Научная статья на тему 'Исследование и оптимизация режимов работы питающего устройства установки для приготовления жидких кормовых смесей'

Исследование и оптимизация режимов работы питающего устройства установки для приготовления жидких кормовых смесей Текст научной статьи по специальности «Сельскохозяйственные науки»

CC BY
7
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник НГИЭИ
ВАК
Ключевые слова
дозирование / дозирующая навивка / допуск / коэффициент / коэффициент вариации / питатель / подача / частота вращения / установка / устройство / feed / dosing / coefficient / tolerance / installation / feeder / dosing device / winding / coefficient of variation / rotation speed

Аннотация научной статьи по Сельскохозяйственные науки, автор научной работы — Солонщиков П. Н.

Введение. Равномерность загрузки установки для приготовления жидких кормовых смесей оказывает немаловажное влияние на показатели процесса смешивания. Поэтому большого внимания заслуживает вопрос дозированной подачи материала в рабочую камеру. Материалы и методы. Наибольшее влияние на процесс подачи порошкообразных компонентов будут оказывать физико-механические свойства кормов: насыпная плотность, размеры частиц, угол естественного откоса, влажность, слеживаемость, склонность к образованию комков, конструктивные особенности питающего устройства и другие факторы. Разработана установка для приготовления жидких кормовых смесей, где в качестве питающего устройства выступает шнек, который закреплён на валу вместе с рабочим колесом. Питающее устройство представляет собой втулку с витками и диском, который является покрывным диском для рабочего колеса. Сухой компонент (ЗЦМ) под действием силы тяжести попадает на витки и далее транспортируется в окна на покрывном диске и далее в рабочую камеру, где перемешивается с водой, полученная смесь выводится из напорного патрубка. Результаты и обсуждение. Анализ полученных данных показывает, что величина массовой подачи сыпучего материала значительно зависит от его физико-механических свойств, при этом прослеживается прямая зависимость между частотой вращения и величиной подачи. По графикам видно, что в области малых подач, то есть при малой частоте вращения, процесс дозирования протекает с большей равномерностью, чем в области высоких подач. Данное обстоятельство связано с некоторой несовершенностью питающего устройства, так как часть сыпучего компонента при вращении отбрасывается на периферию винтового канала за счет растущей центробежной силы. Заштрихованная зона характеризует интервал соотношения подачи сухого и жидкого компонентов. Видно, что при открытом так и при закрытом контуре при частоте вращения рабочего колеса n = 1100…1500 мин-1 соотношение удовлетворяет условию дозирования, таким образом подтверждается эффективность работы питающего устройства, расположенного в установке для приготовления жидких кормовых смесей. Заключение. Таким образом за счёт изменения частоты вращения рабочего колеса n появляется возможность регулировать величину подачи как сыпучих компонентов, так и жидкости. Изменяя подачу жидкости в питающем трубопроводе на входе в установку, возможно регулировать соотношение сыпучих компонентов и жидкости. При этом оптимальным значением является выбор частоты вращения рабочего колеса заодно с питающим устройством в пределах n = 1100…1500 мин-1, что позволяет выдерживать соотношение компонентов по зоотехнических требованиям.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Research and optimization of operating modes of the feeding device of an installation for the preparation of liquid feed mixtures

Introduction. The uniformity of the load on the installation for preparing liquid feed mixtures has a significant impact on the mixing process indicators. Therefore, the issue of the metered supply of material into the working chamber deserves considerable attention. Materials and Methods. The physical and mechanical properties of the feeds will have the greatest influence on the process of feeding powdered components: bulk density, particle size, angle of repose, moisture content, flowability, tendency to form clumps, structural features of the feeding device, and other factors. An installation for preparing liquid feed mixtures has been developed, where a screw, mounted on a shaft together with a working wheel, serves as the feeding device. The feeding device consists of a bushing with helical flights and a disc, which acts as a covering disc for the working wheel. The dry component (DMC) falls onto the flights under the action of gravity and is further transported into the openings on the covering disc and then into the working chamber, where it is mixed with water. The resulting mixture is discharged from the pressure pipe. Results and Discussion. The analysis of the obtained data indicates that the mass feed rate of the bulk material significantly depends on its physical and mechanical properties, with a direct correlation observed between the rotation frequency and the feed rate. The graphs show that in the low feed area, that is at low rotation frequency, the dosing process occurs with greater uniformity than in the high feed area. This circumstance is related to some imperfection of the feeding device, as part of the bulk component is thrown to the periphery of the screw channel due to the increasing centrifugal force during rotation. The shaded area characterizes the interval of the ratio between the feed of dry and liquid components. It is evident that both with an open and a closed circuit at the rotation frequency of the working wheel n = 1100…1500 min-1, the ratio meets the dosing condition, thus confirming the effectiveness of the feeding device located in the installation for preparing liquid feed mixtures. Conclusion. Thus, by varying the rotation frequency of the working wheel n, it becomes possible to regulate the supply of both bulk components and liquids. By adjusting the liquid supply in the feeding pipeline at the inlet to the installation, it is possible to control the ratio of the bulk components and liquid. The optimal values are the selection of the working wheel rotation frequency along with the feeding device within the range of n = 1100…1500 min-1, which allows maintaining the component ratio according to zootechnical requirements.

