Распределение зернового материала в вентиляторе броскового типа при его работе
Эффективное повышение темпов роста производства зерна является важнейшей задачей функционирования сельского хозяйства. Основой решения этой задачи является разработка новых технологий и машин, как для производства зерна, так и для его последующей переработки [1].
На сегодняшний день, в конструкциях некоторых сельскохозяйственных машин, зачастую кроме воздушно-пылевой среды, необходимо перемещать и сельскохозяйственный материал (зерно, удобрения и пр.), для чего применяют вентиляторы броскового типа [2,3].
Вентилятор броскового типа представляет собой воздушный вентилятор с криволинейными лопатками, направленными внешней стороной дуги против направления вращения лопаточного диска. Такое положение лопаток позволяет бросковому вентилятору увеличить скорость движения воздушных масс на выходе из вентилятора. Бросковый вентилятор (рисунок 1) состоит из корпуса, электродвигателя и лопаточного диска.
1-корпус; 2-диск; 3-лопатки; 4-выходной патрубок.
Рисунок 1 – Бросковый вентилятор.
Вентиляторы броскового типа находят применение в различных конструкциях сельскохозяйственных машин, таких как пневмомеханические шелушители (обрушиватели) зерна и протравливатели семян пневмомеханического типа.
Используемая схема подачи зернового материала в бросковый вентилятор имеет определенный недостаток, который заключается в том, что зерно подается на лопаточный диск по центру, что приводит к его равномерному распределению по всем лопаткам. Так как скорость движения зернового материала по каждой из лопаток одинакова, то зерно равномерно разгоняясь, будет сходить с диска по всей его окружности. Таким образом, зерновой материал будет подаваться не только в выходной патрубок вентилятора, но и ударяться о боковые поверхности кожуха. Это может привести к травмированию зернового материала и нарушению технологии работ.
Для исследования процесса распределения зернового материала в бросковом вентиляторе при его работе, нами был проведен ряд экспериментов на предлагаемой лабораторной установки броскового вентилятора с центровой подачей зерновой массы (рисунок 2).
1 - корпус; 2 - диск; 3 - лопасти; 4 – загрузочный патрубок; 5 - ячейки;
6 – охладительный вентилятор; 7 – корпус вентилятора; 8 – крышка корпуса вентилятора; 9 - ЛАТР; 10- ресивер для переключения напряжения; 11- переклю-чатель скорости вращения; 12 - выключатель; 13- основание; 14- двигатель.
Рисунок 2 – Схема предлагаемой лабораторной установки броскового вентилятора с центровой подачей зерновой массы.
Установка состоит из основания 13, на котором установлены ЛАТР 9, ресивер для переключения напряжения 10, переключатель скорости вращения 11, выключатель 12 и корпус двигателя 1, на верхней части которого расположен вентилятор 2 с лопастями 3 и ячейками 5.
Программа проведения лабораторных исследований.
Для проведения экспериментального опыта на установке, подбираем необходимое напряжение (60-100 Вольт) ресивером 10. Далее устанавливаем необходимую скорость вращения лопастного диска с помощью переключателя 11. После этого зерновой материал загружается через центр загрузочного патрубка 4. Зерно попадает во вращающуюся часть лопастного диска, разгоняется его лопастями и попадает в ячейки 5.
Программа экспериментальных исследований предусматривает определение количества семян в ячейках (m,грамм) в зависимости от нескольких параметров: частота вращения лопастного диска (n,мин-1), напряжение (U,Вольт), угла подачи (α=const), диаметр лопастного диска (D=const) и количества лопастней (nл=6шт).
Первый эксперимент проводился при частоте вращения лопастного диска равной n =180 мин-1 и при напряжении U=60В. На каждом этапе эксперимента исследованию подвергались 200грамм семян гречихи. Исследуемый материал подавался в центр лопастного диска и распределялся по рабочей поверхности броскового вентилятора. Таким образом, зерно проходя по кривой лопасти попадало в одно из 8 ячеек. Содержимое каждой ячейки помещалось на весы и определялась общая масса зерна. Периодичность проведения эксперимента повторялось П=10раз и определяется их процентное соотношение.
Последующие эксперименты по определению количества семян гречихи в ячейках будет проводиться по следующим данным:
n=250мин-1, U=70В, mоб=200гр, nл=6шт-const, D=const, П=10раз;
n=310мин-1, U=80В, mоб=200гр, nл=6шт, D=const, П=10раз;
n=370мин-1, U=90В, mоб=200гр, nл=6шт, D=const, П=10раз;
n=420мин-1, U=100В, mоб=200гр, nл=6шт, D=const, П=10раз.
По полученным результатам исследовании строятся диаграммы (рисунки 3).
Рисунок 3- Диаграмма зависимости процента заполненности ячеек при частоте вращения лопастного диска n.
Проведенное исследование распределения зерна по рабочим поверхностям броскового вентилятора позволило доказать, что при центральной подачи исследуемого материала на лопастной диск броскового вентилятора, зерно вылетает с диска не в одном направлении, как это предполагается разработчиками машин сельскохозяйственного назначения, а распространяется по всей окружности, при этом зерновой материал получает дополнительное разрушение.
Шарипова А.И.
«Казанский (Приволжский) федеральный университет»