Введение к работе
Актуальность проблемы. В обеспечении сохранности и высокого качества свежеубранного зерна и улучшения санитарно-гигиенических условий труда на предприятиях хлебопродуктов большую роль играет оснащение линий приемки и обработки зерна эффективными и высокопроизводительными зерноочистительными машинами и обеспыливающими устройствами.
На предприятия зерно поступает с большим содержанием сорной (3-ІС$) и зерновой (8-15$) примесей. Существующая технология обработки зерна не предусматривает очистку его при приемке. Прежде чем пройти очистку зерно ленточными конвейерами, нориями и другими транспортными средствами направляют на временное хранение в накопительные бункера и силоса. И только после этого зерно проходит очистку от примесей. Но в процессе временного хранения происходит самосогревание и порча зерна. Это связано с тем, что большинство примесей отличаются от семян основной культуры значительной гигроскопичностью и большой жизнестойкостью. Таким образом, при существующей технологии приемки и хранения зерна снижается его качество и увеличивается объем транспортных операций.
Все это вызывает необходимость применения зерноочистительных машин непосредственно в линиях приемки. Следовательно, перед сушкой зерно необходимо также очищать от грубых, крупных и легких примесей.
Наличие грубых и крупных примесей в зерне, особенно сыром и влажном, ухудшает сыпучесть зерна, осложняет его сушку в шахтных и рециркуляционных сушилках. Легкие примеси нередко являются причиной загорания зерна в сушилках.
Исследованию процесса очистки зерна посвящено большое количество научных работ, разработано множество конструкций воздуш-
ных и ситовых сепараторов. Несмотря на то, что по многим основным направлениям данного вопроса получены существенные научные результаты, ряд важных проблем сепарирования зерна в больших грузопотоках требуют своего решения.
В южных областях Казахстана зерно на хлебоприемные предприятия поступает с очень высоким содержанием пыли. Формирование грузопотоков в загрузочных и перегрузочных пунктах конвейеров при высоких скоростях тягового элемента сопровождается большим выделением пыли из зерновой массы в окружающую среду. Из-за несовершенства конструкции насыпных лотков концентрация пыли в воздухе рабочих помещений значительно превышает допустимую норму.
Изложенное позволяет сделать вывод, что разработка научно-практических основ процесса и создания машин для очистки и обеспыливания зерна при его приемке и транспортировании на предприятиях хлебопродуктов является актуальной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.
Решению ряда вопросов данной проблемы были посвящены исследования, проведенные в Джамбулском технологическом институте легкой и пищевой промышленности в соответствии с планами основных научных направлений: "Исследования по совершенствованию управления производством, созданию и внедрению прогрессивных технологических процессов и оборудования по реализации продовольственной программы" (утв. Минвузом КазССР, 12.06.86, приказ № 12-2/6-205) на 1991-95 гг., "Разработка и создание прогрессив-. ных технологий и высокопроизводительного оборудования для предприятий агропромышленного комплекса и пищевой промышленности" в соответствии с планом Минхлебопродуктов СССР (приказ № 309 от 06.11.86 г.) по созданию стационарных ленточных конвейеров для транспортирования насыпных грузов с лентой шириной 500,650 и 800 мм, производительностью 100,175 и 350 т/ч.
Целью работы является решение проблемы очистки и обеспыливания зерна непосредственно при его приемке и транспортировании яа предприятиях хлебопродуктов и создание на основе научных исследований эффективных зерноочистительных машин и пылеулавливаю-цих устройств для линий приемки.
Научной концепцией работы является обеспечение эффективности процессов-очистки и обеспыливания зерна, рассматриваемых как составные части технологического потока послеуборочной обработки з линиях приемки зерна.
На защиту выносятся следующие научные положения:
обоснование принципов построения, функционирования новых эффективных секционных сепараторов для линий приемки зерна цред-триятий хлебопродуктов;
обоснование принципов и методов оценки технологической эффективности процесса очистки зерна в секционных воздушных сепараторах с подрешеточной пневмосепарирующей камерой, сепараторах с далиндрическими решетками и скальператорах конвейерного типа с тоской решеткой;
обоснование принципов и методов оценки влияния процесса рормирования грузопотока в перегрузочных устройствах ленточных сонвейеров на выделение пыли из зерна.
