Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние развития и исследования процесса разделения зерновой смеси 10
1.1 Классификация зерновых культур. Свойства, характеризующие качество зерновой смеси 10
1.2 Классификация способов разделения зерновой смеси на фракции 14
1.3 Машины для разделения зерновой смеси 22
1.4 Анализ научных работ по теме электрического разделения зерновой смеси 39
1.5 Цель и задачи исследования 43
2 Теоретические исследования влияния конструктивных и режимных параметров барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора на производительность и качество разделения зерновой смеси 45
2.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы устройства. Схема проведения исследований 45
2.2 Определение необходимой высоты расходного бункера над диэлектрической лентой 57
2.3 Определение необходимой длины рабочей части диэлектрической ленты для стабилизации зернового слоя на рабочем барабане 60
2.4 Определение конструктивных и режимных параметров установки и физико-механических свойств зерновой смеси, влияющих на производительность установки 67
2.5 Определение соотношения напряжения на бифилярной обмотке барабана и частоты его вращения для получения стабильного качества разделения зерновой смеси 68
Выводы 73
3 Программа и методика экспериментальных исследований барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора 74
3.1 Программа и общая методика экспериментальных исследований 74
3.2 Описание лабораторной установки. Факторы, определяющие технологический процесс и уровни их варьирования 78
3.3 Методика экспериментальных исследований 82
3.3.1 Определение физико-механических свойств используемой зерновой смеси 82
3.3.2 Методика определения производительности барабанно— ленточного диэлектрического сепаратора в зависимости от его конструктивных и режимных параметров 85
3.3.3 Методика определения качества разделения зерновой смеси барабанно-ленточным диэлектрическим сепаратором в зависимости от его конструктивных и режимных параметров, а также технологических параметров самой смеси 86
Выводы 91
4 Результаты и анализ экспериментальных исследований лабораторной установки барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора 93
4.1 Результаты определения физико-механических свойств исходной смеси 93
4.2 Результаты экспериментальных исследований производительности...93
4.3 Результаты экспериментальных исследований влияния конструктивных и режимных параметров барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора и засоренности зерновой смеси на изменение натуры в результате фракционирования 97
Выводы 105
5 Исследования разработанного барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора по разделению зерновой смеси в роизводственных условиях. экономическая оценка результатов исследований 106
5.1 Исследования в производственных условиях 106
5.1.1. Описание производственной установки 106
5.1.2 Описание технологической линии 107
5.1.3. Результаты исследований в производственных условиях 108
5.2 Экономическая оценка результатов исследования 109
Выводы 114
Выводы общие 115
Список литературы 117
Приложение 133
- Анализ научных работ по теме электрического разделения зерновой смеси
- Определение необходимой высоты расходного бункера над диэлектрической лентой
- Описание лабораторной установки. Факторы, определяющие технологический процесс и уровни их варьирования
- Результаты экспериментальных исследований влияния конструктивных и режимных параметров барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора и засоренности зерновой смеси на изменение натуры в результате фракционирования
Введение к работе
диссертационного совета Кухарев О. Н.
Актуальность темы. Одной из наиболее важных операций в сельскохозяйственном производстве является подработка зерновой смеси. В процессе этой операции производится сушка, очистка и выделение из зерновой смеси наиболее ценной фракции зерна для дальнейшего использования ее в качестве семян.
Применяемые в хозяйствах машины для очистки и разделения, в основном, имеют высокую стоимость, являются металлоемкими и энергоемкими. Для большинства мелких (фермерских) хозяйств эти машины остаются слишком дорогими. Кроме того, большинство машин разделяет зерновую смесь по ограниченному ряду признаков: геометрические размеры, скорость витания. Часто зерно основной культуры и примеси имеют одинаковые значения данных признаков и такая зерновая смесь является для этих машин неразделимой.
