Лабораторная установка для отделения твёрдых примесей от клубней картофеля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная установка для отделения твёрдых примесей от клубней картофеля

Филиппов А.И.

На основе результатов теоретических исследований, а также анализа исходных параметров компонентов и пределов регулирования картофелесортировального пункта разработана лабораторная установка с устройством для изучения процесса поштучной подачи компонентов картофельного вороха, определения их массы и геометрических размеров для отделения примесей от клубней картофеля.

На рисунке 1 представлена упрощенная схема этой лабораторной установки.

Рис. 1. Принципиальная схема электронно-механического устройства для разделения компонента картофельного вороха

1 - весоизмерительная часть наклонной платформы; 2 -электронные весы; 3 - горизонтальный транспортер; 4 - полозок копира; 5 - датчик длины компонента; 6 - датчик толщины компонента; 7 - подвижный ролик зажимного ручья; 8 - датчик ширины компонента; 9 - электромагнит; 10 - пружина; 11 - делительный щиток; 12 - ориентир (фартук); 13 - аналоговый процессор; m, a, c, b - входы в блок управления соответствующих сигналов; - выход сигнала в электромагнит 9, в случае, если компонент вороха есть примесь; 14 - подающий механизм; 15 - обрабатываемый компонент картофельного вороха; 16 - выход клубней картофеля; 17 - выход примесей; 18 - бункер-накопитель клубней; 19 - бункер-накопитель примесей (почвенных комков и камней).

Электронно-механическое устройство для выделения примесей из картофельного вороха производит взвешивание каждого компонента, определение его геометрических размеров и массы для преобразования физических величин в пропорциональные электрические напряжения, вычисление критерия разделения и выдачу соответствующих электрических сигналов. Аналоговый процессор фиксирует величину массы и размеры каждого компонента вороха. Затем производит сравнение массы с произведением размеров.

При (на выходе единица) процессор определяет компонент как примесь и подает через усилитель сигнал в электромагнит, который отклоняет делительный щиток и направляет компонент в поток примесей. Делительный щиток срабатывает за время до 0,1 с. При (на выходе ноль) сигнал поступать в электромагнит не будет, делительный щиток стоит на месте, компонент направляется в поток клубней. Ниже дано обобщенное уравнение работы устройства [1; 2; 3; 6; 7; 8; 10].

, (1)

k - коэффициент пропорциональности, величина которого устанавливается потенциометром при наладке устройства. Его величина будет средней между его значением для камней и клубней.

На основании полученных результатов предложена схема картофелесортировального пункта, позволяющего механизировать процесс удаления почвенных комков и камней из картофеля, убранного комбайнами, без применения источников рентгеновского излучения, используемых в картофелесортировальных пунктах К-750 с автоматической установкой Е-691.

В лабораторно-полевых условиях проводились исследования с целью определения пределов изменения массы технологического вороха, как случайной величины, поступающего на разделение в производственных условиях, и влияние ее на качество полученного картофеля, а также уточнения влияния следующих факторов:

Х1 - скорость транспортёра устройства, V;

Х2 - содержание камней в ворохе, Р;

Х3 - подача компонентов, Q.

За критерии оптимизации принимались отношения выделенной фракции соразмерных примесей к общему их количеству, а потери и повреждения клубней при этом принимались как ограничивающие условия.

В процессе проведения лабораторно-полевых экспериментов был реализован некомпозиционный план второго порядка для трёх факторов (N = 33).

При Х2=0, P=7 %:

Y1 - содержание камней в массе клубней соответственно 0; 0,4; 0,8; 1,6; 2,4 %;

Y2 - содержание клубней в выделенных примесях (комки, камни) соответственно 0,2; 0,4; 0,8; 1,2 %.

В результате обработки экспериментальных данных получены адекватные уравнения регрессии двух откликов в кодированной форме:

, (2)

, (3)

где

; ; .

В натуральной форме уравнения имеют вид:

, (4)

, (5)

Полученные уравнения изучались методом двухмерных сечений поверхностей откликов (рисунок 2). Имеется зона, где устройство работает без потерь. При этом видно, что оптимальное значение скорости и подачи достаточно близки. Это значит, что при оптимальном выборе параметров обеспечивается качественное разделение картофельного вороха на фракции

Экспериментально подтверждено, что обоснованные теоретическими исследованиями массо-размерные характеристики каждого компонента картофельного вороха, определяемые непосредственно при движении их в одноручьевом потоке в специальном устройстве и вычисляемые по выражению

е = m/abc,

можно использовать в качестве критерия разделения компонентов вороха после комбайновой уборки картофеля, выращенного на почвах, засорённых камнями.

