CC BY
142
УДК 632.982
Совершенствование технологического процесса протравливания семян
В.А. ВЯЛЫХ, С.Н. САВУШКИН, ведущие научные сотрудники Всероссийского НИИ защиты растений МСХ РФ
Для протравливания семян зерновых культур сельскохозяйственные предприятия России используют известные, хотя и устаревшие, машины ПСШ-5, ПС-10 (ПС-10А), комплект стационарного оборудования КПС-10. На смену им в последние годы отечественная и зарубежная промышленность поставляет в хозяйства ПС-10АМ («Агромаш», г. Гатчина), ПС-20К-4 («Агрохиммаш», г Ставрополь), ПЗС-20 («Воронеж-сельмаш»), BSK-15 и малогабаритный протравливатель семян МПС-8 (Белоруссия), ПНШ-3 «Фермер», ПНШ-5 «Господар», ПС-20КП (ОАО «Львовагромашпроект») и др.
Полный процесс протравливания семян перечисленными машинами предусматривает технологию, состоящую из двух этапов. Сначала в баке агрегата готовят рабочую жидкость, смешивая протравитель с водой в виде эмульсии, суспензии или раствора (в зависимости от формы и свойств препарата), а затем выполняют основную операцию - протравливание семян и их выгрузку в автотранспортное средство (автосамосвал, автозаправщик сеялок) или же в бурт зерносклада, мешкотару и т.п.
Недостатком технологии является то, что на приготовление рабочей жидкости (заполнение бака-смесителя водой и препаратом и их перемешивание) уходит до 25-30 % сменного времени, что равносильно снижению на эту же величину сменной производительности агрегата. Этот недостаток устранен в коммуникационной системе семейства протрав-
ливателей КПС-10, КПС-20, КПС-40, разработанных в свое время Львовским ГСКТБ «Сельхозхиммаш» и выпускаемых до 1995 г. Кропоткинским заводом сельскохозяйственных машин Краснодарского края(И.И. Сушко и др., 1988). Такие комплексы предназначены для протравливания семян химикатами и биостимуляторами как с применением пленкооб-разователей, так и без них в отделениях протравливания семяобрабаты-вающих предприятий, например в элитно-семеноводческих хозяйствах. В Воронежской области с площадью озимых и яровых зерновых 1,7 млн га было четыре таких хозяйства, они обеспечивали элитными семенами 632 колхоза.
Наличие в комплексе двух баков-смесителей, в которых происходит поочередное приготовление рабочей жидкости, позволяет протравливать семена в непрерывном режиме. Однако оборудование такого комп-лексаэкономически целесообразно
использовать лишь в крупных семеноводческих хозяйствах или в меж-хозяйственных объединениях. В настоящее время смонтированный и пущенный в эксплуатацию нашим институтом КПС-10 функционирует в ОАО «Давыдовское» Воронежской области, а также в ОАО «Агротех-га-рант» (учебное хозяйство Воронежского государственного агроуниверситета).
Приготовление рабочей жидкости в этом комплексе осуществляется в баке-смесителе 2 (рис. 1). Для этого из резервуара 13 вода самотеком поступает в водонагреватель 9, а уже подогретая - по трубопроводу подается в бак-смеситель. Через измельчитель 5 в этот же бак загружают пленкообразующий полимер. Смесь перемешивается до полного растворения полимера, после чего через загрузочное устройство 4 подается протравитель. Рабочая жидкость перемешивается до однородной концентрации. Приготовленная рабочая жидкость перекачивается насосом по трубопроводу в бак-накопитель 3, а оттуда подается насосом в емкость постоянного уровня насоса-дозатора протравливателя 1. Избыток жидкости сливается из емкости постоянного уровня через воздухоочиститель 10 в бак 3.
Обработка семян заключается в нанесении распыленной рабочей жидкости на поверхность семян и подсушке образовавшейся пленки. Семена подаются на обработку из бункера 11 в бункер протравливателя 1 и через его дозатор на двойной вращающийся диск, который распределяет их равномерно, кольцевым потоком. В камере семена обрабатываются факелом распыленной рабочей жидкости и поступают в выгрузной шнек 6, в который подается подогретый воздух от калорифера 7. Отработанный воздух удаляется вентилятором 8. Обработанные и подсушенные в шнеке семена ссыпаются в бункер 12, а из него в автозаправщик сеялок с последующей доставкой в поле к сея-лочным агрегатам. Для приема семян на обработку предусмотрены бункер 14 и приямок 15, а для транспортировки нория 16.
Наличие двух баков для рабочей жидкости позволяет непрерывно вести протравливание.
