Технология послеуборочной обработки семенного, продовольственного и фуражного зерна на зернопунктах состоит из следующих операций: взвешивание исходного материала, его разгрузки, предварительной очистки, сушки, первичной и вторичной очистки, сортировки, транспортировки зерна и отходов и, наконец, длительного хранения зерна в бункерах.

На типовом пункте для послеуборочной обработки зерно подается для обработки из машин с помощью ав — томобілепідйомника 1 (рис. 2.1), поступает в завальную яму 2, откуда норией 3 подается в машину предварительной очистки 4. Нория 5 в зависимости от влажности зерна может подать его в бункеры для активного вентилирования 7 или в сушилку 9 через нории 6 и 8, или непосредственно в машину вторичной очистки 10, из которой — в триєр 11. В схеме предусмотрено многократное сушки зерна в сушилке или бункерах активного вентилирования. После триеру зерно может быть представлено на пневматический сортировочный стол, после чего в зависимости от потребностей норией 13 подается в бункер чистого зерна или па автоматическое порционное взвешивание 15 и мішкозашивальну машину 16. Отходы подают в бункер 17.

Для реализации предыдущего технологического процесса обработки зерна применяют агрегаты и комплексы: в сухих зонах — зерноочистительные агрегаты типа ЗАВ (ЗАВ-20, ЗАВ-40 и перспективные ЗАВ-25, ЗАВ-50), во влажных зонах — зер — ноочисні-сущіильні комплексы типа КЗС (КЗС-20ШШ, КЗС-40 и перспективные КЗС-25Ш, КЗС-25Б, КЗС-50).

Очистка зерновой массы в потоке происходит с помощью последовательного выполнения процессов сепарации. Существует предварительное и конечное (первичное и вторичное) очистки. Предварительная очистка предусматривает удаление из зернового вороха крупных и легких примесей. Конечное очистки позволяет довести зерно до базовых кондиций. Сортовая чистота семенного зерна, что высевается на больших площадях, должна быть не ниже 95 %. При этом наличие зерновых примесей не должна превышать 3 %, а минеральных 1 %, возбужденных зерен должно быть не более 1 %.

2.1.Технологическая схема типового пункта для послеуборочной обработки зерна:

1 — автомобілепідйомник; 2 — завальная яма; 3. 5, 6, 8, 13 — нории; 4 — машина предварительной очистки; 7 — бункер активного вентилирования; 9 — шахтная зерносушилка; 10 — машина вторичной очистки; 11 — триер; 12 — пневматический сортировочный стол; 14 — бункер чистого зерна; 15 — автоматические порционные весы; 16 — мешко зашивальна машина; 17 — бункер отходов; Ш1, Ш2 — шиберы;

К1 —К4 — перекидные клапаны

2.2. Функциональная схема воздушно-решітної машины для зерноочищення:

Г1Б — приемный бункер; П — підживлювач; i, II, III — решета; ПЗ — воздушные заслонки; ЛВ — приемник легких отходов; ВВ — приемник крупных отходов;

МВ — приемник малых отходов; БЗ — бункер зерна

Агрегаты и комплексы для очистки зерна состоят из воздушно-решетных машин, триеров и пневмостолів. На воздушно-решетных машинах выполняют предварительное, первичное и вторичное очищение. Триеры и пневмостоли применяются для доведения продукции до определенной кондиции, на трієрах происходит раздел по длине зерен, а на пнев — мостолах — по удельному весу.

Упрощенная функциональная схема воздушно-решітної зерноочистительной машины изображена на рис. 2.2.

Зерновая масса из бункера ПБ с помощью підживлювача П подается в воздушный канал первой операции, где из массы отделяются легкие примеси, которые попадают к приемнику ЛВ. После чего зерновая масса поступает на решетный сепаратор, который состоит из трех решет И, II, III, наклоненных под некоторым углом к горизонту, приводимые в колебательное движение с помощью электропривода. Верхнее решето является проходным, через которое зерно основной культуры просеивается, а крупные примеси проходят сверху и попадают в приемник ВВ. Нижние решета отделяют от потока мелкие примеси, а основное зерно проходит через канал второй воздушной аспирации, где воздух выносит мелкие, легкие примеси, и попадает в бункер чистого зерна.

Как видим, для регулирования процесса очистки применяется підживлювач П, который может изменять подачу зерна в машину и заслонки ПО, которые изменяют скорость движения воздуха в каналах аспирации.

