Меню Рубрики

Установки для вентилирования зерна в силосах

Установки для активного вентилирования зерна в силосах элеватора.

Активное вентилирование в силосах элеватора менее распространено в связи со сложностью конструкции. Для вентилирования зерна в силосах элеваторов применяют установки, обеспечивающие вертикальное или поперечное продувание зерновой насыпи.

Вертикальное вентилирование является наиболее простым способом вентилирования зерна в силосах. Способ основан на продувке слоя зерна по всей высоте силоса.

В установке с вертикальным продуванием зерна воздух от вентилятора напорно-прямоточной установки поступает через одну или две трубы под короб, из которого входит в зерновую массу и пронизывает ее. Удаляется воздух из силоса через верхний загрузочный люк. Установка позволяет вести вентилирование зерна при частичной или полной загрузке силоса.

Установки с вертикальным вентилированием простые по устройству и эксплуатации, недорогостоящие, но их работа связана с большим расходом энергии и в ряде случаев не обеспечивает достаточного технологического эффекта вентилирования: нижние слои зерна лучше охлаждаются и подсушиваются, чем верхние.

Поперечное (или горизонтальное) продувание зерновой насыпи в силосе является более совершенным способом и обеспечивает лучший технологический эффект вентилирования.

Напорно-вытяжная жалюзийная установка состоит из шести или четырех вертикальных жалюзийных воздуховодов полукруглого сечения, смонтированных внутри силоса по три (или по два) воздуховода, расположенных друг против друга. Каждый воздуховод в средней части делится по длине глухой перегородкой пополам. Три (или две) половины воздуховодов, объединенные фасонными воздуховодами в над- и подсилосных помещениях, образуют секции. В две левые секции снизу и сверху два вентилятора нагнетают воздух, а из противоположных правых двух секций такие же два вентилятора его отсасывают. Вентилирование зерна этой установкой осуществляется только после полной загрузки силоса.

Напорно-вытяжная трубная установка с поперечным продуванием насыпи состоит из четырех или шести воздуховодов, которые монтируют внутри силоса попарно на расстоянии 0,4 диаметра силоса друг от друга. Каждый воздуховод состоит из набора перфорированных металлических звеньев или чередующихся между собой двухметровых звеньев со сплошными перфорированными стенками. Каждая пара или три вертикальных воздуховода объединены фасонными воздуховодами в под- и надсилосном помещениях в секции, в одну из которых вентилятор нагнетает воздух, а из противоположной секции другой такой же вентилятор отсасывает его.

источник

Усовершенствование систем активного вентилирования зерна

В настоящее время вопросам активного вентилирования растительного сырья на производстве придаётся большое значение. От правильного ведения рассматриваемого процесса зависит качество и сохранность собранного урожая.

Принцип активного вентилирования зерна заключается в интенсивной обработке зерновой насыпи воздухом и является одним из наиболее распространенных и эффективных технологических приёмов, применяемых для предупреждения ухудшения качества зерна. Активное вентилирование проводят с целью охлаждения, снижения влажности, устранения самосогревания, предотвращения развития плесени и вредителей хлебных запасов, ускорения процесса послеуборочного созревания, ликвидации постороннего запаха, оно также содействует сохранению качества сырого и влажного зерна до его теплового сушения.

Охлаждение и подсушивание зерна исключает необходимость перемещения зерновой массы, сводит к минимуму распыл, травмирование и потери сухой массы. Являясь высокомеханизированным процессом обработки воздухом неподвижных партий зерна, активное вентилирование относится к числу особо производительных и эффективных способов обработки зерна, как в технологическом, так и в экономическом отношении. Наиболее широко применяется активное вентилирование зерна в складах и на площадках. Установками для активного вентилирования в Украине оборудовано порядка 70% напольных зернохранилищ, предназначенных для долговременного хранения зерна.

В настоящее время для активного вентилирования зерна применяют специальные вентиляционные установки: стационарные, напольно-переносные и передвижные. В первых воздухораспределительные каналы и распределительные отводы размещены в полу или в стенах зернохранилища, к ним относятся установки СВУ-1, СВУ-2, СВУ-3, СВУ-48, УСВУ-62, УСВУ-63, УСВУ-Т. Во вторых – напольных переносных установках – на полу склада монтируют вентиляционные каналы, укладывая их по заданной схеме. К ним относятся установки типа НПВУ ГИ ПЗП-49, 53. В третьих передвижные установки, например, ТВУ-2 (ВНИИЗ), ПВУ-1 оборудованы короткими воздухораспределительными трубами, присоединяемыми непосредственно к вентилятору.

