 2.1 (Продолжение)

2.2. Математическая модель процесса сепарации зернового материала энергосберегающим сепаратором

Для определения оптимальных параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации необходимо представить процесс просеивания математической моделью. Рассмотрим процесс сепарации зернового материала энергосберегающим сепаратором, предполагая, что зерновой материал состоит из трех компонентов: основной компонент – зерно, составляет до 80% по массе исходного зернового материала, крупная и мелкая примесь до 20%. Согласно конструктивной схеме энергосберегающий сепаратор для очистки зерна (рис.2.4) имеет: - центральный канал (для выделения крупных примесей) – в нем установлены прутковые сепарирующие гребенки, у которых зазор между прутками больше толщины основного зерна, а также мелкой примеси, но меньше, чем толщина частиц крупной примеси; - боковые каналы для выделения мелких примесей с прутковыми сепарирующими гребенками, у которых зазор между прутками меньше толщины основного зерна, но больше толщины частиц мелкой примеси.

Предполагаем, что процесс просеивания осуществляется в однородных условиях, т.е. частицы основного зерна одинаковы и гребенки одинаковы. При этом полнота просеивания на проходовых частиц (основного зерна) ε 1о участке гребенки длиной x1, на первой гребенке, где расстояние между прутками в гребенках одинаково и выбрано таким образом, что частицы основного зерна проходят в отверстия гребенок, а частицы крупной примеси не проходят, при подаче зернового материала слоем определенной толщины определяется выражением: ε 1o = P o ( 1 − e − µ o x 1 ) , (2.45) где µ О - интенсивность просеивания проходовых частиц (основного зерна), дм-1; x1 - длина первой гребенки центрального канала, дм; o P - исходное количество основного зерна. Интенсивность просеивания µ , в общем случае, зависит от многих факторов, основные из них: размеры проходовых частиц и зазор между прутками сепарирующей гребенки, характер распределения материала на гребенке, физикомеханические свойства проходовых частиц (основного зерна и мелкой примеси), состояние поверхности семян и гребенки, параметры гребенки

(угол наклона гребенок к горизонту, длина гребенок) и конструкции гребенок. Полнота просеивания основного зерна на второй гребенке определяется следующей формулой: ε 2o = ( P o − P o e − µ x )(1 − e − µ x ) , (2.46) где x2 - длина второй гребенки центрального канала, дм. Полнота просеивания проходовых частиц (основного зерна) на третьей гребенке определяется следующей формулой: ε 3o = [ ( Po − Poe− µo x1 )(1 − e− µo x2 )] ⋅ (1 − e− µo x3 ) . (2.47) Полнота просеивания основного зерна на n – гребенке центрального канала определяется следующей формулой: o 1

ε no =

{{[

(P

o

o 2

− P o e − µ o x 1 )( 1 − e − µ o x 2 )

⋅ (1 − e − µ o x 3 ) }⋅ ... ⋅ (1 − e − µ o x n )

}

]⋅ .

(2.48)

1 2 3 4 5

-

6-

7-

8910

загрузочный бункер; второй боковой канал; первый боковой канал; центральный канал; сепарирующие гребенки центрального канала, выделяющие крупные примеси; сепарирующие гребенки первого бокового канала, выделяющие мелкие примеси; сепарирующие гребенки второго бокового канала, выделяющие мелкие примеси; патрубки для вывода мелкой примеси; патрубок для вывода крупной примеси; - патрубки для вывода очищенного зерна

Рис. 2.4. Конструктивная схема энергосберегающего сепаратора для очистки зерна

Проходовые частицы (основное зерно и мелкие примеси), пройдя в отверстия первой сепарирующей гребенки центрального канала, поступают на первую гребенку с малыми

отверстиями первого бокового канала, т.е. на гребенку, где расстояние между прутками подобрано таким образом, что мелкие примеси проходят в отверстия (щели) между прутками, а основное зерно не проходит. Полноту просеивания мелкой примеси на первой гребенке с малыми отверстиями первого бокового канала можно определить: ε 1′ ( м ) = ( Р ( м ) − Р ( м ) е − µ м х1 )(1 − е − µ ′м х1′ ), (2.49) (м) где Р – исходное количество мелкой примеси; – длина первой гребенки первого х'1 бокового канала, дм; µ ′м – интенсивность просеивания частиц мелкой примеси в отверстия гребенки первого бокового канала, дм-1. Количество мелкой примеси, не просеявшейся на первой гребенке с малыми отверстиями первого бокового канала, составляет: (м) Р с′1 = ( Р ( м ) ⋅ е − µ х ) ⋅ ( е − µ ′ х ′ ). (2.50) Полнота просеивания мелкой примеси на второй гребенке с малыми отверстиями первого бокового канала составляет: ε 2′ ( м ) = Р с′1 ( м ) ⋅ (1 − е − µ ′ х ′ ) . (2.51) Полнота просеивания мелкой примеси на третьей гребенке с малыми отверстиями первого бокового канала можно определить: (2.52) ε 3′ ( м ) = ( Р с′ 2 ( м ) + Р пр 3 ( м ) )(1 − е − µ ′ х′ ), м 1

м 1

м

2

м 3

Р'с2(м) – количество мелкой примеси, не просеявшейся через вторую гребенку первого бокового канала; (м) – количество мелкой примеси, Рпр3 просеявшейся через третью гребенку центрального канала; – длина третьей гребенки первого х'3 бокового канала, дм. Полнота просеивания мелкой примеси на n-й гребенке с малыми отверстиями первого бокового канала: ε n′ ( м) = ( Рс′( n−1) ( м ) + Рпр ( нч ) ( м ) ) ⋅ (1 − е− µ′ х′ ), (2.53) где Р'с(n-1)(м) – количество мелкой примеси, не просеявшейся через (n-1) гребенку первого бокового канала; (м) – количество мелкой примеси, Рпр(нч) просеявшейся через нечетную гребенку центрального канала и попадающей на n-ю гребенку первого бокового канала; x'n – длина n-й гребенки первого бокового канала, дм. Проходовые частицы (основное зерно и мелкие примеси), пройдя в отверстия первой гребенки центрального канала, поступают на первую гребенку с малыми отверстиями первого бокового канала, а не просеявшийся зерновой материал через отверстия первой гребенки центрального канала поступает на вторую гребенку где

м

n

центрального канала, через которую проходят основное зерно и мелкая примесь, и попадает на первую гребенку с малыми отверстиями второго бокового канала. Полноту просеивания мелкой примеси на первой гребенке с малыми отверстиями второго бокового канала можно определить: ε 1′′( м

)

= [( Р

⋅ (1 − е

− µ ′м′

( м ) х 1′′

е

− µ

м

х1

)( 1 − е

− µ

м

х

)] ⋅

2

),

(2.54)

где х''1 – длина первой гребенки второго бокового канала, дм;

µ ′м′

– интенсивность просеивания частиц мелкой примеси в отверстия гребенки второго бокового канала, дм-1. Полнота просеивания мелкой примеси через 2ю гребенку второго бокового канала определяется аналогично. Полнота просеивания мелкой примеси на n-й гребенке с малыми отверстиями второго бокового канала составит: ε n′′( м ) = ( Рс′′( n −1) ( м ) + Рпр ( ч ) ( м ) ) ⋅ (1 − е − µ ′′ х ′′ ), (2.55) где Р''с(n-1)(м) – количество мелкой примеси, не просеявшейся через (n-1) гребенку второго бокового канала; (м) – количество мелкой примеси, Рпр(ч) просеявшейся через четную гребенку центрального канала и м

n

попадающей на n-ю гребенку второго бокового канала; x''n – длина n-й гребенки второго бокового канала, дм. Полнота просеивания мелкой примеси (суммарная) через n-ю гребенку первого бокового канала энергосберегающего сепаратора определяется по выражению: (2.56) ∑ ε n′ м = ε 1′ м + ε 2′ м + ε 3′ м + ... + ε n′ м . Полнота просеивания мелкой примеси (суммарная) через n-ю гребенку второго бокового канала определяется: ∑ ε n′′ м = ε 1′′ м + ε 2′′ м + ε 3′′ м + ... ε n′′ м . (2.57) Общая полнота просеивания мелкой примеси через n-е гребенки двух боковых каналов энергосберегающего сепаратора составляет: (2.58) ∑ ε nм = ∑ ε n′ м + ∑ ε n′′ м . Полнота просеивания частиц крупной примеси на n-й гребенке центрального канала определяется: ε nк =

{{[

⋅ (1 − e

− µ к x3

( P к − P к e − µ к x1 )( 1 − e − µ к x 2 ) ) }⋅ ... ⋅ (1 − e

− µ к xn

)

}

]⋅

,

(2.59)

где Р k - исходное количество крупной примеси; µ k - интенсивность просеивания частиц крупной примеси в отверстия гребенок центрального канала, дм-1.

По методу Г.В. и Н.В. Ньютонов можно определить эффективность очистки зерна от мелкой примеси энергосберегающим сепаратором: E = ∑ ε nм − ∑ ε nо . (2.60) Таким образом, формулы (2.48, 2.58-2.60) описывают процесс сепарации зерновой смеси энергосберегающим сепаратором с использованием сил гравитации и позволяют вычислить полноту просеивания каждого компонента зернового материала в зависимости от количества сепарирующих гребенок, от длины каждой гребенки, а также решить задачу оптимизации параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации. Для экспериментальной проверки математической модели процесса сепарации зернового материала через энергосберегающий сепаратор с использованием сил гравитации были проведены эксперименты при следующих условиях принятых на основе предварительных исследований: количество сепарирующих гребенок в центральном зигзагообразном канале и в боковых зигзагообразных каналах – до 14 шт.; зазор между прутками сепарирующих гребенок центрального зигзагообразного канала – 4 мм; зазор между прутками сепарирующих гребенок в боковых зигзагообразных каналах – 2 мм; длина сепарирующих гребенок – 155 мм; длина скатных досок, расположенных перед сепарирующими

гребенками, – 50 мм; угол наклона сепарирующих гребенок к горизонту – 50°; подача зернового материла – 12 т/ч·м. Данные, полученные экспериментально, были сопоставлены с расчетными по формулам (2.48, 2.58-2.60) и представлены на рисунке 2.5. Расчет полноты просеивания ε зерна пшеницы, мелкой, крупной примесей энергосберегающим сепаратором с использованием сил гравитации произведен исходя из интенсивности просеивания компонентов µ, которая определяется по ранее разработанной методике [164], через сепарирующие гребенки с зазором между прутками 2 мм и 4 мм при вышеуказанных параметрах. ε 100 ,% 80 60 40 20 0 0

1

2

3

4

5

6

а)

7

8

9

10

11

12

n13, шт.

3.1. Программа экспериментальных исследований

ε100 ,% 80 60 40 20 0 0

1

2

3

4

5

6

7

б)

8

9

10

11

12

n , шт.

13

Рис. 2.5. Полнота просеивания компонентов зернового материала в зависимости от количества сепарирующих гребенок: а) – · – · – экспериментальные; ▬▬ - расчетные; ● - мелкие примеси; ○ основное зерно (пшеница); b = 2,0 мм – зазор между пальцами гребенки; б) – · – · – - экспериментальные; ▬▬ - расчетные; ○ основное зерно (пшеница); □ - крупные примеси; b = 4,0 мм – зазор между пальцами гребенки

Сопоставление теоретических и экспериментальных зависимостей изменения полноты просеивания компонентов зерновой смеси от числа сепарирующих гребенок в энергосберегающем сепараторе с использованием сил гравитации свидетельствует об адекватности математической модели процесса. Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований

Целью экспериментального исследования процесса сепарации зерновых смесей сепарирующими гребенками, образующими зигзагообразные каналы, явилась проверка теоретических предпосылок и обоснование основных параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации.

Экспериментальная проверка теоретических предпосылок процесса просеивания зернового материала через энергосберегающий сепаратор с использованием сил гравитации и обоснование основных параметров. рациональной схемы 1. Обоснование энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации. 2. Исследование очистки зерна пшеницы от мелких и крупных примесей энергосберегающим сепаратором с использованием сил гравитации с сепарирующими гребенками, образующими зигзагообразные каналы, в зависимости от основных параметров: угла наклона сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости, длины и количества гребенок в зигзагообразных каналах, подачи, содержания мелких и крупных примесей в исходном материале, а также влияния влажности зернового материала. возможности использования 3. Оценка энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации по очистке зерна различных культур (пшеницы, ржи и ячменя). 4. Испытание энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации в хозяйственных условиях. 3.2. Описание экспериментальной установки и приспособлений

Для проведения экспериментальных исследований использовали лабораторную установку энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации, схема которой изображена на рисунке 3.1 и технологическая схема на рисунке 3.2.