Существуют машины, разделяющие зерновую смесь по альтернативным признакам (плотность, влажность, масса, диэлектрическая проницаемость), они получили название – диэлектрические сепараторы. Эти машины универсальны, компактны, дешевы в изготовлении и обслуживании, однако они не получили широкого распространения. Причиной этому послужило нарушение принципа сепарации, ввиду несовершенства механизма подачи зерновой смеси на рабочий орган. Данное нарушение заключается в отскоке части зерновой смеси от поверхности барабана при падении из бункера, что приводит к снижению качества разделения. Проблему пытались решить тройным пропуском зерновой смеси через машину, а также использованием каскада из трех рабочих органов. Однако все это приводит либо к снижению производительности, либо к значительному удорожанию машины.
Поэтому разработка диэлектрических сепараторов, использующих в работе один рабочий орган, работающих непрерывно без нарушения принципа сепарации с высоким качеством разделения зерновой смеси, остается актуальной и практически значимой задачей для АПК России.
Исследования проводились по плану НИОКР ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА в соответствии с темой №13 «Совершенствование процесса обработки зерновой смеси и продуктов ее переработки, с разработкой устройств для дозирования, смешивания и разделения ее на фракции».
Цель исследований. Повышение качества разделения зерновой смеси на фракции применением барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора с усовершенствованной подачей ее на рабочий орган.
Объект исследований. Технологический процесс и структурно-технологическая схема разделения зерновой смеси на барабанно-ленточном диэлектрическом сепараторе.
Предмет исследований. Условия и режимы осуществления подачи и разделения зерновой смеси барабанно-ленточным диэлектрическим сепаратором.
Методика исследований. Теоретические исследования барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики, математики. Предложенная конструкция сепаратора исследовалась в лабораторных и производственных условиях в соответствии с действующими ГОСТ, ОСТ, разработанными частными методиками, а также СТО АИСТ 10.2-2004. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием программ Statistica 6.0, Mathcad 11.0a, Microsoft Office Excel 2007. Достоверность результатов работы подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований; проведением сравнительных исследований в производственных условиях.
Научная новизна. Уточнены аналитические зависимости по определению: высоты расходного бункера над диэлектрической лентой; длины рабочей части диэлектрической ленты; влияния соотношения напряжения на бифилярной обмотке рабочего барабана от скорости диэлектрической ленты для получения стабильного качества разделения зерновой смеси; рациональные конструктивные и режимные параметры барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора, комплексно влияющие на производительность и качество разделения зерновой смеси на фракции (скорость ленты, напряжение на рабочем органе, длина рабочей части ленты).
Новизна технического решения подтверждена патентом на изобретение РФ №2402383.
Практическая значимость. Разработанный барабанно-ленточный диэлектрический сепаратор непрерывного действия, за счёт стабилизации процесса подачи зерновой смеси к рабочему барабану, обеспечивает производительность до 0,35 т/ч, при увеличении натуры качественной фракции с 712 (исходной зерновой смеси) до 753 г/л. Содержание цельного зерна увеличилось с 92,05 до 98,21%. Содержание целого зерна во фракции зерноотходов практически отсутствует.
Реализация результатов исследований. Экспериментальный образец барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора был установлен на мельнице производственной лаборатории ФГУ «Поволжская МИС», прошёл производственную проверку и рекомендован актом хозяйственной комиссии к использованию.
Апробация работы Основные положения и результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО Самарская ГСХА (2005-2011 гг.), ФГОУ ВПО Пензенская ГСХА (2009 г.), ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова (2011 г.), ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА (2011 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах, из них 3 без соавторов и 3 в издании, указанном в «Перечне … ВАК», получен патент на изобретение. Общий объём опубликованных работ составляет 2,26 п.л., из них автору принадлежит 1,88 п.л.
Структура и объём диссертации. Объём диссертации составляет 130 страниц машинописного текста, таблиц 11, иллюстраций 56, 19 страниц приложения, список литературы из 148 наименований, в том числе 7 на иностранном языке.
Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:
-
Теоретические зависимости по определению основных конструктивных параметров (высота расходного бункера над диэлектрической лентой, длина рабочей части диэлектрической ленты) барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора;
-
Конструктивно-технологическая схема и конструкция барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора;
-
Полученные в ходе экспериментальных исследований значения рациональных конструктивных (длина рабочей части диэлектрической ленты) и режимных (скорость ленты, напряжение на рабочем органе) параметров.
Анализ научных работ по теме электрического разделения зерновой смеси
Как показал анализ способов и конструкций устройств для разделения зерновой смеси на фракции, электрозерноочистительные машины обладают рядом преимуществ, в сравнении с сепарирующими устройствами, где разделение зерна происходит только по механическим свойствам и морфологическим особенностям. В изучении данного вопроса значительный вклад внесли следующие ученые: Басов А. М., Бородин И.Ф., Изаков Ф. Я., Леонов В. С, Мищенко В. И., Шмигель В. Н., Яснов Г. Я., Олофинский Н. Ф., Тарушкин В. И., Каменистр В. С, Богоявленский В. М., Низякулов А. А., Блонская А. П., Лубников С. И., Козлов А. П. и другие ученые. В систематизированной форме, а также с указанием автора данных достижений в области электросепарации в таблице 1.3 приведена следующая классификация.В научной работе Тарушкина В. И. упоминается, что одним из основополагающих факторов в формировании качества разделения зерновой смеси на диэлектрическом сепараторе является однородность слоя зерновой смеси на рабочем барабане. По результатам его исследований наиболее оптимальным является расположение зерновой смеси на барабане «в один слой» [95]. Анализ последних работ на данную тему, в том числе Козлова А. П., показывает, что для исключения погрешностей при разделении зерновой смеси необходимо осуществлять трехкратный пропуск сепарируемой массы через од-нобарабанный сепаратор, либо однократный пропуск через сепаратор, в котором установлены друг под другом три цилиндрических рабочих органа [60, 70]. Это означает, что существующие образцы диэлектрических сепараторов с одним барабаном неспособны за один проход качественно разделить зерновую смесь на фракции.
Анализируя работы на тему электрического разделения зерновой смеси на фракции за последние 20 лет (работы Шмигеля В. Н., Качешевилли С. В., Тарушкина В. Н., Козлова А. П., Лубникова С. В.) можно отметить, что исследования в данной области проводились, в основном, по направлению семеноводства, а именно, отбору биологически ценных семян из зерновой массы, с целью повышения их всхожести и урожайности. Однако машины подобного класса могут успешно работать и на отборе фракций для переработки [60, 68, 70, 94, 95].
В работах всех вышеуказанных авторов основными показателями, характеризующими качество разделения, наряду со всхожестью, жизнеспособностью, силой роста семян учитываются масса 1000 зерен, количество белка в зерне и влажность. Такой фактор, как масса 1000 зерен не регламентирован товарной классификацией зерновых культур, а количество белка не входит в ограничительные кондиции зерновых культур, кроме пшеницы [60, 68, 70, 94,95,108,113].
Произведенный анализ позволил сформулировать цель и наметить задачи исследований, которые необходимо решить для ее достижения.
Цель исследований. Повышение качества разделения зерновой смеси на фракции применением барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора с усовершенствованной подачей ее на рабочий орган.
Задачи исследований:
1. Разработать конструктивно-технологическую схему барабанно ленточного диэлектрического сепаратора и перспективный способ подачи зерновой смеси к рабочему барабану в покоящемся состоянии, преимущест венно в «один слой»;
2. Теоретически выявить закономерности влияния конструктивных и ре жимных параметров барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора на показатели его работы;
3. Разработать и изготовить опытный образец барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора с ленточным типом подачи и экспериментально обосновать рациональные конструктивные и режимные параметры его работы;
4. Провести производственные исследования барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора и оценить технико-экономическую эффективность от его применения на производстве.
