Разработка и обоснование параметров пневмосепаратора для выделения семян из зерновой массы

• Автор: Коновалов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Агротехнические требования к зерну и семенам

1.2 Анализ средств выделения семян из зерновой массы

1.3 Состояние исследований средств выделения семян из зерновой

массы воздушным потоком.

1.4 Цель и задачи исследований

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СЕМЯН ПШЕНИЦЫ БЕЗЕНЧУКСКАЯ

2.1 Характеристика изучаемого сорта.

2.2 Методика проведения исследований и математическая обработка результатов исследований
2.3 Форма зерна.
2.4 Определение центра масс зерна.
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЗЕРНОВОЙ МАССЫ В СЕПАРАТОРЕ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ВОЗДУШНЫМ ПОТОКОМ.
3.1 Обоснование конструктивнотехнологической схемы сепаратора зерновой массы.
3.2 Определение конструктивнорежимных параметров сепаратора
3.2.1 Ориентирование зерна в горизонтальном воздушном потоке
3.2.2 Математическое моделирование разделения зерновой массы воздушным потоком.
3.2.3 Определение рациональной скорости воздушного потока, угла наклона к горизонту и направления ввода материала.
3.2.4 Работа сил сопротивления воздушному потоку. Сравнительная
оценка энергомкости горизонтального и вертикального потоков
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПНЕВМОСЕПАРАТОРА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕМЯН ИЗ ЗЕРНОВОЙ МАССЫ.
4.1 Программа экспериментальных исследований
4.2 Экспериментальные установки, приборы и оборудование.
4.3 Методика проведения лабораторных исследований и обработки экспериментальных данных
4.3.1 Исследование ориентирования зерна в вертикальном, наклонном и горизонталыюм потоках.
4.3.2 Отсеивающий эксперимент.
4.3.3. Исследование влияния применения эластичных клапанов пропуска зерновой массы на качество сепарации
4.3.4 Исследование рабочего процесса пневмосепаратора методом планирования эксперимента.
4.3.5 Исследование качества сепарации в зависимости от величины
подачи зернового материала
4.3.6 Определение оптимального соотношения ширины и высоты сепарирующей камеры.
4.4 Результаты экспериментальных исследований пневмосеиаратора для выделения семян из зерновой массы.
4.4.1 Исследование ориентирования зерна в вертикальном, наклонном
и горизонтальном потоках
4.4.2 Реализация отсеивающего эксперимента
4.4.3. Результаты исследований влияния применения эластичных клапанов пропуска зерновой массы на качество сепарации
4.4.4 Результаты исследований рабочего процесса пневмосепарирующего канала методом планирования эксперимента.
4.4.5 Результаты исследования качества сепарации в зависимости от величины подачи зернового материала.
4.4.6 Определение оптимального соотношения ширины и высоты сепарирующей камеры
4.5 Исследование траектории движения зерна.
Выводы.
5 ИССЛЕДОВАНИЕ СЕПАРАТОРА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОТ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
5.1 Исследование сепаратора зерновой массы в производственных условиях.
5.2 Производственные исследования влияния качества семенного материала на урожайность.
5.3 Экономическая оценка использования сепаратора зерновой массы.
Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Сепарация зерна происходит преимущественно по плотности с учтом размеров и состояния поверхности зерна. Подготовка семян для посева на сепараторе САД исключает применение решет и сит. Схема работы приведена на рисунке 1. Принцип работы основан на раздуве зерновой массы в нагнетательном наклонном воздушном потоке с использованием сканирования высокочастотными воздушными потоками сыпучих материалов в текучей среде, которую разработала и внедрила в производство ООО НПФ Аэромех. Исходный материал податся из бункерапитателя 2 в пневмосепарирующий канал. Струйный генератор воздействует на зерновую массу, в результате чего камни и тяжлые примеси попадают в первую фракцию, во вторую фракцию выделяются семена, далее идт более лгкое зерно в 3 и 4 фракцию, в пятую фракцию выделяются лгкие примеси. Промежуточные фракции б подаются на повторную доработку в бункерпитатель 2. Рисунок 1. Аэродинамический сепаратор МС 5, МС , МС Алмаз идентичен машине САД, но не имеет промежуточных фракций, также выпускается на Украине. В России открыто производство подобной машины на Ставрополье под маркой Авангард и на Воронежсельмаше под маркой СПС 0. Механический способ выделения по степени зрелости в зависимости от усилия связей растений с плодоэлементом разработан в Орловском и Московском ГАУ С. А. Родимцевым и В. М. Дринча . Фракционирование происходит непосредственно при уборке урожая. Ими предложен способ непосредственного сортирования зерна но фракциям с целью выделения зерновки в средней части колоса с помощью конусного молотильносепарирующего устройства рисунок 1. Передняя и задняя стенки камеры МСУ с внутренней стороны имеют фракционные шторки, которые имеют возможность независимо друг от друга занимать одно из двух положений. В положении Открыто шторка поджата к стенке молотильной камеры. В положении Закрыто угол между е плоскостью и горизонталью больше двойного угла трения зернового вороха по стали. При этом обеспечивается перекрытие половины площади сепарации в соответствующей зоне. Горизонтальный транспортр зернового вороха имеет на поверхности ленты разделительное ребро. Примное устройство семян состоит из пары воронок, выполненных единым узлом и смещающихся в тангенциальном направлении, относительно оси транспортра. Хлебная масса, продвигаясь в направлении от примного окна, обмолачивается пластинами, установленными на конусном барабане. Зерно и мелкие примеси просыпаются через рештку деки, а соломистая часть выбрасывается из молотильной камеры лопастями швырялки. Рисунок 1. Более мелкие семена вымолачиваются при большой окружной скорости барабана в последующих зонах молотилки. Недостатком способа является трудности при дальнейшей транспортировке выделенных фракций, необходимость складирования зерна в поле в мешки или другую тару, что значительно увеличивает трудомкость уборки. В Кубанском аграрном университете разработано Устройство для сепарации сыпучей смеси . На рисунке 1. Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде рисунок 1. Вибролоток 3 установлен под углом к горизонту. Сопла 5 к плоскости лотка установлены под углом . Все желобки 4 у кромок схода частиц оснащены индивидуальными соплами 5, которые объединены в единый блок и жестко связаны с лотком 3. Срез сопел 5 образует наклонную поверхность 6, являющейся продолжением дна желобков 4, длина которой равна половине максимальной длины сепарируемых частиц. Устройство работает следующим образом. Сыпучая смесь загружается в бункер 1. Между заслонкой 2 лотком 3 устанавливается зазор, близкий к толщине частиц смеси или в соответствии с заданной производительностью. К соплам 5 от блока питания через коллектор и гибкие воздуховоды подается необходимое давление питания воздуха. После установления необходимою давления в коллекторе включается привод 7, сообщающий лотку 3 и связанными с ним соплами 5 и наклонной плоскости 6 колебаний с необходимой частотой и амплитудой. Под действием колебаний частицы сепарируемой смеси поштучно в ориентированном виде распределяются в желобках 4 и с одинаковой для всего потока частиц скоростью движутся к соплам и наклонной поверхности.