Экспериментальное изучение интенсивности просеивания различных компонентов зернового материала через универсальный плоскорешетный сепаратор

В настоящее время существует фракционная технология очистки зерна, которая позволяет сразу на первом этапе обработки получить основное зерно базисных кондиций. Так, в

ВСГУТУ разработан универсальный плоскорешетный сепаратор, который позволяет сразу на первом этапе выделить большую часть основного зерна базисных кондиций за счет различия интенсивности просеивания компонентов зернового материала в отверстии решет [1, 2, 3].

Цель данной работы - экспериментально определить интенсивность просеивания различных компонентов в отверстия решет в зависимости от диаметра отверстий решет и загрузки.

Материалы и методы

Экспериментальные исследования интенсивностей просеивания различных компонентов зерновых смесей проводили на экспериментальной установке, схема которой представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема универсального плоскорешетного сепаратора зерна:

1 - питающее устройство; 2 - каскадный решетный стан универсального сепаратора зерна;

3 - решета; 4 - сплошные накопители; 5 - перфорированные накопители; 6 - приемник мелкой и короткой примеси; 7 - приемник зерна с мелкой и короткой примесью; 8 - приемник основного зерна; 9 - приемник зерна с длинной и крупной примесью; 10 - приемник длинной и крупной примеси; 11 - подвески; 12 - эксцентриковый вибропривод. Под решетным станом 2 расположены приемники фракций: 6 - мелкой и короткой; 7 - зерна с мелкой и короткой примесью; 8 - основного зерна; 9 - зерна с длинной и крупной примесью; 10 - длинной и крупной примеси. Решетный стан 2 установлен на подвесках 11 и приводится в колебательное движение при помощи вибропривода 12

Универсальный плоскорешетный сепаратор зерна (см. рис. 1) включает питающее приспособление 1, под которым расположен каскадный решетный стан 2 с решетами 3. В качестве решет 3 могут быть использованы решета с пробивными круглыми или продолговатыми отверстиями, а также плетеные и другие решета, размеры отверстий которых обеспечивают возможность прохода всех частиц обрабатываемой смеси. Со стороны загрузочного конца решет 3 расположены сплошные накопители 4 и перфорированные накопители 5.

Подаваемый питающим устройством 1 исходный зерновой материал поступает на верхнее решето 3 решетного стана 2. При совершении колебательных движений решетного стана 2 происходит перераспределение частиц зернового материала в пространстве, образованном пакетом решет 3. Частицы смеси, попавшие в канал на верхнее решето, проходят через блок решет, разделяясь по крупности и другим свойствам, влияющим на интенсивность просеивания, за счет различной скорости их просеивания в решетном пространстве.

Мелкие частицы обладают в сравнении с другими более высокой средней скоростью прохода решетного пространства каскадного решетного стана 2, выходя из него раньше других, и попадают в более близкие к загрузочному устройству приемники фракций. Остальные частицы смеси распределяются в соответствии с их скоростью прохода решетного пространства в других, более удаленных от места подачи секциях приемного устройства.

При исследовании использовалось следующее лабораторное оборудование: весы с пределами измерения до 150 кг, до 10 кг, до 0,1 г; делитель зернового материала ДЗК-2; разборные доски и шпатели; классификатор решетный РКФ-1; пневмоклассификатор порционный РПК-30 а также пневмоклассификатор К-292; триер порционный; триер непрерывного действия с цилиндром диаметром 0,3 м и длиной 0,7 м; квадрат оптический; тахометр; секундомер; индикатор часового типа.

Результаты и обсуждения

Провели исследования в зависимости интенсивности просеивания коротких примесей (рис. 2), основного зерна (рис. 3) и длинных примесей (рис. 4) от диаметра отверстий при подаче зернового материала в один элементарный слой и два элементарных слоя.

3,8      4,3      4,8      5,3      5,8      6,3      6,8 d, мм

3,8      4,3      4,8       б 5,3      5,8      6,3      6,8 d, мм

Рисунок 2 – Зависимость интенсивности просеивания коротких примесей от диаметра отверстий решет: а – один элементарный слой; б – два элементарных слоя

3,8        4,3        4,8        5,3        5,8        6,3        6,8 d, мм

Рисунок 3 – Зависимость интенсивности просеивания зерна: а – один элементарный слой; б – два элементарных слоя

d, мм

d, мм

б

Рисунок 4 – Зависимость интенсивности просеивания длинных примесей от диаметра отверстий решет: а – один элементарный слой; б – два элементарных слоя

Рассмотрим полноту просеивания ε однородных частиц i-го компонента зерновой смеси по длине однородного решета при подаче материала слоем небольшой толщины, которая определяется выражением:

Ei = 1 - E №,

где ^ i - интенсивность просеивания i-го компонента, дм^-1.

Из (1) находим:

^i = -|ln(1 - £t).

Если в формулу (2) подставить полученные в эксперименте значения х и соответствующие им значения E i , можно видеть, что интенсивность просеивания на начальных участках решета для всех компонентов смеси максимальная, а с увеличением расстояния от начала решета уменьшается. Это связано с тем, что примесь и основное зерно неоднородны.

Определены зависимости интенсивности просеивания компонентов: короткой ^к, длинной ^д примесей и основного зерна ^о от диаметра отверстий решет. При этом для просеивания зерна в один элементарный слой получено линейное уравнение, а для остальных фракций – квадратические модели:

^ = а + bd + cd2, (3)

где d - диаметр отверстий решет; а, b и c - константы.

Таблица

Расчетные значения коэффициентов моделей и среднее квадратическое отклонение моделей

Наименование компонентов	Кол-во элементарных слоев	Значение коэффициентов моделей			Средние квадратические отклонения	Коэффициенты корреляции
		a	b	c
Короткая	1	-4,63	0,796	0,15	0,50	0,985
примесь	2	-8,76	2,799	-0,116	0,38	0,98
Основное	1	-6,95	1,683	-	0,26	0,989
зерно	2	3,324	-1,854	0,278	0,288	0,976
Длинная	1	1,185	-0,856	0,141	0,074	0,995
примесь	2	0,646	-0,535	1,097	0,044	0,997

Короткие примеси при разных подачах выделяются примерно одинаково. Это связано с подпрыгиванием частиц смеси. Когда зерновой материал подается в один слой, при столкновении с кромкой отверстия решета частица получает удар и подпрыгивает. При подпрыгивании короткие частицы смеси смещаются по длине решета дальше других, что снижает интенсивность просеивания.

Заключение

Анализ экспериментальных данных показал, что интенсивность просеивания коротких примесей почти в 2…3 раза больше основного зерна, а интенсивность просеивания длинных примесей в 1,5 …2,5 раза меньше основного зерна. С увеличением подачи зернового материала интенсивность просеивания коротких и длинных примесей, а также основного зерна уменьшается.