урок. Машины для послеуборочной обработкизерна. Машины для послеуборочной обработки зерна Типы зерноочистительных машин. Способы очистки и сортирования
 Скачать 1.34 Mb.
|
|
Машины для послеуборочной обработки зерна 1. Типы зерноочистительных машин. Способы очистки и сортирования В процессе послеуборочной обработки зерно очищают, сортируют, сушат, производят активное вентилирование. Очистка – это удаление из зернового материала, полученного при уборке урожая, примесей (сорняки, пыль, полова и др.). Сортирование – это разделение очищаемой культуры на сорта. В зависимости от назначения зерно сортируют на семенное, продовольственное и фуражное. К каждому материалу, полученному после очистки и сортирования, предъявляются определенные агротехнические и зоотехнические требования. Самые высокие требования предъявляются к семенному зерну. Классификация машин. Зерно- и семяочистительные машины, применяемые в сельском хозяйстве, подразделяются: по составу рабочих органов: на воздушные; воздушно-решетные; триерные; воздушно-решетно-триерные; специальные; по подвижности: на стационарные; передвижные (могут перемещаться от посторонней тяги или от собственного двигателя – самопередвижные). Воздушные и воздушно-решетные машины производят предварительную очистку и частично сортирование зерна после обмолота комбайнами и доводят его обычно до норм, установленных для продовольственного зерна. Воздушно-решетно-триерные машины (а также воздушно-решетные совместно с триерными) производят очистку и сортирование семян различных культур до норм посевного материала. Все они относятся к сложным и комбинированным машинам универсального назначения, в которых последовательно сочетаются рабочие органы, основанные с различными принципами действия. Скорость воздушного потока у этих машин регулируется, они имеют сменный набор решет и триерных цилиндров. Специальные машины (горка, змейка, электромагнитные машины и др.) применяют для дополнительной очистки семян от примесей, которые нельзя выделить при помощи универсальных машин, а также для дополнительного калибрования и сортирования семян. В специальных машинах используются рабочие органы, работающие, как правило, только по одному принципу. К зерноочистительным машинам предъявляются следующие основные требования: за один пропуск они должны давать очищенное зерно в соответствии с требованиями к семенному или продовольственному материалу; величина отходов семян не должна превышать допустимых значений; рабочие органы машин не должны повреждать зерно; машины должны быть универсальными, высокопроизводительными и удобными в эксплуатации. Способы очистки и сортирования сельскохозяйственных материалов основаны на различии признаков, определяющих материалы основной культуры и примесей. К таким признакам относятся следующие физико-механические свойства: геометрические размеры частиц; аэродинамические свойства; форма поверхности; удельный вес (плотность); электропроводность; цвет; упругость; механическая прочность. Зерновой ворох очищают и сортируют с учетом различных свойств очищаемой культуры, сорняков и примесей. В современных зерноочистительных машинах разделение зерновой смеси происходит в основном по геометрическим размерам и аэродинамическим свойствам. Разделение по размерам. У зерен различают длину, ширину и толщину. Длина – наибольший размер, толщина – наименьший. По толщине зерновая смесь разделяется на решетах с продолговатыми отверстиями (рис. 1, а). Рабочим размером продолговатых отверстий является ширина, так как длина их значительно больше длины зерен. Через продолговатые отверстия проходят зерна, толщина которых меньше ширины ячеек. Для прохода через отверстие зерно на решете должно повернуться на ребро и расположиться вдоль отверстия. Это происходит при движении зерен по решету. Решета с продолговатыми отверстиями более производительны по сравнению с другими, и процесс разделения на них менее энергоемок.  Рис. 1. Основные принципы разделения и сортирования зерна: а – по толщине; б – по ширине; в – по длине; г – по аэродинамическим свойствам; д – по плотности; е – по форме; ж – по шероховатости; з – по состоянию поверхности; 1 – триерный цилиндр; 2 – лоток; 3 – вентилятор; 4 – бункер; 5 – делительная заслонка; 6 – колеблющаяся дека; 7 – ворсистое полотно; 8 – барабан; 9 – магнит По ширине зерновая смесь разделяется на решетах с круглыми отверстиями (рис. 1, б). Зерна, ширина которых меньше диаметра отверстий, проходят через решето, а более крупные компоненты зерновой смеси перемещаются по решету и сходят с него. Для эффективного разделения смеси на решетах с круглыми отверстиями необходимо, чтобы зерна своей продольной осью располагались перпендикулярно плоскости решета. Это достигается вертикальными колебаниями решета, создающими режим движения смеси на решете с подбрасыванием. Если длина зерен превышает ширину менее чем в два раза, для