ЧАСТЬ 2 ТЭП (МГУП 2012)

Тема 10. Специальные устройства элеваторов

10.1 Устройства для активного вентилирования зерна на элеваторе

Наряду с транспортным и технологическим оборудованием на элеваторах применяют многочисленные специальные устройства (установки), которые позволяют обеспечить более правильную оценку состояния зерна, сохранность его качества, а также улучшить работу основного оборудования, повысить его производительность. К ним относят устройства для вентилирования, для устранения самосортирования зерна, для дистанционного измерения температуры /1/.

Для вентилирования зерна используется установка У1-УВС, которая предназначена для применения в существующих и вновь строящихся силосных корпусах элеватора. В комплект установки У1-УВС входят два магистральных воздуховода, два запорных клапана с электроприводом для отключения воздуховодов от нагнетающего и отсасывающего воздуховодов, закладные детали и крепежные изделия, два вентилятора СВМ-6М.

Для вентилирования зерна в силосах разработаны две основные схемы: сквозное продувание зернового слоя по вертикали по высоте силоса и поперечное продувание зернового слоя.

Установки со сквозным вентилированием, в зависимости от места расположения вентилятора, бывают нагнетательные, приточно-вытяжные и вытяжные. Первые нагнетают воздух вверх через слой зерна вентилятором, установленным в подсилосном этаже. Эта система позволяет сушить воздухом влажное зерно. За счет внутренних потерь в вентиляторе и работы на сжатие температура воздуха повышается не 9... 11°С по сравнению с исходной. Это дает возможность подсушивать зерно при любых погодных условиях.

Приточно-вытяжные установки с вентилятором, установленным в подсилосном этаже, нагнетают воздух вверх через слой зерна, а вентилятором, установленным на крыше хранилища, вытягивают воздух из силоса. Это более экономичная установка, применяемая для больших силосов.

Вентилятор вытяжных установок устанавливается на крыше и вытягивает воздух через массу зерна. Такая установка позволяет эффективно охлаждать зерно, но требует абсолютно надежной заделки каналов для забора воздуха и вытяжных отдушин в верхней части хранилища.

Установки второй группы состоят из вертикальных подводящих и отводящих каналов с перфорированной пли жалюзийной поверхностью. Для того чтобы вентилировать зерно в не полностью загруженном силосе, в указанных установках применяют специальные запорные клапаны. Установки с горизонтальным (поперечным) вентилированием имеют более высокую стоимость изготовления и монтажа по сравнению с установками первой группы, но они дешевле в эксплуатации. При горизонтальном продувании удельная подача воздуха па 1 т зерна в 3...3,5 раза больше,

подогрев воздуха от сжатия вентиляторами составляет около 2°С, удельный расход электроэнергии в 8... 10 раз меньше по сравнению с вертикальным. Кроме того, в процессе поперечного продувания достигается более равномерное охлаждение слоя как по высоте, так и по сечениям насыпи.

Установки для вентилирования зерна в силосах элеваторов с горизонтального продувания зерна более совершенна, имеет меньшие материалоемкость, трудоемкость при монтаже и себестоимость. Конструктивно отличается от аналогов вертикальными жалюзийными воздухораспределителями, выполненными в виде лат (пластин), верхней стороной (загнутыми зубцами) навешиваемыми на вышележащие кольца, нижней опирающимися на такие же нижележащие кольца и расположенными вдоль стен вертикальными рядами предварительно вмонтированными в стены элеватора, причем у стен силосов боковые кромки

а установка с вертикальным продуванием зерна; б установка с жалюзийным горизонтальным продуванием зерна; в установка горизонтального продувания зерна с перфорированной решеткой.

Рисунок 10.1 Принципиальные схемы установок для вентилирования зерна в силосах элеваторов:

Разработанное жалюзийное устройство исключает: забивание жалюзей воздухораспределительных каналов частицами сыпучей массы; необходимость вскрытия арматуры стен силосов уже построенных элеваторов и вести в них сварочные работы, монтируя предварительно для этого в каждом силосе строительные леса; срыв со стен хранилищ самих каналов и их разрушение выпускаемой зерновой массой; закупоривание

2

выпускных воронок силосов сорванными со стен деталями каналов и невозможность последующей разгрузки емкости.

