Механизация послеуборочной обработки зерна. Трубилин Е. И. Федоренко Н. Ф. Тлишев А. И
 Скачать 6.13 Mb.
|
|
Устройство сепаратора. Сепаратор семян, технологическая схема которого представлена на рисунке 3.15 включает: раму 9, бункер 1 с расположенными под ним желобчатыми лотками 4; пневмопривод лотков 5 одностороннего действия, в виде одно мембранных элементов с жёсткими центрами со што- ками и возвратными пружинами 6; блоки плоских сепарирующих сопл 7; сборник фракций 8; пневмосистему с коллекторами 2 и 13; редукторы давле- ния 11 и 13 с манометрами 12 и 14; электродвигатель 15 (рисунок 3.17) на ва- лу которого установлена крыльчатка 10. Все элементы пневмосистемы сепа- ратора связаны шлангами. Между компрессором и ресивером сепаратора по- следовательно включается фильтр для очистки воздуха от пыли, масла и вла- ги. 59 0 0 ,2 5 0,5 0,7 5 1,0 1,2 5 1 ,5 1,75 2 ,0 2,2 5 2 ,5 0 0 , 2 5 0, 5 0,7 5 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,2 5 2 ,5 Подключение к компрессору III IV I II V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9 17 1 - бункер; 2 - заслонка; 3 - шарнир лотка; 4 - лоток; 5 пневмопривод; 6 - воз- вратная пружина; 7 - сопло; 8 - приёмник фракций; 9 - рама; 10 - пульт управления; 11 и 12 - соответственно регулятор давления и манометр пнев- мопривода лотка; 13 и 14 - соответственно регулятор давления и манометр сопл; 15 – ресивер; 16 – заслонки приёмника фракций; 17 - кран для сброса конденсата Рисунок 3.15 Технологическая схема сепаратора семян по массе Технологический процесс работы сепаратора семян по массе При работающем компрессоре и включённом электродвигателе 15 ри- сунок 3.16 с помощью регулятора давлении воздуха пневмопривода 11 и рео- стата 17 позволяющего изменять число оборотов вала электродвигателя 15 60 устанавливается необходимый режим движения семян по желобкам лотка 4. Генерация колебаний лотков осуществляется вращающимся с переменной частотой четырёхлопастным диском 10, жёстко закреплённым на валу элек- тродвигателя 15, лопасти которого при вращении пересекает струю воздуха вытекающего из сопла 9 и улавливаемую приёмным соплом 8. 3 4 5 6 7 15 1 2 0 0, 25 0, 5 0,7 5 1,0 1,25 1,5 1,7 5 2,0 2,2 5 2,5 0 0, 25 0, 5 0,7 5 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,2 5 2,5 8 9 16 11 12 14 13 А Вид А 10 0 1 2 3 4 5 6 17 1-трубопровод от компрессора; 2-центральный ресивер сепаратора; 3-шарнир лотка; 4-лоток; 5-пневмопривод лотка; 6-пружина возвратная; 7-сопла; 8- приёмный канал; 9-питающее сопло вибратора; 10-крыльчатка-прерыватель воздушного потока; 11- регулятор вибропривода; 12 – манометр виброприво- да; 13 -регулятор давления сопл; 14- манометр сопл; 15 - электродвигатель; 16 - ресивер сопл. Рисунок 3.16 Схема блока питания сепаратора При отсутствии лопасти диска 10 в зазоре между соплами 9 и 8 струя воздуха улавливается приёмным соплом 8 и по каналам связи направляется в глухие камеры пневмоприводов 5. Мембрана пневмопривода поднимается вверх и штоком связанным с жестким центром отклоняет лоток 4 поворачи- вая вокруг шарнира 3, растягивая пружину 6. Когда лопасти диска 10 заходят в зазор между соплами 8 и 9, то питающая струя из сопла 9 в приёмное сопло 8 не подаётся. При этом избыточное давление из глухих камер пневмоприво- дов 5 через сопло 8 сбрасывается в атмосферу, а лотки под действием пру- жин 6 возвращаются в исходное положение. Далее колебания повторяются в описанной выше последовательности. Колебания лотков с заданной частотой и амплитудой обеспечивают подачу семян на сортирующие сопла в устано- вившемся режиме. 