разделения смеси достаточно горизонтальных колебаний решет. По длине зерновая смесь разделяется в триерных цилиндрах (рис. 1, в). Различают кукольные и овсюжные цилиндры – для выделения соответственно коротких и длинных примесей. Внутренняя поверхность триерного цилиндра снабжена ячейками, имеющими форму ковша. Цилиндр вращается вокруг оси, расположенной под небольшим углом к горизонту. В кукольных триерах в ячейки попадают короткие примеси. Зерна основной культуры, длина которых больше диаметра входного отверстия ячейки, не могут полностью уместиться в них и скользят по поверхности триера. Благодаря уклону эти зерна постепенно передвигаются к выходу из триерного цилиндра. Короткие примеси поднимаются ячеистой поверхностью на определенную высоту и выпадают в лоток, расположенный внутри цилиндра, из которого шнеком выносятся за пределы триера. В овсюжном триере в лоток вычерпываются зерна основной культуры, длинные примеси идут сходом с триерного цилиндра. Качество очистки достигается изменением положения лотка. Разделение смеси по длине может происходить и на решетах с круглыми отверстиями. Для этого параллельно решету с крупными отверстиями на расстоянии, превышающем ширину длинных составляющих смеси, устанавливается глухое решето без отверстий. Смесь проходит между решетами. Короткие составляющие смеси проходят отверстия, а длинные идут сходом с решета. Очистка зерна по аэродинамическим свойствам (рис. 1, г) происходит благодаря воздействию воздушного потока, который создается в зерноочистительно-сортировальных машинах вентилятором. В аспирационных каналах воздух, пронизывая материал, увлекает вверх легкие частицы. Часть из них оседает затем в отстойной камере, где напор и скорость воздушного потока снижаются. В некоторых случаях достичь хорошего качества разделения зерновых смесей не удается, поэтому приходится прибегать к дополнительным способам очистки. По плотности семена разделяются на пневмосортировальных столах (рис. 1, д). Принцип их работы заключается в следующем. Зерновая смесь подается на решетчатую деку, совершающую колебательные движения. Слой материала на деке продувается снизу воздушным потоком. Частицы смеси приводятся во взвешенное состояние и распределяются следующим образом: менее плотные зерна всплывают на поверхность, а более плотные оседают вниз к поверхности деки. Установленные на деке рифы направляют за счет колебаний деки зерна различной плотности в разные приемники. Разделение зерновых смесей по форме частиц производится на винтовых сепараторах – змейках (рис. 1, е). Зерна под действием центробежных сил в винтовом сепараторе движутся по различным траекториям. Округлые зерна, получившие большую скорость, перебрасываются через борт винтовой поверхности, более плоские – сходят по ней вниз. На змейках хорошо отделяются горох и вика от овса. Семена гречишки (кырлыка), имеющие треугольную форму, достаточно хорошо отделяются от семян пшеницы на решетах с треугольными отверстиями. На подобных решетах, но с другими размерами и отверстиями, можно выделить из тимофеевки щавель мелкий. Отделение семян с различными фрикционными свойствами поверхностей происходит на горках с поперечным или продольным движением (рис. 1, ж). Семена с большим коэффициентом трения уносятся горкой, с меньшим – скатываются вниз. В магнитных сепараторах поверхности семян обрабатываются магнитным порошком (рис. 1, з). Смесь семян с магнитным порошком подается на вращающийся цилиндр. Поверхность цилиндра находится под воздействием магнитного поля. Шероховатые семена с приставшим порошком удерживаются на вращающемся цилиндре магнитным полем. Гладкие семена скатываются с цилиндра, как только достигают его горизонтального диаметра. Так происходит очистка семян клевера, люцерны, льна. Хорошо удерживают магнитный порошок на своей поверхности семена повилики, подорожника, а также битые и поврежденные семена основных культур. На триерах с ворсистой поверхностью смеси очищаются от шероховатых семян. Так отделяют, например, семена овсюга. В игольчатых барабанах семена разделяются в зависимости от их твердости. Пораженные брухусом семена с меньшей твердостью накалываются на иголки, установленные в шахматном порядке на внутренней поверхности барабана, а затем выносятся из смеси и счищаются щеткой в лоток. Ведутся работы по разделению зерновых смесей по электрофизическим свойствам, по цвету и т. д. Однако пока эти способы широкого практического распространения не получили. 