На рисунке 3.3 показан общий вид энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации. Общий вид в открытом состоянии указанного сепаратора представлен на рисунке 3.4. Энергосберегающий сепаратор (рис.3.1) содержит загрузочный бункер 1; заслонку 2, регулирующую подачу материала; установленные зигзагообразно в вертикальном канале сепарирующие гребенки 3, образующие центральный зигзагообразный канал, по бокам которого установлены сепарирующие гребенки 4, образующие два боковых зигзагообразных канала, параллельных центральному. Над сепарирующими гребенками 3, 4 размещены сплошные скатные доски 5. Под гребенками 3 и 4 установлены дефлекторы 6. Сепаратор содержит патрубки вывода разделенных фракций: патрубок III для вывода сходовой фракции (крупной) с сепарирующей гребенки 3, патрубки II для вывода проходовой фракции (средней) с гребенки 3 и сходовой фракции с гребенки 4, патрубки I для вывода проходовой фракции (мелкой) с гребенки 4. После каждого дефлектора центрального зигзагообразного канала установлены патрубки IV для отвода мелкой фракции в боковую сторону. Сепарирующие гребенки (рис.3.5) 3, 4 выполнены в виде гребенок, представляющих собой набор пальцев, изготовленных из проволоки Ø2 мм. Пальцы

жестко зафиксированы в двух местах за счет контактной сварки. Это позволяет в процессе эксплуатации сохранять жестко расстояние между пальцами, что повышает эффективность очистки зерновой смеси от примеси.

IV

Рис. 3.1. Схема энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации: 1 - загрузочный бункер; 2 - заслонка подачи материала; 3 - сепарирующие гребенки для выделения крупной примеси (сходовая фракция); 4 - сепарирующие гребенки для выделения мелкой примеси (проходовая фракция); 5 - скатные доски; 6 - дефлекторы; I - патрубки для вывода мелкой примеси; II - патрубки для вывода очищенного зерна; III - патрубок для вывода крупной примеси; IV - патрубки для вывода мелкой примеси в боковую сторону

Рис. 3.2. Технологическая схема энергосберегающего сепаратора для - основное очистки зерна с использованием сил гравитации: - крупная примесь; - мелкая примесь зерно;

Вывод мелкой примеси в боковую сторону

Рис. 3.3. Общий вид энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации

Расстояние между пальцами сепарирующей гребенки 3 составляет 4 мм, а сепарирующей гребенки 4 составляет 2 мм. Ширина рабочей части сепарирующих гребенок 300 мм,

длина - 155 мм, угол наклона гребенок к горизонту составляет 50°. В зигзагообразных каналах может быть установлено одновременно до 8 гребенок для выделения

крупной примеси и до 16 гребенок в боковых каналах для выделения мелкой примеси. Общий вид сепарирующих гребенок представлен на рисунке 3.6.

Рис. 3.5. Сепарирующая гребенка энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации

Рис. 3.4. Общий вид в открытом состоянии энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации Рис.3.6. Общий вид сепарирующих гребенок

Работа энергосберегающего сепаратора для очистки зерна осуществляется следующим образом. Исходный зерновой материал, подаваемый в загрузочный бункер 1, под действием сил гравитации движется вниз и попадает на сплошную скатную доску 5, выполненную из листовой стали Ст3. Длина скатной доски 45…55 мм. Сплошная скатная доска предназначена для устранения забиваемости сепарирующих гребенок зерновым материалом, для создания слоя зерна определенной толщины и изменения направления движения материала. Частицы зернового материала скатываются по сплошной скатной доске 5 и попадают на первое сепарирующее устройство 3 (гребенку). Зазор между пальцами гребенки 3 выбран достаточным, чтобы подлежащие отделению крупные частицы не прошли между пальцами, а другие, более мелкие (основное зерно и мелкая примесь), могли пройти. В результате движения со скатной доски 5 и движения материала по гребенке 3 часть проходовой фракции выделяется и попадает на сепарирующую гребенку для выделения мелкой примеси 4, а остальная часть материала под действием сил гравитации сходит по гребенке 3 на вторую противоположно установленную скатную доску 5. Процесс разделения продолжается при попадании зернового материала со скатной доски 5 на вторую гребенку 3 аналогично первой, затем на третью скатную доску 5 и гребенку 3 и так далее до последней гребенки. Количество гребенок 3 и скатных досок 5, установленных в сепараторе, определяется требуемой полнотой выделения сходовой фракции. Сходовая фракция выводится из сепаратора патрубком III. Проходовая фракция, выделившись, в результате движения материала по гребенке 3 попадает на сепарирующую гребенку 4 для выделения мелкой примеси. Зазор между пальцами гребенки 4 выбран таким, чтобы подлежащие отделению мелкие частицы имели

возможность пройти между пальцами, а другие, более крупные (основное зерно), не могли. В результате движения материала по гребенке 4 часть проходовой фракции выделяется и попадает на дефлектор 6, сходит по нему в патрубок I вывода мелкой фракции из сепаратора, а остальная часть материала под действием сил гравитации сходит по гребенке 4 на противоположно установленную скатную доску 5. Процесс разделения продолжается при попадании зернового материала со скатной доски 5 на вторую гребенку 4. В результате движения материала по второй гребенке 4 часть проходовой фракции выделяется и попадает на дефлектор 6, сходит по нему в патрубок IV вывода мелкой фракции из сепаратора в боковую сторону. Процесс разделения продолжается при попадании зернового материала на вторую скатную доску 5 и третью гребенку 4 и так далее до последней гребенки. Количество гребенок 4 и скатных досок 5, установленных в сепараторе, определяется требуемой полнотой выделения проходовой фракции. Из рисунка 3.1 видно, что выделение мелкой примеси происходит по двум независимым противоположным каналам. Имеются два патрубка I для вывода мелкой примеси и, в зависимости от числа сепарирующих гребенок 4, патрубки для вывода мелкой примеси в боковую сторону IV. 3.3. Методика проведения опытов

Каждый опыт проводился в следующей последовательности: устанавливали определенное значение изучаемых факторов (количество гребенок n с заданным размером между пальцами гребенки b, подачу Q, угол наклона сепарирующих гребенок α, длину гребенок L2, длину скатных досок L1); исходный зерновой материал после тщательного перемешивания загружали в бункерпитатель 1 установки (рис.3.1); на определенную величину

открывали заслонку подачи материала 2 и включали секундомер, по истечении 40 секунд работы под энергосберегающий сепаратор для очистки зерна подставляли пробоотборник; отбор проб вели в течение 10 секунд, после чего пробоотборник быстро удаляли из-под энергосберегающего сепаратора; содержимое каждого пробоотборника взвешивали и разбирали для определения в нем количества основного зерна, мелкой и крупной примеси; результаты вносили в журнал экспериментального исследования; подсчитывали показатели эффективности выделения мелких, крупных примесей (Ем, Еk) по формуле В.Г. и Г.В. Ньютонов [112] для каждого пробоотборника в отдельности, определяли максимальные величины их в пробоотборниках. Опытные данные, характеризующие эффективность разделения зернового материала от изучаемых факторов, обрабатывали в соответствии с ГОСТ 8.207-76 «Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений». Доверительные границы случайной погрешности результата измерения находили по формуле: ε = tсt S(A), (3.1) где tст - коэффициент Стьюдента, который в зависимости от доверительной вероятности Р и числа результатов наблюдений nн находили по таблице справочного приложения, указанного в ГОСТ. Нами была принята доверительная граница случайной погрешности опыта 5% при доверительной вероятности 0,95. Количество повторностей опыта, при которых обеспечивалась указанная точность результата, определялось в следующей последовательности. Проводили две повторности опыта и по их результатам x1 и x2, измеряемой величины (полноты просеивания компонентов), вычисляли величины A, S(A) и ε.

Если полученная величина ε оказывалась больше 5%, то проводили третью повторность, вновь вычисляли указанные величины и сравнивали ε с 5%. За достаточное количество повторных опытов принимали то, при котором ε < 5%. 3.4. Подготовка зернового материала

Анализ показателей зерна, поступающего на послеуборочную обработку (глава I), показал, что содержание в нем мелких и крупных примесей составляет в среднем около 7%, хотя в отдельных случаях достигает 10% и выше. Для опытов был приготовлен зерновой материал, мелкая примесь в котором составляла 4%, крупная 3%. Зерновой материал поступил после предварительной очистки на воздушно-решетных машинах. Компоненты зернового материала, которые использовались в исследованиях, были предварительно отсортированы. В качестве основного зерна использовали пшеницу, очищенную от крупных примесей решетами ∅ 4.5 и 3.6, а от мелких примесей - решетами ∅ 3.0 и 2.6. Как показал анализ поступающего на послеуборочную обработку зерна (глава 1), битые вдоль зерна основной культуры составляют основную часть мелкой примеси. Поэтому из пшеницы была приготовлена мелкая примесь путем разрезания зерен вдоль - на две равные половинки. А в качестве крупной примеси (колоски, горох и др.) был использован сход с решет ∅ 4.5 и 3.6. Влажность пшеницы, ржи и ячменя, использованного в опытах, составляла 14; 14,5 и 13,5 соответственно. 3.5. Показатели эффективности технологического процесса

Эффективность процесса разделения зернового материала энергосберегающим сепаратором для очистки зерна с использованием сил гравитации оценивали показателем В.Г. и Г.В. Ньютонов [112]. Определение показателя эффективности выделения E производили в следующей последовательности. 1. Определяли полноту просеивания зерна основной культуры, полноту просеивания мелкой, крупной примеси в пробоотборниках в % к количеству компонента, содержащегося во всех пробоотборниках. Затем определяли суммарную полноту просеивания зерна основной культуры, суммарную полноту просеивания мелкой и крупной примеси. Суммарную полноту просеивания мелкой примеси через сепарирующие гребенки двух боковых зигзагообразных каналов энергосберегающего сепаратора определяли как сумму полноты просеивания мелкой примеси через сепарирующие гребенки первого и второго бокового канала сепаратора:

∑ ε nм = ε n′ м + ε n′′ м , где

ε n′ м ε n′′

м

(3.2)

- полнота просеивания мелкой примеси через сепарирующие гребенки первого бокового канала энергосберегающего сепаратора;

- полнота просеивания мелкой примеси через сепарирующие гребенки второго бокового канала энергосберегающего сепаратора. Суммарное количество мелкой примеси, не прошедшей в зазор между прутками сепарирующих гребенок двух боковых зигзагообразных каналов энергосберегающего сепаратора, определяли как сумму количества мелкой примеси, не прошедшей в зазор между

прутками сепарирующих гребенок первого и второго бокового канала сепаратора:

∑ ε nм ( с ) = ε n′ м ( c ) + ε n′′ м ( c ) , где

ε n′ м ( c )

(3.3)

- количество мелкой примеси, не прошедшей в зазор между прутками сепарирующих гребенок первого бокового канала сепаратора (сход мелкой примеси с сепарирующих гребенок первого бокового канала);

ε n′′ м ( c ) - количество мелкой примеси, не прошедшей в зазор между прутками сепарирующих гребенок второго бокового канала сепаратора (сход мелкой примеси с сепарирующих гребенок второго бокового канала). Суммарную полноту просеивания зерна основной культуры через сепарирующие гребенки двух боковых зигзагообразных каналов энергосберегающего сепаратора определяли как сумму полноты просеивания зерна основной культуры через сепарирующие гребенки первого и второго бокового канала сепаратора:

∑ ε no = ε n′o + ε n′′o , где

ε n′o ε n′′o

(3.4)

- полнота просеивания зерна основной культуры через сепарирующие гребенки первого бокового канала энергосберегающего сепаратора; - полнота просеивания зерна основной культуры через сепарирующие гребенки второго бокового канала энергосберегающего сепаратора.

Суммарное количество основного зерна, не прошедшего в зазор между прутками сепарирующих гребенок двух боковых зигзагообразных каналов энергосберегающего сепаратора, определяли как сумму количества основного зерна, не прошедшего в зазор между прутками сепарирующих гребенок первого и второго бокового канала сепаратора:

∑ε где

ε n′o ( с )

o(с) n

= ε′

o(с) n

+ ε n′′

o(с )

,

(3.5)

- количество основного зерна не прошедшего в зазор между прутками сепарирующих гребенок первого бокового канала сепаратора (сход основного зерна с сепарирующих гребенок первого бокового канала);

ε n′′o ( с )

- количество основного зерна, не прошедшего в зазор между прутками сепарирующих гребенок второго бокового канала сепаратора (сход основного зерна с сепарирующих гребенок второго бокового канала). Суммарную полноту просеивания крупной примеси в боковые зигзагообразные каналы энергосберегающего сепаратора определяли как сумму полноты просеивания крупной примеси в первый и второй боковой канал сепаратора:

∑ ε к (с) = ε ′ где

ε ′ к (с )

к (с)

+ ε ′′ к ( с ) ,

(3.6)

- полнота просеивания крупной примеси в первый боковой канал энергосберегающего сепаратора (сход крупной примеси с сепарирующих гребенок первого бокового канала);

ε ′′к (с )

- полнота просеивания крупной примеси во второй боковой канал энергосберегающего сепаратора (сход крупной примеси с сепарирующих гребенок второго бокового канала).

2. Вычисляли эффективность выделения мелкой примеси Ем как разность суммарной полноты просеивания мелкой примеси и суммарной полноты просеивания зерна основной культуры через сепарирующие гребенки боковых зигзагообразных каналов:

Ем = Σ ε n - Σ ε n . м

o

(3.7)

3. Вычисляли эффективность выделения зерна основной культуры Ео как разность суммарного количества основного зерна, не прошедшего в зазор между прутками сепарирующих гребенок двух боковых зигзагообразных каналов энергосберегающего сепаратора, суммарной полноты просеивания крупной примеси и суммарное количество мелкой примеси, не прошедшей в зазор между прутками сепарирующих гребенок:

Ео = Σ ε n

o (c )

-Σε

к (с )

- Σεn

м (с )

.