Перечисленное достигается за счет следующих особенностей устройства: отсутствием на поверхности пластин жалюзийных воздухораспределительных каналов каких-либо отверстий, соприкасающихся с сыпучей массой; надежным креплением законтурных концентрических колец в железобетонных стенах элеваторов и такой же надежной подвеской пластин; отсутствием на гладкой внешней поверхности пластин каких-либо поперечных движению сыпучей массы выступов, фланцев или полок, являющихся при разгрузке хранилища источниками торможения движения массы и значительной динамической разрушающей нагрузки; возможностью монтажа жалюзийных каналов в силосах элеваторов без сооружения в них строительных лесов.

Одна секция устройства содержит вентилятор и присоединенный к нему магистральный воздуховод с отводами, задвижками переходными патрубками и вертикальными жалюзийными воздухораспределительными каналами, смонтированными в силосах элеватора.

Вертикальный жалюзийный воздухораспределительным канал образуется пластинами, навешиваемыми верхними концами на вышележащие кольца и опирающимися нижними концами на нижележащие такие же кольца. Пластины своими боковыми отогнутыми кромками прилегают к внутренней поверхности силоса, плотность прилегания которых обеспечивается давлением на внешнюю поверхность пластин загруженной в силос сыпучей массы. При такой сборке нижние концы вышевисящих пластин образуют с верхними концами нижевисящих пластин зазорыжалюзи, ширина которых соответствует высоте прутковых опор. Под жалюзями сыпучая масса располагается под углом естественного откоса. Одновременно нагнетаемый (+) в каналы и отсасываемый ( ) из них воздух входит в насыпь и выходит из нее через жалюзи противоположных каналов, пронизывая поперек и обрабатывая сыпучую массу до определенного эффекта.

10.2Устройства для дистанционного измерения температуры зерна

вскладах

При хранении зерна одним из основных параметров, подлежащих постоянному контролю, является температура. Для этого на элеваторах используют различные устройства дистанционного и автоматического контроля. Использование этих устройств позволяет резко сократить расходы, связанные с перемещением зерна для измерения его температуры, способствует своевременному выявлению очагов самосогревания и принятию мер по их ликвидации. В настоящее время на элеваторах системы хлебопродуктов эксплуатируется порядка трех тысяч устройств дистанционного и автоматического контроля температуры зерна.

В основе действия этих устройств лежит дистанционное измерение

3

температуры зерна электрическим методом. Устройства состоят из датчиков регистрации температуры (термометров сопротивления), вторичных приборов, средств связи и управления.

Термометры сопротивления встраиваются в специальный кабель-трос, который подвешивается в каждом силосе. Кабель-трос с термометрами сопротивления получил название термоподвески типа ТП.

Термоподвеска ТП-1М (рис. 10.2) состоит из головки 1, представляющей собой алюминиевую коробку, в которой имеется штепсельный разъем для подключения вторичных приборов и участков гибкого кабель-троса 2 длиной L, соединяющих медные термометры сопротивления 3 градуировки (R= 53 Ом при 0◦ С), смонтированных в специальных муфтах, залитых компаундом для уменьшения инерционности.

В качестве вторичных приборов, средств связи и управления ранее использовались установки ДКТЭ-4 и ДКТЭ-4М.

За последние годы в системе хлебопродуктов проведена большая работа по улучшению установок дистанционного контроля температуры зерна.

Принцип действия установки ДКТЭ-4МГ основан на способности медного термометра сопротивления изменять электрическое сопротивление при изменении температуры среды, в которую он помещен.

Установка состоит из центрального пульта ЦП-2Г, релейных шкафов РШ-2Г и подключенных к ним термоподвесок.

Рисунок 10.2 – Термоподвеска ТП-1М:

1-головка; 2-гибкий кабель трос; 3-медный термометр сопротивления

Центральный пульт ЦП-2Г соединяют с релейными шкафами и устанавливают в диспетчерском помещении элеватора или производственной лаборатории, где должны выдерживаться следующие условия: температура окружающего воздуха 10...35◦С при относительной влажности 30...80 %; окружающая среда не должна быть взрывоопасной, не должна содержать

4

токопроводящую пыль и газы, разрушающие металлы и изоляцию; не должно быть непосредственного воздействия солнечной радиации, тряски, ударов и вибрации.

