DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2022.52.73-80

Preliminary Studies of Passive String Sieve

Oleksii Vasylkovskyi, Serhii Leshchenko, Dmytro Petrenko, Serhii Moroz, Oleksandr Nesterenko

About the Authors

Oleksii Vasylkovskyi, Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: olexa74@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-9590-742X

Serhii Leshchenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine,e-mail: serafsgm@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-9339-4691

Dmytro Petrenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: petrenko.dimitriy@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-4565-9653

Serhii Moroz, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: m_serhio@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-5101-8460

Olexsander Nesterenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: nov_78@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-6297-8555

Abstract

The article presents the results of research into the operation of the model of the original string sieve. The sieve is equipped with synthetic strings made of ultra-small diameter Dyneema braided cord. The purpose of this study is to evaluate the performance and identify the main indicators of the technological efficiency of the proposed fixed sieve installed at an angle to the horizon. Preliminary studies of the sowing sieve model were carried out by implementing the plan of a full factorial experiment. The experiments were carried out on a model of a seed sieve with holes of 2 mm. In the course of experiments, a post-harvest heap of winter wheat with natural clogging was used. The criterion for evaluating the efficiency of separation is the mass of seeding, and the specific feed and the angle of inclination of the sieve are the operating factors. The operational efficiency was established and the main performance indicators of the model were identified. The statistical mathematical model of the process allows us to assert the linear dependence of the criterion on the operating factors and to obtain a quantitative assessment of their influence on the process of cleaning the grain mixture. The surface of the response of the mass of the selected seeding from the specific loading of a unit of the sieve area and the angle of its inclination is constructed. An analysis of the regression equation and the response surface was carried out, during which design flaws were identified and tasks for further research were formulated. The factor that was found to be influential in the course of the previous experiments – the angle of inclination at the minimum value does not fully ensure guaranteed performance, since during the experiments clogging and accumulation of piles on the separating surface were periodically observed. An increase in the mass of the selected seeding is achieved by reducing the angle of the passive sieve to 17º and increasing the specific supply to 160 kg/dm2 ּh. A decrease in feed worsens the sieving process, especially at a small angle of inclination of the sieve, however, according to the Student's test, it is not significant. The resulting non-classical dependence may indicate the imperfection of the layout, the influence of unforeseen factors, etc., and requires further research.

Keywords

grain, grain mixture, grain cleaning machine, string passive sieve, live section, separation efficiency, specific productivity, angle of inclination

Full Text:

PDF

References

1. Luzan, P.G. & Vasilkovsky, O.M. (1999). Novi konstrukciyi reshitkovy`x separatoriv [Design, manufacture and operation of agricultural machinery]. Konstrujuvannja, vyrobnyctvo ta ekspluatacija silʹsʹkohospodarsʹkyx mashyn – Design, manufacture and operation of agricultural machinery, Issue 27, 123-127 [in Ukrainian].

2. Vasylkovskiy, M. I. (1987). Povyishenie effektivnosti separatsii zerna na byistrovraschayuschemsya tsilindricheskom reshete [Improving the efficiency of grain separation on a rapidly rotating cylindrical sieve]. Extended abstract of candidate's thesis. Voronezh [in Russian].

3. Vasylkovskyi, O.M. (2001). Rozrobka konstruktsii ta obgruntuvannia parametriv vidtsentrovoho reshitnoho separatora zerna [Development of design and substantiation of parameters of centrifugal sieve grain separator]. Extended abstract of candidate's thesis. Kirovohrad [in Ukrainian].

4. Ermolev, Yu.I. (1984). Primenenie gofrirovannyh podsevnyh reshet dlya ochistki zernovyh kultur [The use of corrugated under-sowing sieves for cleaning grain crops]. Traktory i selskohozyajstvennye mashiny – Tractors and agricultural machines, 6, 17-18. [in Russian].

5. Komarystov, V.Iu. & Petrenko, M.M. (1990). Dovidnyk z mekhanizatsii pisliazbyralnoi obrobky zerna [Handbook of mechanization of post-harvest processing of grain]. Kiev: Urozhai [in Ukrainian].

6. Zavhorodnyi, A.Y. & Montaser, Kh. (2015). Opredelenye ratsyonalnoi yntensyvnosty kolebanyi rabochykh orhanov vybroseparatora zernovykh smesei [Determination of rational intensity of oscillations of working organs of vibroseparator of grain mixtures]. Inzheneriia pryrodokorystuvannia – Nature management engineering, Vol. 1(3), 34-39 [in Russian].

7. Piven, M.V. (2015). Obosnovanye protsessa separyrovanyia zernovikh smesei ploskymy vybratsyonnimy reshetamy [Justification of the process of separation of grain mixtures with flat vibrating sieves]. Motrol. Commission of motorization and energetics in agriculture. Lublin, Vol.17 (7), 163-169 [in Russian].