По длине зерно проходит очистку на цилиндрическом триерном оборудовании. Зерновая масса разделяется чарунковою поверхностью цилиндров. На внутренней поверхности рабочего цилиндра 1 (рис. 2.3) расположены ячейки. Цилиндр установлен горизонтально, или под углом 1,5° и все время вращается. В середине цилиндра расположен желоб. Короткие зерна 4, западают в ячейки при вращении цилиндра, попадают в желоб 2, выводятся вовне посредством шнека. Длинные зерна 3 сходят с цилиндра при его вращении.

Регулирование процесса в трієрах может происходить толь — ки-изменением подачи зерновой массы в триер.

Для распределения семян по удельному весу применяют пневматические сортировальные столы (рис. 2.4). Зерновая масса поступает на решітну деку с натянутой полотняной тканью или металлическим листом с круглыми отверстиями диаметром 0,5—0,6 мм, установленную под некоторым углом к горизонту. Дека совершает колебательные движения, одновременно расположенный на ней слой зерновой массы продувается снизу воздушным потоком, что приводит частицы материала во взвешенный состояние. При этом притяжение между частицами исчезает и они с наименьшим удельным весом всплывают на поверхность слоя, а с наибольшей — опускаются. Каждая из распределенных фракций принимается соответствующим приемным устройством в назначенном месте.

2.5. Функциональная схема машины для очистки зерна

Качество процесса очистки можно регулировать с помощью изменения подачи массы на деку.

Каждая из зерноочистительных машин является объектом управления (рис.

2.5) . Основными входными параметрами объекта управления следует считать чистоту зерна ‘ук, производительность машины С}, наличие полноценного зерна в отходах д. Могут быть и другие параметры технического эффекта очистки (например, коэффициент полноты распределения зерна). К возмущениям, действующим на объект относятся: начальная чистота зерна уп, его влажность ‘№ТЕ, плотность зерновой массы <рп.

Основным управляющим воздействием является изменение подачи зерна в машину хп, а в воздушно-решетных зерноочистительных машинах, кроме того, скорость воздуха в аспирационных каналах хь.

Управляющими параметрами являются частота и амплитуда колебаний решеток и их угол наклона. Но в зерноочистительных машинах предусмотрена смена частоты колебаний только при остановке машины, амплитуда и угол наклона вообще не регулируются.

При управлении процессом очистки естественно требовать от системы управления максимальной производительности машины, с соблюдением определенной чистоты зерна и ограниченным выходом полноценного зерна в отходы. Эта цель достигается при стабилизации чистоты зерна на заданном уровне ‘Увых==7зад [!]• Для реализации такого алгоритма функционирования объекта управления применяются системы, которые реализуют релейный и непрерывный алгоритм управления.

Рассмотрим непрерывный регулятор загрузки зерноочистительной машины (рис. 2.6). Регулятор состоит из лоткового расходомера зерна ВЗ с дифференциально-трансформа — торним преобразователем ДТП, регулирующего прибора РП, двух промежуточных реле К1 и К2, исполнительного механизма ВМ, который действует на шиберный устройство ШП, загрузочного бункера ЗБ.Процесс регулирования осуществляется так. Поток зерна, что проходит из бункера БЗ через отверстие шибера ШП и расходомера ВЗ в машину ЗОМ, перемещает підпружине — ный лоток расходомера. Это перемещение преобразуется датчиком ДТП в электрический сигнал переменного тока. Потом после выпрямителя ток поступает на вход регулятора РП, где сравнивается с заданным значением расхода зерна. Если текущее значение загрузки больше или меньше

2.6. Принципиальная схема системы автоматического регулирования загрузки зерноочистительной машины:

ЗБ — загрузочный бункер; ВЗ — расходомер зерна; ЗОМ — зерноочистительная машина; ДТП — дифференциально-трансформаторный преобразователь; РП — регулирующий прибор; ВМ — исполнительный механизм; 5/11, 5Л2 — переключатели

заданного, превышающего зону нечувствительности регулятора, то срабатывают реле /<7 или К2, влючається двигатель исполнительного механизма ВМ, который перемещает заслонку шибера до того момента, пока подача зерна не будет соответствовать заданному значению. В системе предусмотрена возможность дистанционного ручного управления шибером с помощью переключателя 8А2при отключенном регуляторе, осуществляется переключателем 5Л1.

Данная схема управления не может быть совершенной, потому что не учитывает изменчивости влажности и чистоты зерна, которое подается в машину. Известно, что при наличии более влажного зерна или зерна с меньшей чистотой подача его в машину должна уменьшаться. Только в этом случае показатели качества очистки можно удержать на заданном уровне. Для учета возмущений по влажности и чистоте зерна в управлении процессом очистки разработаны более совершенные системы.

