Розділ 9

Розділ 9

ОСНОВИ ТЕОРІЇ ТА РОЗРАХУНКУ МАШИН ДЛЯ ПІСЛЯЗБИРАЛЬНОЇ ОБРОБКИ ЗЕРНА

9.1. Принципи очищення і сортування зерна

Зерновий матеріал після збирання врожаю є сумішшю, яка скла- дається із зерен основної культури, насіння буряків та інших сіль- ськогосподарських культур, домішок мінерального та органічного походження. Основна культура може містити здорові, пошкоджені, пусті та щуплі зерна.

У процесі очищення із зернової суміші видаляють сторонні до- мішки, а при сортуванні зерна чистої культури її розділяють на сор- ти. Так, зерно сортують залежно від призначення: помелу, перероб- ки на крупу або сівби. До якості кожної групи зерна ставляться особ- ливі вимоги, які регламентуються державними стандартами, базис- ними кондиціями та агротехнічними вимогами. Як правило, зерно очищають і сортують одночасно.

9.2. Способи очищення і сортування зерна

Очищення та сортування зерна ґрунтуються на принципі різниці певних ознак, які характеризують зернову суміш. Такими ознаками є: геометричні розміри, аеродинамічні властивості, форма та стан поверхні, щільність, питома вага, електропровідність, колір тощо.

Поділ за розмірами. За розмірами зернові суміші поділяють на решетах, роликових поверхнях і трієрах. Геометричні розміри зерна визначаються трьома розмірами: довжиною, шириною і товщиною, причому довжину l вважають найбільшим розміром, ширину b — середнім і товщину с — найменшим (рис. 9.1).

За шириною зернові суміші поділяють на решетах з круглими отворами (рис. 9.1, а) і роликових поверхнях (рис. 9.1, б). Зерно або домішки за шириною менші за розмір d отворів, тому проходять крізь них. Більші компоненти сумішей, які не пройшли крізь отво- ри, сходять з решіт. Компоненти суміші, які проходять крізь отвори, називають проходом, а які залишаються поверх решіт — сходом.

Ефективним поділ за шириною на решетах з круглими отворами буде тоді, коли зерно розміститься вздовж осі перпендикулярно до

344

Основи теорії та розрахунку машин для післязбиральної обробки зерна

Рис. 9.1. Схема пристроїв для сортування зерна за розмірами:

а— решета з круглими отворами; б — роликові решета; в — решета

зпродовгуватими отворами; г — комірковий трієр

поверхні решета. Для цього решету потрібно надати вертикальних коливань. Якщо довжина зерна не перевищує його ширину більше ніж удвічі, то поділ добре відбувається на решетах з горизонталь- ними коливаннями.

На роликових поверхнях використовують фігурні ролики, які розміщують із постійним зазором між ними. Зерна переміщуються роликами і, потрапляючи в комірки, просіваються, розділяючись на фракції. Роликові поверхні застосовують у зерноочисних машинах для відокремлення великих домішок із зернової суміші.

За товщиною зерновий матеріал поділяють на решетах з про- довгуватими отворами (рис. 9.1, в). Для поділу за товщиною зерни- на на решеті має повернутися на ребро і розміститися вздовж отво- ру. Ця вимога забезпечується при горизонтальних коливаннях ре- шіт.

За довжиною зернову суміш поділяють на коміркових трієрах (рис. 9.1, г) і решетах з круглими отворами. Трієр є барабаном, на внутрішній поверхні якого нанесено комірки. Всередині трієра роз- міщено лотік і шнек. Барабан обертається відносно осі О. Зернову суміш засипають усередину трієра, при цьому довгі домішки не по- трапляють у комірки і ковзають в трієрі, а короткі — западають у комірки, піднімаються ними і скидаються в лотік, а потім шнеком виносяться з барабана.

Решета для сортування за довжиною виготовляють з круглими отворами. Над решетом, паралельно йому, встановлюють із зазором глуху площину. Зазор беруть більшим за максимальну довжину компонентів зернової суміші. Площина не дає змоги часточкам роз-

345

Розділ 9

міщуватися довгою віссю перпендикулярно до поверхні решета, то- му крізь отвори не проходять часточки за шириною, а проходять лише ті, довжина яких менша від довжини отвору. Довгі компонен- ти суміші йдуть з решета сходом.

