ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ служат для очистки и сортирования семян различных с.-х. культур. Очисткой называется процесс удаления посторонних примесей из зернового материала. Сортированием называется процесс разделения очищенного зерна на фракции (сорта) определённого качества в зависимости от предъявляемых к зерну требований.

Рис. 1. Разделение зерна по ширине на штампованных решётах с круглыми отверстиями

Принцип работы и рабочие (сепарирующие) органы З. м. Принцип работы З. м. основан на различии физико-механических свойств частиц зерновой смеси, а именно: их размеров, формы аэродинамических свойств, свойств поверхности, упругости, удельного веса и др.

Рис. 2. Разделение зерна по толщине на штампованных решётах с продолговатыми отверстиями

Разделение по размерам. Разделение зёрен по ширине и по толщине производится решётами. Решёта для З. м. изготовляются либо из тонких металлических листов, в к-рых пробивают отверстия заданной формы и размеров, либо из проволочной металлической сетки (тканые или плетёные), Пробивные решёта применяются при чистовой очистке и сортировании; наиболее распространены решёта с круглыми и продолговатыми . отверстиями. Решёта с круглыми отверстиями (рис. 1) разделяют зерновую смесь по ширине частиц: с решета сходят частицы, ширина к-рых больше диам. отверстий; сквозь решето проходят частицы, ширина к-рых меньше диам, отверстий. Решёта с продолговатыми отверстиями разделяют зерновую смесь на 2 фракции по толщине частиц (рис. 2). В нек-рых случаях применяются решёта с треугольными отверстиями (рис. 3), к-рые разделяют зерновую смесь по размерам и форме частиц. Сквозь треугольные отверстия проходят семена соответствующих размеров треугольной формы (напр. гречишки); семена такой же ширины, но др. формы не проходят сквозь треугольные отверстия.

Рис. 3. Разделение зерна по форме на решётах с треугольными отверстиями

Для очистки семян льна применяются решёта с отверстиями чечевицеобразной формы, Рабочим размером этих отверстий является ширина; семена льна разделяются на таких решётах по толщине. Проволочные решёта плетёные и тканые (рис. 4) применяются при черновой очистке; изготовляются, гл. обр., с квадратными отверстиями, реже с ромбическими и прямоугольными. Решёта с квадратными отверстиями разделяют смесь по шир. частиц, но менее точно, чем пробивные решёта с круглыми отверстиями, т. к. размеры отверстий у проволочных решёт неточны. Преимуществом проволочных решёт является большее живое сечение их, т. е. большее отношение площади отверстий ко всей площади решета, поэтому они применяются в тех случаях, когда требуется большая производительность при предварительной очистке зерна от легко отделимых примесей. Они применяются также при сортировании клубнеплодов (картофеля), яблок и пр., где не требуется большой точности. Для разделения зерновой смеси на плоском решете последнее устанавливается под нек-рым углом к горизонту и приводится в колебательное движение. Кроме плоских решёт, имеются решёта цилиндрические, приводящиеся во вращательное движение. В З. м. плоские решёта вставляются в т. н. решётные станы, к-рые подвешиваются к раме машины на упругих или шарнирных подвесках и приводятся в колебательное движение кривошипношатунным или др. механизмом. Колебания решётных станов в большинстве 3. м. делаются горизонтальными, причём направление колебаний либо совпадает с направлением движения продукта на решете (продольные колебания), либо перпендикулярно к движению продукта (поперечные колебания). При поперечных колебаниях зерновая масса дольше задерживается на решётах, поэтому производительность таких решёт меньше, чем решёт с продольными колебаниями, а качество работы неск. лучше. Поперечные колебания вызывают боковое раскачивание машины, и они применяются только в простых машинах, гл. обр. веялках. Проходимость (просеваемость) зёрен сквозь отверстия решета зависит от характера колебаний решета, от величины размаха (амплитуды) и частоты колебаний, а также угла наклона решета. Амплитуда колебаний решётных станов З. м. находится в пределах от 10 до 60 мм; частота колебаний в мин. от 200 до 500. Угол наклона решета к горизонту в З. м. для чистовой очистки и сортирования составляет 5 - 8°; для черновой очистки (в веялках) - до 18°.

