Анализ работы шлюзового затвора в линиях пневмотранспортировки сыпучих материалов

тений и др.), дающих возможность уменьшить расход семян, топлива и пестицидов в 1,5-2,5 раза.

3. Модернизация материально-технической, ремонтно-обслуживающей базы.

4. Повышение уровня технической готовности парка машин до 0,95-0,98 (против 0,80-0,82 в настоящее время), и годовую выработку в основных сельскохозяйственных зонах на эталонный трактор до 1200-1500 эт. га (против 540-560 эт. га в настоящее время).

5. Сокращение удельных затрат на ремонт и техобслуживание МТП с 19 до 4-5% от себестоимости продукции.

6. Снижение затрат за счет использования при ремонтно-обслуживающих работах восстановленных деталей (ежегодно на 10 млрд руб.).

7. Продление срока использования машин на 20-25%.

8. Введение в широкую практику планово-предупредительного технического обслуживания МТП.

Литература

1. Горбачев, И.В. Состояние и перспективы развития тракторостроения для АПК России / И.В. Горбачев, А.М. Нефедов // Тракторы и сельхозмашины. - 2012. - № 1. - С. 3-6.

2. Лачуга, Ю.Ф. Инновации для агропромышленного комплекса / Ю.Ф. Лачуга, А.М. Бондаренко // Вестник аграрной науки Дона. - Зерноград: РИО ФГБОУ ВПО АЧГАА. - 2012. - № 3(19). - С. 5-13.

Сведения об авторах Лачуга Юрий Фёдорович - вице-президент Россельхозакадемии, академик РАСХН, д-р техн. наук, профессор (г. Москва).

Бондаренко Анатолий Михайлович - д-р техн. наук, профессор, проректор по научной работе Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 41-1-61.

Information about the authors Lachuga Yuryi Fyodorovich - Vice-President of the Russian Academy of Agricultural Sciences, academician of the RAAS, Doctor of Technical Sciences, professor (Moscow).

Bondarenko Anatolyi Mikhailovich - Doctor of Technical Sciences, professor, prorector of research work, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 41-1-61.

УДК 631.86.067

АНАЛИЗ РАБОТЫ ШЛЮЗОВОГО ЗАТВОРА В ЛИНИЯХ ПНЕВМОТРАНСПОРТИРОВКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

© 2013 г. И.Н. Краснов, А.Н. Глобин, Д.А. Терновой, М.А. Бондарева

Показана возможность работы шлюзового затвора в режиме пневмопривода его ячеистого ротора. Даны зависимости для определения его производительности на выгрузке сыпучих материалов и частоты вращения его ротора. Предложен способ стабилизации частоты вращения ротора в зависимости от нагрузки на него.

Ключевые слова: шлюзовой затвор, лопатка ротора, частота вращения.

The possibility of the floodgate lock operating in its cellular pneumatic actuator rotor is submitted. Dependences for determination of its productivity on unloading of bulks and frequencies rotation of the rotor are offered. The method of the rotor speed stabilization in according to the load on it is provides.

Key words: floodgate lock, rotor blade, frequency of rotation.

Шлюзовой затвор в линиях обработки сыпучих материалов одновременно выполняет и роль дозатора барабанного типа непрерывного действия [1]. Так, в отделителе концентрированных кормов, а также в мельничном производстве по рисунку 1 шлюзовой затвор используется для вывода продукта, находящегося в бункерах под избыточным давлением воздуха в линии его дальнейшей обработки, находящиеся под вакуумом или атмосферным давлением в них.

В отделитель воздух под давлением со взвешенным в нём материалом поступает по трубопроводу 1 в камеру бункера 6.

