Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Элеваторы, склады, зерносушилки. Учебное пособие
.pdf
Кс = 1,3...1,6; Кч - коэффициент часовой неравномерности. Кч = 1,5...1,7; Т - плановый период
заготовки зерна, Т = 15...30 сут; t - продолжительность работы элеватора за сутки (в первую
смену поступает 60 % зерна / во вторую - 30...35, в третью - 10...20).
Коэффициенты Кc, Кч определяются как отношение максимального поступления зерна
за наиболее напряженный период к среднему значению поступления зерна за этот период.
Для Саратовской области коэффициент вариации суточной неравномерности 30 - 40
%.
Приемные устройства для железнодорожных вагонов
Прием зерна с железнодорожного транспорта осуществляется главным образом на
производственных, базисных, перевалочных элеваторах. Зерно из вагонов подается в
бункеры, расположенные под железнодорожным полотном, и далее конвейером в нории
(рис. 35, а). Такие устройства раньше делали поперек железной дороги, и они требовали
большого заглубления бункера до 6,5 м (в один бункер выгружалось содержимое всего
железнодорожного состава).
В настоящее время используют в основном приемные устройства продольного типа
(рис. 35, б). Вместимость их обеспечивается не глубиной (4 - 4,5 м), а длиной бункеров:
разгружаются одновременно несколько вагонов.
Выгрузка зерна из вагона является наиболее трудоемкой операцией. Для этого
применяют механическую лопату ТМЛ - 2М, инерционный вагоноразгрузчик (ИРМ),
пневморазгрузчики.
Инерционный вагоноразгрузчик наклоняет вагоны на 10 град. и при частоте 100 раз в
минуту качает вагон с амплитудой 4 - 7 см. Вагон разгружается за 10 - 12 мин.
Производительность мехлопаты ТМЛ - 2М 100 т/ч.
В США, Англии для разгрузки вагонов используют вагоноопрокидыватели,
переворачивающие вагон на 180 град.
Рис. 35. Схема приема зерна из вагонов: приемными устройствами: а –
поперечного, б – продольного типа
Приемные устройства для водного транспорта
Приемные устройства для водного транспорта ввиду различия судов (по
водоизмещению и конструкции), непостоянства уровня воды, различного расположения
41
элеватора относительно причала сооружают по индивидуальным проектам.
Для выгрузки зерна из барж применяют два способа: механический (грейферными
кранами) и пневматический.
Пневматические разгрузчики более производительны, требуют меньших затрат
рабочей силы, но потребляют большее в 3 - 5 раз в сравнении с грейферными кранами
количество электроэнергии.
Пневматические устройства могут быть стационарными (на берегу) (рис. 36, а) и
плавучими (рис. 36, б), у плавучих производительность и расход электроэнергии не зависят
от уровня воды. Плавучие устройства из - за своей подвижности могут обслуживать другие
причалы, трюмы.
Рис. 36. Устройства для отпуска (а) зерна на водный транспорт и приема (б) с него
Техническая производительность пневматических перегружателей 100 - 200 т/ч. За
рубежом используют такие же разгрузчики, а также механические транспортеры (шнековые,
ковшовые, роторные и т. п.).
Отпускные устройства элеваторов
Отпуск зерна на автомобильный транспорт осуществляется самотеком из специальных
отсеков-бункеров, расположенных в верхней части силоса (рис. 37), вместимость их около 20
т.
Аналогично происходит отпуск и в железнодорожные вагоны. Отгрузка может
осуществляться сразу в несколько люков не только из отпускных бункеров, но и из
подвесного бункера из рабочего здания.
Один из вариантов устройства для отгрузки зерна на водный транспорт представлен
на рис. 36, а.
Рис. 37. Устройства для отпуска зерна: 1 - отпускные бункера; 2 - отпускные
трубы; 3 - основные бункера
2.5. Внутренняя работа зернохранилищ
Работу элеватора, зернохранилищ можно разделить на внешнюю и внутреннюю:
внешняя связана с приемом и отпуском зерна, внутренняя с выполнением технологических
операций, связанных с перемещением зерна внутри элеватора (зернохранилища).
42
Оперативный их расчет с целью анализа использования производственных мощностей
наиболее наглядно можно осуществить графическим методом.
Обычно оперативный расчет выполняется для маршрута, т. е. всей цепочки машин,
самотечных устройств, весов и промежуточных бункеров, обеспечивающих перемещение
зерна из опорожняемого бункера (силоса) в наполняемый.