Текст научной работы на тему «Исследование и оптимизация режимов работы питающего устройства установки для приготовления жидких кормовых смесей»

V^W^VWW^V ТРГНМП! nniFS МЛГШМРЯ ЛМП FflIIIPMFNT WWW^^WW WVW^^WWV^^ FnR TUP AiZRn.INnilSTItlA I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW

Научная статья УДК 631.171

DOI: 10.24412/2227-9407-2024-12-24-35 EDN: ZHNWZQ

Исследование и оптимизация режимов работы питающего устройства установки для приготовления жидких кормовых смесей

Павел Николаевич Солонщиков

Вятский ГАТУ, г. Киров, Российская Федерация solon-pavel@yandex. т, https://orcid. org/0000-0003-4695- 7126

Аннотация

Введение. Равномерность загрузки установки для приготовления жидких кормовых смесей оказывает немаловажное влияние на показатели процесса смешивания. Поэтому большого внимания заслуживает вопрос дозированной подачи материала в рабочую камеру.

Материалы и методы. Наибольшее влияние на процесс подачи порошкообразных компонентов будут оказывать физико-механические свойства кормов: насыпная плотность, размеры частиц, угол естественного откоса, влажность, слеживаемость, склонность к образованию комков, конструктивные особенности питающего устройства и другие факторы. Разработана установка для приготовления жидких кормовых смесей, где в качестве питающего устройства выступает шнек, который закреплён на валу вместе с рабочим колесом. Питающее устройство представляет собой втулку с витками и диском, который является покрывным диском для рабочего колеса. Сухой компонент (ЗЦМ) под действием силы тяжести попадает на витки и далее транспортируется в окна на покрывном диске и далее в рабочую камеру, где перемешивается с водой, полученная смесь выводится из напорного патрубка.

Результаты и обсуждение. Анализ полученных данных показывает, что величина массовой подачи сыпучего материала значительно зависит от его физико-механических свойств, при этом прослеживается прямая зависимость между частотой вращения и величиной подачи. По графикам видно, что в области малых подач, то есть при малой частоте вращения, процесс дозирования протекает с большей равномерностью, чем в области высоких подач. Данное обстоятельство связано с некоторой несовершенностью питающего устройства, так как часть сыпучего компонента при вращении отбрасывается на периферию винтового канала за счет растущей центробежной силы. Заштрихованная зона характеризует интервал соотношения подачи сухого и жидкого компонентов. Видно, что при открытом так и при закрытом контуре при частоте вращения рабочего колеса п = 1100.. .1500 мин-1 соотношение удовлетворяет условию дозирования, таким образом подтверждается эффективность работы питающего устройства, расположенного в установке для приготовления жидких кормовых смесей.

Заключение. Таким образом за счёт изменения частоты вращения рабочего колеса п появляется возможность регулировать величину подачи как сыпучих компонентов, так и жидкости. Изменяя подачу жидкости в питающем трубопроводе на входе в установку, возможно регулировать соотношение сыпучих компонентов и жидкости. При этом оптимальным значением является выбор частоты вращения рабочего колеса заодно с питающим устройством в пределах п = 1100.1500 мин-1, что позволяет выдерживать соотношение компонентов по зоотехнических требованиям.

© Солонщиков П. Н., 2024

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.

ХХХХХХХХХХХ технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХ для агропромышленного комплекса ХХХХХХХХХХХ

Ключевые слова: дозирование, дозирующая навивка, допуск, коэффициент, коэффициент вариации, питатель, подача, частота вращения, установка, устройство

Для цитирования: Солонщиков П. Н. Исследование и оптимизация режимов работы питающего устройства установки для приготовления жидких кормовых смесей // Вестник НГИЭИ. 2024. № 12 (163). С. 24-35. DOI: 10.24412/2227-9407-2024-12-24-35. EDN: ZHNWZQ.

Research and optimization of operating modes of the feeding device of an installation for the preparation of liquid feed mixtures

Pavel N. Solonshchikov

Vyatka State Agrotechnological University, Kirov, Russian Federation [email protected], https://orcid.org/0000-0003-4695-7126

Abstract

Introduction. The uniformity of the load on the installation for preparing liquid feed mixtures has a significant impact on the mixing process indicators. Therefore, the issue of the metered supply of material into the working chamber deserves considerable attention.

Materials and Methods. The physical and mechanical properties of the feeds will have the greatest influence on the process of feeding powdered components: bulk density, particle size, angle of repose, moisture content, flowability, tendency to form clumps, structural features of the feeding device, and other factors. An installation for preparing liquid feed mixtures has been developed, where a screw, mounted on a shaft together with a working wheel, serves as the feeding device. The feeding device consists of a bushing with helical flights and a disc, which acts as a covering disc for the working wheel. The dry component (DMC) falls onto the flights under the action of gravity and is further transported into the openings on the covering disc and then into the working chamber, where it is mixed with water. The resulting mixture is discharged from the pressure pipe.

Results and Discussion. The analysis of the obtained data indicates that the mass feed rate of the bulk material significantly depends on its physical and mechanical properties, with a direct correlation observed between the rotation frequency and the feed rate. The graphs show that in the low feed area, that is at low rotation frequency, the dosing process occurs with greater uniformity than in the high feed area. This circumstance is related to some imperfection of the feeding device, as part of the bulk component is thrown to the periphery of the screw channel due to the increasing centrifugal force during rotation. The shaded area characterizes the interval of the ratio between the feed of dry and liquid components. It is evident that both with an open and a closed circuit at the rotation frequency of the working wheel n = 1100...1500 min"1, the ratio meets the dosing condition, thus confirming the effectiveness of the feeding device located in the installation for preparing liquid feed mixtures.