Привод такого шлюзового затвора производится от электродвигателя с редуктором для снижения частоты вращения его ротора. Так как работает он, находясь между средами с различным давлением воздуха, то целесообразно использовать в них этот перепад давлений для пневмопривода их ротора, как в известных ротационных

В связи с резким уменьшением скорости в нём (до 0,2.. .0,8 м/сек) материал падает на дно камеры, откуда непрерывно выводится шлюзовым затвором 2 наружу. Затем освобождённый от основной массы материала, но ещё запыленный воздух поднимается вверх и попадает в циклон 5. Так как в циклоне воздух резко меняет своё направление, частицы материала под действием центробежной силы выпадают и скатываются по жёлобу ко второму шлюзовому затвору 3. После этого освобождённый от материала воздух с некоторым количеством мельчайших частиц пыли направляется в выходной патрубок 4.

Рис. 1. Отделитель концкормов: 1 - трубопровод; 2, 3 - шлюзовой затвор; 4 - выходной патрубок;

5 - циклон;

6 - камера

пневматических машинах. С этой целью ротор барабанного шлюзового затвора (или дозатора) должен быть закреплён в корпусе эксцентрично, как в ротационном пластинчатом вакуумном насосе [2]. Тогда шлюзовой затвор можно характеризовать как ротационную пневматическую машину с вращательным движением ведущего звена,

работающую с использованием потенциальной энергии сжатого воздуха, принцип работы которой не отличается от работы поршневых двигателей. Как и в поршневом, в ней внешняя работа совершается за счёт изменения параметров состояния сжатого воздуха в рабочей камере. В общем

цикле работы такого шлюзового затвора можно выделить главные рабочие процессы: наполнения, расширения и выталкивания воздуха и продукта из рабочей камеры.

Упрощённая схема барабанного шлюзового затвора с пневмоприводом представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Схема усовершенствованного барабанного шлюзового затвора для сыпучих материалов: 1 - ротор; 2 - корпус; 3 и 4 - каналы подачи и вывода продукта; 5 и 6 - лопатки ротора

Он содержит ротор 1, размещённый эксцентрично в корпусе 2, имеющем нагнетательный канал 3 подачи продукта в шлюзовой затвор и вакуумированный канал 4 выгрузки (или дозированной подачи) этого продукта в линию его дальнейшей обработки. Ротор шлюзового затвора снабжён лопатками 5, 6 с возможностью перемещения в его пазах.

В дальнейшем введём следующие обозначения:

К и Ь - нагнетательный канал подачи продукта в затвор и вакуумированный канал вывода его из шлюзового затвора;

г и Я - радиусы ротора и расточки корпуса под него;

1 - длина ротора;

2 - количество лопаток ротора;

е - эксцентриситет по осям ротора и корпуса;

у- угол между соседними лопатками;

щ1 и щ2 - углы поворота соседних лопаток 1 и 2 относительно горизонтальной оси по рисунку 2 (щ2 - (1 = у).

При работе шлюзового затвора на торцы выступающей из паза ротора лопатки 5 действует перепад давлений: избыточного или атмосферного над ней и вакуума под ней. Появляется сила, равная произведению абсолютных давлений по обе стороны лопатки 5 на площадь выступающей её части из паза ротора 1.

Под действием этой силы ротор приводится во вращение с частотой, ограниченной силами сопротивления трению лопаток и сыпучего материала о корпус и его крышки, в пазах и в подшипниках ротора. Образующиеся между соседними лопатками ячейки, проходя при вращении ротора над каналом 3, наполняются сыпучим материалом из бункера под действием силы тяжести его и напора. Далее порция сыпучего материала, заключённая в этой ячейке между лопатками, продвигается к патрубку Ь и ссыпается по каналу 4 выгрузки в линию дальнейшей его обработки. Лопатки же этой ячейки, двигаясь далее, постепенно утопают в пазы ротора, уменьшая зазор корпус-ротора практически до нуля, после чего они снова выходят из пазов ротора в зоне загрузки сыпучим материалом, и процесс работы шлюзового затвора повторяется с частотой вращения ротора.