По состоянию на сегодняшний день на предприятиях по хранению и переработке зерна наибольшее распространение получили установки для активного вентилирования стационарного типа, которые состоят из воздухораспределительных каналов, переходных патрубков и вентиляторов. Каналы устроены в полу склада и накрыты сверху сплошными деревянными щитами заподлицо с полом. Между щитами и краями приямков по обе стороны каналов остаются продольные щели шириной 45 мм для выхода воздуха в зерновую насыпь. Так, установка СВУ-1 состоит из десяти сдвоенных магистральных каналов (секций), расположенных в полу склада поперёк его продольной оси. Длина каждого канала 19 м, ширина – 0,4 м, глубина по длине переменная: от 0,6 м в начале канала до 0,07 м в конце. Расстояние между осями соседних каналов 3,1-3,2 м. Каждая пара каналов объединена с одной стороны и с помощью переходного патрубка выведена через отверстие в стене за пределы склада.

Установка СВУ-2 отличается от СВУ-1 тем, что длина канала вдвое меньше, а число секций увеличено до 26, из них 22 – из спаренных каналов, 4 – из одинарных. Каналы расположены по обе стороны продольной оси склада и не доходят до неё на 0,5 м. Каждый канал шириной 0,5 м и длиной 9,5 м имеет переменную глубину: от 0,5 м в начале до 0,15 м в конце. Расстояние между осями соседних каналов 2,35-2,9 м. Каналы сверху перекрываются деревянными щитами. Для вентилирования зерна снаружи склада к переходному патрубку подсоединяют вентилятор. Воздух, нагнетаемый вентилятором в магистральный канал, через щели входит в зерновую насыпь.

Читайте также:  Установка кондукторных втулок в плиту

Основными недостатками известных стационарных установок для активного вентилирования являются большое количество составных частей, невысокая долговечность конструкций деревянных щитов, значительные объемы ремонтных работ по поддержанию их в работоспособном состоянии. В процессе эксплуатации под воздействием интенсивного напора воздушного турбулентного потока, нагнетаемого вентилятором в воздухоподводящий канал, происходит усыхание деревянных конструкций, что и приводит к увеличению зазоров между элементами сопрягаемых конструкций и способствует просыпанию зерна в полость канала, рассчитанного на равномерную раздачу воздуха по его длине, засыпанию его зерном с последующим нарушением аэродинамического режима вентилирования и своду на нет всех достоинств перечисленных выше установок.

Для предотвращения засыпания воздухоподводящего канала зерном, в соответствии с параграфом 3.4.1 действующей «Инструкции по активному вентилированию зерна и маслосемян (техника и технология)», практикуют поверхностное укрытие щитов активного вентилирования подстилами из мешковины или другой аналогичной ткани. Это является достаточно дорогостоящим мероприятием ввиду существенного повышения расхода электроэнергии на преодоление аэродинамического сопротивления (создаваемого воздушному потоку материалом ткани), высокой стоимости материала и большого количества подстил, а также практически одноразового их использования в связи с непродолжительным сроком эксплуатации. Кроме того, они не дают полной гарантии предотвращения попадания зерна в воздухоподводящий канал из-за высокой интенсивности турбулентного воздушного потока, действующего на материал ткани, укрывающей канал, в результате чего происходит её смещение, и в образующиеся щели поступает зерно, засыпая внутреннюю полость канала. Недостатком укрытия каналов подстилами также является высокая опасность повреждения средств передвижной механизации при затягивании подстил, находящихся под зерном, рабочими органами машин в процессе погрузо-разгрузочных операций. Оператор при управлении погрузо-разгрузочным средством, например, ковшевым шнековым погрузчиком типа Р6-КШП-6 в процессе работы практически действует наугад и не видит мешковину, не может её вовремя убрать. В этом случае подстилы захватываются рабочими органами, например, подгребающими шнеками, наматываются на звездочки несущей элеваторные ковши, в результате чего происходит перекос, заклинивание и остановка машины с нарушением всей последующей технологической цепочки и нормальной работы технологической линии. Машину приходится аварийно останавливать, отключать от источников питания, производить её ремонт, как правило, без остановки основного производства, работая в пыли при высокой температуре окружающей воздушной среды (47-50° летом в период массовой приёмки урожая), при недостаточной освещенности рабочего места в складских помещениях при недостатке рабочего времени, с использованием местного освещения, во вредных условиях производственных факторов. На выполнение подобного рода работ, как правило, уходит 2-3 ч рабочего времени для бригады из 2-3 чел. обслуживающего персонала в зависимости от квалификации и уровня организации работ. К недостаткам существующих конструкций установок для активного вентилирования можно отнести также их относительно невысокую прочность, недолговечность и неприспособленность для проведения погрузо-разгрузочных работ с использованием средств передвижной механизации. Под действием значительного веса используемых машин (например, в соответствии с паспортом масса Р6-КШП-6 составляет 2500 кг) деревянные щиты, изготовленные из сосновой доски толщиной 20-30 мм, после непродолжительного срока эксплуатации лопаются, ломаются, гвозди щитов, выступая наружу, повреждают шины, создают опасность травмирования ног обслуживающего персонала, погрузочные машины попадают в каналы активного вентилирования, возникает опасность их бокового крена, часты аварии, иногда техника переворачивается.