Рис. 4. Проволочная сетка для решёт; а, б - тканая, в - плетёная

Для очистки решёт от застревающих в отверстиях частиц устраивают различные приспособления, из к-рых наиболее распространены щётки, молоточки, или ударники, и подбивалыцики. Щётки очищают нижнюю поверхность решета. Молоточки, или ударники, при колебаниях решётного стана ударяют по решету сверху, подбивалыцики снизу. Приспособления для очистки решёт делаются в сложных З. м.; в простых машинах они применяются редко. Если семена, подлежащие разделению, различаются по длине, то для разделения их по длине пользуются ячеистыми поверхностями - триерами (см. Сортировки). Разделение частиц зерновой смеси по аэродинамическим свойствам производится воздушным потоком. Аэродинамические свойства семян и примесей зависят от веса их, состояния поверхности, формы, размера, а также от состояния воздушной среды, в к-рой они находятся, и от расположения их относительно воздушного потока. Аэродинамические свойства характеризуются критической скоростью. Критической скоростью называется такая скорость вертикального воздушного потока, при к-рой частицы зерновой смеси удерживаются во взвешенном состоянии.

Рис. 5. Разделение зерна воздушным потоком вентилятора: I- наклонный воздушный поток; II - вертикальный воздушный поток; а - лёгкие семена; в - тяжёлые семена

Воздушным потоком можно выделить из зерновой массы щуплые и легковесные зёрна, а также лёгкие, объёмистые частицы вороха. Воздушный поток в З. м. создаётся вентиляторами (см.). Различают 2 основных вида потока (рис. 5): наклонный и вертикальный. В наклонный воздушный поток зерновая смесь направляется вертикально и рассортировывается им на неск. фракций (обычно 3). В вертикальный поток зерновая смесь подаётся либо на сетку, пересекающую воздушный поток, либо через щель непосредственно в воздушную шахту, и разделяется им на 2 фракции. Воздушный поток, в зависимости от способа его образования, м. б. нагнетаемый или всасываемый. Наклонный поток применяется обычно в простых З. м., вертикальный - в сложных. Разделение зерновой смеси по аэродинамическим свойствам производится также центробежными сортировками-зернопультами и швырялками (см. Сортировки).

Рис. 6. Схема зерноочистительной машины 'Союзнаркомзем': 1 - крупные примеси; 2 - лёгкий сор; 3 - мелкий сор; 4 и 7 - круглые примеси; 5 - щуплое зерно; 6 и 8 - мелкое зерно; 6а - короткие примеси и битое зерно; 9 - очень крупное зерно; 10 - лёгкое зерно; 11 - лучшее зерно (1-й сорт); 12 - аспиратор; 13 - шасталка; 14 - струя воздуха; 15 - 2-й аспиратор; 16 - триер; 17 - корректурный триерный цилиндр; 18 - ковшевой элеватор; 19 - пневматический транспортёр; 20 - вентилятор; 21- фильтр; 22 - приёмный ковш; 23 - элеватор; а - решето предварительной очистки; б и в - очистительные решёта; г - верхнее короткое решето; д и е - сортировальные решёта

Рис. 7. Продольный разрез зерноочистительной машины ВИМ-СМ-1: 1 - приёмный ковш; 2 - ковшевой элеватор; 3 - верхний решётный стан; 4- аспиратор; 5- канал первой аспирации; 6 - отстойная камера 1-й аспирации; 7 - нижний решётный стан; 8 - щётки; 9 - канал 2-й аспирации; 10 - сетка; 11 - отстойная камера 2-й аспирации; 12, 12а - течки для отвода отхода аспирации; 13 - дроссель 2-й аспирации; 14 - фланец рукава фильтра пылеотстойника; 15-пылеотстойник; 16 - труба для отвода воздуха; 17 - 18 - течки; 19 - приёмная камера; 20 - куколеотборный триер; 21 - корректурный триер; 22 - транспортный шнек; 23 - ящик для хранения сменных решёт; 24 - приёмники отходов; а-1, а-2, б, в и г - решёта