Определение необходимой высоты расходного бункера над диэлектрической лентой
Началом технологической цепочки процесса сепарации зерновой смеси является дозирование зерновой смеси на диэлектрическую ленту из расходного бункера. Дозирование осуществлялось лопастным питателем через высевную щель. Щель в свою очередь регулируется заслонкой. Размер щели выставлялся соответственно культуре по следующей зависимости [66]: a 7,09л/Ьс, (2.4)
где а- ширина высевной щели, мм;
Ъ— наибольший размер зерна культуры, мм;
с- наименьший размер зерна культуры, мм.
Питатель должен обеспечивать подачу зерновой смеси через высевную щель на ленту в следующем объеме:
Q=S-vy, (2.5)
где Q - моментальный расход зерновой смеси, кг/с;
S - требуемое сечение зернового слоя над рабочим барабаном, м ;
х - скорость ленты, м/с;
у - плотность зерновой смеси, кг/м3
Определив моментальный расход на рабочем барабане по формуле 2.5, можно подобрать сам питатель и определить режим его работы (частоту вращения). Угол наклона воронки бункера, по отношению к плоскости диэлектрической ленты, выбран в размере 50 [54].
Зерновая смесь, вследствие выполненных мероприятий, должна равномерным потоком поступить на расположенную под расходным бункером движущуюся диэлектрическую ленту. Однако, вследствие того, что зерновая смесь даже одной культуры неоднородна, процесс не будет идеальным. От того, каким будет этот поток и с какой высоты (с какой скоростью) высыпавшееся зерно распределится в месте падения на ленту, во многом будет зависеть дальнейшее её продвижение к барабану и переход в однослойное состояние.
Следует заметить, что построение всякой математической модели невозможно без применения основополагающих принципов, каким в данном случае принимается принцип равенства расходов на «входе» и на «выходе» [111]. Что выражается следующим образом:
01 = Qi, (2-6)
где Qi - расход на расходном бункере, кг/с; Q2- расход на рабочем барабане, кг/с. Поскольку диэлектрическая лента движется, то в норме, каждая зерновка должна попадать непосредственно на ленту, а не на другие зерновки. При рациональном режиме работы скорость истечения зерновой смеси из бункера должна быть близка к скорости ленты, так как только в этом случае процесс движения зерновой смеси от «входа» к «выходу» будет близок к ламинарному, что является очень важным фактором обеспечения качества конечного продукта.
В самом деле, если скорость падения зерновок (а также скорость соударения о ленту) будет значительно превосходить скорость ленты, то неминуемо скопление зерновок под расходным бункером. При обратном балансе неминуемо возникновение так называемых лакун, то есть пустот, что также неприемлемо.
Итак, определяющую роль в подборе рационального режима отводится скорости ленты, о чем уже было сказано выше. Это означает, что во все математические модели скорость ленты будет заложена, как ведущий параметр, что позволяет приступить непосредственно к построению моделей.
Пусть Н - высота бункера над лентой. Это расстояние в свободном падении зерновка проводит за время Тп, определяемое по формуле
їк= Щ, (2.7)
где Н— высота бункера над лентой, м;
Г„ - время падения зерновки до касания о ленту, с;
g— ускорение свободного падения, м/с2.
Выше было сказано, что средняя скорость зерновки во время падения и скорость зерновки на ленте должны быть близкими. Вводя допущение, что средняя скорость зерновки может быть принята равной скорости диэлектрической ленты можно получить, не нарушая принципа равенства расходов, следующее выражение:
Рисунок 2.6 - Схема истечения зерновой смеси из Накопительного бункера: 1 —расходный бункер; 2 — диэлектрическая лента
Зная скорость диэлектрической ленты на разных режимах легко определить высоту расходного бункера над ней с достаточной адекватностью, а конкретная высота бункера позволяет проводить целенаправленные экспериментальные исследования.
