Як працюють протруювачі ПНУ інерційно-фрикційного типу

Тимошенко С. П., к.т.н.;

Ходаківський А. С, інженер;

Тимошенко В. І., технік.

Ознайомившись з публікаціями [1, 2, 3] та іншими, прийшли до висновку – потрібно детально описати роботу розроблених нами протруювачів насіння універсальних (ПНУ), аналогів яких у виробництві поки що немає.

Принципова відміна протруювачів ПНУ від усіх відомих в тім, що вони реалізують новий інерційно-фрикційний спосіб [4] нанесення рідких препаратів на насіння, згідно з яким кожна насінина в момент надходження на робочий орган протруювача в однакових умовах контактує з плівкою рідкого препарату і під дією відцентрових сил рухається з обертанням навколо своєї осі разом з препаратом по днищу і конічній частині центрифуги. Після сходження з окрайка центрифуги насіння під гострим кутом переходить на тороподібну перехідну поверхню, де продовжує відбирати на себе препарат і рухатися уже по спіралеподібній траєкторії, гальмуючись силами тертя, ущільнюючись і приймаючи у свій потік нові порції насіння, що сходять з окрайка центрифуги з інших його відрізків і в пізніші моменти роботи центрифуги, яка обертається зі значно більшою швидкістю ніж рухається насіння на тороподібній перехідній поверхні і тому обганяє його. Завдяки цьому в усіх відтинках потоку насіння на тороподібній перехідній поверхні відбувається обмін препаратом між насінинами, що сходять не лише з різних відрізків окрайка центрифуги, але і в різні пізніші моменти часу.

З тороподібної перехідної поверхні потік насіння, розширюючись плавно переходить на внутрішню поверхню конічної камери протруювання, де знову ущільнюється за рахунок конічності камери протруювання і зсипається з усього периметра камери в один компактний потік у вивантажувальну горловину.

Таке багаторазове розширення і ущільнення, зміна напрямку руху і оточення насінин в потоці, потрапляння в кожний відрізок його насіння з різних відрізків окрайка центрифуги, тороподібної поверхні і камери протруювання і в різні моменти часу забезпечує стабільність високої якості обробки насіння препаратом в об’ємі і в часі. Така організація руху насіння робить кожну насінину активним елементом робочого процесу, а їх поверхні – робочими. При цьому кожна насінина відбирає на себе кількість препарату, пропорційну її поверхні. Цей момент суттєвий з огляду на потребу точної оцінки якості обробки насіння препаратом.

Справа в тім, що до останнього часу якість (повнота і нерівномірність) обробки насіння препаратом згідно з відповідними методиками визначали за кількістю препарату в наважці (40 г), потім на одній насінині. І в кожному випадку одержували і одержують недостовірний результат, бо обидві методики не враховують варіювання розмірів насінин(до 30%)

Тому достовірну оцінку можна одержати лише враховуючи площу поверхні (варіює з вагою) кожної насінини, тобто визначаючи показники якості за кількістю препарату на одиниці площі насінини. Така методика нами запропонована і апробована.

Щоб зрозуміти, як це відбувається в протруювачі, прослідкуємо рух насіння і препарату за принциповою схемою дозувально-розподільного пристрою ПНУ (рис. 1).

PNU4

Рисунок 1. Дозувально-розподілювальний пристрій протруювача ПНУ.

1 – бункер для насіння, 2 – горловина, 3 – розподільний конус, 4 – центрифуга, 5 – днище центрифуги, 6 – трубка подачі робочої рідини.

Насіння з бункера 1 через горловину 2 бункера по конічному розподільнику 3 надходить на днище 5 центрифуги. Одночасно по трубці 6 на зону днища 5, прикриту розподілювальним конусом 3, подається віддозований потік рідкого препарату (дозування подачі насіння здійснюється переміщенням по вертикалі розподілювального конуса 3) і розтікається плівкою під конусом 3, з якою зустрічається кожна насінина за межами прикритої конусом зони днища і далі рухається з обертанням уже сумісно з препаратом по днищу і конічній поверхні центрифуги та інших робочих поверхнях протруювача.

Усі інші відомі до цього часу протруювачі насіння (барабанні, шнекові, камерні, роторно-статорні тощо), в т.ч. австрійські СС і німецькі СТ здійснюють процес нанесення препаратів на насіння методом змішування і відрізняються лише конструкцією змішувального пристрою та наявністю чи відсутністю попередньої обробки насіння розпиленим препаратом [6].