Разделение по свойству поверхности. По свойству своей поверхности семена и примеси м. б. гладкие, шероховатые, пористые и другие. Признаком, которым можно характеризовать различие свойств поверхности частиц зерновой смеси, является коэф-т трения между частицами зерновой смеси и поверхностью, на к-рой они находятся. Разделение по коэф-ту трения производится наклонными поверхностями - горками семяочистительными (см.), а также змейками (см.). На различии в свойствах поверхности семян и примесей основана работа магнитных машин см.).

Разделение по удельному весу частиц зерновой смеси производится 2 способами - мокрым и сухим. При обоих способах семена и примеси, имеющие меньший уд. в., или всплывают или вскруживаются на поверхность обрабатываемой смеси, после чего тем или иным способом удаляются. Разделение мокрым способом производится в растворах солей; разделение сухим способом - на пневматических сортировальных столах (см. Сортировки и Кружало). Разделение зерновой смеси на сортировальных столах и кружалах зависит, кроме уд. в., также от др. факторов - размеров, формы зерна и состояния его поверхности.

Разделение по упругости частиц зерновой смеси производится на отражательных столах (см. Сортировки). При этом на разделение зерновой смеси влияет также форма зёрен и коэф-т их трения.

Классификация З. м. Зерноочистительные машины по количеству различных по принципу работы сепарирующих органов разделяются на простые и сложные. Простые З. м. имеют 1 или 2 сепарирующих органа, и поэтому на них обычно нельзя получить очистку зерна в окончательном виде; для этого его приходится пропускать через неск. различных простых З. м. К простым З. м. относятся: веялки и веялки-сортировки (см. Веялка), сортировки "Триумф" и "Кускута", льноочистители, сортировальные столы, триеры. См. Сортировки, Триер, Змейка семяочистительная, Горка семяочистительная, Кружало, Магнитная машина семяочистительная.

Рис. 8. Схема технологического процесса зерноочистки ВИМ-СМ-1: 1 - грубые примеси; 2 - лёгкие примеси; 3 - крупные примеси; 4 - мелкие примеси; 5 - лёгкое и щуплое зерно; 6 - длинные примеси; 7 - короткие примеси и битое зерно; 8 - мелкое зерно (второй сорт); 9 - семенное зерно (первый сорт); а-1, а-2, б, в, г - обозначения решёт

По своему назначению З. м. разделяются на З. м. общего и спец. назначения. К первым относятся З. м., предназначаемые для очистки и сортирования семян - основных с.-х. культур; ко вторым - З. м., предназначаемые для очистки и сортирования семян только нек-рых культур, напр. клевера, льна, риса и других.

Сложные З. м. имеют неск. рабочих органов; в числе их, как правило, решёта, вентиляторы и триеры. Вентиляторы в большинстве сложных З. м. производят обработку зерна дважды - до и после пропуска его через решёта. Процесс подачи зерна в машину у большинства сложных З. м. механизирован; у нек-рых механизирована также выгрузка зерна. Сложные З. м. приводятся в действие от двигателя. Требуемое качество очистки семенного материала получается на этих машинах за один пропуск.

Рис. 9. Зерноочистительная машина ВИМ-СМ-2 (ОС-3)

Из сложных З. м. нашей пром-стью до 1936 выпускалась З. м. "Союзнаркомзем" (рис. 6), производительностью до 10 т/час, и З. м. "ВИСХОМ", производительностью 3 - 4 т/час. С 1936 выпускалась З. м. ВИМ-2, производительностью 2 - 3 т/час, получившая большое распространение в с. х-ве. В дальнейшем эта машина была усовершенствована и выпускалась под маркой ВИМ-СМ-1 и затем ВИМ-СМ-2 и ОС-3. В 1948 введена в производство зерноочистительная машина ОС-1.