Релейные шкафы РШ-2Г устанавливают в надсилосном помещении, где температура окружающей среды может быть от - 30 до +50◦С при относительной влажности воздуха 30...80 %. Измерительная схема установки ДКТЭ-4МГ отличается от измерительных схем установки ДКТЭ-4 и ДКТЭ4М тем, что в ней используется только один вторичный прибор (логометр), к которому по очереди подключаются датчики термоподвески, тогда как в установках ДКТЭ-4 используются шесть логометров.

В соответствии с объемами диспетчерского автоматизированного управления (ДАУ) элеваторами установки ДКТЭ-4МГ рекомендовано использовать и на элеваторах вместимостью до 50 тыс. т, а на элеваторах большей вместимости целесообразно применять установку МАРС-1500.

10.3 Устройства для устранения самосортирования зерна

Самосортирование может происходить при перевозках зерна в автомобилях и вагонах, перемещении транспортными машинами и при движении по ситам зерноочистительных машин, самотечным трубам, а также при загрузке и опорожнении силосов, бункеров.

Процесс самосортирования характеризуется разделением зерновой массы по размерам, аэродинамическим свойствам, абсолютной и удельной массам составляющих ее частиц. Оказывают влияние также коэффициенты трения и влажность. Самосортирование нарушает однородность зерновой массы, образуются участки с повышенным содержанием примесей, а это развивает самосогревание, ухудшает аэрацию.

Самосортирование, происходящее при заполнении силосов, увеличивается при выпуске зерна из силосов.

Для предотвращения увеличения давления зерна на стенки силоса объединяют со звездочками посредством перепускных отверстий. Перепускные отверстия в стенах кроме устранения динамического давления способствуют уменьшению самосортирования зерна. При загрузке силосов самосортирование устраняют при помощи качающихся разбрызгивателей или вращающихся конусов с желобом. Они заставляют зерновую струю равномерно перемещаться по площади поперечного сечения силоса.

10.4 Устройства для обеззараживания зерна

Если на элеваторы поступает зерно, зараженное вредителями хлебных запасов, его необходимо подвергать специальной обработке. Согласно нормам технологического проектирования хлебоприемных предприятий и элеваторов в таких зернохранилищах необходимо предусматривать не менее двух силосов, герметизированных и оборудованных специальными устройствами для обеззараживания зерна и приборами для контроля и регулирования этого процесса.

5

Для газации зерна в силосах элеватора применяют специальные установки, работающие по принципу рециркуляции газовоздушной смеси. Такая стационарная установка (рис. 10.3) состоит из вентилятора, смесительной камеры, газопроводов, прибора для измерения концентрации смеси и баллона с газом.

Рисунок 10.3 – Схема стационарной установки для газации зерна в силосах:

1 — газоаналнзатор; 2- вентилятор; 3 — весы; 4 — баллон с газом; 5— смесительная камера; б, 7 — газопроводы

Зерно в рециркуляционной установке обрабатывают газом, следующим образом. Вентилятор подает в смесительную камеру воздух, одновременно туда же подают газ из баллона. Полученную в камере газовоздушную смесь нагнетают через газораспределительные трубы в силос, где она замещает воздух в межзерновом пространстве и, пройдя через зерновую массу, вентиль и газопровод, возвращается к вентилятору. Таким образом, вся система установки работает по замкнутому циклу. Количество газа, подаваемое в силосы, определяют весовым методом, а концентрацию газовоздушной смеси в силосе — газоанализатором. Дегазацию проводят продуванием через силос атмосферного воздуха, который вытесняет газ из межзернового пространства. При дегазации отработавшая газовоздушная смесь выбрасывается в атмосферу.

Эффективность применения химических средств борьбы с вредителями хлебных запасов в лечебных силосах элеватора зависит главным образом от надежности герметизации всей рециркуляционной системы. Основная трудность состоит в обеспечении герметичности стен силосов. Для этого их изнутри покрывают эпоксидной смолой. Кроме того, тщательно герметизируют загрузочные и выпускные люки специальными крышками с резиновыми прокладками.