(3.8)

4. Вычисляли эффективность выделения крупной примеси Екр как разность полноты выделения крупной примеси и количества зерна, не прошедшего в зазор между прутками сепарирующих гребенок центрального зигзагообразного канала и попавшиего в сход:

Екр = εкр - εо

где

εкр

-

,

(3.9)

полнота выделения крупной примеси,

попавшей в сход;

εо - количество зерна, не прошедшего в зазор между прутками

сепарирующих

центрального

зигзагообразного

попавшего в сход.

гребенок канала

и

Глава 4. Обоснование основных параметров энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации 4.1. Обоснование схемы энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации

Исследование гравитационных сепараторов с сепарирующими гребенками, пальцы которых консольно закреплены с одной стороны [176, 180], ранее были проведены А.Н. Зюлиным, А.А. Стрелковым, А.В. Некрасовым, С.С. Ямпиловым, [66, 111, 136, 163]. Анализ этих исследований, а также экспериментальные данные других ученых [176, 180] показали на работоспособность этих сепараторов, и что это направление является наиболее перспективным, так как самотечный гравитационный сепаратор работает без подвода электроэнергии, за счет использования силы тяжести при движении частиц зернового материала по сепарирующим гребенкам. Гребенки представляют собой набор пальцев (проволок) определенного диаметра, расстояния между пальцами одинаковые щели. Разработанный энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации принципиально отличается от всех существующих гравитационных сепараторов тем, что с целью устранения забиваемости сепарирующей гребенки и создания слоя зернового материала определенной толщины на каждой гребенке впереди каждой гребенки установлены сплошные скатные доски. При этом зерновой материал, двигаясь с верхней сепарирующей гребенки, попадает не на ниже расположенную сепарирующую гребенку, а на сплошную скатную доску, установленную под таким же углом, но в

обратном направлении. Для уменьшения металлоемкости энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации, уменьшения высоты сепаратора и увеличения эффективности выделения мелких примесей, в отличие от существующих конструкций, просеявшиеся зерна с мелкими примесями сразу после каждой гребенки центрального канала направляются в боковые каналы, в которых выделяются мелкие примеси. Для вывода мелких примесей после каждой гребенки в боковых каналах установлены дефлекторы и патрубки для вывода мелких примесей в боковую сторону. Это позволяет очищать зерно от мелких примесей при малых нагрузках и увеличить, тем самым, эффективность очистки. Для увеличения эффективности очистки прутки гребенок жестко зафиксированы с двух сторон, а в существующих сепараторах прутки консольно закреплены с одной стороны, поэтому в процессе эксплуатации зазор между прутками нарушается, падает эффективность очистки. Конструктивные методы по интенсификации процесса сепарации и оптимальный режим работы сепаратора должны обеспечить наиболее эффективный процесс сепарации, заключающийся в следующем. Поскольку в исходном зерновом материале, поступающем в зигзагообразный канал, образованный сепарирующими гребенками, все компоненты примеси, а также зерновки разной крупности основного зерна распределены примерно равномерно, то целесообразно вести процесс обработки таким образом, чтобы в нем уже на первых сепарирующих гребенках произошло отделение более мелкой примеси с опережением всего остального зернового материала, которая быстро просеивалась через сепарирующие гребенки и удалялась из зернового материала, а крупная наоборот, максимально отставала в просеивании через сепарирующие

гребенки. Такой процесс сепарации позволяет интенсифицировать разделение зерновой смеси. Процесс сепарации можно осуществить схема энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации, показаной на рис.3.1. Исходный зерновой материал, подаваемый в загрузочный бункер 1, под действием сил гравитации движется вниз и попадает на сплошную скатную доску 5. Сплошная скатная доска предназначена для устранения забиваемости сепарирующей гребенки, установленной после скатной доски, зерновым материалом. Частицы зернового материала скатываются по сплошной доске 5 и попадают на первое сепарирующее устройство 3 (гребенку). Сплошная скатная доска и сепарирующая гребенка установлены под таким углом к горизонту, при котором материал устойчиво движется под действием сил гравитации. При таких условиях материал движется по сплошной скатной доске и сепарирующей гребенке с ускорением, и через определенное время скорость его движения повысит уровень, рациональный или допустимый для прохода частиц материала через сепарирующую гребенку. Ограничив длину сепарирующей гребенки величиной, при которой скорость движения материала еще не превысила рациональный уровень, можно направить зерновой поток на другую скатную доску и сепарирующую гребенку, установленные ниже и под таким же углом к горизонту, но в обратном направлении. При этом скорость потока снизится, и процесс выделения проходовых частиц продолжится на второй сепарирующей гребенке. Далее аналогично могут быть установлены последовательно еще другие скатные доски и сепарирующие гребенки для продолжения процесса и так до достижения требуемого качества разделения. Зазор между пальцами гребенки 3 выбран достаточным, чтобы подлежащие отделению

крупные частицы (крупная примесь) не прошли между пальцами, а другие, более мелкие (мелкая примесь и основное зерно), могли пройти. Сепарирующие гребенки 3 и перед ними установленные скатные доски 5 образуют центральный зигзагообразный канал, в котором происходит отделение крупной примеси от мелкой примеси и основного зерна. Крупная примесь в центральном зигзагообразном канале выводится патрубком III. Проходовая фракция (мелкая примесь и основное зерно), выделившись в результате движения зернового материала в центральном зигзагообразном канале, попадает в боковые зигзагообразные каналы для выделения мелкой примеси. В боковых зигзагообразных каналах установлены сепарирующие гребенки 4. Зазор между пальцами сепарирующей гребенки 4 выбран таким, чтобы подлежащие отделению мелкие частицы (мелкая примесь) имели возможность пройти между пальцами, а более крупные (основное зерно) не могли. Процесс сепарации в боковых зигзагообразных каналах идентичен процессу сепарации в центральном зигзагообразном канале, за исключением того, что в них установлены патрубки IV для вывода мелкой фракции из каналов в боковую сторону. Количество сепарирующих гребенок 4 и скатных досок, установленных перед ними, определяется требуемой полнотой выделения мелкой примеси, которая выделяется в патрубки I и в патрубки для выделения ее в боковую сторону IV. В боковых каналах для сбора выделившейхся мелкой примеси, просеявшейся через сепарирующие гребенки 4, в патрубки IV установлены дефлекторы 6. Обрабатываемый зерновой материал движется под действием силы тяжести в центральном зигзагообразном канале и в двух боковых зигзагообразных каналах, которые расположены по бокам центрального зигзагообразного

канала параллельно. В этих зигзагообразных каналах зерновой материал движется под действием силы тяжести, пересыпаясь по сепарирующим гребенкам, перед которыми установлены скатные доски. Скорость движения материала и эффективность просеивания проходовых фракций зависит от угла наклона, длины сепарирующих гребенок и их взаиморасположения относительно друг от друга. Выбором этих факторов можно обеспечить условия для эффективного процесса просеивания зернового материала. За счет изменения взаимного расположения сепарирующих гребенок относительно друг друга в зигзагообразном канале (угол наклона гребенок, расстояние между гребенками) можно обеспечить наилучшее для прохода частиц направление подачи материала на гребенку. А за счет изменения угла наклона сепарирующих гребенок можно обеспечить наилучшую для прохода частиц относительную скорость движения зернового материала по гребенке. Таким образом, условие процесса сепарации – перемещение материала по неподвижной сепарирующей гребенке – выполняется. Процесс очистки сепарирующих гребенок осуществляется самим зерновым материалом, создаваемым непрерывный поток, который очищает гребенки от застрявших частиц. Этому способствуют установленные впереди каждой гребенки скатные доски, которые создают первоначальную скорость движения зернового материала. Также сплошные скатные доски устраняют попадание зернового материала и заклинивание его частиц имеющую определенную скорость, движения после прохождения по предыдущей гребенке в щелях следующей сепарирующей гребенки.

Таким образом, технологический процесс энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации происходит следующим образом. Исходный зерновой материал, поступающий в сепаратор, очищается от крупных примесей в центральном зигзагообразном канале образованном сепарирующими гребенками, пропускающими основное зерно и мелкую примесь. Крупные примеси сходят с гребенок и поступают к выпускному каналу, затем и выводятся патрубком III. Зерновой материал, очищенный от крупных примесей, поступает в боковые зигзагообразные каналы, где выделяются мелкие примеси. Сепарирующие гребенки в боковых зигзагообразных каналах имеют зазор между пальцами, такой, чтобы подлежащая отделению мелкая примесь имела возможность пройти между пальцами, а более крупные частицы (основное зерно) не могли. Очищенное зерно выводится из сепаратора патрубками II, а мелкие примеси выводятся патрубками I и IV. Использование энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации позволит, вопервых, существенно увеличить эффективность выделения примесей (мелких и крупных), во-вторых, уменьшить забиваемость сепарирующих гребенок, в - третьих, уменьшить количество сепарирующих гребенок в зигзагообразных каналах, сократив тем самым металлоемкость, габариты сепаратора. Экспериментальными исследованиями нужно обосновать рациональное количество сепарирующих гребенок в каждом зигзагообразном канале, длину и угол наклона к горизонтальной плоскости сепарирующих гребенок, а также другие параметры.

4.2. Влияние основных параметров энергосберегающего сепаратора с использованием сил гравитации на эффективность очистки зерна Результаты предварительных исследований [66, 136] процесса сепарации зерновых смесей энергосберегающим сепаратором для очистки зерна с использованием сил гравитации позволили установить высокую эффективность его использования на очистке зерна от мелких и крупных примесей одновременно (машины первичной очистки), т. е. использовать данный рабочий орган в качестве зерноочистителя, позволяющего за одну технологическую операцию удалить мелкие и крупные примеси одновременно без использования электроэнергии. В задачу данной работы входила оценка влияния основных параметров энергосберегающего сепаратора с использованием сил гравитации на эффективность очистки зерна: количества сепарирующих гребенок в каждом зигзагообразном канале, подачи зернового материала, угла наклона гребенок, длины гребенок, влажности и засоренности зернового материала на эффективность очистки пшеницы от мелких и крупных примесей. Для проведения исследований использовали энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации (рис. 3.1). Принцип работы энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации описан в главе 3. Эксперименты проводили по методике, описанной в главе 3. Каждый опыт проводили в следующей последовательности. Устанавливали определенные значения изучаемых показателей (количество сепарирующих гребенок в зигзагообразном канале N, угла наклона сепарирующих гребенок, подачу Q). Исходный зерновой материал после тщательного перемешивания

загружали в бункер - питатель экспериментальной установки, открывали заслонку бункера на определенную величину и включали секундомер. По истечении 40 с. работы установки устанавливали пробоотборники. Отбор проб вели в течение 10 с, а затем пробоотборник быстро удаляли из под установки. Содержимое каждого пробоотборника взвешивали и разбирали для определения количества основного зерна, мелкой и крупной примеси. Результаты вносили в журнал экспериментального исследования, подсчитывали показатели эффективности выделения мелких Ем и крупных Екр примесей по формуле Ньютонов [112] для каждого пробоотборника в отдельности и определяли их величины в пробоотборниках. 4.2.1. Влияние длины сепарирующей гребенки на эффективность выделения примесей

В целях обеспечения высокоэффективного режима очистки следует выяснить, как должны располагаться сепарирующие гребенки в канале, определить основные параметры самих сепарирующих гребенок. При рассмотрении объекта и условий исследования было выявлено, что, возможно, свести круг экспериментов к исследованиям отдельной сепарирующей гребенки, а не каскада гребенок в зигзагообразном канале для обоснования длины сепарирующей гребенки. Для обоснования геометрических параметров сепарирующих гребенок были проведены опыты при различных длинах гребенок от 6 до 42 см. Угол наклона сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости составил 60º, 50º, 40º. Опыт проводили на специальной экспериментальной установке (рис. 4.1). Зерновой материал засыпается в бункер 6, открывается его заслонка 5 на определенную величину и включается подающий двигатель 4, который приводит в

движение подающий валик 7. Включается двигатель 8 привода вибролотка 3. Зерновой материал с помощью подающего валика и вибролотка, которые служат для более равномерного распределения потока зернового материала и выравнивания его скорости, непрерывным потоком поступает на направляющий лоток 2 и затем на скатную доску 9. Направляющий лоток, который может устанавливаться под различными углами к горизонтали, установленный перед сепарирующей гребенкой 1, имитирует работу гребенки. Направляющий лоток при проведении исследований имел такой же угол наклона к горизонтальной плоскости и длину как у сепарирующей гребенки. Шаг угла наклона сепарирующей гребенки и направляющего лотка к горизонтальной плоскости брали 10° и определен с учетом того, чтобы необоснованно не завысить число опытов и вместе с тем учесть важные точки исследований, получив при этом четкую картину процесса. Углы наклона гребенки и направляющего лотка α: 40°, 50°, 60° (рис.4.2). Для экспериментов использовали зерновой материал – пшеницу сорта «Бурятская – 79» влажностью 14%. Зерновой материал предварительно был очищен от легкой, мелкой, короткой, длиной и крупной примеси. В качестве мелких примесей использовали половинки семян пшеницы, разрезанных вдоль. Содержание мелкой примеси в исследуемом материале составлял 4%. Длина гребенки от 6 до 42 см и ширина 300 мм. Ранее проведенными исследованиями [66, 111, 136, 163] было установлено, что эффективное выделение мелких и крупных примесей из зернового материала на гравитационных сепараторах осуществляется на гребенках, где расстояние между пальцами гребенок составляет 2 мм и 4 мм соответственно. Поэтому расстояние между пальцами гребенки установили 2 мм для очистки зернового материала от мелких примесей,

а сами гребенки выполнены из проволоки ∅2 мм. Удельная подача зернового материала – 12 т/ч·м. Результаты экспериментов по изучению влияния длины сепарирующих гребенок на эффективность выделения мелких примесей представлены на рис. 4.3. (прил. 3).