При современных формах хозяйствования используют преимущественно мобильные протравливатели, снабженные одним баком-смесителем. Согласно их технико-эксплуатационной характеристике в течение смены требуется выполнить пяти-шестикратную заправку бака водой и препаратом, сопровождаемую перемешиванием смеси. В этом случае эксплуатационный коэффициент использования сменного времени т, определяемый как отношение времени, затрачиваемого на выполнение основной операции - протравливание семян, к суммарным затратам сменного времени, обычно находится в пределах 0,6-0,7. То есть третью часть смены обслуживающий персонал затрачивает на приготовление рабочей жидкости в баке. Конечно, можно установить второй бак такой же вместимости для повышения сменной производительности, но это усложнит конструкцию и увеличит материало-энергоемкость агрегата.
В целях совмещения этих двух
операций в мобильных протравливателях нами предложен двухсекционный бак-смеситель (патент РФ на изобретение № 2272391 - Коммуникационная система протравливателя). При сохранении своей вместимости бак разделен эластичной перегородкой на две секции, каждая из которых снабжена заправочной горловиной (бункером), поплавковозапорным устройством, уровнемером, гидравлической мешалкой, входными патрубками для воды и выходными - для рабочей жидкости. В настоящей статье рассмотрен один из вариантов гидравлической схемы опытно-экспериментальной установки для приготовления рабочей жидкости, ее подачи в камеру протравливателя семян и выполнения промывочных операций. Приго-товитель рабочей жидкости (ПРЖ) снабжен насосом и пятью кранами, при соответствующем положении которых можно выполнять четыре основные операции: раздельную и (или) одновременную заправку секций водой, перемешивание жидкости в секциях, протравливание семян, промывку системы с подачей промывочной воды на бурт протравленных семян или в специальный сборник, а чистой воды по завершению работ - на мойку агрегата.
Разъемный бак выполнен в виде двух вертикальных полусфер с резиновыми прокладками на фланцах в плоскости разъема и соединенных между собой посредством креплений. Варианты исполнения соединений могут быть различными, например, в виде петель с одной стороны и рычажных замков (типа фляжных) с противоположной стороны с размещением между плоскостями разъема двухслойной или многослойной эластичной диафрагмы (перегородки) В нашем эксперименте в качестве диафрагмы использована полиэтиленовая четырехслойная пленка. Между слоями диафрагмы, разделяющей левую и правую секции бака, в междиафраг-мальном пространстве установлен датчик, сигнализирующий о появле-
нии жидкости при повреждении диафрагмы или о нарушении герметичности устройства.
На рисунке 2 представлена гидравлическая схема подачи чистой воды, рабочей жидкости и промывочной воды к рабочим органам ПРЖ и протравливателю. В схеме использованы три трехходовых и два двухходовых крана, а также насос-мотор-до-затор, регулируемый при любом направлении потока жидкости.
В таблице показаны семь фиксированных положений кранов при выполнении четырех основных операций с подачей и забором чистой воды, рабочей жидкости и промывочной воды из двух секций резервуара 2. Функционирует гидросистема так.
Операция 1. Заправку секций чистой водой осуществляют из заранее заполненного водой бака 1, подключенного к водопроводной сети и снабженного в этом случае поплавково-запорным устройством 5 или непосредственно из водопроводной сети. Также возможны варианты заправки бака 1 транспортно-заправочными средствами.
При заправке водой левой секции (опер. 1.1) кран к1 открыт для ЛС -поз. «Ь», а остальные краны перекрыты.
При заправке водой правой секции (опер. 1.2) кран к1 находится в поз. «с1», сообщая бак для воды 1 с правой секцией ПС резервуара 2 посредством поплавково-запорного устройства 5.
Одновременную заправку чистой водой (опер. 1.3) обеих секций выполняют перед промывкой как самих секций, так и всего агрегата после завершения цикла работ по протравливанию семян при положении кранов к1, ^ в поз. «а»; к3 в поз. «с», к, к., в поз. «К
4’ 5
Операция 2. Перемешивание РЖ в левой секции, как самостоятельной операции 2.1. Краном к1 перекрывают подачу воды в секции(поз. «с») и насосом 9 при открытых кранах к2 и к3 (поз. «Ь»), закрытых кранах к4 и к5 (поз. <Ф>) перекачивают РЖ в ЛС через горловину бункера 3.
