Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Состояние вопроса. Задачи исследования 10
Процессы очистки зерна от крупных и легких примесей 10
Обзор работ в области вибрационного сепарирования зерновых и других сыпучих материалов 34
Действие вибраций на сыпучие тела 35
Самосортирование при вибрациях .... 41
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОСЛОЙНОГО ДВИЖЕНИЯ
ЗЕРНОВОГО ПОТОКА НА ВИБРИРУЮЩЕЙ ШЕРОХВВАТШ
ПОВЕРХНОСТИ 48
Двуслойная модель на горизонтальной опорной поверхности , 49
Двуслойная модель при Д = 0 на горизонтальной опорной поверхности 69
Двуслойная модель на наклонной опорной поверхности (общий случай) 82
Модель с распределенными параметрами 92
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 101
Основные задачи. Общая методика экспериментов и обработки экспериментальных данных 101
Определение коэффициентов сопротивления
сдвигу слоев и обоснование размеров рифлей І0Й
Экспериментальная установка 102
Методика расчета коэффициентов сопротивления сдвигу слоев 10 4
Определение оптимальных размеров
рифли 106
Определение необходимого числа повторностей 108
Результаты экспериментов и их обсуждение 109
Стр.
3.3. Движение зернового потока на кольцевой
рифленой поверхности 122
Экспериментальная установка 122
Методика экспериментов 125
Результаты экспериментов и их обсуждение 126
Выводы 129
3.4. Определение области оптимальных параметров
процесса на асимметрично рифленой опорной
поверхности 134
Экспериментальная установка 134
Методика экспериментов 138
Определение необходимого числа повшорностей 141
Результаты экспериментов и их обсуждение 141
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПИШЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 146
4.1. Сепаратор для очистки зерна от крупных и
легких примесей 146
Описание процесса и техническая характеристика экспериментального образца сепаратора 147
Расчет экономической эффективности
от внедрения сепаратора 150
4.2. Вибролотковый питатель воздушного сепарато
ра УІ-БСЗ с замкнутым циклом воздуха 155
Описание сепаратора и его техническая характеристика 156"
Результаты производственных испыта-
Экономический эффект от внедрения сепаратора 163
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 164
ЛИТЕРАТУРА 169
ПРИЛОЖЕНИЯ 181
Введение к работе
ХХУІ съезд КПСС, выдвигая широкую программу социального развития и повышения народного благосостояния, на первый план поставил задачу более полного обеспечения населения высококачественными продуктами питания.
мука и крупа всегда занимали важное место в рационе питания человека. Постоянный рост благосостояния народа требует увеличения производства муки высоких сортов для хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий.
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года" предусмотрено увеличить производство муки высшего сорта примерно на 24-27%, довести среднегодовое производство зерна до 238-243 млн.тонн [ / 3 , а "Продовольственной программой СССР на период до 1990 года" в двенадцатой пятилетке - до 250-255 млн.тонн [с?].
Важнейшим условием успешного выполнения поставленных задач являются ускорение научно-технического прогресса и укрепление материально-технической базы мукомольно-крупяной промышленности на основе широкого и ускоренного внедрения в практику достижений науки и техники. ХХУІ съезд КПСС указал, что одной из важнейших проблем в области естественных и технических наук является повышение качества, надежности машин и оборудования, снижение их материалоемкости и энергопотребления.
Одной из основных операций, определяющих эффективность производства и качество муки и крупы в процессах приемки, хранения и переработки зерна является сепарирование - разделение сыпучих материалов на фракции, различающиеся свойствами частиц. В зерноперерабатывающих предприятиях сепарирование выполняют для очистки зерна от примесей, сортирования зерна на фракции,
калибрования зерна, отбора и контроля готовой продукции.