2. Воздушно-решетные зерноочистительные машины Общее устройство. К основным рабочим органам воздушнорешетных зерноочистительных машин универсального назначения относятся решетная часть, состоящая из набора плоских решет, образующих решетные станы; триерная часть; воздушная часть, включающая воздушные каналы, камеры и вентиляторы; устройства для загрузки и разгрузки машины. Решета подразделяют: по способу изготовления — на пробивные, тканые и плетеные; конструктивному оформлению – плоские и цилиндрические; в зависимости от рода выполняемой работы: колосовые (имеют наибольшие отверстия и предназначены для выделения крупных примесей); подсевные (имеют, как правило, мелкие круглые отверстия, через которые просеиваются мелкие примеси); сортировальные (служат для разделения основной культуры на сорта). Решета размещаются в решетных станах, которые во время работы совершают колебания в продольном и поперечном направлениях (решета с продолговатыми отверстиями – в продольном). При колебаниях решета зерно приводится в движение, путь его увеличивается, и вероятность попадания зерен в отверстия возрастает. Решетные станы различных зерноочистительных машин разработаны на основании общей классической схемы (рис. 2).  Рис. 2. Принципиальная схема работы решетного стана: ЗС – зерновая смесь; КП – крупные примеси; МП – мелкие примеси; ЧЗ – чистое зерно; МЗ – мелкое зерно; Б1, Б2, В, Г – решета Такой решетный стан состоит из четырех решет: Б1, Б2, В, Г. При работе зерновая смесь подается на решето Б1, которое подбирают с такими отверстиями, чтобы сквозь них проходило 50 % зерновой смеси (в том числе зерно и мелкие примеси). Вторая часть зерновой смеси сходит с решета Б1 и поступает на решето Б2 (колосовое). Решето Б2 подбирают с такими отверстиями, чтобы все зерно проходило через его отверстия, а крупные примеси сходили с решета. Зерновая смесь, прошедшая через решето Б1, поступает на решето В. Решето В (подсевное) подбирают с такими отверстиями, чтобы сквозь них проходили мелкие примеси (песок, семена сорняков). Зерно (в том числе половинки дробленого зерна) сходит с решета В на решето Г (сортировальное). На решето Г поступает также зерно, которое прошло сквозь решето Б2. Решето Г подбирают с такими отверстиями, чтобы через них прошли мелкие и щуплые семена (в том числе половинки дробленых вдоль зерен). Чистые, полноценные семена сходят с решета Г. В зависимости от целей и условий очистки возможны различные варианты осуществления технологического процесса. Подбор решет для каждой культуры предварительно осуществляется по таблице, а затем уточняется опытным путем (с использованием наборов лабораторных решет). Данные для предварительного выбора решет
Чтобы решета не засорялись, все зерноочистительные машины имеют приспособления для их очистки. Наиболее эффективны щеточные очистители. Для цилиндрических решет применяют круглые щетки и деревянные ролики. Воздушно-решетная машина ОВС-25 используется для первичной очистки и характеризуется высокой производительностью. Машина оборудована двумя одинаковыми решетными станами, приемной камерой с двумя питающими валиками и подпружиненными клапанами, а также воздушной системой, работающей в сочетании с централизованной воздушной системой (рис. 3).  Рис. 3. Технологическая схема работы воздушно-решетной зерноочистительной машины: 1 – загрузочное окно; 2 – приемная камера; 3 – питающий валик; 4, 5 – воздушные каналы; 6, 7 – решетные станы; 8 – выход легких примесей; 9 – заслонка регулировки воздушного потока; 10 – воздушный канал Воздушная система состоит из воздушных каналов, переходника и колена. В верхней части колена имеется заслонка. Внизу к колену прикреплен закрытый сужающийся к выходу лоток 8 для отвода легких примесей. На выходе он перекрыт тремя шарнирно подвешенными воздушными клапанами, которые при работе периодически открываются под действием силы тяжести накапливающихся в лотке примесей. Решетный стан (каждый) состоит из корпуса и четырех решет Б1, Б2 и В, Г с очистительными щетками. Решета Б1 и Б2 подбирают по ранее рассмотренному принципу. Решето В выбирается с таким расчетом, чтобы сквозь его отверстия проходили мелкие примеси. Под решето Г должны проходить только мелкие и дробленые зерна (фураж) основной культуры. Рабочий процесс машины протекает следующим образом. Зерновой материал через загрузочное окно подается в приемную камеру, где делителем равномерно распределяется по ширине камеры, заполняя ее полностью. Далее питающие валики подают зерновой материал двумя одинаковыми потоками в воздушные каналы, где из него выделяются легкие примеси. Крупные легкие примеси, отсасываемые воздухом, осаждаются в лотке, из которого периодически выпадают через клапаны. Другая часть мелких пылевидных примесей выносится воздухом в центробежный отделитель примесей централизованной воздушной системы зерноочистительного агрегата. Очищенный от легких примесей зерновой материал из одного канала поступает на верхний, а из другого – на нижний решетный стан, где отделяются крупные и мелкие примеси, мелкие и дробленые зерна основной культуры. Воздушно-решетно-триерная машина СМ-4 довольно широко применяется для очистки семян и продовольственного зерна. Рабочий процесс очистки и сортирования семян выполняется следующим образом (рис. 4). Зерновой материал