Повышение эффективности работы транспортно-технологической системы элеваторов для хранения зерна

Аскарова А.А., Оспанов А.Б., Аскаров А.Д.

Республика Казахстан, Таразский государственный университет им.М.Х. Дулати, Алматинский технологический университет

В рабочем помещении механизированных зернохранилищ и элеваторов наблюдается повышенная запыленность воздуха при приеме и перемещении зерна. Это связано с низкой эффективностью очистки зерна от легких примесей, несовершенством перегрузочных и пылеулавливающих устройств. Для снижения интенсивности пылевыделения на производстве вынужденно уменьшают техническую производительность конвейеров на 40…45% [3,4].

Эжекция встречного воздуха потоком зерна, движущегося по крутонаклонному самотеку связано с аэродинамическим сопротивлением движению зерна, соответственно, со скоростью перемещаемого зерна. Это является причиной интенсивного пылевыделения при загрузке зерна на конвейер. Характер движения зерна внутри самотечной трубы зависит от скорости перемещения, а скорость зерна зависит от угла наклона трубы. В зависимости от вида перемещаемой культуры минимальный угол наклона самотека должен быть больше угла поверхностного трения зерна на 25%.

Известны способы уменьшения скорости падения зерна по самотеку, установленной в пункте загрузки конвейера [5]: использование тормозящих пластин, изменение направление движения зерна внутри трубы т.п. Места установки тормозящих элементов зависит от высоты падения зерна и угла наклона самотека, влияющие на скорость падения зерна и интенсивность пылевыделения в окружающую среду. Характер движения потока зерна зависит от угла наклона самотечной трубы. В зависимости от угла наклона самотечной трубы слой зерна при принимает ускоренный (рисунок 1, а), при и замедленный (рисунок 1, б) характер движения, так как В первом случае происходит интенсивное пылевыделения при загрузке зерна на ленту конвейера, так как скорость поступления зерна u_з в n раза может превысит скорости ленты u_л: u_з n u_л.

«Ломанная» конструкция самотека (рисунок 1, в) позволяет снизить скорость падения зерна по трубе.

При проектировании самотечной трубы необходима расчитывать на снижение скорости падения зерна до величины скорости конвейерной ленты, куда поступает зерно.

а) a₁ > tgj = f б) a₂ ³ tgj = f в) a₁ > a₂

Рисунок 1. Характер движения потока зерна по самотечной трубе в пункте загрузки надсилосного конвейера: а) ускоренный - слой зерна 1 с минимальной (2), и максимальной (3) толщиной; б) замедленный – слой зерна 5 с минимальной (3) и максимальной (6) толщиной; в) ускоренно –замедленный: слой зерна с минимальной (2) и максимальной (3,6) толщиной

С целью предварительной очистки зерна от легких примесей учеными РФ /1985…1990гг/ были предложены обеспыливающая камера А. С. Разворотнева и аэрожелоба Н.П.Черняева [2], работающие по принципу псевдоожижения движущегося слоя зерна по решетке. Известно, что сущность псевдоожижении заключается в разрыхлении поступающей массы на пористую перегородку или решетку. Привести в состояние псевдоожижения слоя зерна сопровождается при относительно больших затратах энергии, а также стабильность технологии очистки не стационарная. Поэтому, выходом из данной ситуации является целесообразное использование свойства текучести /сыпучести/ зерна для разрыхления масс.

Для обеспечение технической производительности конвейеров и норий с повышением эффективности работы элеватора целесообразно: заменить загрузочных устройств приемного и надсилосного ленточных конвейеров на пневмокамеру для очистки зерна от легких примесей при загрузке конвейеров [1,4]. Габаритные размеры пневмокамеры не должны превышать размеров существующего загрузочного лотка СЛН надсилосных ленточных конвейеров; выполнить конструкцию пневмокамеры секционной; уменьшить скорости падения зерна в пунктах загрузки приемного и надсилосного конвейеров и норий, разгрузки надсилосного конвейера. Это достигается установлением тормозящих элементов внутри самотечной трубы, по которой перемещается зерно перед поступлением на конвейер.

На рисунке 2 представлена схема односекционной пневмокамеры.

Пневмокамера предназначена для перегрузочных пунктов элеваторов, ее можно установить между секциями самотечных труб, в вертикальном положении. Основным рабочим органом является рабочая камера /или секция камеры секционной конструкции/, образуемая клинообразными жалюзийными патрубками для ввода воздуха и вывода аэросмеси.