61 Семена должны двигаться по желобчатому лотку поштучно друг за другом, равномерно без отрыва от поверхности лотка. Амплитуда колебаний лотка должна быть минимальной. Для регулировки амплитуды на пневмо- приводе 5 установлен механизм для ограничения хода штока лотка 4. Фикса- ция ограничителя хода штока осуществляется контргайкой. Поток семян из бункера 1 рисунок 3.15 по лоткам 4 регулируется за- слонкой 2. Затем с помощью редуктора давления воздуха 13 устанавливается та- кое давление в соплах 7, чтобы в последнюю фракцию (пятая фракция – са- мые лёгкие составляющие исходного вороха) попадало от 6 до 10 % сепари- руемого исходного вороха. Воздействие струи на семя осуществляется непосредственно у среза сопла на начальном его участке при следующих условиях: лоток совершает колебания вместе с соплом, причём срез сопла 7 находится непосредственно за краем лотка 4. Семена движутся поштучно ориентированные в желобках лотка длиной осью по направлению подачи на сопла. Струи воздуха сообща- ют семенам одинаковое количество движения. Время воздействия струи на семя ограничивается периодом прохождения семени над соплом. После воздействия струи на семя, оно движется в свободном полёте за пределами сопла и зоной действия струи, как тело, брошенное под углом к горизонту с начальными параметрами скорости и угла наклона. Для устойчивой работы пневмосистемы сепаратора на компрессоре должен быть установлен кран для стравливания лишнего давления в атмо- сферу. Это исключит перегрев компрессора при длительной его работе и по- зволит поддерживать постоянным величину давления в ресивере компрессо- ра. Давление на сепарирующих соплах 7 должно поддерживаться постоян- ным, равным первоначальной настройке. Регулировки сепаратора семян по массе 1 Подача семян на желобчатый лоток регулируется заслонкой 2 (рису- нок 3.15) установленной на передней стенке бункера 1 исходных семян. Ве- личина открытия заслонки считается достаточной при условии, когда семена на сходе с желобка движутся в один слой и поштучно подаются на сорти- рующие сопла 7. 2 Мощность колебаний (сила сообщаемая штоком пневматического вибратора 5 лотку 4) регулируется регулятором давления 11, при этом вели- чина давления в питающем канале вибропривода отслеживается по маномет- ру 12 и поддерживается постоянной. 62 3 Амплитуда колебаний лотка регулируется изменением положения ог- раничителя хода штока вибратора 5. Мощность и амплитуда колебаний вибролотка устанавливаются таки- ми, чтобы перемещение семян к соплам по лотку осуществлялось без отрыва от поверхности вибролотка. 4 Натяжение пружины 6 регулируется с помощью гайки навинченной на болт связанный с пружиной. 5 Регулировка давления питания сопл осуществляется регулятором давления 13 (рисунки 3.15 и 3.16). Давление в соплах 7 устанавливается та- кой, чтобы в последнюю фракцию (самую лёгкую) попадало от 6 до 10 % се- парируемого исходного вороха. Это число определяется агрономом хозяйст- ва в зависимости от исходных качеств обрабатываемого материала. 6 Регулируется количество сбрасываемого в атмосферу воздух из реси- вера компрессора, изменением степени открытия дросселя и добиваясь при этом устойчивой работы всей пневмосистемы сепаратора: давление питания сопл и пневмоприводов должно быть постоянным. Подготовка сепаратора семян к работе Перед началом работы с помощью специального прибора, определяю- щего работоспособность сопл убедиться в их исправности. Если сопла ис- правны, указатель прибора, перед каждым соплом должен отклоняться на одинаковую величину. При засорении сопл их очистку (продувку) произво- дить повышенным давлением воздуха (не более 1 кг/см 2 ) и прочисткой с по- мощью щупа из пластмассовой плёнки толщиной не более 0,2 мм и шириной 3 мм. Проверить и при необходимости отрегулировать положение штоков привода вибролотков, руководствуясь условием – в рабочем положении ось