загрузочным транспортером подается в питающее устройство. Шнек 1 распределяет материал по ширине машины и подает его в аспирационный канал 15, из которого легкие примеси выносятся воздухом в осадочную камеру 4, где осаждаются и выводятся наружу шнеком 5. После очистки в аспирационном канале материал попадает на решетный стан, где из него решетами Б1, Б2, В и Г выделяются мелкие и крупные примеси, мелкие и дробленые зерна. Очищенный на решетах зерновой материал проходит через второй аспирационный канал 14, в котором извлекаются оставшиеся легкие примеси и щуплые легковесные зерна. Они транспортируются воздухом в осадочную камеру 7. Далее зерновой материал шнеком чистого зерна 13 выводится в первую ветвь отгрузочного элеватора 10, который транспортирует зерно на обработку в триерные цилиндры 11 и 12. Чистые отсортированные семена из триерных цилиндров попадают во вторую ветвь отгрузочного транспортера и выгружаются в бурт или транспортное средство. Короткие примеси собираются вместе с мелкими зернами, просеявшимися сквозь отверстия решета Г. Длинные примеси (овсюг) собираются отдельно (выход IV).  Рис. 4. Технологическая схема работы воздушно-решетно-триерной семяочистительной машины: 1 – распределительный шнек; 2 – клапан-питатель; 3, 8 –воздушные заслонки; 4, 7 – осадочные камеры; 5 – шнек; 9 – фильтр; 10 – элеватор; 11, 12 – триеры; 13 – зерновой шнек; 14, 15 – аспирационные каналы; I – выход легких и мелких примесей; II – выход мелких и коротких примесей; III – выход крупных и легких примесей; IV – выход длинных примесей; V – выход очищенного зерна При очистке продовольственного зерна триерные цилиндры отключают, а очищенное воздухом и решетами зерно поступает непосредственно во вторую ветвь отгрузочного элеватора. Подача зернового материала в машину регулируется изменением натяжения пружины клапана-питателя. Кроме того, у подпружиненного конца клапана установлен отключающийся упор. Изменяя его положение относительно выключателя механизма самопередвижения, можно изменять положение срабатывания выключателя в зависимости от угла отклонения клапана. При переполнении кожуха распределительного шнека клапан, преодолевая сопротивление пружины, отжимается поступающим материалом и выключает упором конечный выключатель. Машина останавливается. По мере переработки зернового материала стоящей неподвижно машиной подача в загрузочное устройство уменьшается. Клапан освобождается и вновь включает механизм самопередвижения. Воздух внутри каждой воздушной системы циркулирует по замкнутому кругу: вентилятор → нагнетающий канал → аспирационный канал → осадочная камера → вентилятор. В общей стенке обеих воздушных систем имеется окно для перетока части воздуха из нагнетательного канала первой системы во всасывающую (осадочную) камеру второй системы. Из нагнетательного канала второй воздушной системы часть запыленного воздуха выводится наружу через фильтр. Его периодически очищают встряхиванием. Пыль оседает со стенок в емкость под фильтром, а удаляют ее скребком при неработающей машине. Семяочистительные машины Petkus обеспечивают высокие технико-экономические показатели. Машина «Petkus Gigant» К535 предназначена для работы в составе технологических линий агрегатов и комплексов для вторичной очистки и сортирования зерновых, бобовых и масличных культур. Она представляет собой стационарную установку, состоящую из загрузочного устройства, решетного и воздушного сепараторов, смонтированных на раме объемной конструкции (рис. 5).  Рис. 5. Схема семяочистительной машины «Petkus Gigant»: 1 – приемный бункер; 2 – питающий валик; 3 – регулируемая заслонка; 4, 10 – аспирационные каналы; 5, 9 – осадочные камеры; 6, 8 – воздушные заслонки; 7 – вентилятор; 11 – триерный цилиндр; 12 – лоток; 13 – щетки; 14 – нижнее решето; 15 – верхнее решето; 16 – колотушки-очистители; I, III – легкие примеси; II – мелкие семена и примеси; IV – крупные примеси; V – зерно с воздушно-решетной очистки; VI – короткие примеси Технологический процесс осуществляется следующим образом. Зерно, поступающее на очистку в загрузочное устройство, распределяется по ширине приемной камеры 1 и через регулируемую шибером 3 щель подается в канал предварительной воздушной аспирации 4. В аспирационном канале под воздействием разрежения отделяются легкие примеси и щуплое зерно. Прошедший предварительную очистку материал поступает на решета, где производится разделение семян по толщине и ширине. В расположенном за решетным станом главном воздушном сепараторе выделяются и выносятся в отстойную камеру частицы, которые отличаются от семян большей парусностью. Выходящие из главного воздушного сепаратора чистые семена поступают в приемную воронку и направляются на дальнейшую обработку в триерный блок. Регулирование качества очистки осуществляется подбором решет и скоростью воздуха в каналах воздушного сепаратора. | |||||||||||||||||||||||||||||