З. м. ВИМ-СМ-1 (рис. 7) предназначена для обработки зерна после сложной молотилки или комбайна. Машина может работать на току, при зернохранилище или на заготовительных пунктах и позволяет получить семенное и продовольственное зерно пшеницы, ячменя, ржи и овса. При соответствующем подборе решёт она может производить очистку и сортирование семян др. культур. Она имеет аспиратор 4, два решётных стана 3 и 7 с пятью решётами и три триера 20, 21. Для улавливания отсасываемой аспиратором пыли машина снабжается матерчатыми фильтрами. Зерно загружается в приёмный ковш 1 и при помощи ковшевого элеватора 2 подаётся на решето a-1 предварительной очистки (рис. 8). Решето а-1 имеет крупные отверстия и служит для отделения крупных примесей: камней, комков земли, стеблей, колосьев и пр., к-рые сходят с решета а-1 (выход 1). Зерновой материал проходит через отверстия решета a-1 и подвергается действию всасывающего воздушного потока (1-я аспирация), к-рый отделяет пыль, плёнку и др. лёгкие примеси (выход 2). Затем зерно последовательно обрабатывается на решётах а-2, б, в и г. На решете а-2 отделяются крупные примеси, к-рые сходят с него (выход 3); решето б делит зерновой материал на две части, облегчая этим работу решёт в и г, на к-рые поступает только часть зернового материала - мелкое и среднее зерно, прошедшее через решето б. Решето в отделяет мелкие примеси: песок, мелкие сорняки (выход 4); решето г отделяет мелкое и щуплое зерно - 2-й сорт. Сход с решета г соединяется со сходом с решета б и подвергается действию воздушного потока 2-й аспирации. Воздушный поток 2-й аспирации возбуждается тем же вентилятором, что и воздушный поток 1-й аспирации, он выделяет из обрабатываемого материала щуплое зерно и лёгкие сорняки (выход 5). Остальной материал направляется в триеры - сначала в овсюжный, затем в кукольный. Овсюжный триер отделяет длинные примеси (овёс, овсюг), к-рые сходят с цилиндра (выход 6) (при очистке овса с овсюжного цилиндра сходит очищенное зерно); кукольный триер отделяет короткие примеси, к-рые сходят с жёлоба.

Табл. 1. Размеры отверстий решёт (в мм) для очистки различных культур на машинах ВИМ-СМ-1 и ВИМ-СМ-2 (ОС-3)

Очищенное зерно (пшеницы, ржи, ячменя) сходит с цилиндра кукольного триера (выход 9). Проход решета г - 2-й сорт - направляется в корректурный триер для отделения мелких сорняков (выход 7). В корректурный триер направляется также сход с жёлоба кукольного триера для отделения попавшего туда мелкого зерна (выход 8).

З. м. ВИМ-СМ-2 марки ОС-3 (рис. 9) представляет собой усовершенствованную машину ВИМ-СМ-1. Она отличается от последней более гибкой схемой технологического процесса обработки зерна. В ней можно, по желанию, сход с решета б выпустить наружу в мешок, если требуется из зерна отделить крупные сорняки, не отделяемые решетом а-2, напр. при очистке мелких семян: трав, проса и др. Если не требуется очистка зерна триерами, можно выпускать зерно из машины, минуя их. В остальном схема З. м. ВИМ-СМ-2 не отличается от схемы З. м. ВИМ-СМ-1.

Производительность З. м. ВИМ-СМ-1 и ВИМ-СМ-2 на пшенице 2 - 3 т/час, на мелких семенах-трав и др. - ок. 400 кг/час. Потребный двигатель - 5 л. с.; число оборотов в мин. приводного вала машины: при обработке крупных семян (пшеницы и др.) 450 - 500 и мелких (трав) 350; количество обслуживающего персонала 4 - 5 человек.