Conclusion. Thus, by varying the rotation frequency of the working wheel n, it becomes possible to regulate the supply of both bulk components and liquids. By adjusting the liquid supply in the feeding pipeline at the inlet to the installation, it is possible to control the ratio of the bulk components and liquid. The optimal values are the selection of the working wheel rotation frequency along with the feeding device within the range of n = 1100. 1500 min-1, which allows maintaining the component ratio according to zootechnical requirements.

Keywords: feed, dosing, coefficient, tolerance, installation, feeder, dosing device, winding, coefficient of variation, rotation speed

For citation: Solonshchikov P. N. Research and optimization of operating modes of the feeding device of an installation for the preparation of liquid feed mixtures // Bulletin NGIEI. 2024. № 12 (163). P. 24-35. DOI: 10.24412/22279407-2024-12-24-35. EDN: ZHNWZQ.

Вестник НГИЭИ. 2024. № 12 (163). C. 24-35. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 12 (163). P. 24-35. ISSN 2227-9407 (Print)

V^W^VWW^V ТРГНМП! nniFS МЛГШМРЯ ЛМП FflIIIPMFNT WWW^^WW

WVW^^WWV^^ FnR TUP AiZRn.INnilSTItlA I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW

Введение

Равномерность загрузки установки для приготовления жидких кормовых смесей оказывает немаловажное влияние на показатели процесса смешивания. Поэтому большого внимания заслуживает вопрос дозированной подачи материала в рабочую камеру.

Для дозирования сыпучих материалов, в частности, заменителя цельного молока, применяется ряд устройств, описание которых приведено в [1, с. 496; 2, с. 49; 3, с. 49]. Классификация таких устройств наиболее полно дана в [4, с. 18; 5, с. 50; 6, с. 31].

Дозирующие устройства для сыпучих материалов по принципу дозирования подразделяются на весовые и объемные. По параметрам выдаваемого потока кормов имеются дозаторы непрерывного (ленточные, пластинчатые, щелевые, вибрационные, тарельчатые), пульсирующего (шнековые, барабанные, скребковые, цепочно-шайбовые, лопастные) и периодического (плунжерные, маятниковые, ковшовые и др.) действия. По способу перемещения материала в дозаторе их можно разделить на гравитационные (щелевые, вибрационные, ковшовые, маятниковые и мерники) и принудительные (все остальные, кроме вышеназванных пяти).

Регулирование производительности дозатора осуществляется тремя способами: скоростью, сечением потока и частотой выдачи порций. Созданию и исследованию дозирующих устройств уделено внимание отечественных и зарубежных ученых.

Заметный вклад в теорию и практику дозирования сыпучих материалов внесли Б. Б. Кононов, Л. М. Куцын, В. И. Передня, В. Г. Коба,

A. И. Смирнов, Л. С. Полонский, З. Ф. Каптур,

B. В. Платонов и многие другие, из зарубежных -Коак '., 8&арре1 А., Риске£Г Н. и другие.

В. В. Платонов [7, с. 63; 8, с. 22; 9, с. 20] провел сравнительные исследования различных дозирующих устройств и в качестве наилучшего рекомендовал вертикальный шнек, обеспечивающий неравномерность выдачи концкормов не более ±5 %.

По данным А. И. Смирнова [10, с. 12; 11, с. 59; 12, с. 62] , заслуживают внимания вибрационные дозаторы, так как они выдают корм с неравномерностью до ±5 %. Однако Н. Риске£Г установил, что наиболее низкую точность обеспечивает вибродозатор, наилучшую - шнековый. Коак наилучшими признал тарельчатые дозаторы.

В. Г. Коба и В. В. Амбарцумян [13, с. 99; 14, с. 61; 15, с. 23] установили, что регулирование производительности дозатора изменением площади поперечного сечения выдаваемого потока материала, а не за счёт скорости, приводит к снижению неравномерности дозирования.

По данным Л. С. Полонского [16, с. 93; 17, с. 22; 18, с. 29], барабанные дозаторы с увеличением частоты вращения рабочего органа снижают точность выдачи корма, тарельчатые неустойчиво работают на плохосыпучих материалах, ленточные и скребковые хорошо работают лишь на легкосыпучих кормах, точность дозирования шнеком зависит от равномерности питания, сыпучести и однородности корма, а вибрационные резко снижают качество работы при повышении влажности материала.

Противоречивость результатов исследований дозаторов, рекомендаций об области их применения и многообразие конструкций свидетельствуют о сложности процесса дозирования сыпучих материалов, особенно при нестабильности их физико-механических свойств [19, с. 90; 20, с. 86; 21, с. 21]. Изучением закономерностей истечения сыпучих материалов из бункеров, обоснованием их параметров и выгрузных отверстий, способов и средств борьбы со сводообразованием занимались ученые Л. В. Гячев, Р. Л. Зенков, Л. М. Куцын, Б. В. Кононов, В. А. Богомягких, Ю. А. Куров, Г. Я. Негребов, В. Ф. Семёнов и многие другие.

Профессор Л. В. Гячев разработал общую теорию истечения сыпучих материалов из бункеров различной формы, обосновал параметры бункеров и выгрузных окон [13, с. 99 14, с. 61; 15, с. 23].