Определение необходимой длины рабочей части диэлектрической ленты для стабилизации зернового слоя на рабочем барабане
Для рассмотрения процесса во всех его аспектах, целесообразно выделить две принципиальные его стадии: так называемые «турбулентную» и «ламинарную». Так как с уменьшением высоты бункера «турбулентность» тоже может снижаться, а «ламинарность» сохраняется вплоть до рабочего барабана, то расчет теоретической длины ленты логично начать проводить с «ламинарной» стадии процесса.
Роль «турбулентности» будет показана и учтена далее - ее влияние сопоставимо с влиянием естественных механизмов, позволяющих без дополнительных воздействий обеспечить распределение зерновой смеси, преимущественно в один слой. В «ламинарной» стадии взаимное перемещение отдельных зерновок происходит под влиянием силы тяжести и контактными взаимодействиями (энергообменом) зерновок между собой и зерновок с лентой. Очевидно, что все эти факторы будут внешними.
Основываясь на работах [34, 63] можно выделить два основных действующих фактора, обеспечивающих переход зерновой смеси в однослойное состояние. Первым фактором является стремление каждой отдельной зерновки занять свободное пространство под действием собственного веса. Поскольку средний вес отдельной зерновки относительно мал, а контактные взаимодействия между отдельными частями зерновой смеси значительны, то этот фактор не способен самостоятельно быстро обеспечить переход зерновой смеси в однослойное состояние. Исходя из соображений компактности установки (а, следовательно, сравнительно короткой длины ленты) следует принять во внимание роль усилий сдвига, возникающих при перемещении слоев относительно друг друга под действием внешних сил. В самом деле, коэффициент трения «скольжения - качения» (ввиду округлости формы зерновки) между лентой и нижним слоем, а также аналогичный коэффициент между первым - вторым и последующим слоями, вообще говоря, не один и тот же.
Описание лабораторной установки. Факторы, определяющие технологический процесс и уровни их варьирования
Для изучения процесса разделения зерна была изготовлена экспериментальная установка барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора (рисунок 3.3 и 3.4) [46].Задача дальнейших исследований - выявить зависимость качественных и количественных показателей работы барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора от конструктивных параметров и настроек рабочих органов экспериментально, чтобы сопоставить полученные данные с аналитическими. Для этого был составлен план проведения эксперимента (таблица 3.2), за основу которого взят план 2 , а также определены параметры (таблица 3.3), влияющие на процесс разделения.Для обеспечения варьирования факторов были изготовлены сменные элементы сепаратора: лента с различной длиной рабочей ветви (рисунок 3.5), шкивы привода для редуктора с различным диаметром (рисунок 3.6). Предусмотрена возможность регулирования напряжения на рабочем барабане при помощи ЛАТр, сырье, было подготовлено, с заданным уровнем зерновой примеси.В соответствии с целью и задачами, поставленными в диссертационной работе, для экспериментального подтверждения теоретических положений в качестве исходного материала были взяты зерна трех разных зерновых культур (пшеницы, овса, ячменя). Фракционировали зерновые смеси каждой из культур по отдельности на барабанно-ленточном диэлектрическом сепараторе.
Перед началом исследований проводили анализ зерновой смеси каждой из культур: проверку на влажность, наличие зерновой примеси, натуры, угла естественного откоса.
Отбор проб производился по ГОСТ Р 50436-92 (Зерновые. Отбор проб зерна) следующим образом. Из каждого мешка с зерном одной из культур при помощи щупа для отбора проб отбирались точечные пробы с верхней, средней и нижней части массой по 1 кг каждая. Затем точечные пробы соединялись в объединенную пробу и тщательно перемешивались. Из объединенной пробы отделялись 2 кг средней пробы при помощи весов ВЛТЭ-2100, с которой производились анализы [123].