Рис. 4.1. Схема экспериментальной установки: 1 - сепарирующая гребенка; 2 – направляющий лоток; 3 – вибролоток; 4 – подающий двигатель; 5 – заслонка; 6 – бункер; 7 – подающий валик; 8 двигатель; 9 – скатная доска; 10 – бункер мелкой примеси; 11 – бункер зернового вороха

Е , %6 5 15

3

4 12 39

2

26

1

13

Рис. 4.2. Схема углов установки направляющего лотка и сепарирующей гребенки: 1 - сепарирующая гребенка; 2 – направляющий лоток; 9 – скатная доска

Анализ экспериментальных данных показал, что эффективность выделения мелких примесей зернового материала с увеличением длины сепарирующей гребенки повышается. Так, эффективность выделения мелких примесей возрастает интенсивно до 155 мм длины сепарирующей гребенки, а при дальнейшем увеличении длины сепарирующей гребенки эффективность выделения мелких примесей возрастает медленно. Это связано с тем, что зерновой материал с увеличением длины сепарирующей гребенки приобретает большую скорость в последующих его участках, тем самым меньше взаимодействует с сепарирующей гребенкой, т.е. уменьшается время нахождения зернового материала на гребенке за счет его равноускоренного движения по гребенке. С уменьшением угла наклона сепарирующей гребенки к горизонтальной плоскости увеличивается эффективность выделения мелких примесей.

0 0

6

12

18

25

34

L42, см

Рис. 4.3 Влияние длины сепарирующей гребенки на эффективность выделения мелких примесей: 1 – 60º, 2 – 50º, 3 – 40º - углы наклона сепарирующей гребенки к горизонтальной плоскости

4.2.2. Влияние угла наклона сепарирующих гребенок на эффективность выделения примесей

С целью обоснования угла наклона сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости были проведены экспериментальные исследования по изучению влияния угла наклона гребенок на эффективность выделения мелких и крупных примесей. При рассмотрении объекта и условий исследования было выявлено, что возможно свести круг экспериментов к исследованиям каскада гребенок зигзагообразного канала, состоящего из восьми сепарирующих гребенок. Опыт проводили на специальной лабораторной установке энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации (рис. 3.3).

Шаг угла наклона сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости брали 5°, он определен с учетом того, чтобы необоснованно не завысить число опытов и вместе с тем учесть важные точки исследований, получив при этом четкую картину процесса. Углы наклона гребенок α: 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°. Исследование провели при подаче зернового материала 12 т/ч·м. Были проведены эксперименты на сепарирующих гребенках, у которых зазор между пальцами составлял мм: 2,0; 4,0. Длина каждой сепарирующей гребенки 155 мм и ширина 300 мм. Предварительными исследованиями было установлено, что сплошная скатная доска длиной 50 мм установленная впереди каждой гребенки позволяет устранить забиваемость гребенки, так как зерновой материал попадает с выше расположенной гребенки не на ниже расположенную гребенку, а на сплошную скатную доску, т.е. не происходит заклинивания отверстий (щелей) гребенки и при этом зерновой материал меняет направление движения в обратную сторону. Кроме того, сплошная скатная доска образует слой зернового материала (более чем в одно зерно) на каждой гребенке. Эксперимент проводили на специально приготовленном зерновом материале, содержащем 93% основного зерна, 4% мелких и 3% крупных примесей. Основное зерно - пшеница влажностью 14%, очищенная от примесей всех видов. В качестве мелких примесей использовали половинки семян пшеницы, разрезанных вдоль, а в качестве крупной - колоски, горох и др. Для экспериментов использовали зерновой материал – пшеницу сорта «Бурятская – 79». Результаты экспериментов по изучению влияния угла наклона сепарирующих гребенок на эффективность выделения мелких и крупных примесей представлены на рисунке 4.4. (прил. 3).

% Е,100

80

60

40

20 35

40

45

50

55

60

α65 , град.

Рис.4.4. Влияние угла наклона сепарирующих гребенок горизонтальной плоскости на эффективность выделения примесей: - крупной мелкой,

к -

Анализ экспериментальных данных показал, что эффективность выделения мелких и крупных примесей зернового материала с увеличением угла наклона гребенок к горизонтальной плоскости уменьшается. Так, при увеличении угла наклона гребенок с 35º до 50º эффективность очистки зернового материала от крупных и мелких примесей падает незначительно и при угле наклона 50º эффективность как мелких, так и крупных примесей составляет более 76%. При дальнейшем увеличении угла наклона эффективность выделения как крупных, так и мелких примесей падает интенсивно. Это связано с тем, что зерновой материал с увеличением угла наклона сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости меньше взаимодействует с сепарирующими гребенками, т.е. уменьшается время нахождения зернового материала на гребенках за счет его равноускоренного движения по гребенке.

Для эффективного выделения мелких и крупных примесей данные эксперимента показывают, что нужно брать угол наклона 40°- 45°, однако, поскольку эти углы уменьшают пропускную способность всего сепаратора, то рационально выбрать угол наклона 50°. 4.2.3. Влияние количества сепарирующих гребенок в зигзагообразных каналах сепаратора на эффективность выделения примесей

Влияние количества сепарирующих гребенок на эффективность выделения крупных и мелких примесей изучали при следующих условиях: производительность 12 т/ч·м; в центральном зигзагообразном канале сепарирующие гребенки имеют зазор между пальцами 4 мм; количество сепарирующих гребенок в центральном зигзагообразном канале 2…12 шт.; в двух боковых зигзагообразных каналах установлено равное количество сепарирующих гребенок, имеющих зазор между пальцами 2 мм; количество сепарирующих гребенок в каждом боковом зигзагообразном канале 2…12 шт.; длина всех сепарирующих гребенок, составляет 155 мм, ширина – 300 мм, а угол наклона к горизонтальной плоскости - 50°; шаг размещения сепарирующих гребенок по высоте составляет во всех зигзагообразных каналах 140-150 мм; длина сплошных скатных досок, установленных впереди каждой сепарирующей гребенки составляет 50 мм. Использовали один и тот же исходный зерновой материал, в котором засоренность и влажность не меняли. При изучении влияния количества сепарирующих гребенок на эффективность выделения примесей устанавливали равное количество сепарирующих гребенок в центральном и в боковых каналах.

Эксперимент проводили на экспериментальной установке энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации (рисунке 3.1). Эксперимент проводили на специально приготовленном зерновом материале, содержащем 93% основного зерна, 4% мелких и 3% крупных примесей. Результаты экспериментов по изучению влияния количества гребенок на эффективность выделения мелких и крупных примесей представлены на рисунке 4.5 (прил.3). Во всем интервале изменения количества сепарирующих гребенок в центральном и боковых зигзагообразных каналах от 2 до 12 штук эффективность выделения мелкой и крупной примеси возрастает. Анализ экспериментальных данных показал, что эффективность выделения мелких и крупных примесей с увеличением числа сепарирующих гребенок в каждом зигзагообразном канале возрастает, и при количестве гребенок 8 шт. эффективность выделения крупной примеси составляет 87%, а эффективность выделения мелкой примеси 74,7%, при дальнейшем увеличении числа сепарирующих гребенок эффективность выделения как мелких, так и крупных примесей возрастает незначительно. При увеличении числа сепарирующих гребенок увеличивается высота всего сепаратора. Поэтому целесообразно выбрать количество сепарирующих гребенок 8 шт., при которых обеспечивается необходимое качество очистки.

Анализ экспериментальных данных показал, что эффективность выделения примесей с увеличением подачи зернового материала имеет экстремальный характер.

% Е ,100 80

Е,% 60

90

40

70 20

50

0 0

2

4

6

8

10

n,

12шт.

Рис.4.5. Влияние количества сепарирующих гребенок на эффективность - мелкой, - крупной выделения примесей:

4.2.4. Влияние подачи зернового материала на эффективность выделения примесей

Проведены экспериментальные исследования по изучению влияния подачи зернового материала на эффективность выделения примесей энергосберегающим сепаратором с использованием сил гравитации. Влияние подачи зернового материала на эффективность выделения примесей представлено на рисунке 4.6 (прил. 3). Эксперимент проводили на экспериментальной установке энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации (рис.3.1), при тех же условиях, описаных в предыдущем опыте. Устанавливали восемь сепарирующих гребенок в каждом зигзагообразном канале. Подачу меняли в пределах от 4 т/ч·м (что соответствует загрузке гребенок элементарным слоем) до 18 т/ч·м (что соответствует загрузке гребенок в 3-4 элементарных слоя).

30 4

6

8

10

12

14

16

Q18, т/ч•м

Рис. 4.6. Влияние подачи зернового материала на эффективность - мелкой, - крупной выделения примесей:

Установлено, что при увеличении подачи зернового материала до 12 т/ч·м увеличивается эффективность очистки как мелких, так и крупных примесей, а при дальнейшем увеличении подачи с 12 т/ч·м до 18 т/ч·м эффективность выделения мелких и крупных примесей уменьшается. Максимальное выделение мелкой и крупной примеси наблюдается при подаче около 12 т/ч·м. Падение эффективности выделения мелких и крупных примесей при больших подачах зернового материала можно объяснить тем, что частицы примеси не успевают пройти через слой зернового материала. 4.2.5. Влияние содержания мелких, крупных примесей и влажности зернового материала на эффективность очистки

Влияние содержания мелких и крупных примесей в зерновом материале на эффективность очистки изучали при следующих условиях: количество сепарирующих гребенок в центральном зигзагообразном канале – 8 шт., количество сепарирующих гребенок в каждом боковом зигзагообразном канале – 8 шт., зазор между прутками сепарирующих гребенок, образующих центральный зигзагообразный канал, – 4,0 мм, зазор между прутками сепарирующих гребенок, образующих боковые зигзагообразные каналы, – 2,0 мм, длина сепарирующих гребенок - 155 мм, ширина сепарирующих гребенок – 300 мм, угол наклона сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости - 50º, подача зернового материала - 12 т/ч·м. Содержание как мелких, так и крупных примесей (СО) в зерновом материале составляла: 1; 2; 4 и 6%. Результаты опытов представлены на рисунке 4.7. (прил. 3).

содержании крупных примесей 3% наблюдается эффективность его выделения 87%. Это объясняется тем, что при увеличении содержания крупных примесей увеличивается содержание их в материале на конечных участках сепарирующей гребенки. С увеличением содержания мелкой примеси с 1% до 6% эффективность их выделения уменьшается на 5- 6%. На очистку зерна поступает материал влажностью выше кондиционной. Поэтому необходимо изучить влияние влажности зернового материала на эффективность выделения мелких и крупных примесей. Опыты были проведены при тех же условиях. Влажность зернового материала меняли от 12% до 27% для более полного изучения процесса сепарации. Эксперименты были проведены при подаче зернового материала 12 т/ч·м. Данные опытов представлены на рисунке 4.8. (прил. 3). 100 Е,%

100 Е,% 95

90

90 85

80

80 75

70

70 60

65 1

2

3

4

5

C o6,%

Рис. 4.7. Эффективность выделения примесей в зависимости от - мелкой, - крупной содержания их в зерновом материале:

Проведенные эксперименты показывают, что повышается эффективность выделения крупных примесей с увеличением содержания их в зерновом материале. При

12

16

20

24

W ,%

Рис 4.8. Влияние влажности зернового материала на эффективность выделения примесей в зерновом материале: - мелкой, - крупной

Анализ результатов экспериментов показывает, что с увеличением влажности зернового материала увеличивается эффективность выделения мелкой примеси, а

эффективность выделения крупной примеси, наоборот, уменьшается. Так, при увеличении влажности зернового материала с 12% до 27% эффективность выделения крупных примеси уменьшается на 12%, а эффективность выделения мелкой примесей увеличивается на 7%. Это объясняется тем, что с увеличением влажности зернового материала зерно пшеницы набухает, впитывая влагу, тем самым увеличиваются размеры зерна, а это ведет к уменьшению просеивания через сепарирующие гребенки. 4.2.6. Очистка семян ржи и ячменя от мелких и крупных примесей на энергосберегающем сепараторе с использованием сил гравитации

Для оценки возможности использования энергосберегающего сепаратора с использованием сил гравитации на очистке зерна различных культур от мелких и крупных примесей были проведены опыты на зерне ржи и ячменя. Исследования проводили на экспериментальной установке (рис.3.1) при следующих условиях: количество сепарирующих гребенок в центральном зигзагообразном канале устанавливали до 10 шт., количество сепарирующих гребенок в каждом боковом зигзагообразном канале устанавливали до 10 шт., зазор между пальцами сепарирующих гребенок, образующих центральный зигзагообразный канал, – 4,0 мм, зазор между пальцами сепарирующих гребенок, образующих боковые зигзагообразные каналы, – 2,0 мм, длина сепарирующих гребенок - 155 мм, ширина сепарирующих гребенок – 300 мм, угол наклона сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости - 50º. Исходный зерновой материал ржи содержал 93% семян ржи, 4% мелких примесей (битое вдоль зерно ржи) и 3% крупных примесей. Влажность зерна 14,5 %.