В [13, с. 99 14, с. 61; 15, с. 23] доказывается, что наиболее благоприятные условия для истечения материала из бункера создаются щелевыми выпускными отверстиями. В [96] обосновывается целесообразность применения в нижней части бункера стенок специальной криволинейной формы.

В [7, с. 63; 8, с. 22; 9, с. 20] приведены теория и расчет ленточных, барабанных, тарельчатых и шне-ковых дозаторов, а в [13, с. 99 14, с. 61; 15, с. 23] -гравитационного дозатора.

Практика показывает, что пока не удается обеспечить необходимую надежность технологического процесса свободного истечения материалов из бункеров через выгрузные отверстия. Особенно это характерно для трудносыпучих материалов, к которым относятся концкорма с изменяющимися в ши-

технологии, машины и оборудование ] для агропромышленного комплекса ]

роком диапазоне физико-механическими свойствами [13, с. 99 14, с. 61; 15, с. 23].

Большинство сельскохозяйственных смесителей жидких кормов отечественного производства для загрузки сыпучих кормов комплектуются накопительными бункерами небольшой ёмкости [13, с. 99 14, с. 61; 15, с. 23]. Истечение компонента происходит через боковое отверстие бункера и регулируется с помощью заслонки. Такое загрузочное устройство не может обеспечить равномерную загрузку материала в смесительную камеру и применяется лишь для некоторых сыпучих материалов при незначительной засорённости примесями. Равномерность загрузки значительно снижается при увеличении влажности. Загрузка смесителей сельскохозяйственного назначения осложняется ещё и тем, что они обладают меньшей производительностью, чем насосы, применяемые в комбикормовой промышленности, так как трудно организовать равномерное истечение материала из отверстия малого сечения [7, с. 63; 8, с. 22; 9, с. 20]. Поэтому встаёт вопрос о применении дозирующих механизмов.

К дозаторам предъявляются различные требования по точности дозирования, например, при про-

изводстве комбикормов допустимая погрешность при весовом дозировании при наибольшей нагрузке составляет ± 2 % веса дозы. Для объёмных дозаторов допускаются отклонения ± 3 %. При приготовлении и раздаче кормов отклонения для дозирования составляют ± 5 %. При дозировании микродобавок и их смесей микродозаторами допускается отклонение ± 3 % пропускной способности дозаторов. Кроме этого дозирующие устройства должны быть мало энерго- и металлоёмкими, простыми и удобными в эксплуатации.

Наиболее оптимальным и простым является дозатор шнекового типа, так как в большинстве случаев он более равномерно подает сухой корм.

Материалы и методы

Наибольшее влияние на процесс подачи порошкообразных компонентов будут оказывать физико-механические свойства кормов: насыпная плотность, размеры частиц, угол естественного откоса, влажность, слеживаемость, склонность к образованию комков, конструктивные особенности питающего устройства и другие факторы [7, с. 63; 8, с. 22; 9, с. 20].

а б

Рис. 1. Схема (а) и общий вид (б) установки для приготовления жидких кормовых смесей: 1 - окно; 2 - напорный патрубок; 3 - рабочая камера; 4 - питающий патрубок; 5 - загрузочная камера; 6 - полая втулка; 7 - покрывной диск; 8 - неподвижные лопатки; 9 - основной диск с лопатками Fig. 1. Scheme (a) and general view (b) of the installation for preparing liquid feed mixtures: 1 - window; 2 - pressure pipe; 3 - working chamber; 4 - supply pipe; 5 - loading chamber; 6 - hollow bushing; 7 - covering disk; 8 - fixed blades; 9 - main disk with blades Источник: составлено автором на основе собственных исследований

Вестник НГИЭИ. 2024. № 12 (163). C. 24-35. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 12 (163). P. 24-35. ISSN 2227-9407 (Print)

V^W^VWW^V ТРГНМП! nniFS МЛГШМРЯ ЛМП FflIIIPMFNT WWW^^WW

WVW^^WWV^^ FnR THF АПРП.1МПИЯТР1А I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW

Разработана установка для приготовления жидких кормовых смесей (рис. 1), где в качестве питающего устройства выступает шнек, который закреплён на валу вместе с рабочим колесом. Питающее устройство (рис. 2) представляет собой втулку с витками и диском, который является покрыв-

ным диском для рабочего колеса. Сухой компонент (ЗЦМ) под действием силы тяжести попадает на витки и далее транспортируется в окна на покрывном диске и далее в рабочую камеру, где перемешивается с водой, полученная смесь выводится из напорного патрубка.

Рис. 2. Втулка со спиральной навивкой (питающее устройство) Fig. 2. Spiral wound bushing (feeder) Источник: составлено автором на основе собственных исследований

a/a б/b

Рис. 3. Схема (а) и общий вид (б) стенда для определения подачи питающего устройства: 1 - электронные весы; 2 - ёмкость для отбора; 3 - питающее устройство; 4 - приводной вал; 5 - загрузочная камера; 6 - электродвигатель Fig. 3. Diagram (a) and general view (b) of the stand for determining the supply of the power supply device: 1 - electronic scales; 2 - container for selection; 3 - power supply; 4 - drive shaft; 5 - loading chamber; 6 - electric motor Источник: составлено автором на основе собственных исследований

технологии, машины и оборудование ] для агропромышленного комплекса ]

Для исследования процесса дозирования был разработан стенд (рис. 3), который позволял изменять частоту вращения за счет смены шкивов. В загрузочную камеру 5 засыпали порошкообразный компонент, предварительно взвешенный. При прохождении через питающее устройство 3 материал попадал в ёмкость 2, которая была установлена на электронных весах 1. Секундомером замеряли время опыта.