2.7. Функциональная схема автоматической системы регулирования подачи зерна с учетом его изначальной чистоты:

ЗОМ — зерноочистительная машина; ВТ — расходомер зерна; ПИ. П2 — усилители; ЛЧ — анализатор чистоты зерна; ВМ1, ВМ2 — исполнительные механизмы

Рассмотрим систему управления, в которой загрузка машины выбирается в зависимости от чистоты зерна, подаваемого на очистку. Функциональная схема такой системы изображена на рис. 2.7. С помощью анализатора чистоты исходного зерна АЧ и периодически определяется чистота зерна. Это значение сравнивается с заданным, и сигнал от сравнивая элемента через усилитель П2 подается на исполнительный механизм ВМ2, который изменяет уставку задающего-элемента системы управления подачей зерновой массы в машину. Более совершенной является система управления подачей массы в машину при корректировке подачи с помощью анализатора чистоты зерна после его очистки (рис. 2.8).

Принцип действия подсистемы определения чистоты зерна такой. С помощью пробоотборника поток зерна поступает на

2.8. Функциональная схема автоматической системы регулирования подачи зерна с учетом его конечной чистоты

весоизмеритель проб. При достижении пробоя определенной массы отборщик исключается и включается сепаратор. После окончания заданного времени сепарации проба снова взвешивается и сравнивается с пробой кондиционного зерна. В зависимости от разницы массы проб приводится в действие шаговый двигатель, который изменяет положение задатчика регулятора загрузки.

Кроме указанных систем автоматического управления на заготовительных предприятиях, в которые входят машины для очистки зерна, широко применяют различные автоматические устройства для систем контроля.

Уровень зерна в бункерах контролируется с помощью датчиков уровня различных модификаций. Для измерения уровня в больших емкостях (элеваторах) применяются мембранные датчики типа МГУ-3, ДУМ-100К и СУММ-ІУ2. Датчики типа МГУ оборудованы мембраной из прорезиненной ткани, закрепленной на корпусе. Давление зерна, что воспринимается мембраной, передается через металлическую пластинчатую пружину на кнопку микровыключателя. В датчиках СУММ-ІУ2 пластинчатая пружина заменена спиралью. натяжение которой регулируется винтом. Эти датчики имеют значительные погрешности измерения, которые в некоторых случаях достигают 6-7 см, поэтому их применяют лишь для грубого контроля уровня зерна в больших емкостях.

В связи с недостатками этих датчиков опытные образцы агрегатов ЗАВ и КЗС оснащены электронными сигнализаторами уровня типа СУС-11. Сигнализатор такого типа состоит из первичного преобразователя ППЭ-1 и вторичного блока ВС-1. Чувствительным элементом преобразователя служит электрический конденсатор, емкость которого меняется при прикосновении зерновой массы. Такое изменение емкости приводит к срабатыванию выходного реле вторичного блока. При эксплуатации сигнализатора необходимо проводить настройку на параметры материала, что контролируется, основными из которых являются диэлектрическая проницаемость. Относительное значение этого показателя в зерновой массе в зависимости от ее влажности изменяется в широких пределах (от 2 до 10), что обуславливает на практике проведение периодической подстройки прибора. Несмотря на высокую точность измерения уровня ~0,5 см необходимы частые подстройки сигнализаторов. Наличие неспра — цювань, высокая стоимость не позволили прибора СУС-11 найти широкое применение в агрегатах и комплексах по обработке зерна.

У флагового датчика все указанные недостатки сведены к минимуму (рис. 2.9). Принцип его действия основывается на угловом перемещении шарнирно-подвешенной пластины (пра-

2.9. Схема дискового датчика уровня зерна:

1 — флажок; 2 — зерновая масса; 3 — кронштейн; 4 — упор; 5 — магнит; 6 — геркон

порця) под действием зерновой массы 2 и закрепленного на кронштейне С

постоянного магнита на геркон 6.

На практике возникают сложности с выбором места установки датчика. Очевидно, что оно зависит от расположения желоба, по которому стекает зерно, диаметра бункера и угла естественного откоса зерна. Выражение для Уд имеет вид:

где Уд — расстояние между поверхностью бункера и местом вста

тановка датчика; d б — диаметр бункера, атах — максимальный угол естественного откоса; hc — высота установки самотека над бункером; Ад — погрешность измерения датчика, (для пшеницы — 23-38°; ячменя — 28-45°; овса — 31-54°)..