Освоение методики оперативного расчета начинается с построения графиков
движения зерна в бункерах (рис. 38).
Рис. 38. Графики движения зерна в бункере
Время истечения зерна из бункера, tб, мин, определяется по формуле
- масса зерна, находящегося в бункере; т; П - производительность истечения,
где М
б
т/ч; tос время истечения остатков зерна из бункера, мин,
Дополнительное время toc обусловлено уменьшением скорости истечения зерна в
конце опорожнения бункера (аналогичен такому показателю жидкости).
Производительность истечения обеспечивается максимально возможной, такой,
которая обеспечивается последующим транспортированием, т. е. производительность
истечения может быть равной производительности нории, конвейера или сепаратора
Для элеватора с ковшовыми весами (рис. 39) составим график внутреннего процесса.
Условия: приемный бункер всегда заполнен зерном; работа (установившаяся, все машины
задействованы, перестройки маршрута нет.
Рис. 39. Схема работы элеватора с ковшовыми весами: 1 - приемный бункер; 2 -
приемный конвейер; 3 - нория; 4 - надвесовой бункер; 5 - ковшовые весы; 6 –
самотечная труба; 7 – разгрузочная тележка; 8 – надсилосный конвейер; 9 – силосный
корпус; 10 – место нахождения оператора; 11 - весовщика
Возможны два случая маршрутов:
1. Масса зерна в бункере меньше вместимости весов.
2. Масса зерна в бункере больше вместимости весов.
1. Вместимость приемного бункера меньше вместимости весового бункера. График
строится в соответствии со схемой прохождения зерна на элеваторе, представленной в левой
43
части графика (рис. 40). В правой части изображена работа транспортирующих машин,
60
l
t
к
к
υ
=
60
l
60
h3
60
h
t
н
н
υ
=
весов, бункеров, а также операции, выполняемые обслуживающим персоналом.
По горизонтальной оси графика отмечается (в масштабе) продолжительность
операции, а по вертикали откладывается масса зерна, находящегося в бункере.
Опорожнение приемного бункера показано на рис. 40 убывающей линией, действия
оператора по открыванию и закрыванию задвижек указаны после начала и окончания
опорожнения бункера.
Одновременно с началом истечения зерна из бункера оно поступает на приемный
конвейер. Продолжительность работы приемного конвейера больше, чем продолжительность
опорожнения бункера, на период перемещения, tK, мин, по конвейеру зерна, вышедшего из
бункера последним:
где l – длина конвейера, υ
- скорость конвейера, м/с.
κ
Перемещение груза норией начинается после того, как первое зерно, поступившее на
конвейер, закончит перемещение по нему:
′
t
=
к
υ
к
где t`k - период времени от начала работы конвейера до начала работы нории, мин.
Перемещение груза норией закончится, когда последнее зерно, поступившее с
конвейера, будет поднято на высоту нории и из башмака будут вычерпаны остатки зерна (по
исследованию Д. В. Шумского):
t
=
н
υ
н
где th период времени между прекращением подачи груза на норию и окончанием
подъема груза на полную высоту, мин; h высота нории, м; υн скорость движения ковшей
нории, м/с.
Заполнение надвесового бункера начнется через некоторое время после начала работы
нории это продолжительность подъема первого зерна норией:
В целях интенсификации процесса (экономии времени) заполнение бункера весов
начинают, не дожидаясь, чтобы вся порция зерна поступила в надвесовой бункер. Причем
заслонку открывают в тот момент, когда все зерно, поступившее в надвесовой бункер,
44
вышло из него вместе с окончанием подачи норией последнего зерна.
Рис. 40. График внутреннего процесса
После заполнения весового бункера зерном, задвижку закрывают, продолжительность
этой операции tзд =0,1…0,3 мин. Надвесовой бункер освобожден, можно начинать
перемещение следующей порции зерна, весовщик дает соответствующий сигнал об этом на
приемный конвейер. Обычно продолжительность подачи сигнала (время перехода от
задвижки к сигнальному устройству и обратно) принимают равным 1с = 0,2...0,5 мин. Ц
Оператор на приемном транспортере, получив сигнал, начинает перемещение очередной
партии: открывает задвижку приёмного бункера, процесс повторяется.
Весовщик после взвешивания и записи результате (1вз = 0,25 мин) открывает задвижку
над весовым бункером, и зерно движется самотеком по трубе. Продолжительность
перемещения первого (последнего) зерна 1см = 0,1 мин.