Научная новизна работы:
выявлен механизм формирования грузопотоков в пунктах перегрузки зерна в линиях приемки, раскрывающий принцип осуществле-шя процесса очистки зерна от примесей при больших грузопотоках;
выявлены закономерности процесса очистки зерна от примени в секционных воздушно-ситовых сепараторах с плоскими и ци-шндрическими решетками и скальператорах конвейерного типа,что юзволило наметить пути экспериментального обоснования парамет-юв этих машин;
получены обобщенные аналитические зависимости между основными выходными показателями процесса и входными параметрами, характеризующими условия очистки зерна от примесей в линиях приемки;
разработаны и определены показатели работоспособности рабочих органов секционных сепараторов с подрешеточной пневмосепа-рирующей камерой и скальператоров конвейерного типа;
получены экспериментальные зависимости концентрации пыли в воздухе рабочих помещений линий приемки зерна от конструктивных параметров перегрузочных и пылеулавливающих устройств и скорости ленты конвейеров.
Достоверность научных исследований подтверждена результатами экспериментальных исследований на установках и промышленном оборудовании, а также производственной эксплуатацией созданного нового оборудования.
Практическая значимость работы заключается в применении результатов теоретических и экспериментальных исследований при создании эффективных секционных воздушных сепараторов с подрешеточной пневмосепарирующей камерой, во внедрении их в линии приемки зерна на Джамбулском комбинате хлебопродуктов & Ij разработке ПНИШромзернопроектом и Курским машиностроительным заводом "Эле-ватормельмаш" скальператора конвейерного типа, а также в освоении серийного производства перегрузочных и пылеулавливающих устройств модернизированных типов ленточных конвейеров У2-УЖ-50, У2-УЛК-65 и У2-УЛК-80. Новизна конструктивных решений секционных сепараторов и скальператора защищена II изобретениями (тремя авторскими свидетельствами Ш I64I739, 1688938, 1776555 и восемью положительными решениями Российского патентного ведомства о выдаче патентов на заявки изобретений Ш 4930624, 4931118,4943807, 4955005,5003779,5004117,5004163,5030759); На основе полученных
результатов исследований разработаны "Руководящие технические материалы (РТМ) к проектированию ленточных конвейеров", принятые к использованию ЦШИПромзернопроектом. На Дкамбулском комбинате хлебопродуктов № 2 эксплуатируются ленточные конвейеры с перегрузочными и обеспыливающими устройствами, конструкции которых модернизированы с учетом результатов настоящей работы.
Полученные теоретические, экспериментальные и методические разработки могут быть использованы при дальнейшем совершенствовании имеющейся и создании новой техники и технологии в сельском хозяйстве, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях Дкамбулского технологического института легкой и пищевой промышленности (с 1985 г.' по 1992 г.) и на республиканской научно-практической конференции "Проблемы комплексной автоматизации и механизации производства агропромышленного комплекса Казахстана" (Алма-Ата,Восточное отделение ВАСХНИЛ, 30 июня-1 июля 1988 г.); на Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Алма-Ата, КазСХИ, 20-23 июня 1990 г.); на научной конференции "Научное обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пищевой промышленности", посвященной 60-летию МЖШ (Москва, 29-31 октября 1991 г.); в отделе новой техники № 16 ЦНИИПромзернопроекта, на технических Советах Дкамбулских комбинатов хлебопродуктов И I и № 2 (1992 г.). Отдельные разделы диссертационной работы отражены в отчетах по госбюджетным-и хоздоговорным работам НИР, в которых автор принимал участие.
Результаты диссертационной работы используются также в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании по дисциплинам "Механизация ПРТС работ" и "Технологическое оборудование предприятий хранения и переработки зерна" на кафедре "Машины и
аппараты пищевых производств" Джамбулского технологического института легкой и пищевой промышленности.
Публикации. Основные научные положения, результаты, выводы и рекомендации диссертации изложены в 18 опубликованных работах, в том числе 14 статьях и 4 авторских свидетельствах на изобретения (имеется также 9 положительных решений на изобретения).
Объем диссертации. Общий объем диссертации 356 страниц. Диссертация состоит из введения, пяти глав и приложений. Содержит 105 рисунков, 30 таблиц; список литературы включает 210 наименований.