штока должна совпадать с осью направителя, жёстко прикреплённого к лотку снизу. Лопасть крыльчатки 10, рисунок 3.16 при вращении может цепляться за элемент сопло-сопло 8 и 9. Необходимо устранить деформацию крыльчат- ки так, чтобы крыльчатка вращалась свободно в зазоре между соплами 8 и 9. При появлении утечки воздуха заменить повреждённые воздуховоды. Следить, чтобы установка была заземлена, а лопасти крыльчатки за- крыты защитным кожухом. В конце смены с крана 17 установленного на ресивере 15 (рисунок 3.15) необходимо выпускать воздух и вместе с ним скопившийся в процессе работы конденсат, что позволит исключить образование коррозии на внут- ренних поверхностях пневмосистемы и забивание сопел малого сечения. 63 4 Зерносушилки, агрегаты и комплексы для послеуборочной обра- ботки зерна 4.1 Способы сушки и агротехнические требования Согласно агротехническим требованиям на длительное хранение сле- дует засыпать зерно влажностью до 14 %. С увеличением влажности возрас- тает интенсивность дыхания зерна, увеличивается выделение теплоты и про- исходит самосогревание массы. Поэтому усиливаются процессы брожения, развиваются бактерии и плесень, качество зерна снижается. Влажность свежеубранного зерна нередко составляет 20-35 %. Такое зерно необходимо в короткий срок высушить, доведя его влажность до кон- диционной. Снизить влажность зерна можно естественной сушкой на откры- той площадке, вентилированием атмосферным или подогретым воздухом и искусственной сушкой в зерносушилках. Для естественной сушки зерно рассыпают на току слоем 10-15 см и пе- риодически перелопачивают или перебрасывают с места на место зернопуль- том, зерно метателем, зернопогрузчиком. Естественную сушку применяют, если влажность зерновой смеси меньше 20 %. Для активного вентилирования зерно помещают в напольные или бун- керные установки и пропускают через неподвижный слой зерна атмосфер- ный воздух. Вентилированием предотвращают самосогревание зерна и уда- ляют испарившуюся влагу. Активное вентилирование применяют для вре- менной консервации семян охлаждением, медленной сушки и аэрации их при хранении. Чтобы повысить эффективность этих процессов, воздух в первом случае охлаждают, во втором - нагревают на 2-6°С, в третьем - снижают его влажность. Для искусственной сушки зерно помещают в сушилку и нагревают до установленной температуры. При нагреве влага из внутренних слоев зерна перемещается на поверхность и испаряется, а затем в виде пара удаляется в окружающую среду. Интенсивность испарения влаги зависит от температуры нагрева зерна и скорости движения газов через зерновой слой. Чем больше показатели этих процессов, тем выше скорость испарения влаги. Температу- ра нагрева зерна при сушке ограничивается его термостойкостью, т. е. пре- дельно допустимой температурой нагрева, при которой сохраняются семен- ные и хлебопекарные качества зерна. Допустимая температура нагрева зерна зависит от культуры, сорта, влажности и продолжительности его пребывания в нагретом состоянии. Существует несколько способов нагрева и сушки зер- на. Конвективный способ. Теплота, необходимая для нагрева зерна, пе- редается ему конвекцией от движущегося газообразного теплоносителя (на- гретого воздуха или его смеси с продуктами горения), называемого агентом сушки. Взаимодействуя с зерновой массой, агент сушки обеспечивает тепло и массообмен: зерно нагревается, влага испаряется, поглощается газами и уно- сится в окружающую среду. 