Сравнительный анализ преимуществ СПО-80, СПО-125 от аналогов. Производительность выше потому, что больше: ширина (1330 мм вместо 1265) и длина (1050 вместо 800) рабочей зоны сетчатого транспортера, в итоге рабочая площадь больше на 38% (1,4 м.кв вместо 1,01) поперечное сечение канала аспирации в зоне ввода материала 1500х290 мм вместо 1250х240, в итоге площадь канала больше на 45% частота вращения вала вентилятора 827 об/мин вместо 690/720 скорость движения сетки 0,98 м/сек вместо 0,78 частота ударов подбивальщика 272 ударов/мин вместо 216 частота вращения шнека отходов 512 об/мин вместо 365 угол наклона днища приемной камеры (50о вместо 45), что увеличило скорость схода зерна Надежность выше потому, что толще и с запасом: метал стенок деталей корпуса – 2,5÷3 мм вместо 1,5. Мы умеем работать с тонким материалом, но большая толщина стенок придает большую жесткость и как следствие виброустойчивость конструкции в целом, что положительно сказывается на сроке службы подшипников, прежде всего вентилятора. электродвигатель большей мощности 11 кВт вместо 4,75-6,5-7,5. При очередной модернизации, когда в конструкцию был добавлен битер на переходе материала из приемной камеры в канал аспирации и дополнительный вал подбивальщика, вместо электродвигателя 7,5 кВт был поставлен 11 кВт. В этой комплектации потребляемая мощность во время испытаний составила 8,5 кВт. Дополнительный вал подбивальщика не дал значимого прироста эффективности и от него впоследствии отказались, как и от битера (причины смотри ниже), а двигатель решили оставить, несмотря на то, что при таком изменении потребляемая мощность укладывалась в 7,4-7,5 кВт. Что это дает: • (+) электродвигатель работает с 70% загрузкой - легко справляется со стартовыми и пиковыми нагрузками • (+) механические детали двигателя, рассчитанные на более высокие нагрузки, служат дольше • (+) минимизируется негативное влияние качества электроэнергии (перепады напряжения, особенно при пониженном, несинусоидальность или [1] несимметричность) • (-) реально потребляемая мощность не намного больше, чем при использовании двигателя на 7,5 квт на номинальном режиме. • (-) единственным значимым минусом является цена – двигатель 11 кВт дороже приблизительно на 200 USD. Впрочем, выбор за потребителем, по желанию заказчика мы установим электродвигатель на 7,5 квт. Кроме того, что больше и толще, еще и лучше эффективность: в сертифицированной лаборатории было проведено математическое моделирование течения воздуха в пневмосепарирующей системе предыдущей (МПО-50) и модифицированной конструкции СПО-80, на основании которого оптимизирована пневмосепарирующая система: • удлинена нижняя часть пвневмосепарационного канала, • изменена форма «капли» в нижней части разграничительной стенки между пневмосепарационным и рециркуляционным каналом, • окончание верхней части разграничительной стенки на входе в осадочную камеру приобрело аэродинамическую форму, • изменена кривизна осадочной камеры, все это в комплексе привело к уменьшению зон обратных воздушных потоков и выравниванию векторов скорости потоков, что улучшило качество очистки. [2] В этой связи необходимо отметить принципиальное отличие аэродинамических характеристик СПО-80 и МПО-50М (Воронеж) с изогнутой (криволинейной) формой аспирационной части от прямолинейных контуров машин ALFA-50, МПО-50М (Днепропетровская обл). Да, такие машины проще и дешевле в изготовлении, но c задачами аспирации они справляются хуже. изменены углы атаки лопастей вентилятора, что привело к более тихой работе машины и уменьшению налипания пыли на лопастях. При налипании пыли эффективность вентилятора падает и как следствие, ухудшается качество очистки. увеличен путь прохождения продукта в пневмосепарационном канале, что повышает эффективность очистки продукта от легких примесей. Однако это увеличило высоту машины. [3] увеличение высоты машины позволило увеличить угол наклона днища приемной камеры (с 45 до 50о), что предотвращает залегание продукта на нем; увеличение угла наклона днища приемной камеры позволило отказаться от битера, который принудительно загружал зерно в аспирационную камеру и выполнял функцию противоподсосного клапана, в новой конструкции, благодаря увеличенному углу наклона днища, зерно идет самотеком с большей скоростью, а вместо битера установлены противоподсосные клапана. Это привело к уменьшению травмирования продукта и увеличению производительности машины, а так-же разгрузило электродвигатель на 1,1 кВт и позволило сократить эксплуатационные расходы (на 1 цепь привода и 2 подшипника). Кратковременный опыт применения битера в конструкции СПО-50 показал рост травмирования зерна, особенно кукурузы. По этой-же причине применение шнека на входе материала в приемную камеру предпочтительнее битера, но мы пошли еще дальше: в модификации машины с питателем (СПО-125) приемный (распределительный) шнек заменен на питатель со щелевидной задвижкой, которая совершает колебательные движения, что исключает