Производительность шлюзового затвора на сыпучих материалах в условиях поддержания постоянной частоты вращения ротора будет:

2 = 60-у-^• /• р-2• п, кг/ч,

где у- коэффициент степени заполнения ячей ротора; Г - площадь поперечного сечения ячейки ротора в зоне её заполнения сыпучим материалом, м2; р - плотность сыпучего материала, кг/м3.

По этой зависимости производительность шлюзового затвора при остальных постоянных величинах зависит только от вместимости ячейки между соседними лопатками ротора, в связи с чем формы канала 3 подачи материала и образующей корпуса в зоне загрузки материала должны быть оптимизированы по обеспечению максимальной вместимости этих ячей в зоне загрузки.

Мощность привода шлюзового затвора зависит от скорости V вращения его ротора и суммы сил сопротивления его вра-

щению Р и может быть определена по формуле

N =-, кВт,

1000

где к - коэффициент, учитывающий вид сыпучего материала, равный к =1 для мелкозернистых материалов и к =2 для кусковых, легко распадающихся на отдельные частицы материалов.

Окружная скорость ротора находится в функции частоты вращения п:

ПВП, м/с,

V =

60

где О - внутренний диаметр расточки корпуса под ротор, м.

По зависимостям (2) и (3) частота вращения ротора шлюзового затвора зависит от суммы сил сопротивления его вращению Р и при холостом ходе резко увеличивается, что обуславливает необходимость установки в пневмоприводе такого шлюзового затвора специального центробежного регулятора, управляющего перепадом давлений на лопатке ротора.

Выводы

1. Привод шлюзового затвора может быть обеспечен за счёт эксцентричного расположения ротора и создания перепада давлений воздуха на его лопатках.

2. Для стабилизации частоты вращения ротора шлюзового затвора необходима установка в нём центробежного регулятора, управляющего перепадом давлений воздуха на его лопатках в зависимости от подачи сыпучих материалов в затвор.

Литература

1. Глобин, А.Н. Дозаторы: монография / А.Н. Глобин, И.Н. Краснов. - Зерно-град: ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2012. - 348 с.

2. Краснов, И.Н. Механизация производства, первичной обработки и переработки молока / И.Н. Краснов, А.Ю. Краснова, В.М. Филин, Д.В. Филин. - Ростов-на-Дону: Терра Принт, 2009. - 388 с.

Сведения об авторах Краснов Иван Николаевич - д-р техн. наук, профессор кафедры механизации и технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-1-71.

Глобин Андрей Николаевич - канд. техн. наук, доцент кафедры механизации и технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-1-71.

Терновой Дмитрий Александрович - канд. техн. наук, доцент, главный специалист отдела обеспечения качества образования Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-3-60.

Бондарева Мария Александровна - аспирантка Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-1-71.

Information about the authors

Krasnov Ivan Nikolaevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Mechanization and technology for production and processing of agricultural products department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-1-71.

Globin Andrey Nikolaevitch - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Mechanization and technology for production and processing of agricultural products department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-1-71.

Ternovoi Dmitryi Alexandrovich - Candidate of Technical Sciences, chief specialist of the department of quality assurance, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-3-60.

Bondareva Maria Alexandrovna - post-graduate student, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-1-71.

УДК 631.331.001.2

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СБРАСЫВАТЕЛЯ СЕМЯН НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ДОЗИРОВАНИЯ ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА

ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ

© 2013 г. А.Ю. Попов, Д.А. Терновой

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния параметров пневматического сбрасывателя семян на показатели качества дозирования пневматического высевающего аппарата избыточного давления с принудительной герметизацией семенной камеры. Построены математические модели процесса дозирования в виде уравнений регрессии. Проведен анализ полученных математических моделей процесса дозирования.

Ключевые слова: подача, дозирование, математическая модель, избыточное давление, диаметр отверстий, сбрасыватель.

The results of experimental studies about influence of pneumatic seeds ejector parameters on the quality indicators of dispensing of the back pressure seed distributor with compulsory sealing of the seed vessel are presented. Mathematical models of dispensing process in the form of the regression equations are submitted. The analysis of the received mathematical models of dispensing process is carried out.