64 Кондуктивный (контактный) способ. Теплота передается зерну при соприкосновении его с нагретой поверхностью путем кондукции (теплопро- водности). Для этого способа характерен неравномерный нагрев зерна в слое. Семена, контактирующие с горячей поверхностью, нагреваются сильнее, чем удаленные. Излучение. Теплота передается зерну лучистой энергией нагретого те- ла, не имеющего непосредственного контакта с зерном (инфракрасными лу- чами). Электрический способ. Зерно помещают в поле токов высокой часто- ты (ТВЧ) между двумя пластинами конденсатора. Молекулы зерна поляри- зуются и приводятся в колебательное движение. Колебания сопровождаются трением частиц и нагревом материала. Этот способ обеспечивает быстрый и равномерный нагрев зерновой массы, сопровождающийся интенсивным ис- парением влаги, но требует больших затрат энергии. Сорбционный способ заключается в смешивании влажного зерна с влагопоглотителем (силикагелем, хлоридом калия, опилками и др.), который впитывает в себя выделенную из зерна влагу. Затем сорбент отделяют от зер- на, высушивают и вновь используют. Сорбционный способ применяют для сушки семян с низкой термостойкостью (горох, бобы и др.). Большую часть влажного зерна сушат конвективно-контактным спосо- бом в зерносушилках периодического или непрерывного действия в непод- вижном, подвижном и псевдосжиженном слое зерновой массы. Зерносушил- ки бывают стационарные и передвижные, открытого исполнения и с установ- кой в здании. По конструкции сушильных и охладительных камер различают сушилки барабанные, шахтные, колонковые, карусельные, конвейерные, бункерные идр. Промышленность выпускает сушилки малой (до 2,5 т/ч), средней (до 15 т/ч) и высокой (до 40 т/ч) производительности. Агротехнические требования устанавливают допустимые температу- ры нагрева теплоносителя и зерна для разных зерносушилок. В барабанной зерносушилке зерно движется вдоль вращающегося ба- рабана в потоке теплоносителя. Температура теплоносителя для сушки про- довольственного зерна колосовых культу 180..200 °С, семян 100...160 о С. При этом продовольственное зерно пшеницы нагревается до 55 °С, семенное - до 48 о С. В шахтной зерносушилке зерно перемещается вниз под действием си- лы тяжести, а теплоноситель движется навстречу зерну. Температура тепло- носителя для сушки продовольственного зерна колосовых культур 100.. 140 о С, семенного - 65...70° С, температура нагрева продовольственного зерна до 55° С, семенного - до 45 о С. Неравномерность нагрева зерна в процессе сушки должна быть не более 3...4°С. Неравномерность влажности высушен- ного (до 15 %) зерна допускается ±1 %. Влажность зерна за один пропуск че- рез барабанную зерносушилку можно снизить с 25 до 17 %, через шахтную сушилку - с 25 до 19 %. Зерно после сушки необходимо охладить до температуры, пре- вышающей температуру атмосферного воздуха не более чем на 10...15 о С. За- кладывать на хранение нагретое зерно запрещается, так как оно может по- гибнуть или потерять товарные качества. 65 4.2 Барабанные зерносушилки Зерносушилка СЗСБ-8А общий вид которогопредставлен на рисунке 4.1 предназначена для сушки семенного и фуражного зерна любой исходной влажности и засоренности. Сушилку используют в составе зерноочиститель- но-сушильных комплексов КСЗ-25Б. Барабанная зерносушилка состоит из топочного блока 2, переходника 1, сушильного барабана 8, выгрузной камеры 19, вентилятора 9, охладитель- ной колонки, нории 17, приводной станции 22, воздухопроводов и топливной системы. Топочный блок предназначен для сжигания жидкого топлива и образо- вания теплоносителя (смеси топочных газов с воздухом) с параметрами, не- обходимыми для сушки. Блок состоит из горелки, камеры сгорания, смеси- тельной камеры, отражательного экрана и автоматической системы. Горелка снабжена вентилятором и форсункой для распыливания топлива. Топливо подается в форсунку насосом из бака, установленного за пределами здания. Подачей топлива управляет автоматика, с помощью которой устанавливают и поддерживают