травмирование зерна и благодаря более равномерному распределению продукта по ширине увеличивает производительность машины. Для обработки семенного материала мы настоятельно рекомендуем СПО-125, даже если такая производительность избыточна. Мало того, что производительнее, надежнее и эффективнее - еще и удобнее в использовании потому, что в конструкции машины предусмотрено: большое количество лючков для очистки внутренних полостей машины от пыли и быстрой замены сетчатого транспортера. лестница для удобства обслуживания и замены сетчатого транспортера. Что у нас есть, и чего у них нет (где полностью, где частично): Отсутствие подбивальщика – на пшенице (ржи, овсе ..) с низкой загрязненностью и влажностью не окажет большого влияния на качество очистки, но при сильном загрязнении да еще и при повышенной влажности, а тем более на кукурузе или подсолнечнике приведет к повышенному выбросу зерна с крупными отходами особенно на сетке 10*10. Отсутствие шнека отходов – альтернативная конструкция - клапан с грузиками подразумевает, что легкие примеси скапливаются на дне аспирационной камеры и когда их вес превышает вес грузов легкие примеси под собственным весом продавливают клапан и происходит сброс накопившихся примесей. Этот сброс повторяется циклически, при этом нарушается режим циркуляции в аспирационной камере (происходит сброс давления и скачкообразное снижение скорости воздушного потока а аспирационном канале, во время которого падает качество очистки), кроме того в промежутках между сбрасываниями легкие примеси из кучи на клапане внутри аспирационной камеры повторно захватываются потоком воздуха в нагнетательный канал и частично попадают в зерно на выходе. Постоянно работающая шнековая выгрузка, с учетом экрана над ней внутри осадочной камеры, для задержки примесей у шнека, который так-же отсутствует в конструкции ALFA и её аналогов, лишена этих недостатков. Отсутствие противоподсосных клапанов на входе зерна в аспирационную часть машины – приводит к падению давления (скорости) воздушного потока в канале аспирации выше зоны входа материала, так как часть воздушного потока направляется в приемную камеру и выходит вместе с крупными примесями. Это приводит к тому, что самым тяжелым частичкам из мелких примесей не хватает напора для попадания в осадочную камеру и они уходят вместе с зерном. В нашем сепараторе все три точки - входа материала, выхода зерна, выхода мелких примесей (даже после шнека) оборудованы противоподсосными клапанами. Установленный срок службы в нашем паспорте указан с тех.условий которые были заданы при первоначальной постановке на производство в 1999 году и на основании которых он проходил сертификацию. Все сепараторы выпущенные в том году до сих пор работают, не говоря о тех, которые выпускались в более позднее время. Об избыточной производительности Часто возникают ситуаций, когда производительность 80 т/час не нужна, и вполне достаточно 50 т/час – при сопоставимых ценах, ответ очевиден: при неполной загрузке фактическое качество очистки, особенно от мелких примесей в аспирационной части, значительно выше, чем у аналогов. Многие зернохранилища, особенно небольшие, где нет необходимости в максимальной производительности, ставят на пшеницу сетку 10х10, используют схему дополнительной аспирации[4] и добиваются качества очистки, которое позволяет им обходиться без дополнительной обработки на решетных сепараторах БСХ-100. Теория и практика, точнее теория на практике Скорость витания, пограничный слой, угол входа в воздушный поток и много еще чего полезного можно узнать в теоретической литературе, начиная со времен создания прототипов современных машин, основательный теоретически материал о принципах работы которых изложен, например в труде «Процессы сепарирования на зерноперерабатывающюх предприятиях» В. В. Гортинский, А. Б. Демский, М. М.: Колос, 1980. (см. вкладку на странице сайта - СПО - Материалы). Там теоретические выкладки проверялись еще на ЭВМ «Минск-22м». Время не стоит на месте и мы постоянно отслеживаем все новые исследования в областях, связанных с продукцией, которую мы производим. У нас есть возможность (и мы ей активно пользуемся) проверять на практике наиболее перспективные на наш взгляд идеи. Не все новшества проходят проверку. Как, например, применение битера при загрузке зерна в аспирационный канал. Еще в выше упомянутом труде 1980 года [7] было отмечено, «что условия сепарирования для захвата и выноса частиц воздушным потоком при углах их ввода в канал α = 100 и α=00 более благоприятны» (стр. 168). Более детально теория применения битера развивается до сих пор, например АВТОРЕФЕРАТ диссертации [8]. Мы выпустили партию СПО с битерами. Реальное, хотя и незначительное повышение качества очистки было, что подтвердило теоретические расчеты, но побочный эффект травмирования зерна, в зоне между гранью лопасти битера и корпусом (особенно подсолнечника и кукурузы, которая на 15% битером превращалась в крупку) не только свел на нет весь положительный эффект на мелких и средних злаковых (пшеница, рожь и т.