Введение к работе
Актуальность темы. Современное сельское хозяйство неразрывно связано с применением минеральных удобрений, которые играют исключительно важную роль в получении высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур и обеспечивают до половины его прироста.
На пути продвижения удобрений от завода-изготовителя до поля хозяйства ключевое значение имеют прирельсовые склады, где происходят основные операции грузопереработки минеральных удобрений: прием, транспортирование, хранение, перегрузка, тукосмешение, затаривание и пр.
Однако существующие технологии грузопереработки содержат сложные и энергоемкие машинные системы, состоящие из ленточных, винтовых, ковшовых конвейеров, грейферных кранов, мобильных погрузчиков и характеризуются наличием открытых транспортных потоков, пылением, потерей и ухудшением качества удобрений. Кроме того, в среде естественной влажности воздуха, перерабатываемые удобрения увлажняются и слеживаются, повышается коррозия и износ оборудования.
Одной из важнейших операций технологии грузопереработки является дозированная перегрузка удобрений из бункерных систем на последующее технологическое звено. Именно от этой операции во многом зависит энергоемкость технологии, а также качество перегружаемых удобрений.
Однако перегрузка удобрений в среде осушенного воздуха остается малоизученной, ее режимы не исследованы, а существующие конструкции средств механизации по тем или иным причинам неэффективны и не могут быть использованы в полной мере.
Поэтому исследования, направленные на совершенствование технологии грузопереработки и создание устройства для перегрузки сыпучих минеральных удобрений, функционирующих в среде осушенного воздуха, являются весьма актуальными.
Цель исследований. Повышение эффективности грузопереработки минеральных удобрений путем разработки технологии, включающей устройство для перегрузки удобрений, функционирующих в среде осушенного воздуха, с выявлением режимов работы устройства, обеспечивающих снижение затрат и сохранение качества удобрений.
Объект исследований. Технология и устройство для перегрузки сыпучих минеральных удобрений.
Предмет исследований. Установление закономерностей процесса перегрузки минеральных удобрений.
Методика исследований. Достижение поставленной цели осуществлялось теоретическими и экспериментальными исследованиями.
Теоретическое исследование посвящено разработке технологии и получению зависимостей, позволяющих выявить оптимальные конструктивные и технологические параметры предлагаемого устройства.
Экспериментальные исследования выполнены на специально изготовленных установках с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента.
Обработка результатов полученных экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением ЭВМ.
Научная новизна заключается в том, что предложена технология грузопереработки минеральных удобрений, включающая разгрузку вагонов трубчатыми цепными конвейерами в бункера хранения, которые установлены в помещении с осушенным воздухом; перегрузку удобрений устройствами, выполненными на основе трубчатого скребкового конвейера, который оснащен загрузочной камерой с рассекателем, обеспечивающим надежность работы устройства; при необходимости смешивание и загрузку удобрений в герметичную мягкую или жесткую тару с ее складированием.
Новизна предложенных технических и технологических решений подтверждена тремя патентами РФ на полезные модели: № 48949 «Бункерное устройство», № 68445 «Устройство для перегрузки сыпучего материала из железнодорожных вагонов», № 85423 «Бункерное устройство».
Практическая ценность и реализация работы. Применение осушенного воздуха и герметичной тары для хранения удобрений обеспечивает сохранность их сыпучести, а использование трубчатых цепных конвейеров с загрузочной камерой, снабженной рассекателем, улучшает экологичность их грузопереработки и обеспечивает снижение энергоемкости процесса. Опытно-производственный образец устройства для перегрузки удобрений был испытан на предприятии по промышленному производству трубчатых цепных конвейеров ОАО «Техноприбор» города Чебоксары и установлено, что данная конструкция работоспособна и эффективна.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства» в 2002-2009г., ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» в 2002–2009г., ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» в 2008г., ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» в 2009г.
Положения выносимые на защиту:
- предложенная технология грузопереработки и устройство для перегрузки сыпучих минеральных удобрений;
- показатели физико-механических свойств минеральных удобрений, перерабатываемых в среде осушенного воздуха;
- теоретические зависимости, обосновывающие основные конструктивно-технологические параметры предлагаемого устройства;
- результаты исследования процесса перегрузки удобрений и режимов работы предлагаемого устройства в лабораторных условиях;
- результаты исследования работы устройства перегрузки в производственных условиях и рекомендации производству.
Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендуемых ВАК и 3 патента РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы из 185 наименований и 24 страниц приложений. Основной текст работы изложен на 164 страницах и содержит 65 рисунков и 11 таблиц.