6

Установка для радиационной дезинсекции зерна

Радиационная дезинсекция зерна основана на высокой биологической эффективности ионизирующих излучений. При воздействии ими в определенных дозах на насекомых происходит немедленная половая стерилизация, существенное сокращение жизни и нарушение нормального развития последних.

Характер радиационного поражения при этом следующий. В первые дни после облучения насекомые почти не гибнут. Затем происходит быстрое, в течение нескольких дней, отмирание основной части популяции вредителей

иостаются единичные, наиболее радиорезистентные особи, которые позднее также гибнут.

Чем на более ранней стадии развития находятся насекомые, тем они более чувствительны к ионизирующим излучениям. Облучение яиц, личинок

икуколок в дозах, которые вызывают половую стерилизацию имаго, приводит к полной или частичной их гибели, а появившиеся взрослые особи являются стерильными и быстро погибают.

Схема технологической линии приведена на рисунке. Зараженное вредителями зерно, выгруженное из трюма судна, поступает по транспортеру в норию 15, которая подает его в бункер 14 вместимостью около 10 м, оснащенный устройством для отбора из зерновой массы крупных примесей. Контроль уровня зерна в бункере обеспечивается датчиками 1.

Зерно в бункере подается самотеком тарированной задвижкой 13 в блок 11 развернутым потоком на ширину 1,5 м. В блоке предусмотрена немедленная автоматическая остановка потока зерна с использованием быстродействующей задвижки 12.

Затем зерновой поток разгоняется в канале разгона 10, где на криволинейном участке канала он выравнивается за счет центробежных гравитационных сил, приобретая толщину слоя 7...9 мм, и проходит камеру облучения 7 со скоростью около 6 м/с, получая дозу облучения от 20 до 40 крад (0,2...0,4 кГр). Во избежание перегрева рабочей поверхности изготовленная из нержавеющей стали, камера облучения снабжена радиатором водяного охлаждения 9.

Вкачестве источника излучения в каждой технологической линии применяется ускоритель электронов 8 типа ЭЛВ-2, разработанный Институтом ядерной физики АН. Ускоритель работает при энергии электронного пучка 1,5 МЭВ и мощности пучка 20 кВт. Развертка пучка в камере облучения осуществляется на ширину 1,6 м.

Пройдя аспирационную камеру 6, через которую производится отсос пыли, мелких и легких примесей и озона в аспирационную сеть, облученное зерно поступает в демпфирующий бункер 5, уровень зерна в котором поддерживается автоматическим устройством 3 с помощью датчиков 1. Из бункера, пройдя через камеру 4, зерно по транспортерам направляется в силосы элеватора.

7

Рисунок 10.4 – Схема технологической линии радиационной дезинсекции зерна

1 — датчики уровня зерна; 2 — перекидной клапан; 3 — автоматическое устройство уровня зерна; 4 — камера; 3 — демпфирующий бункер; б — аспирационная камера; 7 — камера облучения; а — ускоритель электронов; 9

—радиатор водяного охлаждения; 10 — канал разгона зерна; 11 — блок; 12

—быстродействующая задвижка; 13 — тарированная задвижка; 14—бункер; 15 — нория

Технологическая линия снабжена специальным устройством, предотвращающим попадание на элеватор необлученного зерна в случае неожиданного отключения ускорителя.

Внезапное отключение ускорителя вызывает немедленное автоматическое срабатывание задвижки 12, перекрывающей подачу зерна в канал разгона, и перекидного клапана 2, направляющего находящееся в канале разгона зерно на повторное облучение.

Радиационный дезинсектор снабжен полным комплексом автоматически блокирующих устройств, обеспечивающих защиту его персонала и оборудования. Управление всеми узлами производится дистанционно с пульта.

Проведенные на основе реальных производственных показателей расчеты позволили сделать вывод, что процесс радиационной дезинсекции

8

зерна экономически обоснован. Срок полной окупаемости радиационного дезинсектора зерна в условиях портового элеватора, принимающего импортное зерно, значительно ниже нормативного.