С» вода
О-*. рабочая жидкость >-► промывочная вода
2. Гидравлическая схема подачи воды и раствора к рабочим органам установки для приготовления рабочей жидкости и протравливания семян:
1 — бак для чистой воды; 2 — разъемный резервуар (ЛС, ПС — левая и правая секции); 3, 4 — заправочные бункеры; 5 — поплавково-запорное устройство; 6 — линия плоскости разъема секций резервуара; 7 — уровнемеры; 8 — гидромешалка; 9 — насос-мотор-дозатор; 10 — распылитель камеры протравливания; 11 — распылитель промывочной воды; 12 — щетка для наружной мойки; 13 — гибкий рукав; 14 — двухслойная диафрагма; 15 — сигнализатор наличия жидкости
Положения кранов гидравлической системы ПРЖ при выполнении соответствующих операций
№ п/п Наименование операции Положение кранов и их позиции
кі к2 к3 к4 к5
1 Заправка секций водой
1.1 ЛС Ь и с f f
1.2 ПС и Ь с f f
1.3 Одновременная заправка а а с f f
двух секций
2 Перемешивание жидкости
в секциях
2.1 ЛС с Ь Ь f f
2.2 ПС с а а f f
3 Протравливание семян
с забором РЖ:
3.1 из ЛС с одновременным с Ь Ь е f
перемешиванием в ней РЖ
3.2 из ПС с одновременным с а а е f
перемешиванием в ней РЖ
4 Подача воды на промывку
4.1 ЛС Ь Ь Ь f f
4.2 ПС и а а f f
4.3 из секций на бурт с с с К е
протравленных семян
(к распылителю 11)
4.4 из секций на мойку агрегата с с с К §
(к щетке 12)
Фиксированное положение кранов:
а Ь с а
к1- О О < Э 4 і
Є Ї
к., * э с < э
Аналогичным образом выполняют опер. 2.2, по перемешиванию РЖ в правой секции устанавливая краны к2 и кд в поз. «с1», оставляя в прежних поз. «с» и «Ь краны к1, к4 и к5, направляя поток РЖ к гидромешалке 8.
Операция 3. Протравливание семян с забором РЖ из секций. Протравливание семян с забором РЖ из ЛС с одновременным перемешиванием в ней РЖ и заполнением водой ПС (3.1) выполняют при соответствующих положениях кранов: к1, поз. «С» (чистая вода поступает из бака 1 в ПС), к2 в поз. «Ь» соединяет ЛС с насосом 9, который часть РЖ подает через кран к3, поз. «Ь» на перемешивание в горловину бункера 3, а часть при открытом кране к4, поз. «е» - на дисковый распылитель камеры протравливания. Краны к3 и к5, в поз. «Ь» и «Ь перекрыты. Аналогичным образом выполняют
операцию 3.2, устанавливая краны к2 и к3 в поз. «С», а кран к1 переводят в поз. «Ь» на заполнение чистой водой из бака 1 опорожненной ЛС. Остальное без изменений.
Операция 4. Промывка системы. Промывку системы выполняют по завершению цикла работ поочередно в ЛС и ПС при соответствующих положениях кранов к1, к^ в поз. «Ь» и к4, к5 в поз. «Ь для ЛС (операция 4.1) и в поз. «С» и «Ь для ПС (операция 4.2).
Промывочную воду с учетом ее количества можно обезвредить или равномерно распределить по бурту протравленных семян, зафиксировав положение кранов к1, к2, к3 в поз. «с», а кранов к4, к5 в поз. «д» и «е» (операция 4.3).
Подачу чистой воды на мойку агрегата выполняют при положениях кранов к1, к3 в поз. «с» и кранов к4,
к5 в поз. «д», используя для этого щетку 12 (опер. 4.4).
На каждой секции оттарированы
шкалы уровнемеров, которые для удобства контроля за уровнем жидкости были размещены на одной стороне резервуара. Цена деления шкалы составляет 10 л.
В обеих секциях установлены устройства, состоящие из поплавка, водоподводящего корпуса и клапанного механизма, позволяющие перекрывать подачу воды из источника водообеспечения при достижении ею соответствующего уровня.
Для промывки внутренних полостей секций использовали гибкий рукав 13 на выходе центробежного распылителя с возможностью перемещения рукава сверху вниз через отверстия в бункерах 3 и 4.
Конструктивные параметры ПРЖ таковы:
Полезная вместимость резервуара (л) 200
Габариты (мм):
диаметр 640
высота резервуара 835
Масса (кг) 96
Тип запорно-клапанного устройства поплавковый
Цена деления шкалы уровнемеров (л) 10
Вместимость бункеров (дм3) трапециодального 20,0
конусного 3,0
На рис. 3 представлен общий вид опытно-экспериментального образца ПРЖ. В ходе предварительных сравнительных его испытаний в комплекте с протравливателем П-20К-4 его производительность по пшенице в час эксплуатационного времени составила 16,5 т/ч, тогда как серийного образца такого же протравливателя - 12,3 т/ч. Коэффициент использования сменного времени соответственно равен 0,85-0,9 и 0,6-0,65. Удельные мате-риало- и энергоемкость техпроцесса снижены на 15 %.
Наличие размывателей в загрузочных бункерах-воронках улучшает санитарно-гигиенические условия труда оператора и делает его относительно безопасным.
3
3. Опытно-экспериментальный образец ПРЖ:
1 — двухсекционный резервуар; 2 — бункер для протравителя; 3 — распылители для очистки внутренних полостей секций; 4 — гидромешалка
