2. Дән массасын жеңіл қоспалар мен тозаңнан тазалау процесін жетілдіру және машинаның тиімді құрылымын іріктеу. Техникалық ұсыныс.

2.1 Жеңіл қоспаларды бөліп алу тәсілдерін ғылыми талдау жолымен машинаның тиімді құрылымын іріктеу

Дән қабылдау тораптарында жуықтап және түпкілікті жеңіл қоспалардан тазалау процесін терең зерттеген РФ ғалымдары Н.П.Володин, Б.В. Краюшкин, В.В.Щелоков, В.П. Земелькин т.б. /1,2,3/ болып табылады.

Б.В. Краюшкин, В.В.Щелоков қойманың, элеватордың жұмысшы жайындағы шаң концентрациясының сорылатын ауа мөлшеріне, конвейерлердің өнімділігіне тәуелділігі графиктерін тұрғызған.

Құрылымы бұрыннан белгілі конвейерлік тиегіш, түсіргіш құрылғылар - астаулар ЛД және СЛН, лақтырғыш қораптар СК, СКСЩ шаңның шекті қалыпты концентрациясын /ШҚК немесе ПДК, орысш./ жұмысшы жай үшін конвейерлердің 60 т/сағ өнімділіктеріне дейін тиеу пункттерінде, 40 т/сағ.-қа дейін түсіру пункттерінде қамтамасыз ете алады. Бұл өнімділіктер тасымалдағыштардың техникалық өнімділігінен /100,175,300 т/сағ / анағұрлым төмен: 45 пайызға дейін, егер таспа ені 500 мм конвейер үшін 100 т/сағ, 650 мм конвейер үшін – 175 мм стандартты мәні болған жағдайда одан да көп төмен екендігін көрсетеді. /1,2/

Осы факторға байланысты ғалымдар Ф-8, Ф-12 таңбалы тиегіш астау мен лақтырғыш қораптарды ұсынды. Бұл құрылымдар конвейер өнімділігін 80 т/сағатқа көтеруге ғана мүмкіндік берді, яғни ШҚК – 4 мг/м³ сақталынды. Элеватордың тасымал жүйесінің техникалық өнімділігі таспаның 500,650 және 800 мм ендеріне байланысты сәйкес 100, 175 және 300 т/сағат құрайтындықтан, жоғарыдағы ғалымдардың ұсынысы өндіріс үшін қолдау таба алмады. /1,2/

Жоғарыдағы ұсыныстар қабылдау пункттерінде жеңіл қоспалардан тазартылмаған дән ағынын элеватор жайына енгізіп, силостарға тиегенде қолданылатын таспалы конвейерлер мен нориялардың тиеу-түсіру пункттеріндегі шаңның концентрациясын ШҚК шамасына төмендетуге мүмкіндік бере алмады.

Сұраққа қатысты мәселе мына бағытта қойылуы керек: дәнді қабылдау пункттерінде жеңіл қоспалардан жоғары тиімділікпен тазалаған жағдайда элеватордың тиеу-түсіру пункттерінде шаң концентрациясы қалыпты шекті шамадан аса алмайды /ШҚК/.

Дәнді қоймалар мен элеваторларға қабылдайтын пункттерде жеңіл қоспалардан аэронауа мен шаңсыздандырғыш камераның көмегімен тазалауға болады.

Дән массасынан шаң-тозаңды бөліп алу камерасы

2.2 Сурет Камерадағы ағынның нобайы

Аэронауаны пайдаланғанда ауа ағыны төменгі ауа келтіретін каналдағы науа арқылы жалюздік тордың тесіккөздері арқылы торға тиеліп жатқан дән қабатын үрлейді. Тордың сәл ғана көлбеулігі, тор құраған жалюздік қатпарлардың қозғалу бағытына қарай көлбеулігі, сонымен қатар дәннің физико-механикалық қаисеті, яғни сусымалылығына байланысты қопсытылған дән төмен қарай жайымен сырғиды. Жеңіл қоспалар дәнаралық қабатқа енген ауаға ілесіп, жоғарыдағы люкке қарай бағытталады. Люктерден кейін бөлгіш-циклон және сүзгі орнатылады.

Дәннің қопсытылуы дәнектердің өзара ілігісу күшін жоюына тәуелді. Дән массасы неғұрлым құрғақ, яғни сусымалы болса, соғұрлым ілінісу күшін жеңуге жұмсалатын ауа қысымы төмендеу болады. Ылғалдық артқан сайын ілінісу күші де арта береді. Сондықтан аэронауа тек қана құрғақ дәнге арналатындықтан, бұл машинаны жауын-шашуы көбірек солтүстік өлкелердегі қоймалар мен элеваторларда қолдану күткендей нәтиже бере алмайды.

Сонымен қатар ауамен қабатты қопсыту, яғни өнімді псевдоқопсыту процесі энергияны көп керек етеді. Энергияны үнемдеу үшін өнімділікті де төмендету керек. Өнімділік төмендесе, қарастырылып отырған процесстің меншікті шығыны артып кетеді, т.с.с. кемшіліктер анықталған. Дегенмен, бұл машина жұмысшы жайдағы шаң-тозаңды төмендетуге себі тиеді.