температуру теплоносителя. Сушильный барабан включает в себя шести секционную крестовину 6 и обечайки. На лучах крестовины закреплены полочки 7 для пересыпания зерна. На внутренней поверхности в начале и конце барабана смонтированы лопасти 4, расположенные по винтовым линиям. На выходном конце бараба- на установлен конусный патрубок, к торцу которого присоединено подпор- ное кольцо с окнами. Обечайка барабана заключена в два кольца-бандажа 5, которыми барабан опирается на приводные и поддерживающие ролики 21. Барабан приводится во вращение с частотой 8 мин -1 приводной станцией 22. Сверху на выгрузной камере 19 установлен вентилятор 9, засасываю- щий теплоноситель от топочного блока. Внизу камера суживается, образуя выгрузной лоток, на котором смонтирован шлюзовой затвор 20. Охладительная колонка, предназначенная для охлаждения зерна после сушки, состоит из наружного 10 и внутреннего 11 перфорированных цилинд- ров, вентилятора 12, шлюзового затвора 16 и автоматики для поддержания необходимого уровня зерна в кольцевой камере колонки. Рабочий процесс сушки заключается в следующем. Влажный зерновой ворох, подаваемый по трубе 3 в загрузочную камеру, высыпается на винто- вые лопасти 4. Семена под действием теплоносителя, движущегося внутри барабана от топочного блока 2 квентилятору 9 напора вороха в зоне загрузки и винтовых лопаток поступают в барабан. Полочки захватывают порции се- мян, поднимают их и затем сбрасывают. Теплоноситель, проходя через бара- бан, пронизывает семена, ссыпающиеся с полочек, и нагревает их. В резуль- тате нагрева влага из семян испаряется, поглощается теплоносителем и уда- ляется из сушилки. Отработанный теплоноситель вентилятором 9 выбрасы- вается в атмосферу. Количество теплоносителя, проходящего через барабан, регулируют с помощью дросселя вентилятора в зависимости от критической скорости высушиваемых семян. 66 1- переходник; 2 -топочный блок; 3 - загрузочная труба; 4-лопасть; 5 - коль- цо-бандаж; 6 - крестовина; 7- полочка; 8 - сушильный барабан; 9, 12 - венти- ляторы; 10, 11 - цилиндры; 13, 14 - датчики уровня; 15 - конус; 16, 20 - шлю- зовые затворы; 17 - нория; 18 - бункер; 19 - выгрузная камера; 21 - ролики; 22 - приводная станция. Рисунок 4.1 Зерносушилка СЗСБ-8А Скорость испарения влаги увеличивается пропорционально температу- ре нагрева зерна, которую можно поднимать лишь до значений, допустимых агротехническими требованиями. Перегрев зерна приводит к распаду ве- ществ (денатурация белка), входящих в состав клеток зерна, отмиранию про- топлазмы и гибели зерна как живого организма. Поэтому при сушке зерна важно обеспечить такой режим, который исключал бы его перегрев. Температура нагрева зерна зависит от двух факторов: температуры те- плоносителя и времени пребывания зерна в сушильной камере (экспозиции сушки). Температуру теплоносителя регулирует и поддерживает автоматика топочного блока, а экспозицию сушки устанавливают с помощью выгрузного устройства. Высушенное зерно, непрерывно выгружаемое шлюзовым затвором 20, поступает в норию 17 изагружается сверху в охладительную колонку. Хо- лодный воздух, всасываемый вентилятором 12 через отверстия наружного цилиндра 10, проходит через слой зерна, охлаждает его и по внутреннему цилиндру 11 поступает в вентилятор. Шлюзовой затвор 16 непрерывно вы- 67 гружает зерно из охладительной колонки. Поэтому зерно в колонке движется вниз. Датчики 13 и 14 автоматически поддерживают постоянный уровень зерна в кольцевой камере охладительной колонки. Производительность сушилки при снижении влажности зерна с 20 до 14 % составляет 10 т/ч. Рабочие органы приводятся в действие электродвига- телями суммарной мощностью 38 кВт. Удельный расход условного топлива 12,8 кг/т. |