Для измерения потерь зерна в машинах предварительной очистки разработан индикатор ИВЗ-А. Индикатор есть чо — тирьохканальним прибором и позволяет измерять потери зерна в каналах крупных и легких отходов в двух машинах предварительной очистки (рис. 2.10). Сприймаючим элементом каждого канала является преобразователь ППС-ОЗ, который состоит из текстолитовой мембраны с наклеенными снизу тремя п’єзокерамічними элементами, соединенными между собой последовательно. Мембрана для защиты от механических повреждений наклеена на виброизоляционный піпоеласт, который закрепляется к металлическому корпусу. При ударе зерна в мембрану на обкладках пьезоэлементов возникает быстро затухающий электрический сигнал. Его амплитуда и длительность зависят от силы удара, что позволяет фиксировать удары зерна и не реагировать на удары мякины или соломы. Сигналы с первичного преобразователя поступают на вход полосового фильтра ПФ, а оттуда на формирователь импульсов Ф/. Сформированные по амплитуде и длительности сигналы через узгоджуючі усилители ПУ-1 подаются на вход усилителей постоянного тока УПТ-1 и переключатель каналов, а с последнего на стрелочный прибор СП. При установке ручки потенциометра «диапазон» в положение min каждой делимые шкалы прибора соответствует частота входного сигнала 0,2 Гц, а при полном отклонении стрелки прибора — 10 Гц.

:2.10. Функциональная схема блока контроля и сигнализации индикатора

потерь зерна:

ПВЗ — первичный преобразователь потерь зерна; ПФ — полосовой фильтр; ФИ — Формирователь импульсов; ПУ-1…ПУ-5 — согласующие усилители; ППС-1 — усилитель постоянного тока; ЛП-1…ЛП-3 — логические устройства; ПК — переключатель каналов; ЛЧ-1, ЛЧ-2 — счетчики времени; СИ — световой индикатор; ЗС — звуковая сигнализация; СП — стрелочный прибор; СС-1, СС-2 — световые сигнализаторы

При установке ручки потенциометра в положение шах полное отклонение стрелки соответствует уже 100 Гц. Логическое устройство ЛПЛ управляет световым индикатором СИ, а также логическими устройствами ЛП-2 и ЛП-3, которые в свою очередь управляют включения световых сигнализаторов «не норма» СС-1 и «норма» СС-2, звукового сигиалізатоора ВС, а также лічилньиків «общее время работы» СЧ- и «время работы в режиме норма» СЧ-2. При значениях стрелочного прибора, превышающих на 10 % верхний предел шкалы хотя бы в одном из каналов, устройство ЛП-2 включает счетчик СЧ-1. При значениях стрелочного прибора, равные 10— ■80 % верхнего предела шкалы во всех каналах ЛП-3 включает счетчик СЧ-2.Когда хотя бы в одном канале включен сигнализатор СС-1, устройство /7/7-2 отключает сигнализатор СС-2 и включает звуковую сигнализацию ЗС. При этом отключается лічильникСЧ-2 и включается красный сигнализатор СИ, что указывает на превышение заданного значения потерь зерна в канале контроля.

Для оперативного измерения массовых расходов сыпучих материалов применяют лотковые расходомеры зерна. Принцип действия такого расходомера основан на измерении зу-

2.11. Схема лоткового расходомера зерна:

1 — лоток; 2 — зерновая масса; 3 — противовесы; 4 — упругий элемент

усилий, действующих на измерительный лоток в зависимости от массы зернового потока, проходящего по лотку, и дальнейшему превращению этих усилий сначала в перемещение, а затем в электрический сигнал. Схема чувствительного элемента лоткового расходомера изображена на рис. 2.11. Зерновая масса 2 несется по наклоненному под углом а лотке длиной 1 ал, который одним концом закреплен на шарнире, а другим опирается на упругий элемент 4. В зависимости от наличия слоя зерна на лотке меняется значение перемещения Увых, которое преобразуется в электрический сигнал. Комплект расходомера такого типа РЗ-50, что — используется на агрегатах ЗАВ-50 и КЗС-50 состоит из подобного чувствительного элемента лоткового типа и вторичного преобразователя, который строится на основе дифференци — ренційчо-трансформаторного датчика.

Опыт использования лотковых расходомеров показал, что погрешность измерений расходов зависит от многих факторов: места установки, скорости течения зерна, вида зерна и других. Поэтому для надежного текущего контроля необходимо в каждом случае провести предварительное градуировки расходомера.