Количество секции в камере зависит от производительности конвейеров и норий, а также от места расположения машины. Использование данной машины в пунктах перегрузки элеваторов позволяет совместить транспортные операции с технологическими, поддерживая в рабочих помещениях рабочую среду, концентрация пыли которая не превышает ПДК (4 мг/м³). Принцип работы пневмокамеры основан на использование физико-механических свойств зерна, как сыпучесть (текучесть), без псевдожижения.

Пневмокамера состоит из корпуса 1 (рис. 2), приемного 2 и выпускного 3 патрубков для зерна, 4 и 5 – аспирационных патрубков для ввода воздуха /4/ и вывода аэросмеси /5/ с соответствующими жалюзийными клинообразными патрубками 9, опоры 6, решетки 7 для рыхления-, 8 – задвижки для регулирования толщины поступающего слоя зерна. Жалюзийные патрубки 9 могут обеспечить равномерного распределения воздуха в межзерновом пространстве зерна при послойном его перемещении в камере после решетки 7.

Пневмокамера м.б. использована индивиду-ально, или встраиваться на самотек в перегрузочных пунктах элеваторов.

Рисунок 2. Пневмокамера односекционная: 1– корпус; 2,3 – приемный и выпускной патрубки; 4 и 5 – аспирацион- ные патрубки; 9 - жалюзи; 7 –решетка; 8 – задвижка

Пневмокамера работает в следующем порядке. Поток исходного зерна с легкими примесями через приемный патрубок 2, далее зерно с помощью наклонной решетки 7 разрыхляется, при этом увеличивается его объем. В слое зерна при разрыхлении создается воздушные прослойки, через которое воздух проникает в межзерновое пространство. Воздух, за счет разности давления, создаваемой системой аспирации, легко извлекает легких примесей, далее аэросмесь направляется в циклон-пылеотделитель и рукаыный фильтр.

Преимущества пневмокамеры: простота конструкции, отсутствие вращающихся-, и колеблющихся элементов; меньшие удельные затраты: вместо механического привода или механических разрыхлителей использован стационарный разрыхлитель в виде решетки, не требующие затрату энергии за счет использования сыпучего свойства потока зерна; за счет снижения сопротиления движению воздуха благодаря воздушных прослоек внутри массы, уменьшается затраты энергии по сравнению с машинами, работающие по принципу псевдоожижения.

Были проведены экспериментальные исследования по установлению рациональных параметров пневмокамеры. Полученные научные данные позволили выдать исходные требования на разработку опытного образца машины. Она обеспечивает высокую эффективность очистки зерна от легких примесей – 96-98% при низкой удельной затрате: конструкция компактная, производительность соответствует технической производительности элеваторных конвейеров и норий за счет секционного выполнения конструкции. Поэтому эту машину можно использовать в пунктах перегрузки зернохранилищ и элеваторов, при приемке зерна для очистки вновь убранного зерна от легких примесей.

Внедрение пневмокамеры в зернохранилищах и элеваторах позволяет повысить эффективности хранения зерна в емкостях, снижает интенсивности пылевыделения в приемных и перегрузочных пунктах.

Список использованной литературы

1. Предварительный патент РК №3320. Устройство для отделения легких примесей и пыли. //Аскарова А.А., Алибеков А.А. (РК). Заяв. 02.04.1994; опубл. 10.06.1996; Бюл. №2.

2. Разворотнев А.С. Обеспыливание зерна при пневмосепарировании по щелевым решеткам. Дисс. Канд.тех.наук. М.: 1984. 150с:ил.

3. Аскарова А.А. Совершенствование перегрузочных и пылеулавливающих устройств ленточных конвейеров предприятий хлебопродуктов. Автореферат дис. … к.т.н. –МТИПП, -М.: 1992, - 24 с.

4. Аскарова А.А., Аскаров А.Д. Совершенствование процессов первичной обработки и хранения зерна / Ежемес. научно-теор. и произв. журнал Российской Федерации “Аграрная наука”, №9; 2010 г.

5. Боуманс В. Эффективная обработка и хранения зерна. Grain Handling and storage /Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo: 1985. Пер. с англ.: к.т.н. В.И. Дашевского – М., 1991.