Результаты исследований разделения семян ржи и примесей по каналам энергосберегающего сепаратора с использованием сил гравитации сведены в таблице 4.1. Эти данные получены при подаче 11 т/ч·м. Суммарную полноту просеивания основного зерна или мелкой примеси через сепарирующие гребенки двух боковых зигзагообразных каналов энергосберегающего сепаратора определяли как сумму полноты просеивания основного зерна или мелкой примеси через каждую сепарирующую гребенку первого и второго бокового канала сепаратора. Суммарную полноту просеивания основного зерна или крупной примеси через сепарирующие гребенки центрального зигзагообразного канала энергосберегающего сепаратора определяли как сумму полноты просеивания основного зерна или крупной примеси через каждую сепарирующую гребенку центрального зигзагообразного канала сепаратора. Из таблицы 4.1 следует, что эффективность очистки зерна ржи от крупных примесей составляет более 81%, при количестве гребенок, установленных в центральном зигзагообразном канале, 8 шт., а эффективность очистки от мелких примесей составила более 69%, при количестве установленных гребенок в каждом боковом зигзагообразном канале 8 шт. Исходный зерновой материал ячменя состоял из 93% очищенных семян основной культуры (ячменя), 4% мелких примесей (битое вдоль зерно ячменя) и 3% крупных примесей. Влажность зерна 13,5 %. Результаты исследований разделения семян ячменя и примесей по каналам энергосберегающего сепаратора с использованием сил гравитации сведены в таблице 4.2. Разделение семян ячменя и примесей по каналам энергосберегающего сепаратора с использованием сил гравитации производили так же, как и при обработке ржи, при подаче 10 т/ч·м.

Таблица 4.1

Анализ таблицы 4.2 показал, что эффективность очистки зерна ячменя от крупных примесей составляет более 79%, при количестве гребенок, установленных в центральном зигзагообразном канале, 8 шт., а эффективность очистки от мелких примесей составила более 66%, при количестве установленных гребенок в каждом боковом зигзагообразном канале 8 шт. Таким образом, исследования очистки зерновых смесей ржи и ячменя от мелких и крупных примесей на энергосберегающем сепараторе с использованием сил гравитации показали, что данный сепаратор может быть использован на очистке основных зерновых культур без замены сепарирующих гребенок. Анализ результатов опытов показывает, что процесс очистки семян ржи и ячменя в каналах энергосберегающего сепаратора с использованием сил гравитации принципиально не отличается от процесса сепарации семян пшеницы. Опыт показывает возможность использования одних и тех же сепарирующих гребенок на обработке пшеницы, ржи и ячменя, при этом удельная производительность на ржи и ячмене меньше, чем при обработке пшеницы. Таким образом, результаты экспериментального исследования свидетельствуют о возможности применения энергосберегающего сепаратора с использованием сил гравитации на очистке от мелких и крупных примесей как пшеницы, так ржи и ячменя.

Таблица 4.2 4.2.7. Испытание в хозяйственных условиях

На основе теоретических и экспериментальных исследований был разработан энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации, который за одну технологическую операцию очищает основную часть исходного зернового материала от мелких, крупных примесей и доводит его до базисных кондиций. Для оценки работоспособности в хозяйственных условиях энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации был изготовлен макетный образец энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации и испытан на зернопункте в СПК “Гигант” Заиграевского района Республики Бурятия. Конструкция макетного образца энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации соответствует схеме на рисунках 2.4 и 3.1, внешний вид – на рисунках 3.3 и 3.4. Сепарирующие гребенки, которыми комплектовался макетный образец энергосберегающего сепаратора, показаны на рисунках 3.5. и 3.6. Сепарирующие гребенки установленные в машине, показаны на рисунке 4.9. Энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации снабжается 24 сепарирующими гребенками (рис.3.5). Из них восемь сепарирующих гребенок расположены в центральном зигзагообразном канале, выделяем крупные примеси, по восемь гребенок расположены в двух боковых зигзагообразных каналах, выделяющих мелкие примеси (рис.3.6). В центральном зигзагообразном канале использовались сепарирующие гребенки с зазором между прутками гребенки 4,0 мм, в двух боковых каналах с зазором 2,0 мм.

Исходный зерновой материал, предварительно прошедший обработку на машине предварительной очистки, подавался в загрузочный бункер машины норией, а подача зернового материала в центральный зигзагообразный канал регулировалась заслонкой. В результате пропуска через сепаратор материал распределялся на три фракции: 1 – очищенное зерно; 2 – мелкая примесь; 3 – крупная примесь.

Рис. 4.9. Сепарирующие гребенки, установленные в энергосберегающем сепараторе для очистки зерна с использованием сил гравитации

Обрабатываемый зерновой материал – пшеница сорта «Бурятская – 79», урожая 2004 года, влажностью 15,1%, содержал примесь 7,2% (3% крупной примеси; 4,2% мелкой примеси - зерновой примеси, битое зерно, проходящее через решето □ 1,7). Общее количество зернового материала, использованного в испытаниях, составило 20 тонн. Испытания проводились на четырех различных уровнях подачи от 9,8 до 13,1 т/ч·м. Отбор проб материала по всем выходам и их анализ проводили по программе и методике испытаний [117]. Результаты испытаний энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации сведены в таблице 4.3. Анализ испытаний макетного образца энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации в хозяйственных условиях показывает, что при подаче до 12,2 т/ч·м обеспечивается выход фракции очищенного зерна пшеницы 91-94%, чистота очищенного зерна составляет 94,8 - 99,01%, при этом потери зерна в отходы составляют 0,99 - 1,2%, забивание гребенок не наблюдалось. Испытания показали на работоспособность энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации в хозяйственных условиях, без подвода электроэнергии. Данный сепаратор устойчиво выполняет технологический процесс и после первичной очистки зерно пшеницы соответствует базисным нормам.

примесь)

Таблица 4.3 (продолжение)

1

1

2

3

9,8

Очищенное зерно (в первом боковом канале) Очищенное зерно (во втором боковом канале) Очищенное зерно Отходы - мелкая примесь (в первом боковом канале) Отходы - мелкая примесь (во втором боковом канале) Отходы - мелкая примесь Отходы (крупная

Примеси, %

мелка круп я ная

Кол-во основного зерна в % к содержанию в исходном материале

Содержание основного зерна, %

Наименование материала (фракции)

Выход фракций, %

Производительность, т/ч·м

№ опытов

Таблица 4.3 Результаты испытаний в хозяйственных условиях энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации на очистке пшеницы от мелких и крупных примесей

4

5

6

7

8

47,5

96,95

1,0

0,6

49,62

46,5

97,24

0,9

0,4

48,73

94

97,1

1,9

1,0

98,35

2,2

21,55

39

-

0,51

1,8

20,11

40

-

0,39

4

21

79

-

0,90

2

35

-

65

0,75

1

2

3

2

3 Очищенное зерно (в первом боковом канале) Очищенное зерно (во втором боковом канале) Очищенное зерно Отходы - мелкая 11,1 примесь (в первом боковом канале) Отходы - мелкая примесь (во втором боковом канале) Отходы - мелкая примесь Отходы (крупная примесь) Очищенное зерно (в первом боковом канале) Очищенное зерно (во втором боковом канале) Очищенное зерно Отходы - мелкая 12,2 примесь (в первом боковом канале) Отходы - мелкая примесь (во втором боковом канале) Отходы - мелкая примесь Отходы (крупная примесь)

4

5

6

7

8

48

98,05

0,4

0,3

50,72

45

99,6

0,3

0,2

48,29

93

98,8

0,7

0,5

99,01

2,1

14,15

46

-

0,32

1,9

13,66

40

-

0,28

4

14

86

-

0,6

3

12

-

88

0,39

47

97

0,8

0,6

49,13

45

98,2

0,6

0,4

47,62

92

97,6

1,4

1,0

96,75

2,6

34,6

34

-

0,97

2,4

33,28

32

-

0,86

5

34

66

-

1,83

3

44

-

56

1,42

Таблица 4.3 (продолжение) 1

4

2

3

4

Очищенное зерно (в первом боковом 46 канале) Очищенное зерно (во втором боковом 45 канале) Очищенное зерно 91 Отходы - мелкая 13,1 примесь (в первом 2,7 боковом канале) Отходы - мелкая примесь (во втором 2,3 боковом канале) Отходы - мелкая 5 примесь Отходы (крупная 4 примесь)

5

6

7

8

96,1

1,0

0,8

47,64

97,26

0,8

0,7

47,16

96,7

1,8

1,5

94,8

49,7

25

-

1,45

52,2

24

-

1,29

51

49

-

2,74

57

-

43

2,46

Глава 5. Экономическая эффективность внедрения энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации

Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований процесса сепарации зерновых смесей энергосберегающим сепаратором для очистки зерна с использованием сил гравитации свидетельствуют о возможности его использования на очистке зерна от крупных и мелких примесей. За один пропуск материала через энергосберегающий сепаратор могут быть выделены одновременно крупные и мелкие примеси. Ниже дана технико-экономическая оценка применения энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации на очистке продовольственного зерна от мелких и крупных примесей при производительности 12 т/ч. Краткая техническая характеристика сравниваемых машин представлена в таблице 5.1. Таблица 5.1 Техническая характеристика сравниваемых машин Показатели Разме Новая машина Базовая № п/п рност Энергосберегающий машина сепаратор для ь ЗГ-25 очистки зерна с использованием сил гравитации

I. 2. 3. 4.

Производительность Цена машин

т/ч руб. Балансовая стоимость машин руб. Установленная мощность кВт электродвигателей машин 5. Количество чел.

12 38540 46247 2

12 65000 78000 3

1

1

обслуживающего персонала 6. Масса машин кг 7. Удельная металлоемкость кг/т/ч

180 15

350 29,2

5.1. Расчет оптовой цены энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации

5.1.1. Расчет отраслевой себестоимости энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации определяли по типовой методике [107, 108]: CO = λ

dC

100 ⋅ M O + dC , q ⋅ky

(5.1)

где MO - общая стоимость сепаратора без покупных изделий, руб. (таблица 5.2); - стоимость покупных изделий и деталей с добавлением затрат на транспортнозаготовительные расходы, руб.; λ -

коэффициент конструктивной сложности новой машины по сравнению с аналогичными по технологии серийными машинами [108]: λ =1; q - удельный вес затрат на материалы в себестоимости машины без покупных изделий данной или аналогичной группы, %: q=54% [108]; ky - коэффициент изменения удельного веса материалов в зависимости от масштаба производства: ky = 0,6586 + 0,037x – 0,00035x2 , где x – масштаб производства, тыс. штук в год. Масштаб производства зерноочистительных машин производительностью 12 т/ч составляет 3 тыс. штук в год: ky = 0,775 [108].

Транспортно-заготовительные расходы составляют 7% от стоимости покупных изделий и деталей. 5.1.2. Оптовая цена машины: (5.2) ЦО = СО + РН , где РН - нормативная прибыль, руб. Нормативная прибыль определяется пропорционально себестоимости сельскохозяйственной машины или оборудования с учетом удельного веса стоимости покупных изделий: РН =

РС ⋅ С О , 100

(5.3)

- дифференциальный отраслевой норматив рентабельности по отношению к себестоимости в процентах. Доля покупных изделий в себестоимости энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации составляет от 21% до 30%, при этом отраслевой норматив рентабельности принимаем 10%. Данные расчета оптовых цен энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации представлены в таблице 5.2. Таблица 5.2 Данные расчета оптовой цены энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации где

№ п/п

РС

Показатели

Разме Энергосберегающ рност ий сепаратор для очистки зерна с ь использованием сил гравитации

I. Количество сепарирующих гребенок для шт. выделения крупной примеси 2. Количество сепарирующих гребенок для шт. выделения мелкой примеси

8 16

№

Показатели

п/п

Разме Энергосберегающ рност ий сепаратор для очистки зерна с ь использованием сил гравитации

3. Количество всего сепарирующих гребенок 4. Стоимость сепарирующих гребенок 5. Масса сепарирующих гребенок 6. Масса корпуса сепаратора 7. Масса рамы 8. Масса приемного бункера сепаратора 9. Масса всего сепаратора без покупных изделий 10. Общая стоимость сепаратора без покупных изделий 11. Стоимость покупных изделий 12. Отраслевая себестоимость 13. Нормативная прибыль 14. Оптовая цена сепаратора 15. Масса всего сепаратора 16. Установленная мощность электродвигателя

шт.

24

руб. кг кг кг кг кг

6000 10 52 25 8 95

руб.

11900

руб. руб. руб. руб. кг кВт

6600 35035 3504 38066 180 2

5.2. Расчет основных технико-экономических показателей

При расчете основных технико-экономических показателей были использованы типовые методики [106, 107].

5.2.1. Балансовая стоимость машины: Цб = ЦО · 1,2 , (5.4) где 1,2 - коэффициент перевода оптовой цены в балансовую цену для сельскохозяйственных машин, которые нужно монтировать [106].