Очевидно начало работы надсилосного транспортера смещено на эту же величину t
см.
Заканчивает перемещение надсилосный конвейер после того, как последнее зерно,
вышедшее из трубы, пройдет по надсилосному конвейеру;
где tнк время прохождения одной порции зерна по надсилосному конвейеру, мин; L —
длина перемещения, м; υΗΚ скорость конвейера, м/с.
Следующей операцией может быть перестройка маршрута перемещение разгрузочной
тележки надсилосного конвейера к другому бункеру (силосу) для транспортирования
следующей партии зерна.
Продолжительность этой операции, tтл , мин:
где υm - скорость перемещения тележки, м/с, υm = 0,4...0,6; tпз - подготовительнозаключительное время, tпз = 0,2...0,4.
Наличие в маршруте надвесового бункера позволяет начать прием следующей партии
зерна, не ожидая окончания перемещения предыдущей партии. Этот бункер делит маршрут
на два участка, как бы независимых друг от друга, работающих с периодами Т1 и Т2 (см. рис.
40).
Начало перемещения следующей партии определяется наличием временного
45
промежутка между окончанием выпуска зерна из бункера предыдущей партии и началом
перемещения следующей.
Минимальное время ожидания по графику (см. рис. 40) равно:
Длительность операции на первом участке
на втором участке
Очевидно, что уменьшение второго периода никак не повлияет на сокращение первого
периода, т.е. интенсификацию приема зерна. Однако, если на втором участке произойдет
задержка и команда весовщикам будет дана не сразу, а через
t после взвешивания, то и
первый период увеличится на t.
За расчетный период работы маршрута, т.е. промежуток времени между порциями
зерна, принимается больший период. При этом коэффициент использования оборудования
(нории, конвейера и т. п.) определяется как
где t - минимально необходимое время использования оборудования,
где М - масса одной порции зерна, т; П - производительность оборудования, т/мин.
2. Вместимость приемного бункера больше вместимости весового бункера. Это более
общий случай, когда масса перемещения партии превышает грузоподъемность весов.
Построение графика внутреннего процесса приведено на рис. 41.
Рис. 41. График внутреннего процесса с порционными весами
Время ожидания здесь аналогично первому случаю
2.6. Определение вместимости накопительных силосов, производительности норий
Ключевыми звеньями маршрута приема зерна являют приемные (накопительные)
46
бункера (силосы). В качестве таковых используют также какую-то часть основных бункеров
элеватора. Количество таких бункеров должно быть больше, чем отдельных партий зерна.
При приеме зерно группируют г культурам, качеству, назначению (продовольственное,
семенное, кормовое, техническое), влажности.
По нормам технологического проектирования элеваторов, в зависимости от района,
обслуживаемого элеватором, число партий Nn равно 7...27. В общей массе выделяются 1 - 2
главные партии, дающие 60 % общего поступления.
При расчете вместимости силосов определяют обычно количество и вместимость
каждого. Вместимость единичного силоса принимают равной 200 т, поскольку доказано, что
в этом случае приведенные затраты на 1 т вместимости минимальны; коэффициент
использования вместимости при различных объемах партий зерна - максимален.
Обработку принимаемой партии зерна не начинают, пока не закончится ее
накопление. Продолжительность накопления ограничивают (не более 24 ч). По истечении
суток прием точно такого же зерна если и идет, то его называют другой партией.
Число силосов для типового маршрута приема зерна определяют, используя рис. 42.
Движение зерна при накоплении и закладке на хранение показано на схеме маршрута.
Графически динамика этих процессов показана на рис. 43.
где Мс - вместимость одного накопительного силоса; mа - средняя грузоподъемность
одного автомобиля; τк, - временной интервал между поступлениями автомобилей; tp - время
пребывания автомобиля на территории элеватора, необходимое для взвешивания, разгрузки,
анализа зерна; Ки - коэффициент использования подсилосного конвейера; Π производительность подсилосного конвейера.
Время, когда силос занят, определяется как сумма времени накопления и
опорожнения:
где n0 количество прибытий автомобилей, необходимое для заполнения силоса, no = Mc/m
Рис. 42. Маршрут приема зерна: 1 - основные силосы, 2 - накопительные силосы
элеватора
47
a
В случае tH + t0 < 24 ч, силос можно использовать в течение суток многократно:
- кратность использования.