Производительность (подачу) питающего устройства со спиральной навивкой определяли опытным путём по формуле, т/ч:

Q = 3,6 ■ G,

(1)

где G - масса компонента, подаваемого за время опыта, кг; Т - время проведения опыта, с.

Среднее значение абсолютной погрешности питающего устройства

Ка - я,)

S = ■

m

(2)

где Q1 - действительная подача или расход материала в 7-м измерении, кг/с; Qр - расчетное значение подачи, кг/с; т - число измерений.

Показателем относительной погрешности питающего устройства служит коэффициент вариации

S

v = ±100 ^,

Q

(3)

где - средняя квадратическая погрешность; Я -среднее значение подачи дозатора в т пробах.

Поток сухих компонентов, выдаваемый питающим устройством, можно представить как случайный процесс в виде его реализации во времени [4].

В качестве критерия оптимизации и оценки качества подачи питающим устройством можно назначить вероятность пребывания случайного процесса в поле допуска РА. При этом чем больше РА, тем равномернее подача.

Аналитически вероятность равна

Рд = 2 Ф\Д

V

(4)

где Ф - функция Лапласа, принимается по таблицам в зависимости от Ы\; V - среднее квадратичное отклонение случайного процесса за время реализации, отнесенное к среднему значению, то есть V = Б / Я; А - допуск дозирования.

Технологический допуск дозирования определяется:

Д =

Q - Q

Q

(5)

где Qmax - максимальная величина подачи, кг/с; Qmln - минимальная величина подачи, кг/с; Я - среднее значение подачи, кг/с.

Среднее квадратическое отклонение с учетом повторности 5 рассчитывается по формуле

S =

m 0

IQ - Q)

m -1

(6)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

где Q7 - текущее значение подачи, кг/с; Я - среднее значение подачи, кг/с.

Предложенную конструкцию втулки (рис. 4) со спиральной навивкой и покрывающего диска можно рассматривать как питающее устройство, осуществляющее дозированную подачу сыпучих компонентов в рабочую камеру.

Опыты проводили на специальной установке (рис. 5). Массовая подача сыпучих компонентов Qс определялась по времени загрузки определённой массы навески. В качестве материала для оценки подачи использовали мел, пшено и пищевую соль.

иПОЙЙ

ЕшадЖ

Рис. 4. Загрузка порошкообразного компонента в загрузочную камеру установки для приготовления жидких кормовых смесей Fig. 4. Loading a powdered component into the loading chamber of an installation for preparing liquid feed mixtures Источник: составлено автором на основе собственных исследований

[ technologies, machines and equipment ; for the agro-industrial complex

Результаты экспериментальных исследований по определению подачи представлены на рисунке 7.

Анализ полученных данных показывает, что величина массовой подачи сыпучего материала зна-

Qc, кг/ч/ Qc kg/h I 100

чительно зависит от его физико-механических свойств, при этом прослеживается прямая зависимость между частотой вращения и величиной подачи.

900

700

500

300

100

1

1 ----

\

\ я

600 700 800 900 1000 1 100 1200 1300 1400 п мин-у

и, min

Рис. 5. Зависимость подачи сыпучих компонентов от частоты вращения рабочего колеса для различных материалов: 1 - соль; 2 - пшеница; 3 - заменитель молока Fig. 5. Dependence of the supply of bulk components on the speed of rotation of the impeller for various materials: 1 - salt; 2 - wheat; 3 - milk replacer Источник: составлено автором на основе собственных исследований

v,% 8 6 4 2

•—~

\ \

\

Т)

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

мин'1/

-1

п, min

Рис. 6. Зависимость коэффициента вариации порошкообразных компонентов от частоты вращения рабочего колеса Fig. 6. Dependence of the coefficient of variation of powdery components on the speed of rotation of the impeller Источник: составлено автором на основе собственных исследований

Для определения эффективности функционирования питающего устройства были проведены опыты по определению коэффициента вариации V и

вероятности пребывания в поле допуска АР. В качестве материала для определения подачи порошкообразного компонента использовали пшено.

технологии, машины и оборудование ] для агропромышленного комплекса ]

При определении зависимости показателя относительной погрешности дозирующего устройства (коэффициент вариации) получили следующую зависимость (рис. 6).

Изменение коэффициента вариации с увеличением частоты вращения не ухудшает процесс дозирования, так как по требованиям ошибка не

должна превышать 20 %. Значит, независимо от величины подачи качество дозирования будет находиться в пределах технологического допуска.

Зависимость вероятности пребывания технологического процесса дозирования в установленном поле допуска от частоты вращения втулки со спиральной навивкой приведены на рисунке 7.

Рис. 7. Зависимость вероятности пребывания технологического процесса дозирования

в установленном поле допуска от частоты вращения рабочего колеса Fig. 7. Dependence of the probability of the dosing technological process remaining within the established tolerance range on the impeller rotation speed Источник: составлено автором на основе собственных исследований

По графику, представленному на рисунке 7, видно, что в области малых подач, то есть при малой частоте вращения, процесс дозирования протекает с большей равномерностью, чем в области высоких подач. Данное обстоятельство связано с некоторой несовершенностью питающего устройства, так как часть сыпучего компонента при вращении отбрасывается на периферию винтового канала за счет растущей центробежной силы.