5.2.2. Годовая выработка машины: WГ = W · tГ · К , (5.5) где W - производительность машины за час; tГ = 260 ч - годовая загрузка зерноочистительной машины [106]; К - коэффициент использования рабочего времени К=0,85 [106].

5.2.3. Эксплуатационные затраты вычисляют для каждой из сравниваемых машин по формуле: И = З+Э+А+R, (5.6) где З - зарплата рабочих, приходящаяся на единицу работы; Э - стоимость электроэнергии на единицу работы; А - амортизационные отчисления на реновацию на единицу работы; R - затраты на ремонт и технический уход на единицу работы.

5.2.4. Заработная плата рабочих на единицу работы определяется: З =

∑Λ⋅

ЗЧ

W ⋅K

,

(5.7)

A=

Цб ⋅a , 100 ⋅ W ⋅ t Г ⋅ K

(5.9)

где a - процент ежегодных отчислений на реновацию (на зерноочистительные машины составляет 12,5%) [106].

5.2.7. Размер отчислений на капитальный, текущий ремонт и технический уход на единицу работы определяется по формуле: R =

Цб ⋅r , 100 ⋅ W ⋅ t Г ⋅ K

(5.10)

где r - процент ежегодных отчислений на капитальный, текущий ремонт и технический уход (для зерноочистительных машин составляет 13%) [106]. Общую сумму эксплуатационных затрат на единицу работы для каждой из сравниваемых машин получают суммированием затрат по всем элементам.

5.2.8. Удельные капиталовложения на единицу работы определяются:

где Λ - количество рабочих каждой квалификации; Зч- оплата за час работы по специальностям и квалификациям [106].

5.2.5. Стоимость электроэнергии на единицу работы определяется: N ⋅Ц Э , Э = 100 ⋅ W ⋅ К

5.2.6. Амортизационные отчисления на реновацию, приходящиеся на единицу работы, определяются по формуле:

(5.8)

где N - установленная мощность двигателя машины, кВт; ЦЭ – цена 1 кВт.ч электроэнергии (для сельского хозяйства равна 2,2 руб.).

K=

Цб , W ⋅tГ ⋅ K

(5.11)

5.2.9. Приведенные затраты на единицу работы определяются по формуле: где

J = И + Енор· K , (5.12) Енор - нормативный коэффициент эффективности капиталовложения, равный 0,15.

5.2.10. Годовой экономический эффект от внедрения новой машины определяется: ЭГ =(JC - JН) ·WГН

(5.13)

где JC - приведенные затраты на единицу работы по старой машине; JН - приведенные затраты на единицу работы по новой машине.

5.2.11. Экономия капиталовложений в связи с внедрением новой машины: ± Э к = Ц бн − Ц бс

W ГН , W ГС

(5.14)

где Цбн - балансовая стоимость новой машины, руб.; Цбс - балансовая стоимость старой машины, руб.; WГН - годовая выработка новой машины, т., WГС - годовая выработка старой машины, т. Результаты расчета представлены в таблице 5.3. Полученные материалы показывают, что применение энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации экономически выгодно. Годовой экономический эффект составляет 38000 руб. на одну машину. При этом снижаются: - эксплуатационные затраты на 30%; - металлоемкость в 2 раза; - удельные капиталовложения в 1,7 раза. Годовой экономический эффект от внедрения в производство (годовой объем выпуска машин 3 тыс.) энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации производительностью 12 т/ч составит 125 млн. руб. Таблица 5.3 Основные технико-экономические показатели машин №

Показатели

п/п

1. Балансовая стоимость машин

Размер- Новая машина Базовая ность Энергосберегающ машина ий сепаратор для ЗГ-25 очистки зерна с использованием сил гравитации

руб.

46247

78000

2. 3. 4. 5.

Годовая выработка т Расходы на заработную плату р/т Расходы на электроэнергию р/т Амортизационные отчисления на р/т реновацию 6. Затраты на ремонт и технический р/т уход 7. Эксплуатационные затраты р/т 8. Удельные капиталовложения р/т 9. Приведенные затраты р/т 10. Годовой экономический эффект руб. 11. Экономия капиталовложений руб.

2652 3,5 0,0043 2,18

2652 3,5 0,0065 3,676

2,267

3,5

7,95 17,439 10,567 38000 41750

10,68 29,412 15,094 -

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ Проведенные аналитические, экспериментальные и хозяйственные исследования позволили сделать следующие основные выводы: 1. Разработанная математическая модель (2.48, 2.58, 2.59) адекватно описывает процесс просеивания компонентов зернового материала через энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации, который состоит из центрального зигзагообразного канала и двух боковых зигзагообразных каналов, в каждом из которых сепарирующие гребенки имеют одинаковый размер зазора между прутками гребенок. 2. Эффективность выделения мелких и крупных примесей возрастает с увеличением длины сепарирующей гребенки, а также с увеличением числа сепарирующих гребенок в каждом зигзагообразном канале. 3. Энергосберегающий сепаратор для очистки зерна с использованием сил гравитации состоит из трех зигзагообразных каналов, в центральном зигзагообразном

канале сепарирующие гребенки имеют зазор между прутками 4 мм, в двух боковых зигзагообразных каналах между прутками 2 мм. При подаче 12 т/ч на метр ширины сепарирующей гребенки зерновой материал пшеницы очищается от мелких и крупных примесей с эффективностью, соответствующей эффективности очистки машинами первичной очистки. 4. Для очистки зерна основных культур (пшеницы, ржи и ячменя) от мелких и крупных примесей могут использоваться одни и те же сепарирующие гребенки в зигзагообразных каналах. 5. С увеличением влажности зернового материала увеличивается эффективность выделения мелкой примеси, а эффективность выделения крупной примеси, наоборот, уменьшается при обработке зернового материала на энергосберегающем сепараторе для очистки зерна с использованием сил гравитации. 6. Исследованиями определены следующие основные параметры энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации производительностью 12 т/ч·м: - в центральном зигзагообразном канале сепарирующие гребенки имеют зазор между прутками 4 мм; - количество сепарирующих гребенок в центральном зигзагообразном канале 8 шт.; - в двух боковых зигзагообразных каналах установлено равное количество сепарирующих гребенок, имеющих зазор между прутками 2 мм; - количество сепарирующих гребенок в каждом боковом зигзагообразном канале 8 шт.; - длина всех сепарирующих гребенок составляет 155 мм; - угол наклона всех сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости - 50°;

- длина сплошных скатных досок, установленных впереди каждой сепарирующей гребенки, составляет 45-55 мм. 7. Ожидаемый годовой экономический эффект от применения энергосберегающего сепаратора для очистки зерна с использованием сил гравитации составил более 38 тыс. руб. на одну машину.

Список использованных источников 1. Авдеев А.В. Основные направления исследований в послеуборочной обработке зерна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1986. - № 1. - С. 2122. 2. Авдеев Н.Е. Научные основы процессов центробежного сепарирования зерновых материалов и методы расчета инерционных сепараторов: Автореф. дис… 3. Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В. Энергосберегающие технологии переработки зерна // Энергосбережение в сельском хозяйстве: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. – М., 1998. - С. 100-102. 4. Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В. Проблемы энергосбережения и тенденции развития техники сепарирования // Вестник РАСХН. - 1997. - № 5. - С. 76-78. 5. Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В., Некрасов А.В. Размерная классификация гранулированных минеральных удобрений // Проблеми конструювання, виробництва та експлуатацii сiльскогосподарськоi технiки: Збiрник науковых праць. - Кировоград; KICM, 1997.- С. 6-7.

6. Анискин В.И. Основные проблемы послеуборочной обработки зерна в хозяйствах // Зерновое хозяйство. - 1982. - № 12. - С. 15-18. 7. Анискин В.И. О повышении качества семян способами послеуборочной и предпосевной обработки // Сб. научн. тр. ВИМ. - М., 1987. - Т. 112. - С. 3-19. 8. Анискин В.И. Технология и технические решения проблемы сохранности зерна в сельском хозяйстве: Дис. 9. Анискин В.И., Дринча В.М. Методологические изыскания инженерных решений машинных сельскохозяйственных процессов // НТБ ВИМ. - М., 1994. Вып. 89. - С. 3-7. 10. Анискин В.И., Дринча В.М., Ямпилов С.С. Анализ энергоемкости основных зерновых культур // Энергосбережение в сельском хозяйстве: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. – М., 1998. - С. 3-4. 11. Анискин В.И., Елизаров В.П. Основные направления механизации обработки и хранения зерна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1976. - №11. - С. 10-12. 12. Анискин В.И., Зюлин А.Н. Энергосберегающие технологии послеуборочной обработки зерна // Энергосбережение в сельском хозяйстве: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - М., 1998. - С. 93-95. 13. Анискин В.И., Матвеев А.С. Задачи исследований в области очистки зерна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1986. - № 1. - С. 21-22. 14. Бабченко В.Д., Корн A.M., Матвеев А.С. Высокопроизводительные машины для очистки зерна. - М.: Сельхогиз, 1982. – 49 с.

15. Бабченко В.Д., Минаев В.Н. Очистка семян от трудноотделимых примесей // Селекция и семеноводство. 1973. - № 5. - С. 68-71. 16. Барский М.Д. Фракционирование порошков. - М.: Недра, 1980. – 365 с. 17. Барский М.Д., Ревнивцев В.И., Соколкин Ю.В. Гравитационная классификация зернистых материалов. М.: Недра, 1974. - 231 с. 18. Баснакьян Г.А. Биологические и физикомеханические свойства семян растений // Машины для послеуборочной поточной обработки семян: Сб. - М.: Машиностроение, 1967. - С. 10-30. 19. Батт А.В. Совершенствование процесса сепарирования трудносыпучих компонентов комбикормов: Автореф. дис… 20. Безручкин И.П. Аэродинамические свойства зерна // Сепарирование сыпучих тел: Труды московского дома ученых. - М.-Л.: Изд-во академии наук, 1937. - Вып. 2.- С. 175-226. 21. Безручкин И.П. Сепарация зерна воздушным потоком // Сельско-хозяйственная машина. - 1949. - № 5. С. 3-7. 22. Бекеев А.Х., Елизаров В.П. Исследование взаимного влияния машин поточной линии послеуборочной обработки зерна методом статистического моделирования //Вопросы земледельческой механики: Сб. - М., 1976. - С. 43-44. 23. Белецкий В.Я. Теория и расчет сит с прямолинейными качаниями. - М.: Загот-издат, 1949. - 187 с. 24. Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение. - М.: Наука, 1964. - 410с.

25. Богомолов М.Н. Влияние толщины сыпучего тела на эффективность просевания // Труды ВНИИЗ. - М., 1964. Вып. 49. - С. 69-82. 26. Богомолов М.Н., Гортинский В.В. Влияние удара просеивающейся частицы о кромку отверстия // Труды ВНИИЗ. - М., 1983 - Вып. 46. - С. 55-67. 27. Быков B.C. Интенсификация процесса плоскорешетной сепарации за счет высокочастотных вибраций // Совершенствование технологий и технических средств для механизации процессов в растениеводстве: Сб. науч. тр./ Воронеж. госуд. аграрный ун-т. - Воронеж, 1994. - С. 52-60. 28. Быков B.C. Снижение энергоемкости плоскорешетных сепараторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1997. - № 7. - С. 22. 29. Быховский И.И. Основы теории вибрационной техники. - М.: Машгиз, 1969. - 363 с. 30. Валиев Х.Х. Технологический процесс, основные параметры и режимы работы высокопроизводительного конвейерно-роторного рабочего органа для предварительной очистки зернового вороха: Дис… 31. Герман В., Синьков Г. Вопросы проектирования и расчета поточных линий // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1963. - № 13. - С. 120-125. 32. Гладков Н.Г. Сепарирование семян по свойствам поверхности // Труды ВИСХОМ. - М., 1959. - Вып. 26. - С. 9-11. 33. Гладков Н.Г. Зерноочистительные машины. - М.: Машгиз, 1961. - 367 с. 34. Гончаров Е.С. Механико-технологическое обоснование и разработка универсальных виброцентробежных зерновых сепараторов: Дис…

35. Гончаров Е.С. Моделирование процесса сепарирования зерновых материалов плоскими и виброцентробежными решетами // Тракторы и сельхозмашины. - 1976. - №6. - С. 23-25. 36. Гончаров Е.С. Параметры очистительного блока для виброцентробежных зерновых сепараторов // Развитие комплексной механизации производства зерна с учетом зональных условий: Сб. - М., 1982. - С. 242-243. 37. Гончаров Е.С. Универсальные виброцентробежные зерновые сепараторы // Тракторы и сельхозмашины. - 1984. - № 1. - С. 15-17. 38. Гончаревич И.Ф., Урьев Н.Б., Талейсник М.А. Вибрационная техника в пищевой промышленности. – М.: Пищ. пром–ть, 1977. - 280 с. 39. Гортинский В.В. Сортирование сыпучих тел при их послойном движении по ситам // Труды ВИМ. - М., 1964. Т. 34. 40. Гортинский В.В. Современные проблемы теории и техники сепарирования зерна и продуктов его переработки // Труды ВНИИЗ. - М., 1973. - Вып. 78. - С. 1-8. 41. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. – М.: Колос, 1980. - 304 с. 42. Гортинский В.В. и др. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях.- М.: Колос, 1973.295 с. 43. Горячкин В.П. Земледельческая механика // Соч. В 7 т. - М.: ВАСХНИЛ, 1937. Т.2. - 258 с. 44. Демский А.Б. Пневматическое сортирование на зерноперерабатывающих предприятиях. - М.: ЦНИИТЭМ Минзага СССР, 1972.

