Разработка устройства для дозирования, смешивания и выгрузки удобрений с обоснованием его конструктивно-режимных параметров

• Автор: Барышов, Александр Олегович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Свойства минеральных удобрений как объекта смешивания
1.2 Существующие технические средства
1.2.1 Анализ конструкций и классификация средств выгрузки сыпучих материалов
1.2.2 Анализ конструкций и классификация средств для смешивания сыпучих материалов
1.2.3 Анализ конструкций и классификация средств для дозирования сыпучих материалов
1.3 Способы смешивания сыпучих материалов
1.4 Контроль качества смеси
1.5 Истечение сыпучих материалов
1.6 Выводы. Цель и задачи исследований
2 ТЕОРИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ, СМЕШИВАНИЯ И ВЫГРУЗКИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
2.1 Конструктивно-технологическая схема устройства для дозирования, смешивания и выгрузки минеральных удобрений
2.2 Образование динамических сводов сыпучих материалов
2.3 Зависимость колебаний стержня при горизонтальной вибрации в точке подвеса
2.4 Определение скорости истечения сыпучих материалов
2.5 Определение подачи спирально-винтового дозатора сыпучих материалов
2.6 Определение зависимости длины загрузочного окна от частоты вращения спирально-винтового рабочего органа
2.7 Расчет энергетических параметров устройства для выгрузки сыпучих материалов
2.8 Выводы

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗЛ Программа исследований
3.2 Приборы и средства измерений для исследований
3.3 Общие виды лабораторных установок и средств измерений
3.4 Методика исследования подачи устройства для выгрузки минеральных удобрений
3.5 Методика определения качества смеси
3.6 Методика определения физико-механических свойств сыпучих материалов
3.7 Методика определения подачи и погрешности дозирования спиральновинтового дозатора
3.8 Методика определения истечения сыпучего материала
3.9 Методика обработок данных и ошибок измерений
3.10 Выводы
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Физико-механические свойства сыпучего материала
4.2 Исследование сводообразования и истечения сыпучих материалов.
4.3 Исследования дозирования сыпучих материалов
4.4 Исследование устройства для выгрузки минеральных удобрений
4.5 Результаты производственных исследований
4.6 Результаты определения качества смеси удобрений
4.7 Выводы
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Стоимость изготовления устройства
5.2 Экономическая эффективность применения устройства
5.3 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Во многих странах мира, в том числе и в России, повышается интерес к использованию достижений микробиологии в сельском хозяйстве, расширяются представления о влиянии микроорганизмов на процесс роста растений и повышение урожайности. Биопрепараты позволяют сконцентрировать их полезные свойства в определенном месте и времени.
Существующие технологии и средства обработки гранул минерального удобрения биопрепаратами трудоемки и требуют значительных капитальных вложений, а применяемые в них средства механизации недостаточно совершенны. Неточное дозирование удобрений и некачественное смешивание могут привести значительному снижению их эффективности.
Поэтому внедрение новых энерго-, ресурсосберегающие технологий и соответствующих средств механизации с низкой материалоемкостью, которые позволяют обеспечить требуемое качество готового продукта, а также снизить его себестоимость, является актуальной задачей. С этой точки зрения перспективно использование в одном устройстве спирально-винтовых рабочих органов, позволяющих выполнять одновременно дозирование, смешивание и выгрузку удобрений.
Вопросам истечения сыпучих материалов из бункеров посвящены работы Р.Л. Зенкова, Г.И. Покровского, К.В. Алферова, Л.В, Гячева, В.А. Богомягких, И.Т. Линчевского, Н.Е. Ромакина; дозирования Г.А. Рогинского, Г.М. Максягина, Ю.Д. Видинеева, В.Г. Артемьева, Ю.М. Исаева; проблемам смешивания - труды В.В. Богданова, Ю.И. Макарова, 3. Штербачека, Д.Д. Ряби-нина, Ф. Стренка и других ученых [5, 15, 26, 28, 33, 54, 59, 77, 82, 83, 84, 91].
Степень разработанности темы. Уточнена классификация устройств для дозирования, смешивания и выгрузки удобрений, разработано комбинированного устройства для дозирования, смешивания и выгрузки удобрений, выполнено теоретическое исследование процесса истечения удобрений из выпускного отверстия бункера и дозирования сыпучего материала спирально-винтовым рабочим органом, установлены оптимальные конструктивные

Линчевский И.Т. и другие развивают гипотезу саморазгружающегося свода. Сущность гипотезы состоит в том, что при истечении сыпучих материалов из емкостей над отверстием, расположенным в дне сосуда, образуется своеобразная структура - мгновенно разрушающийся динамический свод.
На рисунке 1.19 представлены схемы истечения материала, различают сплошное, нормальное и гидравлическое. В результате нормального истечения материала его частицы движутся только в зоне столба материала, находящимся над выпускным отверстие бункера.
Нормальное истечение происходит в большинстве бункеров, в которых угол наклона стенок к горизонтали составляет 45...55°. В бункерах с нормальным истечением материал, находящийся на дне бункера, вытекает лишь, как бункер опустошится.
Рисунок 1.19 - Схемы истечения материалов: а - нормальное; б -сплошное; в - сводообразование
Сплошное истечение имеет место при выгрузке хорошосыпучих материалов, стенки которого наклонены к горизонтали под углом 70...80°. При открытии выпускного отверстия сначала происходит нормальное истечение, затем зона движения расширяется, образуется при этом объем обрушения.
Гидравлическое истечение происходит при выпуске из бункера сильно аэрированного насыпного груза, насыщения материала влагой, придающей ему вид суспензии, а также при интенсивной его вибрации.
При истечении сыпучих материалов возможно сводообразование. Предотвращение сводообразований возможно за счет выбора конструкции бункера и применении побудителей сыпучих материалов [33, 82, 83].
Правильное проектирование размеров, формы и расположения выпуск-