Төменде осы кемшіліктерді жою мақсатында жүргізілген ғылыми-зерттеу жұмыстарынан қысқаша мәліметтер келтірілген.

А.С. Разворотнев /4,5/ теориялық жолмен дәнді жалюздік тордың үстімен қабат құрағанда астынан ауамен үрлеп, жеңіл қоспалардан аэронауаның көмегімен тазалау коэффициентінің формуласын ұсынды:

К = 1 – М/М_о = 1 – exp(- K₁T^в/в), (2.1)

мұнда М – дәннің берілген массасындағы жеңіл қоспалардың тазалағаннан соңғы массасы;

М_о – тазартылмаған дән құрамындағы жеңіл қоспалардың массасы;

в – жеңіл қоспалардың адгезиялық қасиеттерін сипаттайтын коэффициент;

К₁ – дәннің жоғарғы бетінен жеңіл қоспаларды ауамен бөліп алу коэффициенті.

Коэффициенттер: в және К₁ ғалымдар /4,5/ эксперименттік жолмен анықтаған. Дән массасын жеңіл қоспалардан тазалау коэффициентінің аэронауаның ұзындығына, дән қабатының биіктігіне, тор астындағы ауаның үрлеу жылдамдығына, дәнді қопсыту уақытына тәуелділігі анықталды. Жеңіл қоспалардың бөліп алудың ең тиімді мәні (48 %) аэронауа ұзындығы 3,0 м және қопсыту уақыты 4,16 сек құрағанда ғана алынды.

Ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижесінде дән қабатының қалыңдығын азайтқан сайын, ауа жылдамдығы мен қопсыту уақытын көбейткен сайын жеңіл қоспаларды бөліп алу коэффициенті артатыны мәлім болды.

Дегенмен бұл жағдайда машинаның өнімділігі азайып, процесстің өнім бірлігіне шаққандағы меншікті шығыны көбейіп кетеді. Дән қабатын тордың бетінде арттырған сайын оны қопсыту үшін дәнектердің арасындағы ілінісі күшін, дәннің салмағын жеңу үшін жұмсалатын энергия мөлшері де артатыны түсінікті.

Жүргізілген жүргізген тәжірибелік зерттеулер көрсеткендей, дәнді жеңіл қоспалардан тазалау коэффициенті 48% -дан 70%-ға дейін арттыруға аэронауаның ұзындығы 3,0 м, ауамен үрлеу уақытын 4,16 сек құрағанда энергия шығынын екі есе ұлғайту жолымен ғана қол жетеді. /4,5/

Үрлегіш /11,0 кВт/, сорғыш /3,5 кВт/ желдеткіштердің қосынды қуаты - 14,5 кВт.

Аэронауаның кемшіліктеріне байланысты шаңсыздандырғыш камера ұсынылды. Бұл машинаның аэронауадан негізгі айырмашылығы - жұмысшы органы жалюздік тор. Жалюздік тор көлденең бағытқа дәннің беттік үйкелу бұрышына тең бұрышпен орналасқан. /5/

Құрылымы бойынша машина қораптан 1, жалюздік таратқыш тордан 2, бақылау люгінен 3, ауа ағынын айдауға 4 және аэроқоспаны соруға 5 арналған қиықтүтіктерден тұрады / 2.2 сурет/.

Шаңсыздандырғыш камераның жұмыс істеу принципі:

Дән массасы ағызу құбыры арқылы жалюздік торға 2 бағыттаушы көмегімен бірқалыпты таралып тиеледі. Тордың астыңғы жағынан үздіксіз үрленіп жатқан ауа ағынының әсерінен қозғалыстағы дән қабаты қопсып, өз көлемін ұлғайтып, псевдоқопсытылады. Сонымен қатар тор көлбеу орналасқандықтан және салмақ күші әсерімен төмен қарай қопсытылған қалпында сырғи береді. Дәнаралық кеңістікке енген ауа ағыны құрамдас жеңіл қоспаларды ілестіріп, жоғарыдағы аспирациялық жүйеге жіберетін бағыттаушы қиықтүтікке қарай беттейді.

Дән ағынының шаңсыздандырғыш камерадағы орналасу нобайы суретте көрсетілген.

Дегенмен жоғарыдағы модельде /2.1/ дән ағынының өзара қабаттық сырғуы ескерілмеген. Жалюздік тор бетіндегі дән қабатының қалыңдығын псевдоқопсытылған дән үшін А.С. Гинзбур, В.А. Резчиков анықтау үшін мына өрнекті ұсынады:

. (2.2)

Авторлар эксперименттік зерттеулер жүргізу нәтижесінде ауаның сүзу жылдамдығын бидай дәні үшін анықтаған: 2 м/с, бұл жылдамдықта шаңсыздандырғыш камера көмегімен дән массасынан жеңіл қоспаларды әкету тиімділігі 50-60% құрайды.

Шаңсыздандырғыш камера стандартқа енгізіліп, У1-УОЗ таңбасымен таңбаланды. Қолданылатын орындары – элеватордың дән қабылдау тораптары үшін таспалы конвейердегі дәнді тиеу торабындағы тиегіш астаудың орнына пайдалану ұсынылды.