45. Демский А.Б., Птушкина Г.В., Борискин М.А. Комплектное оборудование мукомольных заводов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 215 с. 46. Докин Б.Д. и др. К обоснованию первоочередности совершенствования технологических процессов и системы машин для зон Западной и Восточной Сибири / ВАСХНИЛ. Сиб. отд. - Новосибирск, 1968. - С. 3-10. 47. Дринча В.М. Фракционная технология очистки семян бобовых трав на стационаре // Селекция и семеноводство. - 1997. - № 3. - С. 27-29. 48. Дринча В.М., Пехальский И.А., Пехальская М.В. Влияние машинного воздействия на качество семян // Техника в сельском хозяйстве. - 1998. - № 1. - С. 32-33. 49. Дринча В.М., Сотников А.В. Определение оптимальных параметров ворохоочистителя для разделения зерносоломистого вороха с высоким содержанием соломистых примесей // НТБ ВИМ. - М., 1993. - Вып. 86. С. 8-10. 50. Дулаев В.Г. О методах расчета и построения развитых технологических схем сепарирующих машин // Труды ВНИИЗ. - М., 1973. - Вып. 78. - С. 140-151. 51. Дулаев В.Г., Гортинский В.В. и др. Фракционное сепарирование зерна на мукомольных заводах. - М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1978. - 60 с. 52. Елизаров В.П. Оптимизация основных технологических параметров сельскохозяйственных комплексов послеуборочной обработки зерна: Дис… 53. Елизаров В.П. Предприятия послеуборочной обработки и хранения зерна. - М.: Колос, 1977. - 214 с. 54. Елизаров В.П., Матвеев А.С. Современные средства предварительной очистки зерна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1986. - №8. - С. 6064.

55. Ермольев Ю.И. Технологические основы интенсификации процесса сепарации зерна воздушнорешетными зерноочистительными машинами и агрегатами: Автореф. дис… 56. Желтов В.С., Павлихин Г.Н., Соловьев В.М. Механизация послеуборочной обработки зерна: Справочник. - М.: Колос, 1973. – 255 с. 57. Заика П.М. Динамика вибрационных зерноочистительных машин. – М.: Машиностроение, 1977. 287 с. 58. Зимин Е.М. Комплексы для очистки, сушки и хранения семян в Нечерноземной зоне. - М.: Россельхозиздат, 1978. - 158 с. 59. Злочевский В.Л., Зайцев B.П. Сортирование зерновых материалов воздушным потоком // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1986. - № 1. - C. 2226. 60. Зюлин А.Н. Исследование процесса сепарации зерновых смесей на решетах: Дис… 61. Зюлин А.Н. Технологические основы интенсификации процесса сепарации зерна по комплексу признаков делимости: Дис… 62. Зюлин А.Н. Влияние неоднородности зернового материала на полноту разделения решетом // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1978. - № 12. - С. 1719. 63. Зюлин А.Н. Теоретические вопросы совершенствования технологии очистки зерна / Труды ВИМ. - М., 1984. - Т. 100 - С. 49-53. 64. Зюлин А.Н. Новое в очистке зерна при закладке на хранение // Достижения в АПК. - 1999. - №6. - С. 14-16.

65. Зюлин А.Н. Теоретические проблемы развития технологий сепарирования зерна. – Труды ВИМ. –М., 1992. – 209 c. 66. Зюлин А.Н., Гозман Г.И. Зерноочиститель СЗГ-25 // Техника в сельском хозяйстве. - 1997. - № 6. - C. 30-31. 67. Зюлин А.Н., Воронин В.М. Исследование делимости зернового материала // Проблемы механизации сельскохозяйственного производства: Сб. - М., 1985. - 85 с. 68. Зюлин А.Н., Стрелков А.А. К созданию гравитационного сепаратора зерна / Труды ВИМ. – М., 2000. - Т. 132. 69. Зюлин А.Н., Ямпилов С.С. Влияние содержания примеси и влажности зерна на эффективность очистки каскадом однородных решет // Развитие комплексной механизации производства зерна с учетом зональных условий: Тез. докл. Всесоюзного научно-технического совещания. - М., 1982. – 194 с. 70. Зюлин А.Н., Ямпилов С.С., Дринча В.М. Предварительная очистка семян в хозяйствах // Вестник семеноводства в СНГ. - 1998. - №2. - С. 28-31. 71. Зюлин А.Н., Ямпилов С.С. Результаты испытаний каскадного решетного сепаратора для зерна // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1982. - № 10. - С. 52-53. 72. Карпов Б.А. Уборка, обработка и хранение семян. М.: Россельхозиздат, 1974. - 206 с. 73. Киреев М.В., Григорьев С.М., Ковальчук Ю.К. Послеуборочная обработка зерна в хозяйствах. - Л.: Колос, 1981. - 224 с. 74. Киреев М.В. и др. Послеуборочная обработка зерна в хозяйствах. – Л.: Колос, 1981. – 222 с. 75. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. Элементы теории рабочих

процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работ. - М.: Колос, 1980. - 671 с. 76. Климок А.И. Исследование процесса сепарации на решетах с профилированной рабочей поверхностью: Автореф. дис… 77. Климок А.И., Пучков М.М. Выбор признака для сортирования семян // Совершенствование технологии и организации уборки и послеуборочной обработки зерна: Сб. - Новосибирск, 1983. - С. 52-57. 78. Ковальчук Ю.К., Феофанова А.С. К обоснованию технологии производства семян в условиях Нечерноземья // Научные труды Лен. СХИ. - Ленинград-Пушкин, 1980. - Т. 397. - С. 57-60. 79. Коломеец П.А. Исследование свойств зернового вороха как объекта сепарации воздушным потоком // Научные труды Лен. СХИ. - Ленинград-Пушкин, 1977. - Т. 335. - С. 47-50. 80. Корн A.M., Матвеев А.С. Резервы повышения качества семян // Селекция и семеноводство. - 1980. - № 6. С. 67-75. 81. Кожуховский И.Е. Конструкции, проектирование и расчет зерноочистительных машин. - М., 1963. - 55 с. 82. Кожуховский И.Е. Зерноочистительные машины. М.: Машиностроение, 1974. - 200 с. 83. Кожуховский И.Е., Павловский Г.Т. Механизация очистки и сушки зерна. -М.: Колос, 1968. - 440 с. 84. Краснощеков Н.В., Лазовский В.В., Стребков Д.С., Свентицкий И.И. Основы энергосбережения в АПК // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1995. - №8. - С. 2-5. 85. Красовицкий Ю.В. и др. Обеспыливание промышленных газов в фаянсовом производстве. - М.: Химия, 1994. – 272 с.

86. Красовицкий Ю.В., Дуров В.В. Обеспыливание газов зернистыми слоями. - М.: Химия, 1991. - 190 с. 87. Кретов И.Т., Антипов С.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1997. - 624 с. 88. Кубышев В.А. Технологические основы интенсификации процесса сепарации зерна: Дис… 89. Кубышев В.А., Тулькибаев М.А., Климок А.И., Кацева Р.З. Пути интенсификации процессов послеуборочной обработки зерна //Интенсификация процессов послеуборочной обработки зерна // Труды ЧИМЭСХ. - Челябинск, 1974. - Вып. 87. - С. 6-12. 90. Куделя А.Д. Экономические проблемы функционирования рынка зерна в Российской Федерации // Вестник РАСХН. - 1996. - № 6. - С. 24-26. 91. Кузнецов В.В. и др. Пути совершенствования технологий и техники поточной послеуборочной обработки зерна // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – Воронеж, 1998. - № 1. - С. 211-218. 92. Кузьмин М.В., Ермакова Л.Г. Интенсификация процесса сепарации при уборке и послеуборочной обработке зерновых. - М.: ВНИИТЭИ, 1974. - 65 с. 93. Лампетер В. Очистка и сортирование семян кормовых трав. - М.: ИЛ, 1960. - 247с. 94. Летошнев М.Н. Очистка и сортирование семенного материала и зерноочистительные машины. - Л.: Гос. институт опытной агрономии, 1929. - 28 с. 95. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. М.: Сельхозгиз, 1955. - 764 с. 96. Липкович Э.И., Штейн Р.Э. Об оптимизации процесса послеуборочной обработки зерна // Совершенствование средств механизации для заготовки и приготовления кормов: Сб. - Зерноград, 1981. - С. 3-13.

97. Листопад Г.Е. Вибросепарация зерновых смесей. Волгоград, 1963. - 116 с. 98. Луткин Н.И. Влияние влажности на динамический коэффициент внешнего трения, угол естественного откоса и объемный вес зерна // Сообщения и рефераты ВНИИЗ: Сб. М., 1961. - Вып. 2. - С. 18-19. 99. Любимов А.И. Качество работы зерновых решет с круглыми отверстиями и повышение эффективности их применения // Труды ЧИМЭСХ. - Челябинск, 1958. - Вып. 6. - С. 312-323. 100. Максимчук В.К., Тесленко В.Н. Выбор оценочных показателей зерновой массы, поступающей на обработку: Сборник научных трудов: СибИМЭ. - Новосибирск, 1980. С. 94-97. 101. Малис А.Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потоком. - 1962. - 176 с. 102. Матвеев А.С. Пути совершенствования технологии средств очистки // Актуальные вопросы послеуборочной обработки зерна // Тезисы докладов 2-го Всесоюзного научно-технического совещания. - М.: Изд-во ВИМ, - С. 15-17. 103. Матвеев А.С., Зюлин А.Н. Фракционная технология очистки зерна с использованием универсального сепаратора // НТБ ВИМ. - М., 1983. - Вып. 53. - С. 28-31. 104. Машины для послеуборочной поточной обработки семян (Под общей ред. Тица З.Л.) - М.: Машиностроение, 1967. - 447 с. 105. Мерчалова М.Э. Снижение травмирования зерна пшеницы за счет совершенствования технологического процесса его послеуборочной обработки: Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Воронеж, 1992. - 23 с.

106. Методика определения экономической эффективности новых сельскохозяйственных машин / ОНТИ, ВИСХОМ. - М., 1969. - 58 с. 107. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники / Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации. - М., 1998. - 219 с. 108. Методика определения оптовых цен на новые сельскохозяйственные машины. – М.: Прейскурантгиз, 1979. - 239 с. 109. Методические рекомендации. Совершенствование материально-технической базы и поточной технологии послеуборочной обработки семенного зерна в хозяйствах Сибири. - Новосибирск, 1983. – 40 с. 110. Нагаев Р.Ф. Периодические режимы вибрационного перемещения. - М.: Наука, 1978.- 160 с. 111. Некрасов. А.В. Совершенствование процесса гравитационной классификации зернистых смесей и расширение области применения гравитационных сепараторов: Дисс. канд. техн. наук. – М., 2001. - 241 с. 112. Ньютон Г.В., Ньютон В.Г. Исследование эффективности классификации // Труды Московского дома ученых. – М., 1937. - Вып. 2. - С. 59-74. 113. Оборудование для производства муки и крупы: Справочник / А.Б. Демский, М.А. Борискин, Е.В. Тамаров, А.С. Чернолихов. - М.: Агропромиздат, 1990. - 351 с. 114. Оборудование комбикормовых заводов: Справочник / А.Б. Демский, М.А. Борискин, Е.В. Тамаров, А.С. Чернолихов. - М.: Агропромиздат, 1986. - 175 с. 115. Обработка и хранение зерна в потоке. - М.: Агропромиздат, 1985. - 320 с.

116. Олейников В.А., Кузнецов В.В., Гозман Г.И. Агрегаты и комплексы для послеуборочной обработки зерна. - М.: Колос, 1977. – 112 с. 117. ОСТ 70.10.2-74. Зерноочистительные машины, агрегаты, зерно-очистительно-сушильные комплексы // Программа и методы испытаний. – М.: Союзсельхозтехника, 1975. - 113 с. 118. Отчет о патентных исследованиях «Гравитационные сепараторы» // Временный творческий коллектив. - М., 1994. - 9 с. 119. Павловский Г.Т., Кожуховский И.Е. Механизация очистки и сушки зерна. - М.: Колос, 1968. - 312с. 120. Петрусов А.И. Зерноперерабатывающие высокочастотные вибрационные машины. М.: Машиностроение, 1975. - 40 с. 121. Пластинин В.Е., Азаров В.М., Шамберг А.А. К обоснованию технологии послеуборочной обработки зерна на колхозных и совхозных мехпунктах // Уборка и послеуборочная обработка зерна: Сб. научн. тр. / Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства. - Челябинск: ЧИМЭСХ, 1973. - Вып. 62. - С. 115-124. 122. Подоляко В.И. Работа воздушных каналов зерноочистительных машин // Вопросы рационального использования техники в сельском хозяйстве: Тр. / СО ВАСХНИЛ. – Новосибирск, 1976. - Вып. 12, 4.1,2. - С. 3641. 123. Полер Х. Поточная линия для послеуборочной обработки семян кормовых культур // Международный сельскохозяйственный журнал. - 1981. - №5. - С. 76-78. 124. Проспект Канады. BOX 5710. Monton, ALTA-TGC 4G2. 125. Проспект Канады. MAG-K Zig-Zag Screener, 1983.