д.), но и сделал экономически нецелесообразным его применение на крупных. [1]. 2.2. Влияние показателей електроприемников качества электроэнергии на эффективность работы Асинхронные электродвигатели (АД) При наличии отклонения напряжения на зажимах АД меняются частота и вращательный момент ротора, а также значение активных потерь и реактивной мощности, которая потребляется. Это приводит к изменению экономических показателей, которые характеризуют работу электродвигателя. Потери активной мощности в полностью загруженных двигателях, которые работают с постоянным моментом сопротивления, возрастают при сниженные напряжения вследствие роста тока, который потребляется из сети и при росте напряжения эти потери уменьшаются. При продолжительном отклонении напряжения 0,9 Uном срок службы двигателя снижается вдвое. … Отклонение напряжения влияют на значение потерь в электродвигателях, поэтому тепловое старение изоляции зависит от отклонения напряжения и загрузки электродвигателя. При положительных отклонениях срок службы изоляции Тс , по сравнению со значением Тном при номинальных значениях напряжения и загрузке, меняется обратно пропорционально квадрату коэффициента загрузки Кз: Очевидно, что при Кз <1 тепловое старение изоляции уменьшается. При негативных отклонениях срок службы изоляции сокращается и определяется уравнением: . Поэтому с точки зрения нагрева двигателя более опасны в рассматриваемых пределах отрицательные отклонения напряжения. … При работе АД с номинальным вращающимся моментом и коэффициентом обратной последовательности напряжений, которая равняется 4%, срок службы изоляции его сокращается приблизительно в 2 раза только за счет дополнительного нагрева. Если напряжение на одной из фаз будет значительно превышать номинальное значение, сокращение срока службы изоляции будет еще большим. [2]. Математическое моделирование течения воздуха в пневмосепарирующей системе сепаратора предварительной очистки зерна СПО-50 [3]. На входе в пневмосепарационный канал зерно попадает в основную струю воздушного потока в первый раз (о распределении скоростей и плотности воздушного потока в каналах - [5]) в зависимости от точки схода (первый или второй ярус, положение зернышка в слое зерна – снизу или сверху) и своего веса, происходит первичное рассеивание и зерна ударяются об наклонную, противоположную стенку канала. Во время удара, происходит отделение прилипших к зерну частичек примесей, зерно переворачивается и отражаясь от стенки канала второй раз попадает в основную струю воздушного потока (всего от 2 до 5 раз в процессе падения), во время этого процесса происходит очистка от прилипших частичек (в зависимости от высоты точки контакта, веса, каким местом зерно ударилось) которые в случае свободного падения в вертикальном канале остаются в пограничном аэродинамическом слое вокруг семени [6]. В вертикальном канале (ALFA) часть зерна вообще не ударяется о стенку, а часть скользит вдоль стенок канала, там, где сила воздушного потока значительно слабее. [4]. Разграничительная стенка между пневмосепарационным и рециркуляционным каналом (переход) оканчивается в нижней части «каплей» аэродинамической формы. «Капля» внутри полая, на ее стенке со стороны рециркуляционного канала есть щелевидные прорези. Дополнительная аспирация подключается к этой полости и через прорези отсасывает самую мелкую фракцию примесей, которая не осела в осадочной камере. [5]. «сепарирование зерна в воздушных каналах зерноочистительных машин не обеспечивает достаточно высокое качество, что обусловлено кратковременным воздействием потока воздуха на частицы обрабатываемого материала, резким снижением скорости воздуха в околостенном пространстве» «Совершенствование процесса работы пневмосепаратора за счет рациональной подачи зерновой смеси в воздушный поток» АВТОРЕФЕРАТ диссертации, Челябинск, 2008 Тавтилов И.Ш. «Оренбургский государственный университет» «МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПНЕВМОСЕПАРАЦИИ И ОБЕСПЫЛИВАНИЯ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА В ВОЗДУШНОМ ПОТОКЕ» Дидур В.А., акад. МААО, д.т.н., проф. Ткаченко А.В., к.т.н. Таврический государственный агротехнологический университет г. Мелитополь, 2013 [6]. «При обтекании прилипших частиц, находящихся в пограничном слое, относительная скорость частицы в воздушном потоке изменяется от нуля до определённого значения….Таким образом, отрыв воздушным потоком прилипших частиц неразрывно связан со структурой пограничного слоя и с распределением скорости в этом слое.» [7]. «Процессы сепарирования на зерноперерабатывающюх предприятиях» В. В. Гортинский, А. Б. Демский, М. М.: Колос, 1980. [8]. «ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИХ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ПНЕВМОСИСТЕМ С ФРАКЦИОННОЙ СЕПАРАЦИЕЙ», САИТОВ В.Е. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Чебоксары – 2014.