Для приготовления смесей для молодняка согласно зоотехническим требованиям рекомендуют брать соотношения сухого компонента к жидкости: 1:7.1:10. При исследовании питающего устройства необходимо проверить отношение подачи сухого компонента Qc и жидкости Qж при различной частоте вращения рабочего колеса.

к = -

(7)

При загрузке сухих компонентов необходимо, чтобы соблюдалось соотношение:

(1 1 Ож 17-10, Построим зависимость сухого компонента Qc и жидкости Qж при различной частоте вращения рабочего колеса (рис. 8), учитывая, что подача жидкости получена при открытом и закрытом контуре.

Как видно из графика (рис. 8), заштрихованная зона характеризует интервал соотношения подачи сухого и жидкого компонентов. Видно, что при открытом так и при закрытом контуре при частоте вращения рабочего колеса п = 1100. 1500 мин-1 соотношение удовлетворяет условию (7), таким образом подтверждается эффективность работы питающего устройства, расположенного в установке для приготовления жидких кормовых смесей.

Вестник НГИЭИ. 2024. № 12 (163). C. 24-35. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 12 (163). P. 24-35. ISSN 2227-9407 (Print)

V^W^VWW^V ТРГНМП! nniFS МЛГШМРЯ ЛМП FflIIIPMFNT WWW^^WW

technologies, machines and equipment

WVW^^WWV^^ FOR THF АПРП.1МПИЯТР1А I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW

for the agro-industrial complex

k 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 «.мин'1/

n, m in 1

Рис. 8. Зависимость отношения подачи сухого и жидкого компонента (Qc/Qx) при различной частоте вращения рабочего колеса (n): 1 - закрытый контур; 2 - открытый контур Fig. 8. Dependence of the supply ratio of dry and liquid components (QJQi) at different impeller rotation speeds (n): 1 - closed circuit; 2 - open circuit Источник: составлено автором на основе собственных исследований

Заключение

Таким образом за счёт изменения частоты вращения рабочего колеса п появляется возможность регулировать величину подачи как сыпучих компонентов, так и жидкости. Изменяя подачу жидкости в питающем трубопроводе на входе в установку, возможно регулировать соотношение сыпу-

чих компонентов и жидкости. При этом оптимальным значением является выбор частоты вращения рабочего колеса заодно с питающим устройством в пределах п = 1100.1500 мин"1, что позволяет выдерживать соотношение компонентов по зоотехническим требованиям.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Зайцев П. В., Зайцев С. П., Ларкин С. В. Повышение эффективности технологических линий приготовления и раздачи кормов в молочном скотоводстве // Научно-образовательные и прикладные аспекты производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Чебоксары, 15 ноября 2019 года. 2019. С. 496-502. ЕБК ХООЕЬК.

2. Кормановский Л. П., Цой Ю. А. Государственная поддержка малых форм хозяйствования на селе // Вестник ВИЭСХ. 2017. № 1 (26). С. 49-51. ЕБ№ УУУ8КТ.

3. Рынок комбикормов сегодня и завтра. Животноводство России. 2020. № 1. С. 49-51. ЕБ№ И28ООХ.

4. Булатов С. Ю. Разработка и совершенствование технологических линий и технических средств приготовления кормов в условиях малых форм хозяйствования. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.20.01 / Пензенский государственный аграрный университет. Княгинино, 2018. ЕБ№ УУБЯ8Х.

5. Зимин И. Б., Черепанов В. Н., Богатов Е. А., Смирнов А. В. Инновационная технология производства полнорационного комбикорма на промышленной основе в условиях крупных агропромышленных предприятий // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. № 3 (36). С. 50-58. ЕБ№ РОББЕР.

6. Чилингарян Н. Малогабаритный комбикормовый агрегат // Комбикорма. 2020. № 11. С. 31-32. БО110.25741/2413-287Х-2020-11-2-125. ЕБК 8ОБЛС0.

ХХХХХХХХХХХ технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХ для агропромышленного комплекса ХХХХХХХХХХХ

7. Федоров О. С., Широбоков В. И. Пути интенсификации технологического процесса измельчения зерна в молотковых дробилках // Инновационные решения стратегических задач агропромышленного комплекса. В 3 т., Ижевск, 28 февраля - 05 2023 года. Том 3. Ижевск : Удмуртский государственный аграрный университет, 2023. С. 63-67. EDN XNKCWP.

8. Перебоев А. В., Егорова С. В. Технологическая линия комбикормового мини-завода // Вопросы кролиководства. 2020. № 3-4. С. 22-26. EDN: BSRLYM

9. Булатов С. Ю., Нечаев В. Н., Сергеев А. Г., Савиных П. А. Результаты исследований весового дозирования ингредиентов комбикорма // Техника и оборудование для села. 2021. № 1 (283). С. 20-24. EDN: YUQNPU.

10. Брагинец С. В., Бахчевников О. Н., Бенова Е. В., Бородина Е. Н. Реконструкция малого комбикормового завода методом интеграции в его состав модульной технологической линии обработки рассыпного комбикорма // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2019. № 152. С. 12-23. EDN: NSRLXK.

11. Брагинец С. В., Бахчевников О. Н. Сравнительная технико-экономическая оценка малых внутрихозяйственных комбикормовых предприятий // Агроинженерия. 2021. № 5 (105). С. 59-65. DOI: 10.26897/26871149-2021-5-59-65. EDN: WBNFGS

12. Булатов С. Ю., Нечаев В. Н., Сергеев А. Г. Система дозирования компонентов комбикорма // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. 2021. № 2 (187). С. 62-70. EDN: PPWWMA.