где к
р
Произведение необходимого числа силосов, Nc, на кратность использования должно
быть не меньше числа партий, Νπ, (все партии должны быть приняты):
Рис. 43. К определению числа накопительных силосов
Для создания резерва (запаса) на случай возможной незавершенности формирования
партий число накопительных силосов увеличивают на 1,5.
Определение производительности нории
Производительность нории устанавливают, зная производительность технологических
машин (сепараторов, сушилок).
Иногда наоборот - к нории подбирают необходимое количество технологического
оборудования.
Рассмотрим типовой маршрут, в котором используют норию, конвейеры, над- и
подсепараторные бункера, сепаратор (рис. 44).
Обычно на обработке (очистке, сушке) одной партии зерна занята одна нория: и
подает зерно в сепаратор, и поднимает очищенное зерно на надсилосный конвейер (см. рис.
44).
Вместимость над- и подсепараторных бункеров одинаковая, т.е. время их наполнения
и опорожнения равно tH = t0. Рассмотрим два случая соотношения производительностей.
1. Пн = Пс. Сепараторы начинают работу одновременно с работой нории
(надсепараторный бункер не нужен).
За время t заполняется подсепараторный бункер, после этого нория поднимает
очищенное зерно, освобождая подсепараторный бункер. Продолжительность этой операции
t. Все это время сепаратор не работает, так как нория занята другой операцией.
2. Пн > Пс. Сепараторы начинают работу одновременно с работой нории.
Нория поднимает массу зерна, равную
48
За время tH будет отсепарировано
Требуемая вместимость надсепараторного бункера
После сепарации масса очищенного зерна равна
где S - количество примесей в зерне, %, S ≤ 5%.
Вместимость подсепараторного бункера должна быть
Откуда
Поскольку имеем Мпб = Мнб и tH = t0, то следовательно
При S ≤ 5 % имеем Пн ≈ 2Псnс, то есть для обеспечения эффективной загрузки нории и
всех сепараторов производительность нории должна быть в 2 раза больше
производительности всех сепараторов (аналогично и для сушки).
Для эффективной загрузки всего оборудования транспортное оборудование,
обслуживающее технологическое должно быть в 1,5...2 раза производительнее.
Заметим, что у современных элеваторов производительность приема 100 %, очистки –
45 - 55 %, сушки – 35 - 40 %.
Рис. 44. К определению производительности нории
2.7. Внешняя работа элеватора
Внешняя работа заготовительного элеватора связана с приемом зерна из автомобилей
и отпуском в железнодорожные вагоны.
Прибытие на элеватор автомобилей с зерном, вагонов под загрузку носит случайный
49
характер. Время рейса транспортного средства непостоянно, вследствие того, что его путь и
режим движения (скорость перемещения, моменты переключения передач, разгоны,
торможение) постоянно меняются. Изменчивость продолжительности рейса транспортного
средства (рис. 45) даже при постоянном расстоянии перевозки, может быть значительной.
Для конкретного транспортного средства показатель изменчивости - вариация V равен:
где S - среднеквадратичное отклонение времени рейса; t
s - время рейса.
Известный специалист в области математической статистики Венцель Е. С. считает,
что вариация - статическая характеристика может изменяться от 0 до 100 % (0 - абсолютная
стабильность параметра полный порядок, 100 % - полный беспорядок).
=
R
Рис. 45. Гистограмма времени рейса агрегата Т - 150К + IПТС - 9 (R = 3,5 км, t
23,8 мин, St = 4,1 мин)
Неритмичность процесса приема зерна (отпуска) вызвана не только случайным
характером поступления транспортных агрегатов, но и непостоянством времени разгрузки
(загрузки). Совершенно очевидно, что продолжительность нахождения транспортного
средства в пункте приема (отпуска) зависит от его грузоподъемности, времени
маневрирования при подъезде и отъезде, технического состояния автомобилепогрузчика,
влажности зерна, продолжительности взвешивания и т. п.
Естественно, что непостоянство цикла поступления под разгрузку (погрузку),
неритмичность самого обслуживания вызывает простой и транспорта, и обслуживающих
устройств.
Внешняя работа элеватора интерпретируется как система массового обслуживания.
Приемные устройства называют обслуживающими каналами (линиями), а транспортные
агрегаты – заявками на обслуживание (рис. 46).
Рис. 46. Схема функционирования системы массового обслуживания
Для данной системы (при определенных ограничениях на характер потоков событий и
допущениях) можно определить вероятность любого из его множества состояний.
Допустим вероятность того, что все автомобилепогрузчика:
простаивают –
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]