С учётом всестороннего анализа теоретического и практического материала, накопленного в настоящее время по вопросу активного вентилирования зерна, можно видеть, что теоретические вопросы по расчетам и обоснованию конструктивных аэродинамических параметров установок активного вентилирования хорошо изучены и рассмотрены в фундаментальных трудах целого ряда известных авторитетных ученых. Однако основной проблемой по состоянию на сегодняшний день является реализация их практического исполнения, т.е. существует своеобразный разрыв между теорией и практикой.

Современные конструкции установок для активного вентилирования не позволяют эффективно использовать теоретические положения по активному вентилированию растительного сырья на практике и не учитывают конкретных производственных условий.

Существующие материалоёмкие и сложные конструкции систем активного вентилирования не могут предотвратить попадание зерна в воздухоподводящие каналы, обладают высоким аэродинамическим сопротивлением, не приспособлены для операций с современными высокопроизводительными средствами погрузо-разгрузочных работ, расходуют большое количество электроэнергии, требуют значительных затрат на поддержание их в рабочем состоянии, не удовлетворяют современным требованиям правил техники безопасности и производственной санитарии на предприятиях по хранению и переработке зерна.

На основании изложенного в период с 1996 г. по 2006 г. нами была разработана, апробирована и внедрена в производство на ОАО «Очаковское ХПП» новая конструкция устройства для активного вентилирования зерна, позволившая в известной мере устранить перечисленные выше недостатки и обеспечить ведение процесса активного вентилирования в соответствии с теоретическими положениями.

За основу была взята стационарная установка активного вентилирования типа СВУ-2, рассчитанная на равномерную раздачу воздуха по длине воздухоподводящего канала. В опытном образце установки на 100 мм сузили поперечное сечение воздухоподводящего канала, сделав его равным 400 мм, оставив неизменным профиль канала по его длине, при этом размер полочек по краям канала, предназначенных для установки щитов активного вентилирования, также сократили до 120 мм на сторону по ширине при глубине 65 мм.

Читайте также:  Установка заборов дешево недорого

Экспериментальный образец содержит воздухоподводящий канал 1 с установленным внутри него заподлицо с плоскостью пола щитом активного вентилирования 2, выполненным из боковых несущих уголков 3, сваренных коробочкой из равнобочного уголка с полкой 63 мм и соединенных между собой с шагом 250 мм продольными перемычками 4, сваренными коробочками из равнобочного уголка с полкой 50 мм. К щиту активного вентилирования в нижней части крепится перфорированный металлический лист 5 с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм, расположенными по шестиугольнику с шагом 4 мм и живым сечением 35,4% (использование традиционных чешуйчатых полотен, применяемых в аэрожелобах, не рекомендуем из-за крайне низкого живого сечения до 4,5% для материала с толщиной полотна до 1,5 мм и высокого аэродинамического сопротивления). В верхней части щита активного вентилирования с шагом 60 мм установлены продольные направляющие 6, выполненные из круга диаметром 18 мм, предназначенные для защиты от повреждения сита при работе в зерноскладе рабочими органами средств передвижной механизации. Каждый щит имеет длину 1500 мм и ширину 500 мм. Для предотвращения попадания зерна в воздухоподводящий канал в процессе работы перфорированный лист на 150 мм с одной стороны щита выходит за пределы щита активного вентилирования. Конструкция установки активного вентилирования выполнена таким образом, что величина зазора α между боковой поверхностью щита активного вентилирования и боковой поверхностью стенок верхней части канала, в которую укладывается щит, составляет не менее 5 мм (в противном случае щит клинит при установке в канал) и не более 10 мм (в противном случае возникает излишний люфт в процессе его эксплуатации).