З. м. ОС-1 конструкции ВИМЭ (рис. 10) предназначается для очистки и сортирования зерна различных культур (в том числе и семян трав) для посева и продовольственных целей в колхозах, на селекционных станциях и др. Она состоит из нагнетательного вентилятора 3, воздушной колонки 2, решётного стана 6 с тремя решётами, триера двойного действия 11 и пылеотстойника. Зерновой материал, попадая из засыпного ковша 1 в воздушную колонку, обрабатывается в ней дважды - сначала в 1-м канале, где отделяются пыль и лёгкие примеси, а затем во 2-м канале, где отделяется лёгкое, щуплое зерно. Пыль и др. лёгкие примеси, выделенные в 1-м канале, улавливаются в пылеотстойнике матерчатым фильтром. После воздушной очистки зерновой материал переходит на решёта, к-рые отделяют из него крупные примеси (1-е решето), мелкие примеси (подсевное решето) и мелкое зерно 2-й сорт (сортировальное решето). Подсевное и сортировальное решёта очищаются щётками, 1-е решето - подбивалыциками. В триер зерновой материал подаётся ковшевым элеватором после решётной очистки. Триер выделяет из зернового материала короткие и длинные примеси. Производительность З. м. ОС-1 на пшенице 1 т/час; потребный двигатель - 2 л. с.; число оборотов в мин. приводного шкива при обработке крупных семян (пшеницы и др.) 800 и мелких (трав) 650; количество обслуживающего персонала - 2 - 3 человека.

Табл. 2. Размеры отверстий решёт (в мм) для очистки и сортирования различных культур на машине ОС-1

(В таблицах 1 и 2 обозначено: ∅ - диаметр отверстия, - ширина продолговатого отверстия.)

При подборе решёт для очистки различных культур руководствуются данными табл. 2.

Эксплуатация З. м. Зерноочистительную машину устанавливают в защищенном от ветра месте, горизонтально, по уровню как в продольном, так и поперечном направлении.

Подготовка З. м. к работе производится между сменами или перед работой. Необходимо правильно подобрать и установить решёта (предварительно очистив их), смазать подшипники, натянуть приводные ремни и подтянуть все крепления.

Регулировка. Подача устанавливается медленным открытием заслонки засыпного ковша. Подача является нормальной, если подсевные и сортировальные решёта равномерно покрыты тонким слоем зерна. Регулировка скорости воздушного потока производится заслонкой воздушного канала. Правильность регулировки проверяется наблюдением за качеством отсортированного зерна, вышедшего из машины. Особое внимание нужно обращать на установку жёлоба триера. Во время работы нужно наблюдать за постоянством числа оборотов.

Рис. 10. Зерноочистительная машина ОС-1. Вид со стороны регулировок: 1 - засыпной ковш; 2 - воздушная колонка; 3 - вентилятор; 4 - выход лёгких примесей; б - выход лёгкого, щуплого зерна; 6 - решётный стан; 7 - выход крупных примесей; 8 - выход мелких примесей; 9 - выход 2-го сорта; 10- элеватор; 11 - триер; 12 - выход коротких примесей; 13, 14 - выходы длинных примесей и очищенного зерна

Уход за З. м. После работы З. м. должны быть очищены от зерна и пыли. По окончании сезона работ З. м. устанавливают в закрытом помещении и производят тщательный осмотр и очистку их. Все ремни снимают для хранения. Сменные решёта следует хранить в спец. ящике либо подвешивать на стенах, предварительно смазав во избежание ржавления.

Литература: Аглиш Г. [и др.], Передвижная зерноочистительная машина "Союзнаркомзем", [М.], 1933; Колышев П., Кожуховский И., Павловский Г., Машины для очистки и сортирования семян, 2 изд., М., 1947; Летошнев М., Сельскохозяйственные машины (Теория, расчёт, проектирование и испытание), 2 изд., М.-Л., 1949; Полевицкий К. и Карпенко А., Сельскохозяйственные машины и орудия, М.-Л., 1949; Сельскохозяйственные машины. Под общ. ред. П. И. Минина, М., 1949; Справочник по сельскохозяйственным машинам и орудиям (ВИМЭ), М., 1947.