Влажность определялась по ГОСТ 13586.5-93 (Зерно. Метод определения влажности). Из средней пробы выделяют навеску массой 300 г. Предварительно проверяли влажность культур на переносном емкостном влагомере Multi - grain фирмы Dickey-John (рисунок 3.7). Определение производили следующим образом. В емкость прибора засыпалась на Рисунок 3.7 - Переносной веска культуры в 100 г. На корпусе набирался код емкостной влагомер культуры, и на дисплее прибора отображалась Multi-grain влажность зерновой смеси данной культуры. Влажность оказывалась меньше 17%, поэтому в соответствии с ГОСТ был выбран метод измерения влажности без предварительного подсушивания. Из подготовленного зерна выделили навеску 20 г при помощи весов ВЛКТ-500 и измельчили на лабораторной мельнице ЛМ-201. Из эксикатора извлекли две чистые бюксы, взвесили при помощи весов ВЛКТ-500. В бюксы перенесли измельченное зерно, довели массу заполненных бюкс до 5,00 г, после чего поместили в эксикатор. В шкафу СЭШ-ЗМ выставили температуру 130С. Бюксы с навесками быстро поместили в сушильный шкаф. Свободные гнезда шкафа закрыли пустыми бюксами. Продолжительность подсушивания для ячменя, пшеницы, овса составляла 40 мин. После подсушивания бюксы перенесли в эксикатор, где их охладили. Затем бюксы с навеской взвесили на весах ВЛКТ-500 с точностью до второго десятичного знака. Влажность зерна определяли по формуле [126]:
Х=20-(т1-тг)1 (3.1)
где Ш] - масса навески размолотого зерна до высушивания, г; т2—масса навески размолотого зерна после высушивания, г.
Зерновая примесь определялась по ГОСТ 30483-97 (Зерно. Методы определения общего и фракционного содержания сорной и зерновой примесей; содержания мелких зерен и крупности; содержание зерен пшеницы, поврежденных клопом-черепашкой; содержание металломагнитной примеси) следующим образом. Из средней пробы выделяли навеску в 50 г, затем подбирали комплект сит: пшеница (1,0 мм, 1,7420 мм), ячмень (1,5 мм, 2,2420 мм), овес (1,5 мм, 1,8420 мм). Навесок просеивали на комплекте сит длительностью 3 минуты 110-120 колебаний в минуту с амплитудой 10 см. Сход со всех сит высыпали на разборную доску и определяли зерновую примесь. К зерновой примеси относятся: 50% битых и изъеденных зерен, давленные, щуплые, проросшие, с вышедшим наружу корешком или ростком, морозобойные, поврежденные при сушке с изменением цвета, раздутые при сушке, зеленые, зерна ржи и ячменя для пшеницы; пшеницы, ржи и ячменя для овса; пшеницы, полбы, ржи и овса для ячменя. Взвешивали выделенную зерновую примесь с точностью до второго десятичного знака на лабораторных весах ВЛКТ-500. Содержание фракции явно выраженной зерновой примеси R,% вычисляли по формуле [125]
где гпф3 — масса зерновой примеси г; Ш] - масса навески, г. Величина натуры определяется по ГОСТ 10840-64 (Зерно. Методы определения натурного веса). Определение натурного веса производится после выделения из средней пробы крупных примесей на сите диаметром ячеек 6 мм и тщательного перемешивания полученной зерновой смеси. Готовят пур-ку (рисунок 3.8) к работе следующим образом. Ящик 1, на котором устанавливают отдельные части пурки, помещают на горизонтально установленном столе. К коромыслу весов 7 подвешивают, с правой стороны, меру 10 с опущенным в нее падающим грузом 12, с левой - чашку для гирь 3 и проверяют, уравновешивают ли они друг друга. При отсутствии равновесия пурка признается непригодной к работе. Падающий груз вынимают из мерки и устанавливают мерку в башмаке 2 на крышке ящика. В щель мерки вставляют нож 11, на который кладут падающий груз, затем на мерку надевают наполнитель 14. Зерно засыпают в цилиндр 14 из ковша ровной струей, без толчков, до черты внутри цилиндра, указывающей емкость наполнителя. Цилиндр закрывают воронкой, ставят на наполнитель воронкой вниз и после высыпания зерна в наполнитель цилиндр с воронкой снимают. Нож быстро, без сотрясения прибора, вынимают из щели и после того как груз и зерно упадут в мерку, нож вновь с теми же предосторожностями вставляют в щель. Отдельные зерна, которые в конце движения ножа попадут между лезвием ножа и краями щели, перерезаются ножом. Мерку вместе с наполнителем снимают с гнезда, опрокидывают, придерживая нож и наполнитель, и высыпают оставшийся на ноже излишек зерна. Наполнитель снимают, удаляют задержавшиеся на ноже зерна и вынимают нож из щели. Мерку с зерном взвешивают и устанавливают натурный вес [124].