Перед началом работы устройства щиты активного вентилирования укладываются в полость верхней части воздухоподводящего канала. После этого на установку подаётся зерно, которое, засыпая щит активного вентилирования, прижимает перфорированную поверхность по краям горизонтальных полочек верхней части канала, предназначенных для установки щита активного вентилирования, на участках по 120 мм с каждой стороны, что вполне достаточно для предотвращения попадания зерна в воздухоподводящий канал. При этом он остаётся свободным от зерна в течение всего периода эксплуатации, а процесс активного вентилирования ведётся в соответствии с расчетными аэродинамическими характеристиками активного вентилирования независимо от воздействия внешних факторов.

На рис. 2 представлены сравнительные характеристики снижения температуры вентилируемого зерна в зависимости от времени вентилирования в начальный период времени. В опытах работали с партией зерна пшеницы с исходной влажностью 15%. Эксперимент проводили для установок активного вентилирования СВУ-2 обычного и опытно-экспериментального исполнения. Начальный период времени, т.е. период времени непосредственно сразу после загрузки склада и формирования партии зерна для хранения, был выбран для сравнения в связи с тем, что в этом случае канал активного вентилирования традиционного исполнения ещё чист от зерна и не создаёт дополнительного аэродинамического сопротивления. В дальнейшем по истечении времени по мере поступления в него зерна условия активного вентилирования существенно меняются, что будет рассмотрено ниже.

Вентилирование зерна в складе производили одновременно на шести каналах, т.е. на трёх смежных каналах с двух сторон склада, в каждом из рассмотренных случаев.

Определение температуры зерна производили с помощью термощупа в соответствии с требованиями стандартов, при высоте слоя зерновой насыпи 2,5 м на глубине 1 м от поверхности, в пяти точках по длине воздухоподводящего канала, с трёхкратной повторностью опыта, после чего определяли среднюю температуру зерна для данного участка системы активного вентилирования. Начальная температура зерна перед вентилированием в первой серии опытов составляла 38°С, по окончании вентилирования через 11 ч работы – 33°С и 28°С соответственно для установок обычного и опытно-экспериментального исполнения. Вентилирование производили в соответствии с требованиями технологических инструкций в наиболее холодные часы суток с 21:00 до 8:00 при температуре воздуха ниже температуры зерна не менее 7-10°С. В обоих случаях использовали осевые электровентиляторы типа ВО-5 с расходной характеристикой до 14400 м 3 /ч, давлением до 2000 Па и мощностью двигателя 7,5 кВт.

На рис. 3 представлены сравнительные характеристики снижения температуры вентилируемого зерна в зависимости от времени вентилирования в устоявшемся режиме работы, т.е. по истечении 3-4 недель от момента загрузки зерносклада и формирования партий для хранения зерна с использованием активного вентилирования (т.е. в условиях, когда канал активного вентилирования частично заполнен зерном и не в состоянии обеспечить равномерность аэродинамических характеристик по его длине). Условия эксперимента те же, температура партии зерна перед началом вентилирования составляла 32°С, по окончании вентилирования через 11 ч работы – 28°С и 23°С соответственно для установок обычного и опытно-экспериментального исполнения.

Анализ полученных результатов свидетельствует о существенном (практически в 2 раза) различии в темпах снижения температуры зерновой насыпи на традиционной и усовершенствованной установках. Так, использование новой системы активного вентилирования с чистым от зерна каналом активного вентилирования и соблюдением аэродинамического режима вентилирования в первом случае позволило уменьшить температуру зерна за первые 11 ч активного вентилирования на 10°С, во втором – на 9°С. Вместо 5°С и 4°С соответственно для традиционных систем активного вентилирования, работающих с поступившим в канал зерном, т.е. с нарушением аэродинамического режима. Обеспечение необходимых условий аэродинамики активного вентилирования привело к сокращению времени активного вентилирования для достижения необходимого температурного режима и уменьшению расхода электроэнергии в 1,7-4,2 раза для усовершенствованных установок соответственно в первом и втором случаях.

Читайте также:  Установка ветровой планки на металлочерепицу каскад

По окончании цикла хранения зерна происходит разгрузка зерносклада с использованием средств передвижной механизации, которые в силу конструктивных особенностей щита активного вентилирования не оказывают никакого влияния на целостность и сохранность системы активного вентилирования, т.к. тонкое перфорированное сито расположено внизу и надежно защищено жестким металлическим арматурным каркасом самого щита активного вентилирования. На практике были ситуации, при которых в силу производственных условий производили погрузку грузовых автомобилей типа ЗИЛ 4331, непосредственно размещая их на системах активного вентилирования, при этом вес груженого автомобиля составлял свыше 15 тонн, и никаких повреждений и деформаций щитов и конструкций установок активного вентилирования не наблюдалось.