До речі, нашими дослідженнями встановлено, що розпилювання рідкого препарату не забезпечує остаточного розв’язання проблеми якості обробки насіння, бо переводить процес змішування препарату з насінням в русло випадкового змішування, ще й ускладнює його полі дисперсністю краплин і забрудненням робочої зони «хвостами» (дрібними краплинами). При цьому максимальний можливий ступінь рівномірності обробки насіння тим менший, чим менший вміст препарату і більша ефективна вага (розмір) краплин препарату та ступінь їх полідисперсності.

PNU3

Рисунок 2. Протруювач насіння універсальний інерційно-фрикційного типу ПНУ-10

Протруювачі насіння ПНУ-10 (рис. 2):

• Є стаціонарними автоматичними установками неперервної дії для обробки насіння рідкими препаратами продуктивністю 4, 10 і 20 т/год.

• Забезпечують високоякісну принципово новим інерційно-фрикційним способом обробку рідкими нерозпиленими препаратами без травмування насіння зернових, бобових, кукурудзи, соняшнику, проса, ріпаку та інших культур.

• Високопродуктивні, надійні в роботі прості за будовою і в обслуговуванні.

• Очищаються від залишків насіння і препаратів в процесі роботи потоком оброблюваного насіння

Призначені для обробки насіння рідкими нерозпиленими препаратами в технологічних лініях насіннєобробних заводів, пунктів протруювання насіння в насіннєвих господарствах, а також в різних господарствах – виробниках товарного зерна за технологіями напівсухого протруювання, інкрустації, дезінсекції, консервації та ін., в тому числі із застосуванням інноваційних технологій, сучасних препаратів і комплексів добрив і мікроелементів в нано- та хелатній формі.

При умові дотримання санітарно-гігієнічних вимог роботи з отруто хімікатами можливе використання протруювачів ПНУ в технологіях про-труювання насіння на спеціальних майданчиках, а також в комплексі з насіннєочисними агрегатами ЗАВ-40; 20; 10 (бажано з дообладнанням їх додатковим бункером, а протруювача – додатковим агрегатом для приго-тування робочої рідини (виготовляється на замовлення ) з метою виключення перерв на приготування робочої рідини).

• Пройшли державні приймальні випробування.

За результатами державних приймальних випробувань в Українському науково-дослідному інституті прогнозування і випробовування техніки і технологій для сільськогосподарського виробництва ім. Леоніда Погорілого протруювачі ПНУ рекомендовані до виробництва (протокол №01-54-2010 державних приймальних випробувань).

Технічні умови «ТУ У 29.3-1381507314-001:2011 Протруювач насіння ПНУ» зареєстровані в державному реєстрі.

Таблиця 1. Порівняльна характеристика різних типів протруювачів

Критерії оцінки

Типи протруювача насіння


Шнековий

Камерний

Роторно-
статорний

Інерційно-
фрикційний

Конструктивне виконання:





стаціонарний

+

+

+

+

пересувний

+

+

(+)

простота конструкції

+

+

Технологічні показники:





- робочий процес:





періодичний

+

+

неперервний

+

+

+

- висока продуктивність

+

+

+

+

Якість обробки:





- повнота

+ –

+ –

+ +

+ +

- рівномірність

+ –

+ –

+ +

+ +

- травмування насіння культур:





зернових

+

+

бобових

+ *

+ *

кукурудзи

+ *

+ *

соняшнику

+ *

+ *

ріпаку

*

*

Налипання на робочі органи
препаратів та домішок до насіння

+

+

Експлуатаційні показники: універсальність:





щодо обробки насіння різних культур

+

+

щодо можливості використання
в різних організаційних схемах роботи

+

санітарно-гігієнічна і екологічна безпечність

+

+

+

+

технологічна надійність

+

+

+

+

складність очищення протруювача
від залишків препарату і насіння

+ +

+ +

низька трудомісткість техдоглядів

+

+









Таблиця 2. Технічна характеристика протруювачів СС-50 і ПНУ-10

Показник

Протруювач

СС-50

ПНУ-10

Тип

Роторно-статорний

Інерційно-фрикційний

Конструкційне виконання

Стаціонарний

Стаціонарний

Робочий процес

Періодичний

Неперервний

Продуктивність на обробці пшениці, т/год

9

12

Потужність електропривода, кВт

7,5

1,87

Керування роботою

Автоматичне

Автоматичне

Обробка насіння протруйником

Розпиленим

Нерозпиленим

Габаритні розміри, мм



довжина

1450

550

ширина

890

690

висота

1950

1300

Вага, кг

800

145

Ціна

42000 євро

50 000 грн

Основні переваги протруювачів-інкрустаторів ПНУ обумовлені:

Висока якість обробки насіння рідкими препаратами досягнута за рахунок реалізації розробленого автором інерційно-фрикційного способу нанесення рідких препаратів на насіння с.г. культур, який:

а) найбільш повно з усіх відомих задовольняє вимоги до процесу змішування при малому питомому вмісті контрольного компонента в суміші.

б) забезпечує можливість створення однакових умов контактування з препаратом усіх насінин, що обробляються, і використання їх бокової поверхні як робочої.

Відсутність травмування насіння досягнута за рахунок відмови від використання в конструкції протруювача активних змішувальних робочих органів і елементів та організації руху насіння з постійним контактом з робочими поверхнями протруювача і плавними переходами з однієї на іншу.

Універсальність протруювачів ПНУ щодо можливості обробки насіння з різними фізико-механічними властивостями є наслідком відсутності обмежувального фактора – травмування насіння.

Самоочищення робочих поверхонь протруювача від залишків препаратів і насіння та домішок до нього досягнуто за рахунок організації руху неперервного потоку оброблюваного насіння з постійним контактом з робочими поверхнями протруювача.

Підвищена санітарно-гігієнічна та екологічна безпечність зумовлена процесом обробки насіння нерозпиленим рідким препаратом, який виключає можливість утворення дрібних краплин препарату («хвостів») і забруднення ними робочої зони обслуговуючого персоналу, що разом із можливістю обробки насіння меншими нормами препаратів суттєво зменшує потрапляння їх у навколишнє середовище.

Простота конструкції протруювачів-інкрустаторів насіння ПНУ досягнута завдяки здійсненню дозування насіння, розподілу його і обробки рідкими препаратами за допомогою одного робочого органа та відсутності інших активних робочих органів і елементів.

Низька енергоємність протруювачів ПНУ досягнута за рахунок:

а) зменшення порції одночасно оброблюваного насіння (до 0,55…5,55 кг/с), неперервності процесу обробки та вивантажування обробленого насіння з протруювача під дією сил інерції.

б) відсутності операції розпилювання рідкого препарату.

Надійність в роботі і простота в обслуговуванні зумовлені мінімальною кількістю рухомих пар в конструкції протруювача та самоочищенням його робочих поверхонь від залишків препарату і насіння та домішок до нього.

Про недоліки протруювачів ПНУ.

Часто зацікавлені споживачі запитують: «А чим завантажувати насіння в протруювач? А як вивантажувати протруєне насіння?»

І ці запитання закономірні. Найпоширенішою технологією лише у нас і в країнах СНД є протруювання насіння пересувними камерними, а по суті, шнековими протруювачами ПС-10, ПК‑20, «Мобітокс», на спеціальних майданчиках, тому більшість господарств матеріально і технологічно орієнтовані на таку організацію робіт і не враховують з різних причин переваг різних варіантів технологій протруювання в стаціонарних умовах на власних пунктах протруювання, поєднання в одній технологічній лінії протруювання з очищенням насіння, тощо, які дають не лише можливість повністю механізувати та автоматизувати робочий процес, покращити санітарно-гігієнічні умови праці, уникнути травмування насіння, але й одержати значну економію затрат за рахунок скорочення допоміжних робіт і обслуговуючого персоналу та окупити перехід на таку технологію за 1-2 сезони, залежно від об’єму робіт.

Є й інші недоліки, надумані.

Так, в статті [1] автор вважає, що протруювачі ПНУ травмують насіння, виходячи з неправильного розрахунку швидкості сходження насіння з центрифуги (не враховує відносної швидкості насінини на центрифузі і характеру руху її після сходження з центрифуги), а в статті [3] робить висновки про неякісну обробку насіння і необхідність встановлення після ПНУ додаткового змішувача виходячи з нарисованої ним епюри розподілу насіння на плоскій центрифузі, які навіть не нагадують справжніх (рис 3 і 4).