Установка для обеззараживания зерна от вредителей с использованием малокислородной газовой среды

Внастоящее время основной способ обеззараживания зерна — химический, основанный на применении различных пестицидов. Однако использование химических средств в больших масштабах связано с загрязнением окружающей среды, необходимостью строгого соблюдения особых мер предосторожности обслуживающим персоналом, приспособляемостью вредителей к действию ядохимикатов, необходимостью проведения тщательной дегазации, значительными затратами, связанными с герметизацией и вынужденными простоями газируемых объектов, и затратами на препараты. Перечисленные недостатки вынуждают специалистов искать средства и способы, позволяющие избегать применения ядовитых веществ. В последние годы в ряде стран, в том числе и в нашей, изучается эффективность борьбы с вредителями зерна путем регулирования газового состава межзернового пространства. Основанием для таких поисков послужило то, что насекомые и клещи не выносят кислородного голодания и при дефиците или отсутствии кислорода погибают.

Внастоящее время ВНИИПромгазом разработаны недорогостоящие генераторы, в которых, сжигая сжиженный или природный газ, можно получать регулируемые газовые среды (РГС), пригодные для практического применения. Были получены положительные производственные результаты. Такой способ обработки зерна эффективен и перспективен.

Работы, проведенные ВНИИЗом, ВЗИППом и хлебоприемными предприятиями, показали, что вытеснение кислорода из воздуха менее чем на 1 % и повышение содержания диоксида углерода до 11...13 % вызывают быструю парализацию и последующую гибель насекомых. Сроки наступления полной гибели насекомых зависят от их вида, стадии развития, влажности и температуры среды обитания. С понижением влажности и увеличением температуры их гибель ускоряется. Так, например, жуки рисового и амбарного долгоносиков при температуре 35 ◦С погибают за сутки, а при температуре 25 ◦С — только через 10 дней.

Вместе с тем отечественные и зарубежные работы показали, что в железобетонных силосах не удается длительное время сохранять постоянный состав воздуха из-за недостаточной герметичности таких силосов. Чтобы поддерживать концентрацию кислорода на низком уровне, требуется периодически дополнительно подавать в зерновую насыпь газовую смесь.

Качество зерна, муки и хлеба после обработки партий РГС не меняется. Затраты на дезинсекцию зерна с применением РГС примерно в 3 раза меньше по сравнению с использованием для этой же цели бромистого

метила.

Устройства для обеззараживания и хранения сельхозпродуктов с применением РГС имеют большую перспективу, особенно в регионах с

9

наличием природного газа.

Для обеззараживания зерна на элеваторе используют смеси фосфорорганических и пиретроидных инсектицидов. В зерно вводят в

микроколичествах вещества, обладающие большой биологической активностью в отношении насекомых и сравнительно мало активные в отношении теплокровных животных. В отличие от фумигантов (бромистого метила и др.) эти вещества являются инсектицидами контактного действия. Насекомые погибают от кратковременного контакта с обработанными этими веществами, зерном. Этот способ в отличие от традиционной фумигации зерна заключает ряд неоспоримых преимуществ. Он, значительно безопаснее фумигации. Не требуется останавливать работу на элеваторе, на период введения фумиганта, экспозиции и дегазации. Не надо выполнять трудоемкие мероприятия по герметизации зернохранилища. Решаются экологические проблемы, так как исключается выброс в окружающую среду ядовитых газов, используемых при фумигации зерна. Инсектициды контактного действия сохраняются на зерне в токсичных для насекомых количествах в течение нескольких месяцев после однократной обработки, и на протяжении этого периода зерно не заражается насекомыми.

Технологически операция обработки зерна инсектицидами контактного действия довольно проста.

Инсектициды разбавленные водой либо без разбавления распыляют с помощью специальных распылителей на мелкие капли, которые вводят в

поток зерна на конвейерной ленте либо внутри самотека.

Обработку зерна инсектицидами контактного действия проводят с помощью распылителя инсектицидов (РИ), который состоит (рисунок 10.5) из резервного бака 11, датчиков 2 наличия зерна в самотеке по числу обрабатываемых одновременно потоков зерна, рабочих баков 3 с регуляторами высоты, распылителей 1 и электромагнитных клапанов 5, а также раздатчика воздуха 4, гибких воздухопроводов 9, гибких шлангов для инсектицида 6, раздатчика инсектицида с фильтрами 7, датчика давления 10, компрессора 8.

Все составные части РИ стационарно размещены в рабочей башне элеватора на этаже распределительных кругов. Резервный бак расположен этажом выше. Пульт управления вынесен в диспетчерскую /25/.

10