Поступающее на хлебоприемные предприятия от колхозов и совхозов продовольственное и семенное зерно всех культур имеет, как правило, большое содержание различных примесей. В процессе первичной очистки из свежеубранного зерна выделяют примеси органического и минерального происхождения (куски стеблей, солома, необмолоченные колоски, куски бумаги, ваты, соцветия, лузгу, кусочки земли, пыль и т.п.). Хорошая первичная очистка, и особенно удаление органических примесей, обеспечивает повышенную сохранность зерна, предотвращает самосогревание, сохраняет качественные показатели, улучшает условия сушки и последующей обработки. Кроме того при подготовке зерна на мукомольных заводах выполняют операции предварительной и окончательной очистки зерновой массы. Как показывает практика сельскохозяйственного производства, хорошо очищенные и отсортированные семена имеют большую всхожесть, а это позволяет обеспечить условия для получения высокого урожая.
Таким образом первой задачей сепарирования является очистка зерна.
Среди зерноочистительных машин широкое распространение получили машины с колебательным движением ситовых (решетных) рабочих органов. В этих машинах вибрационное воздействие на зерновые продукты обеспечивает их непрерывное транспортирование по ситам, самосортирование вследствие разрыхления и послойного движения и благоприятствует просеиванию мелких компонентов. До настоящего времени на отечественных предприятиях преобладали воздушно-ситовые зерноочистительные машины типа ЗС и ЗСМ с горизонтальными колебаниями наклонных сит.
Основными недостатками этих машин являлась невысокая технологическая эффективность и низкая надежность инерционных
устройств для очистки сит.
В последние 10 лет в зерноочистительных отделениях отечественных мельниц взамен этим машинам успешно внедряются зерноочистительные сепараторы ЗСШ-20 и БМС-І2 с круговыми поступательными колебаниями горизонтальных сит. Благодаря развитой технологической схеме и применение шариковой очистки, они обеспечивают лучшую технологическую эффективность, но имеют большую массу и требуют предварительной очистки зерна от легких примесей в аспираторах АІ-БВЗ.
Очистка сит, необходимая для восстановления их живого сечения, является наибольшим препятствием на пути создания зерноочистительных сепараторов с высокими эксплуатационными показателями. Во всех ситовых сепараторах она требует увеличения высоты рабочих органов (ситовых рамок), с соответствующим увеличением общей массы и габаритов машины, а в машинах с прямолинейными колебаниями не обеспечивается с требуемой надежностью и долговечностью.
Очистки сит не требуют вибропневматические машины, применяемые для очистки зерна от некоторых трудноотделимых примесей: пневмосортировальные столы типа ССП, камнеотборники АІ-БКР и некоторых зарубежных фирм. Применяемые в них сита вы-полняют функции воздухораспределительных решеток, а эффект разделения компонентов смеси достигается благодаря самосортированию в слое и выводу фракций в различных направлениях.
Однако эти машины требуют значительного удельного расхода воздуха и из-за низкой производительности не применяются для очистки основного потока перерабатываемого зерна.
Исходя из того, что асимметрия сил сопротивления повышает скорость при вибрационном перемещении и основываясь на резуль-
татах наших предварительных экспериментов применения дня этого асимметричных рифлей, интенсифицирующих также процесс самосортирования, можно сделать вывод о перспективности использования этих эффектов при совершенствовании процесса очистки зерна без применения восходящего воздушного потока.
Целью диссертации является совершенствование процесса очистки зерновых смесей от крупных и легких примесей при вибрационном перемещении по рифленым поверхностям.
На защиту выносятся следующие положения и результаты, составляющие новизну диссертации:
предложена динамическая модель послойного безотрывного движения сыпучего тела при различии коэффициентов трения нижнего слоя по опорной поверхности в зависимости от направления его относительной скорости;
разработана модель двуслойного безотрывного вибрационного перемещения зерна по асимметрично рифленой поверхности;
теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность транспортирования верхнего и нижнего слоев в противоположных направлениях по рифленым поверхностям при прямолинейных гармонических колебаниях;
экспериментально определены коэффициенты сопротивления сдвигу сдоев зерна пшеницы по асимметрично рифленым поверхностям и выявлена их зависимость от различных факторов;
научно обоснован и практически осуществлен процесс очистки зерна от крупных и легких примесей при вибрационном перемещении по асимметрично рифленым поверхностям.
Диссертация состоит из введения, 4 глав и приложений.
I глава посвящена обзору современного состояния изучаемых вопросов. В ней обоснована цель, сформулированы задачи исследования.
Во 2 главе освещены теоретические предпосылки послойного движения зернового потока.