Щодо епюри розподілення насіння на центрифузі і потреби в «камері вимішування». Спочатку порівняємо центрифугу і епюру Л.В. Фадєєва (рис. 3) з пристроєм дозування і подачі насіння на центрифугу в протруювачах ПНУ (рис. 4)

PNU1

Рисунок 3. Епюра розподілення зерна на плоскій центрифузі [3]

PNU12

Рисунок 4. Дозувально-розподілювальний пристрій протруювача ПНУ

Навіть дитині зрозуміло, що така епюра розподілення насіння (рис. 3) на центрифузі ПНУ (рис. 4) в принципі неможлива.

Якщо врахувати, що принципова схема протруювача ПНУ багаторазово опублікована к.т.н., доц., Л.В. Фадєєвим в різних виданнях [1, 2, 3], то що це (рис. 3), як не навмисна фальсифікація? Тому коментувати написане ним на основі цієї епюри не має жодної потреби.

Незважаючи на це, мусимо відповісти, чому протруювачі ПНУ не травмують насіння і чому після них не потрібен додатковий змішувач і регулювання тривалості перемішування.

Травмування насіння. Швидкість сходження насінини з центрифуги не є і не може бути рівною коловій швидкості обертання окрайка центрифуги [5], і не є травмуючою. Травмуючою є різниця швидкостей насінин, що сходять, і тих, які щойно зійшли з центрифуги в момент іх зіткнення. Тому загрози травмування насіння немає [5].

Так, час перемішування компонентів до рандомального стану суміші залежить від властивостей і вмісту препарату. Особливо це стосується протруювачів з невисокою інтенсивністю нанесення препаратів на насіння (Крива 1 на рис. 5). Проте проблема регулювання часу перемішування і додаткового змішувача може бути знята повністю у випадку К →1 (Крива 3 на рис. 5). Що ми і маємо в протруювачах ПНУ.

PNU

Рисунок 5. Залежність часу Т перемішування від нерозвинутості Z0 поверхні розділення змішуваних компонентів.

1, 2, 3 – K=0.1; K=0.4; K= 0,9 відповідно. К – показник інтенсивності змішування.

Україна, 02097, м. Київ, вул. О. Бальзака, 100/31

Тел./факс (044) 532-2816; 050 810 4629

E-mail: sptymoshenko@ukr.net

http://timoshenkos.uaprom.net

Перелік посилань:

1. Фадеев Л. В. «Обработка семян перед севом – обязательный шаг к высокому урожаю». г. «Аграрник» № 17(194), 28.09.2012г., с. 22;

2. Фадеев Л. В. «Обработка семян перед севом – обязательный шаг к высокому урожаю». г. «Сільські відомості» № 20(368), 17.10.2012р.;

3. Фадеев Л. В. «Еще раз о травмировании зерна в машинах для его протравливания». г. «Аграрник» № 22(199), 14.12.2012г., с. 22;

4. Тимошенко С. П., Вечера О. М., Тимошенко С. І. ССпосіб обробки насіння рідкими препаратами». ПУ UA №96498, А01С 1/08, 10.11.2011;

5. Тимошенко С. П. «Чому протруювачі ПНУ інерційно-фрикційного типу не травмують насіння». г. «Аграрник» № 21(198), 30.11.2012р., с. 58;

6. Тимошенко С. П.. Вечера О. М. «Протруювачі насіння: порівняльна характеристика. Проблеми і досягнення». Науково-виробничий журнал «Техніка і технології АПК», №4(7) Квітень 2010р, с. 15.

20.12.2017г.
2009-2018 © АгроВектор. All rights reserved.
КОРЗИНА ЗАКАЗОВ

Продавец Наименование Кол-во Цена  
ОЧИСТИТЬ КОРЗИНУ
ПРОДОЛЖИТЬ ПОКУПКИ
ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ
КОРЗИНА ЗАКАЗОВ (0)
ОФОРМЛЕНИЕ ЗАКАЗА
ВЕРНУТЬСЯ В КОРЗИНУ
ПРОДОЛЖИТЬ ПОКУПКИ
ОТПРАВИТЬ ЗАКАЗ