13. Морозов Р. В. Особенности проектирования модульных бетонных заводов // Фотинские чтения. 2014. № 2 (2). С. 99-104. EDN: XXZSZP

14. Бабинцева Е. А., Ильин В. И. Блочно-модульный принцип создания технических систем очистки сточных вод // Успехи в химии и химической технологии. 2011. Т. 25. № 9 (125). С. 61-63. EDN: RARXLV

15. Модульные заводы. Практичные решения // Комбикорма. 2016. № 7-8. С. 28-34. EDN: WHHOTP

16. Сергеев А. Г., Булатов С. Ю., Нечаев В. Н., Савиных П. А., Шамин А. Е. Оценка характеристик системы дозирования компонентов комбикорма в условиях хозяйства // Аграрный научный журнал. 2020. № 8. С. 93-99. EDN: NOAGNP.

17. Алешкин А. В., Булатов С. Ю., Нечаев В. Н., Савиных П. А., Сергеев А. Г. Влияние воздушного потока на рабочий процесс дробилок зерна закрытого типа с пневматической загрузкой : монография. Н. Новгород : Юникопи, 2021. 294 с. EDN: FNEWHP.

18. Савиных П. А., Алёшкин А. В., Булатов С. Ю., Нечаев В. Н. Напорные характеристики дробилок зерна // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 5. С. 29-31. EDN: QCBRIP.

19. Садов В. В., Сорокин С. А. Повышение эксплуатационных показателей измельчителей зерна с пнев-мозабором // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2022. № 8 (214). С. 90-95. DOI: 10.53083/1996-4277-2022-214-8-90-95. EDN: JUWPFQ.

20. Василенко В. Н., Фролова Л. Н., Михайлова Н. А. и др. Оборудование для производства высокоэффективных комбикормов нового поколения // Вестник машиностроения. 2020. № 6. С. 86-87. DOI 10.36652/0042-4633-2020-6-86-87. EDN YNZKZR.

21. Сыроватка В. И. Машинные технологии приготовления комбикормов в хозяйствах. М. : ГНУ ВНИИМЖ, 2010. 248 с. EDN: RUUFUH.

Дата поступления статьи в редакцию 18.09.2024; одобрена после рецензирования 24.10.2024;

принята к публикации 25.10.2024.

Информация об авторах:

П. Н. Солонщиков - кандидат технических наук, доцент, исполняющий обязанности заведующего кафедры «Технологическое и энергетическое оборудование», Spin-код: 2559-6921.

Вестник НГИЭИ. 2024. № 12 (163). C. 24-35. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 12 (163). P. 24-35. ISSN 2227-9407 (Print)

V^W^VWW^V ТРГНМП1 nniFS МЛГШМРЯ ANIÏ FHIIIPMFNT WWW^^WW WVW^^WWV^^ FOR THF АПРП.1МПНЯТР1А I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW

REFERENCES

1. Zajcev P. V., Zajcev S. P., Larkin S. V. Povyshenie effektivnosti tekhnologicheskih linij prigotovleniya i raz-dachi kormov v molochnom skotovodstve [Improving the efficiency of technological lines for the preparation and distribution of feed in dairy cattle breeding], Nauchno-obrazovatel'nye i prikladnye aspekty proizvodstva i pererabotki sel'skohozyajstvennoj produkcii [Scientific, educational and applied aspects of production and processing of agricul-turalproducts], Cheboksary, 15 noyabrya 2019 goda, 2019, pp. 496-502, EDN XOGELK.

2. Kormanovskij L.P., Tsoj Yu. A. Gosudarstvennaya podderzhka malyh form hozyajstvovaniya na sele [State support of small forms of farming in rural areas], Vestnik VIESKH [Bulletin of RESH], 2017, No. 1 (26), pp. 49-51.

3. Rynok kombikormov segodnya i zavtra [The feed market today and tomorrow], ZHivotnovodstvo Rossii [Animal husbandry of Russia], 2020, No. 1, pp. 49-51.

4. Bulatov S. Yu. Razrabotka i sovershenstvovanie tekhnologicheskih linij i tekhnicheskih sredstv prigotovleniya kormov v usloviyah malyh form hozyajstvovaniya [Development and improvement of technological lines and technical means of feed preparation in conditions of small forms of management. Dr. Sci. (Engineering) diss.], Knyaginino, 2018

5. Zimin I. B., Cherepanov V. N., Bogatov E. A., Smirnov A. V. Innovacionnaya tekhnologiya proizvodstva polnoracionnogo kombikorma na promyshlennoj osnove v usloviyah krupnyh agropromyshlennyh predpriyatij [Innovative technology of production of complete compound feed on an industrial basis in the conditions of large agroin-dustrial enterprises], Izvestiya Velikolukskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii [Proceedings of the Ve-likiye Luki State Agricultural Academy], 2021, No. 3 (36), pp. 50-58.

6. Chilingaryan N. Malogabaritnyj kombikormovyj agregat [Small-sized compound feed unit], Kombikorma [Compound feed], 2020, No. 11, pp. 31-32, DOI 10.25741/2413-287X-2020-11-2-125, EDN SGBACQ.