клубень почвенный картофелеуборочный машина

Выводы

Подтверждена обоснованность устройства для отделения примесей, полученных в результате теоретических исследований конструктивных и кинематических параметров.

При засорённости вороха примесями до 7 % и подаче компонентов транспортёром со скоростью V =1,8-1,9 м/с, что соответствует частоте подачи 7-8 шт. в секунду, обеспечивается их полное выделение из общего потока без дополнительных повреждений клубней.

Предельное значение частоты подачи компонентов, при которой обеспечивается требуемое качество выделения примесей на одноручьевой установке отделителя, составляет 11 штук в секунду. Установлено, что с увеличением содержания в картофельном ворохе комков и камней стабильность протекания технологического процесса выделения примесей снижается.

На основе теоретических и экспериментальных исследований определены параметры устройства, разделяющего картофельный ворох: высота падения клубней должна находиться в пределах 0,2... 0,4 м, угол наклона разделительного щитка исполнительного механизма - 65... 80 град., длина и ширина весоизмерительного механизма - 120… 150 мм, ширина и длина ориентира (фартука) - 120… 150 мм, длина нижнего и бокового транспортеров - 610… 1000 мм, ширина бокового транспортёра -60 мм, диаметры шкивов нижнего и боковых транспортёров - 70… 140 мм, длина делительного щитка - 120… 300 мм, ширина делительного щитка -120… 170 мм [7; 8; 9; 10].

Литература

1. Размыслович И.Р., Филиппов А.И. О точности измерений компонентов картофельного вороха // Агропанорама. - Мн.: УО БГАТУ, 2004 - №3. С.24-25.

2. Филиппов А.И. К определению параметров устройства для разделения картофельного вороха // Агропанорама. - Мн.: УО БГАТУ, 2004 - №4. С.29-31.

3. Добышев А.С., Филиппов А.И. Результаты экспериментальных исследований электронно-механического отделителя примесей картофельного вороха и их анализ // Вестник БГСХА. - Горки: УО БГСХА, 2006 - №1. С.92-94.

4. Добышев А.С., Филиппов А.И. Оценка экономической эффективности картофелесортировального пункта с электронно-механическим отделителем примесей // Вестник БГСХА. - Горки: УО БГСХА, 2006 - №2. С.137-139.

5. Добышев А.С., Филиппов А.И. Обоснование параметров копира датчика толщины и длины компонентов картофельного вороха устройства для отделения примесей // Вестник БГСХА. - Горки: УО БГСХА, 2006 - №3. С.135-140.

6. Добышев А.С., Филиппов А.И. Обоснование параметров устройства для отделения от клубней комков почвы и камней // Актуальные проблемы механизации кормопроизводства и животноводства: материалы международной науч.-практ. конф. - Горки.: УО БГСХА, 2006. - С.85-96.

7. Ладутько С.Н. Размыслович И.Р., Филиппов А.И. Методологические аспекты создания рабочих органов для отделения клубней картофеля от комков почвы и камней // Актуальные проблемы механизации сельскохозяйственного производства: материалы междунар. науч.-практ. конф.: в 2 ч. - Горки: БГСХА, 2000. -Ч.2 - С.127-128.

8. Ладутько С.Н., Филиппов А.И. Разделение компонентов картофельного вороха по величине объемного коэффициента // Новое в семеноводстве картофеля: материалы научно-практической конференции, посвященной 90-летию ученого семеновода И. И. Адамова // Академия аграрных наук РБ, Бел. НИИ картофелеводства. - Мн.: 2000. - С.127-128.

9. Ладутько, С.Н., Филиппов А.И. К обоснованию конструкции устройства для разделения компонентов картофельного вороха // Аграрная наука на рубеже XXI века: материалы Общего собрания Академия аграрных наук. - Мн.: 2000. - С.280.

10. Патент 638 Республика Беларусь МПК7 A01D33/08 Картофелесортировальный пункт / С.Н. Ладутько, Э.В. Заяц, А.И. Филиппов; заявитель и патентообладатель УО "Гродненский государственный аграрный университет". - № и 20010313; заявл. 28.12.2001; опубл. 30.09.2002, - 4с.: ил.

Размещено на Allbest.ru