Поділ за аеродинамічними властивостями, тобто за критич-

ною швидкістю, коефіцієнтом опору і коефіцієнтом парусності, від- бувається в повітряному потоці.

Для поділу застосовують нагнітальний (рис. 9.2, а) і всмоктуваль- ний (рис. 9.2, б) повітряні потоки.

Рис. 9.2. Схема поділу зернової суміші за аеродинамічними властивостями:

а— у нагнітальному повітряному потоці; б — у всмоктувальному повітряному потоці; 1 — вентилятор; 2 — бункер; 3 і 4 — лотоки; 5 — сітка; 6 — камера

Унагнітальному повітряному потоці повітря відносить легкі до- мішки в різні положення залежно від їхніх аеродинамічних власти- востей і маси. Важчі часточки і такі, що мають малий опір повітряно- му потоку, надходять у лотік 3, легкі і з більшим опором — у лотік 4.

Увсмоктувальному повітряному потоці матеріал рухається по

похилій сітці 5. Повітря, яке всмоктує вентилятор 1, проходить че- рез зернову суміш, захоплює вгору легкі домішки, частина з яких осідає в розширювальній камері 6, де напір повітряного потоку змен- шується, а легші виносяться за межі машини разом із повітрям.

Всмоктувальний повітряний потік довше діє на часточки, ніж напірний, тому зернова суміш поділяється ефективніше.

Поділ за формою і станом поверхні. Різницю властивостей поверхонь матеріалів широко використовують для очищення і сор- тування зернових сумішей.

На решетах із трикутними отворами (рис. 9.3, а) зернові суміші поділяють залежно від форми компонентів. На таких решетах з пшениці можна виділити гречку, яка має трикутну форму, з тимофі- ївки — щавель дрібний та ін.

На гвинтових сепараторах-змійках (рис. 9.3, б) часточки також поділяють за формою. Кругліші зерна і часточки неправильної фор-

346

Основи теорії та розрахунку машин для післязбиральної обробки зерна

Рис. 9.3. Схеми при- строїв для сортуван- ня зерна за формою та станом поверхні:

а — решета з трикутни- ми отворами; б — гвин- тові сепаратори; в — поздовжні гірки; г — трієр із ворсистою пове- рхнею; д — електромаг- нітний сепаратор

ми, які потрапляють на гвинтову поверхню сепаратора, рухаються по ній по-різному. Круглі часточки, перекочуючись, отримують бі- льшу швидкість, а отже, вищу відцентрову силу. Вони викидати- муться через борт поверхні в лотік І. Більш плоскі часточки менше відходитимуть від осі площини і зійдуть у лотік ІІ. Змійки можна застосовувати для поділу вико-вівсяної суміші на овес і вику та для відокремлення гороху від вівса.

На гірках з поздовжнім рухом полотна часточки поділяються за формою з урахуванням шорсткості їх поверхні. Гладенькі часточки круглішої форми (рис. 9.3, в) скочуються вниз (лотік І), а більш пло- скі шорсткі піднімаються полотном і потрапляють у лотік ІІ. На гір- ках можна якісно очищати насіння буряків.

В електромагнітних сепараторах (рис. 9.3, д) використовують здат- ність шорсткого насіння деяких культур обволікатися металевим порошком. У таких пристроях суміш зерна з металевим порошком подають на циліндр 1. Частина цього циліндра перебуває під дією магнітного поля, яке збуджує котушка 2. Шорстке насіння таких культур, як повелика, гірчак рожевий, подорожник, а також пошко- джене насіння, до яких прилипнув порошок, утримується на біль- шій дузі циліндра, ніж гладенькі, тому вони надходять до лотока 3, а гладенькі (насіння трав, льон) — до лотока 4.

На трієрах з ворсистою поверхнею відокремлюють насіння вів- сюга із вівса і пшениці, використовуючи шорсткість їх поверхні

(рис. 9.3, г).

347