7. Fedorov O. S., Shirobokov V. I. Puti intensifikacii tekhnologicheskogo processa izmel'cheniya zerna v mol-otkovyh drobilkah [Ways to intensify the technological process of grinding grain in hammer crushers], Innovacionnye resheniya strategicheskih zadach agropromyshlennogo kompleksa [Innovative solutions to strategic tasks of the agroindustrial complex], In 3 vols., Izhevsk, 28 fevralya - 05 2023 goda, Vol. 3, Izhevsk : Udmurtskij gosudarstven-nyj agrarnyj universitet, 2023, pp. 63-67, EDN XNKCWP.

8. Pereboev A. V., Egorova S. V. Tekhnologicheskaya liniya kombikormovogo mini-zavoda [Technological line of a mini-feed mill. Rabbit breeding issues], Voprosy krolikovodstva [Questions of rabbit breeding], 2020, No. 3-4, pp. 22-26.

9. Bulatov S.Yu., Nechaev V.N., Sergeev A.G., Savinyh P.A. Rezul'taty issledovanij vesovogo dozirovaniya in-gredientov kombikorma [Results of studies of weight dosing of feed ingredients]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela [Machinery and equipment for the village]. 2021. No. 1 (283). pp. 20-24.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Braginec S. V., Bahchevnikov O. N., Benova E. V., Borodina E. N. Rekonstrukciya malogo kombikormovogo zavoda metodom integracii v ego sostav modul'noj tekhnologicheskoj linii obrabotki rassypnogo kombikorma [Reconstruction of a small feed mill by integrating a modular processing line for processing loose compound feed into its composition], Politematicheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University], 2019, No. 152, pp. 12-23.

11. Braginec S. V., Bahchevnikov O. N. Sravnitel'naya tekhniko-ekonomicheskaya ocenka malyh vnutri-hozyaj stvennyh kombikormovyh predpriyatij [Comparative technical and economic assessment of small domestic feed mills], Agroinzheneriya [Agroengineering], 2021, No. 5 (105), pp. 59-65.

12. Bulatov S. Yu., Nechaev V. N., Sergeev A. G. Sistema dozirovaniya komponentov kombikorma [The system of dosing of feed components], Kormlenie sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh i kormoproizvodstvo [Feeding of farm animals and feed production], 2021, No. 2 (187), pp. 62-70.

13. Morozov R. V. Osobennosti proektirovaniya modul'nyh betonnyh zavodov [Design features of modular concrete plants], Fotinskie chteniya [Fotinsky readings], 2014, No. 2 (2), pp. 99-104.

14. Babinceva E. A., Il'in V. I. Blochno-modul'nyj princip sozdaniya tekhnicheskih sistem ochistki stochnyh vod [Block-modular principle of creating technical wastewater treatment systems], Uspekhi v himii i himicheskoj tekhnologii [Advances in chemistry and chemical technology], 2011, Vol. 25, No. 9 (125), pp. 61-63.

ХХХХХХХХХХХ технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХ для агропромышленного комплекса ХХХХХХХХХХХ

15. Modul'nye zavody. Praktichnye resheniya [Modular plants. Practical solutions], Kombikorma [Compound feed], 2016, No. 7-8, pp. 28-34.

16. Sergeev A. G., Bulatov S. Yu., Nechaev V. N., Savinyh P. A., Shamin A. E. Ocenka harakteristik sistemy dozirovaniya komponentov kombikorma v usloviyah hozyaj stva [Evaluation of the characteristics of the dosing system of feed components in farm conditions], Agrarnyj nauchnyj zhurnal [Agricultural Scientific Journal], 2020, No. 8, pp.93-99.

17. Aleshkin A. V., Bulatov S. Yu., Nechaev V. N., Savinyh P. A., Sergeev A. G. Vliyanie vozdushnogo potoka na rabochij process drobilok zerna zakrytogo tipa s pnevmaticheskoj zagruzkoj [Influence of air flow on the working process of closed-type grain crushers with pneumatic loading], Monograph, N. Novgorod: YUnikopi, 2021. 294 p.

18. Savinyh P. A., Alyoshkin A. V., Bulatov S. Yu., Nechaev V. N. Napornye harakteristiki drobilok zerna [Pressure characteristics of grain crushers], Traktory i sel'hozmashiny [Tractors and agricultural machines], 2013, No. 5, pp. 29-31.

19. Sadov V. V., Sorokin S. A. Povyshenie ekspluatacionnyh pokazatelej izmel'chitelej zerna s pnevmozaborom [Improving the performance of grain grinders with pneumatic fence], Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Altai State Agrarian University], 2022, No. 8 (214), pp. 90-95, EDN: JUWPFQ.

20. Vasilenko V. N., Frolova L. N., Mihajlova N. A. i dr. Oborudovanie dlya proizvodstva vysokoeffektivnyh kombikormov novogo pokoleniya [Equipment for the production of high-performance compound feeds of the new generation], Vestnik mashinostroeniya [Bulletin of Mechanical Engineering], 2020, No. 6, pp. 86-87, DOI 10.36652/0042-4633-2020-6-86-87, EDN YNZKZR.

21. Syrovatka V. I. Mashinnye tekhnologii prigotovleniya kombikormov v hozyajstvah [Machine technologies of preparation of compound feeds in farms]. Moscow: GNU VNIIMZH, 2010, 248 p.

The article was submitted 18.09.2024; approved after reviewing 24.10.2024; accepted for publication 25.10.2024.

Information about the author: P. N. Solonshchikov - Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Acting Head of the Department of Technological and Power Equipment, Spin-code: 2559-6921.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.