126. Процеров А.В. Погода и уборка комбайнами зерновых культур. - Л.: Гидрометеоиздат, 1962. – 67 с. 127. Птицын С.Д. Сепарация зерна при ударе // Тр. ВИМ. - М., 1949. - Т. 12. - С. 79-94. 128. Пугачев А.Н., Чазов С.А., Жалнин Э.В. Рекомендации по снижению механических повреждений зерна при уборке и обработке. - М.: Россельхозиздат, 1973. 28 с. 129. Робертс Е.Г. Жизнеспособность семян. - М.: Колос, 1978. - 415 с. 130. Руководство по эксплуатации машины предварительной очистки зерна МПР-50. - Воронеж, 2003. 23 с. 131. Самофалов Н.И. Механизация очистки и сушки зерна в целинных районах. - М.-Л.: Колос, 1965. - С. 91-94. 132. Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. - М.: Колос, 1975. - 496 с. 133. Сосновский В.Я. Обоснование технологической линии послеуборочной обработки зерна в хозяйствах Брянской области: Дисс. канд. техн. наук. - М., 1998. – 167 с. 134. Система научного и технического обеспечения пищевых и перерабатывающих отраслей АПК России / А.Н. Богатырев, В.А. Панфилов, В.И. Тужилкин и др. - М.: Пищевая промышленность, 1995. - 528 с. 135. Справочник по оборудованию зерноперерабатывающих предприятий / Демский А.Б., Борискин М.А., Тамаров Е.В. и др. - М.: Колос, 1980. - 383 с. 136. Стрелков А.А. Обоснование параметров гравитационной машины первичной очистки зерна: Дисс. канд. техн. наук. – М., 2002. - 134 с.

137. Тарасенко А.П., Мерчалова М.Э. Снижение затрат энергии при послеуборочной обработке зерна // Энергосбережение в сельском хозяйстве: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. – М., 1998. - С. 99-100. 138. Тарасенко А.П., Шацкий В.П. и др. Интенсификация пневмоинерционной сепарации зерна // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. - Воронеж, 1998. - № 1. - С. 195-203. 139. Тафнер Л.А., Бутковский В.А., Родионова А.М. Основы приема, хранения и переработки зерна. - М.: Машгиз, 1950. - 320 с. 140. Терсков Г.Д. Расчет зерноуборочных машин. Москва-Свердловск: Машгиз, 1949. - 206 с. 141. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна / А.Я. Соколов, В.Ф. Журавлев, В.Н. Душин и др.; под ред. А.Я. Соколова. - М.: Колос, 1984. - 445 с. 142. Титов М.С., Тесленко В.Н. Методика и результаты пофракционного анализа свежеубранной зерновой массы // Организация высокоэффективного использования техники в уборочно-транспортных комплексах: Сборник научных трудов ВАСХНИЛ. Новосибирск, 1982. 143. Ульрих Н.Н. Научные основы очистки и сортирования семян. - М.-Л.: ВАСХННЛ, 1937. - 87 с. 144. Ульрих Н.Н. Новое в области очистки и сортирования семян. - М.: Сельхозгиз, 1937.- 69 с. 145. Ульрих Н.Н. Задачи и механические средства очистки и сортирования зерна. - М.: Сельхозгиз, 1935. - Т. 1. - С. 83-132.

146. Ульянов А.Ф. Основы сепарации зерновых смесей процессом механического вскруживания // Тр. Саратовского ИМСХ им. Калинина. - Саратов, 1951. - Вып. 10. - 53 с. 147. Урханов Н.А. Интенсификация послеуборочной обработки и очистки зерна от примесей по длине. – УланУдэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. - 320 с. 148. Урханов Н.А. Интенсификация технологического процесса очистки зерна от примесей по длине. Новосибирск, 1998. - 43 с. 149. Федосеев П.Н. Уборка зерновых культур в районах повышенной влажности. - М.: Колос, 1969. - 175 с. 150. Федеральный закон РФ «Об энергосбережении» // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1997. - № 6. С. 28-32. 151. Ханхасаев Г.Ф. Интенсификация обработки зернового вороха зернометательными машинами на открытых площадках зернотоков хозяйств Сибири. – УланУдэ: Бурят. кн. из-во, 1995. - 206 с. 152. Цециновский В.М. Технология обработки семян зерновых культур. - М.: Колос, 1982. - 204 с. 153. Цециновский В.М. Вибрационный метод сортирования зерна и продуктов шелушения гречихи / Труды ВНИИЗ. – М., 1956. - Вып. 31. - С. 90-136. 154. Цециновский В.М. Теоретические основы разделения сыпучих смесей / Труды ВНИИЗ. – М., 1951. Вып. 23. - С. 5-24. 155. Цециновский В.М., Птушкина Г.Е. Технологическое оборудование зерноперерабатывающих предприятий. - М.: Колос, 1976. - 368 с. 156. Цыбенов Ж.Б., Ямпилов С.С. Влияние количества гребенок на эффективность выделения примесей энергосберегающим сепаратором // Сб. научных трудов

ВСГТУ, серия: “Технологии и средства механизации в АПК”. Вып.1. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. С. 40-44. 157. Цыбенов Ж.Б., Ямпилов С.С. Влияние угла наклона гребенок на эффективность выделения примесей энергосберегающим сепаратором // Сб. научных трудов ВСГТУ, серия: “Технологии и средства механизации в АПК”. Вып.1. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. С. 45-51. 158. Черняков Б.Э. Аграрный сектор в США в конце 20 - го века. - М., 1997. - 395 с. 159. Чижиков А.Г., Бабченко В.Д., Машков Е.Е. Операционная технология послеуборочной обработки зерна. - М.: Россельхозиздат, 1981. - 192 с. 160. Чижиков А.Г., Добычин Н.А., Косихин В.С., Синьков Г.И. Послеуборочная обработка зерна в колхозах и совхозах. - М.: Колос, 1971. – 232 с. 161. Энергосберегающие и природоохранные технологии // Материалы II международной научнопрактической конференции. - Улан-Удэ: Издательство Восточно-Сибирского государственного технологического университета, 2003. – 427 с. 162. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. М.: Изд-во «Высшая школа», 1964. - 376 с. 163. Ямпилов С.С. Технологическое и техническое обеспечение ресурсо-энергосберегающих процессов очистки и сортирования зерна и семян. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2003. – 262 с. 164. Ямпилов С.С. Обоснование параметров сепаратора с каскадом решет для разделения зерновых смесей по длине частиц в поточных линиях производительностью 50 т/ч сельскохозяйственных зернообрабатывающих предприятий: Дисс. канд. техн. наук. - М., 1984. - 174 с.

165. Ямпилов С.С. Дондоков Ю.Ж. Фракционная технология очистки зерна // Сб. научных трудов ВСГТУ. Серия «Технология, биотехнология и оборудование пищевых и кормовых производств». - Улан-Удэ, 1999. Вып. 5. - С. 168-174. 166. Ямпилов С.С., Дондоков Ю.Ж. Экологически безопасная технология очистки зерна // Биология на пороге 21 – го века: Тезисы докладов Республиканской конференции молодых ученых БГСХА. - Улан-Удэ, 1998. C. 21-22. 167. Ямпилов С.С., Дондокова Г.Ж., Цыбенов Ж.Б. Проблемы производства зерна в новых экономических условиях // Материалы всероссийской научно-практической конференции “Технология и техника агропромышленного комплекса”. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. С. 3-5. 168. Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б. Модернизированный ресурсо-энергосберегающий сепаратор для очистки зерна // Сб. научных трудов ВСГТУ, серия: “Технология, биотехнология и оборудование пищевых и кормовых производств”. Вып.10. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. С. 171-177. 169. Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б. Математическая модель процесса сепарации зернового материала энергосберегающим сепаратором // Материалы всероссийской научно-практической конференции “Технология и техника агропромышленного комплекса”. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. C. 125-131. 170. Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б. Аналитическое описание процесса движения частиц зернового материала по гребенкам энергосберегающего сепаратора // Материалы международной научно-практической конференции “Агроинженерная наука: проблемы и перспективы развития”. Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2005. C. 276-282.

171. Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б. Метод расчета универсальных зерно-семяочистительных машин // Вестник ВСГТУ. Научный журнал. Вып. 2. Улан-удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. C. 44-49. 172. Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б., Алексеев А.А.Описание процесса движения частиц зернового материала по гребенкам и скатным доскам энергосберегающего сепаратора // Материалы всероссийской научно-практической конференции “Технология и техника агропромышленного комплекса”. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. C. 131-137. 173. Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б., Гыпылов М.С. Влияние подачи зернового материала на эффективность выделения примесей ресурсо-энергосберегающим сепаратором // Материалы научной конференции “Научный и инновационный потенциал Байкальского региона глазами молодежи”. Часть.1. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2003. С. 24-26. 174. Янко В.М. Влажность и засоренность зернового материала поступающего на ХПП в Ставропольском крае // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - М., 1974. - № 9. - C. 32-37. 175. Янко В.М. Вероятностная модель зернового материала, поступающего на предприятия послеуборочной обработки зерна // Земледельческая механика. - М.: Машиностроение, 1968. - Т.10. - С. 231-239. 176. А.с. 1609516 (СССР), МКИ В 07 В 1/04. Сепаратор сыпучих материалов / Зюлин А.Н., Анискин В.И., 1990. 177. А.с. 1664414 (СССР), МКИ В 07 В 1/04. Классификатор сыпучих материалов / Авдеев Н.Е. и др., 1987. 178. А.с. 1031535 (СССР), В 07 В 1/00. Классификатор сыпучих материалов / Авдеев Н.Е. и др., 1982.

179. А.с. 1450886 (СССР). Классификатор сыпучих материалов / Авдеев Н.Е., Прокопенко А.Ф., Чернухин Ю.В. Опубл. в Б.И., 1989, №2. 180. А.с. 2121878 (РФ). Сепаратор сыпучих материалов / Зюлин А.Н., 1998. 181. А.с. 2148439 (РФ). Сепаратор сыпучих материалов / Ямпилов С.С., Дондоков Ю.Ж., Зюлин А.Н., Подкорытов Д.В., 1998. 182. А.с. 2237526 (РФ). Сепаратор сыпучих материалов / Ямпилов С.С., Цыбенов Ж.Б., Зюлин А.Н., Гыпылов М.С., 2003. 183. А.с. 2200636 (РФ). Сепаратор сыпучих материалов / Липский Б.П., Мухаметжанов Н.Ф., 2001. 184. А.с. 2217244 (РФ). Гравитационный сепаратор / Баранов Ю.Н., Мерчалов С.В., Сундеев А.А., 2002. 185. А.с. 2097150 (РФ). Гравитационный сепаратор / Мерчалов С.В., Сундеев А.А., 1997. 186. А.с. 2147472 (РФ). Классификатор сыпучих материалов / Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В., Некрасов А.В., 1998. 187. А.с. 2147257 (РФ). Классификатор сыпучих материалов / Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В., Некрасов А.В., 1999. 188. А.с. 2130341 (РФ). Сепаратор / Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В., Некрасов А.В., 1999. 189. А.с. 2163846 (РФ). Загрузочно-распределительное устройство для сыпучих материалов / Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В., Некрасов А.В., 1999. 190. А.с. 2122473 (РФ). Классификатор сыпучих материалов / Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В., Некрасов А.В., 1997. 191. А.с. 2148440 (РФ). Сепаратор сыпучих материалов / Ямпилов С.С., Дондоков Ю.Ж., 2000.

192. А.с. 845449 (Канада). Зерновой сепаратор / Otto A. Burgeson, 1914. 193. А.с. 34863 (Канада). Зерновой сепаратор / Otto A. Burgeson, 1915. 194. А.с. 52519 (Boston). Reversible screener / George P. Daly, 1915. 195. A.c. 2203152. Grain separator / Johnson H.L., 1938. 196. A.c. 4231861 (USA). Grain cleaning apparatus / Steven B. Hannie, 1980. 197. A.c. 4411778 (USA). Apparatus for screening grain or the like / Venable D.L., 1983. 198. Krach W. Technik der 3iebung in der Getreidemullerei // getreide, Mehl und Brot. – 1977. – Vol. 31. № 2. – S. 43-48. 199. Feinreinigungsmaschine, Bauart DAMAS// Mühle+Mischfuttertechnik. - 1938. - №45 – S. 597. 200. Physical Properties of Agricultural Materials and their influence on Design and Performance of Agricultural Machines and Technologies / Collection of papers Facultu of Mechanization, College of Agricultural in Prague. Vysoka skela zemedelska / V Praze. - 1985. - 202 p. 201. Stanger E.A. Graing - cleaning machinery / Milling feed and fertiliser. – 1977. - Vol. 160. - № 8. - P. 11-15. 202. www.damas.com

ПРИЛОЖЕНИЯ

Научное издание Сэнгэ Самбуевич Ямпилов Жаргал Борисович Цыбенов Технологии и технические средства для очистки зерна с использованием сил гравитации Монография

Редактор Т.А. Стороженко Подписано в печать 15.12.2006 г. Формат 60х84 1/16. Объем в усл.п.л. 9,76. Тираж 100 экз. Печать опер., бум. писч. Заказ № 307. Издательство ВСГТУ. г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40В. Отпечатано в типографии ВСГТУ. г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 42.