Предложенная конструкция системы активного вентилирования удобна и практична в эксплуатации, надежна, обладает большим запасом прочности, не требует значительных средств на поддержание её в работоспособном состоянии, не нуждается в частой замене перфорированных сит; так, за период десятилетней эксплуатации (1996-2006 гг.) усовершенствованных систем активного вентилирования, внедрённых на ОАО «Очаковское ХПП» и состоящих из 1200 погонных метров каналов активного вентилирования, не было произведено замены ни одного рабочего сита.

Легко подвергается санитарной обработке. Щит с остатками зерна вынимается из канала, переворачивается, остатки зерна за 2-3 сек. стекают с его поверхности, после чего он практически готов к дальнейшей работе. В связи с тем, что канал активного вентилирования не засыпается зерном в процессе активного вентилирования, нет необходимости в значительных затратах немеханизированного ручного труда по его зачистке от остатков зерна, достаточно промести внутреннюю полость канала и укрыть его щитами для дальнейшей работы, в отличие от обычных каналов существующих установок, из которых при зачистке склада обычно приходится удалять по 2,5-3 тонны зерна на канал.

Немаловажным достоинством усовершенствованной установки для активного вентилирования является удобство её использования для производства погрузо-разгрузочных работ с использованием средств передвижной механизации – погрузчиков, передвижных ленточных транспортёров и т.д., так как в этом случае исключается опасность бокового крена механизмов в связи с невозможностью их попадания в канал активного вентилирования. Улучшаются условия труда обслуживающего персонала. Операторы погрузочных машин работают уверенно, без опасения, что под рабочие органы оборудования попадёт мешковина, разломается деревянный щит или гвоздь пробьёт колесо шнекового погрузчика, что ранее имело место на установках активного вентилирования. Сокращаются затраты на ремонт средств передвижной механизации. Увеличивается мобильность передвижной техники, производительность внутрискладских погрузочных работ. Резко (по фотографии рабочего времени в 2-3 раза) снижаются затраты ручного труда на зачистку зерноскладов. Исключаются затраты на материалы по укрытию каналов активного вентилирования для предотвращения попадания в них зерна. Не менее чем в 1,5-1,7 раза сокращаются затраты электроэнергии на активное вентилирование.

Считаем, что предложенная к рассмотрению конструкция системы активного вентилирования при внедрении окажет существенное практическое влияние на рост экономических показателей работы предприятия, занимающегося хранением и переработкой зерна, особенно в условиях нарастающего дефицита энергоносителей, и может быть полезна производствам, работающим с использованием технологических процессов активного вентилирования. В настоящее время предприятие, на котором впервые были применены новые технические решения, в полном объеме перешло на эксплуатацию новых систем активного вентилирования, а это 16600 тонн складской ёмкости, переоборудованной по предложенным разработкам, причём вопросы технического перевооружения решались непосредственно по инициативе технической службы и обслуживающего персонала, задействованного на указанных операциях.

Литература

  1. Инструкция по активному вентилированию зерна и маслосемян (техника и технология). – М.: ЦНИИТЭИ Минхлебопродукта СССР, – 63 с.
  2. Особенности вентилирования и хранения зерна (Б.Е. Мельник) // Экспресс-информация. – М., 1982. – Вып. 18. – 26 с.
  3. Прогрессивная технология послеуборочной обработки зерна на хлебоприёмных предприятиях / Ф.Д. Братерский, С.А. Карабанов, Е.Д. Макшанова // Обзорная информация. – М., 1984. – Вып. 18. – 72 с.
  4. Справочник работника хлебоприёмного предприятия / П.В. Данильчук, Л.Р. Торжинская, А.И. Яковенко. – К.: «Урожай», 1991. – 144 с.
  5. Довідник зі зберігання зерна / В.А. Яковенко. – К.: «Урожай», 1982. – 72 с.
  6. Патент України на корисну модель № 488 А01F25/08. Пристрій для активного вентилювання сільськогосподарських культур / Васьков В.Г., Підгородецький О.А. Опубл. 02.2000. Бюл. №1.
  7. Патент України на корисну модель №1069 А01F25/08. Пристрій для активного вентилювання сільськогосподарських культур / Підгородецький О.А. Опубл. 10.2001. Бюл. №9.

Подгородецкий О.А., кандидат технических наук; Кравченко Л.П., доктор технических наук

Николаевский политехнический институт

Новосад Н.И., кандидат технических наук

Николаевский межрегиональный институт развития человека «Открытый международный университет развития человека «Украина»

Подгородецкий М.О.

Николаевский государственный аграрный университет

источник