Результаты экспериментальных исследований влияния конструктивных и режимных параметров барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора и засоренности зерновой смеси на изменение натуры в результате фракционирования
Для выявления зависимости натуры от физико-механических свойств зерновой смеси, а также конструктивных и режимных параметров устройства был реализован план Хартли №5, получены уравнения регрессии, адекватно описывающие влияние выбранных факторов на натуру различных компонентов (графически изображены на рисунках 4.5-4.11): Проанализировав представленные выше зависимости можно сделать вывод, что при среднем уровне засоренности рациональными значениями по напряжению на барабане и скорости ленты будут 8 кВ и 0,46 м/с. Относительно длины ленты можно сказать, что принятая аналитически длина ленты в 500 мм является адекватной, поскольку при ней, учитывая 5% погрешность, все исследуемые культуры перешли границу 1 класса по показателю натуры (таблица 4.2).
Как видно из графиков (4.11-4.16) резкое увеличение показателя натуры происходит именно на участке с 0 до 500 мм, с 500 до 1000 мм повышение показателя незначительное. Поэтому принимаем рациональной длиной рабочей части ленты 500 мм [80].
Рациональными значениями конструктивных и режимных параметров, обеспечивающих достаточное качество продукта, будут значения, указанные в таблице 4.3.
1. Проведенные экспериментальные исследования барабанно-ленточного диэлектрического сепаратора позволили выявить уравнения регрессии производительности и величины натуры, получаемой качественной фракции. Определены рациональные режимы и конструктивные параметры установки, обеспечивающие повышение натуры овса до 525 г/л, пшеницы - до 757 г/л, ячменя — до 630 г/л.
2. Исходя из универсальности сепаратора и полученных экспериментальных данных, определили рациональные значения для напряжения на барабане 8 кВ, минимальной рабочей длины ленты 500 мм, скорости ленты 0,46.
3. Максимальная производительность установки составила 0,52 т/ч при скорости ленты 0,94 м/с на культуре пшеница, минимальная производительность соответствовала культуре овса и составила 0,21 т/ч при скорости ленты 0,46 м/с.
4. При средней засоренности в 4% максимальное повышение качества наблюдалось на культуре пшеницы на 37 г/л с 720 до 757 г/л при скорости ленты 0,46 м/с, напряжении на барабане 8 кВ и длины рабочей части ленты 1000 мм.
Зерновая смесь из расходного бункера через высевную щель под действием питателя высыпается на диэлектрическую ленту. По ленте двигается в зону действия электрического поля, которое создается на рабочем барабане при помощи высоковольтного трансформатора. Проходя через зону электрического поля, зерновки с разной массой и объемом по-разному реагируют на воздействие поля. Крупные (выполненные) зерновки не задерживаются полем на барабане и ссыпаются по барабану в отделение качественной фракции. Мелкие (щуплые и дробленые) зерна, а также мелкие примеси задерживаются электрическим полем на барабане и счищаются щеткой с ленты в отделение некачественной фракции.