8. Tyshchenko L. N. et al. (2016). Ydentyfykatsyia skorosty prokhozhdenyia chastyts zernovoi smesy cherez otverstyia reshet vybratsyonnykh zernovykh separatorov [Identification of the rate of passage of particles of the grain mixture through the openings of sieves of vibration grain separators]. Vostochnoevropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohyi – Eastern European journal of advanced technologies, Vol. 2 (7), 63-69 [in Russian].

9. Kotov, B.I., Stepanenko, S.P. & Pastushenko, M.H. (2003). Tendentsii rozvytku konstruktsii mashyn ta obladnannia dlia ochyshchennia i sortuvannia zerno materialiv [Trends in the design of machinery and equipment for cleaning and sorting grain materials]. Konstrujuvannja, vyrobnyctvo ta ekspluatacija silʹsʹkohospodarsʹkyx mashyn – Design, manufacture and operation of agricultural machinery, Issue 33, 53-59 [in Ukrainian].

10. Stanger, E.A. (1977). Grain - cleaning machinery. Milling feed and fertiliser, Vol. 160. ʋ 8, 11-15 [in English].

11. Minaev, V.N. & Regge, H. (1990). Puti povysheniya proizvoditelnosti zernoochistitelnyh mashin [Ways to increase the productivity of grain cleaning machines]. Tehnika v selskom hozyajstve – Technology in agriculture, 1, 16-17 [in Russian].

12. Ivanov, N.M. (1988). Separaciya zerna na konicheskih reshetah s profilirovannoj poverhnostyu [Separation of grain on conical sieves with a profiled surface]. Candidate's thesis. Novosibirsk [in Russian].

13. Sysolin, P.V., Petrenko, M.M. & Sviren, M.O. (2007). Silskohospodarski mashyny: teoretychni osnovy, konstruktsiia, proektuvannia. Mashyny ta obladnannia dlia pererobky zerna ta nasinnia [Agricultural machinery: theoretical foundations, construction, design. Machines and equipment for grain and seed processing]. Vol. 3. Kyiv: Feniks [in Ukrainian].

14. Moroz, S.M., Vasylkovskyi, O.M., Filimonikhin, H.B. & Anisimov, O. V. (2012). Enerhetychnyi analiz roboty zavantazhuvalnykh transporteriv zernoochysnykh mashyn zahalnoho pryznachennia. [Power analysis of the work of the loading conveyors of general cleaning machines]. Konstrujuvannja, vyrobnyctvo ta ekspluatacija silʹsʹkohospodarsʹkyx mashyn – Design, manufacture and operation of agricultural machinery, Issue 42 (1), 106-116 [in Ukrainian].

15. Zernoochistitel'noe oborudovanie predvaritel'noj ochistki [Grain cleaning equipment for preliminary cleaning.]. ventoprom.com.ua. Retrieved from https://ventoprom.com.ua/zernoochistitelnoe-oborudovanie-predvaritelnoj-ochistki/.

16. Avdeev, N.E. & Chernukhyn, Yu.V. (1998) Tekhnolohycheskye vozmozhnosty mnohofraktsyonnoho hravytatsyonnoho separatora. [Technological Capabilities of the Multifraction Gravity Separator]. Izvestyia VUZOV. Pyshchevaia tekhnolohyia – Izvestiya UZOV. Food technology, Issue 4, 77-79 [in Russian].

17. Resheto Fadieieva [Fadeev sieve]: pat. 37527 Ukraina: MPK B07B 1/46. No u200809604; stated. July 22, 2008; has been published Novemder 25, 2008, Bul. No 22 [in Ukrainian].

18. Moroz, S.M., Vasylkovskyi, M.I. & Vasylkovskyi, O.M. (2004). Obgruntuvannia diametriv sterzhniv prutkovoho resheta [Determination of the diameters of the rods of the bar sieve]. Tekhnika v sil's'kohospodars'komu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia: zb. nauk. pr. Kirovohrads'koho nats. tekhn. un-tu – Machinery in agricultural production, industrial engineering, automation: coll. of science avenue of KNTU, Issue 14, 72–78 [in Ukrainian].

19. Vasylkovskyi, O.M., Leshchenko, S.M., Moroz, S.M. & Nesterenko, O.V. (2020). Do stvorennia kontseptsii «idealnoho» resheta zernovoho separatora [To the creation of the concept of the "ideal" grain separator sieve]. Konstrujuvannja, vyrobnyctvo ta ekspluatacija silʹsʹkohospodarsʹkyx mashyn – Design, manufacture and operation of agricultural machinery, Issue 50, 52-58 [in Ukrainian].

20. Vasylkovskyi,O., Leshchenko, S., Vasylkovska K., Petrenko, D. (2016). Pidruchnyk doslidnyka. Navchalnyi posibnyk dlia studentiv ahrotekhnichnykh spetsialnostei [Tutorial of the researcher. A manual for students of agrotechnical specialties]. Kharkiv: Machulin [in Ukrainian].

Citations

  1. Лузан П.Г., Васильковський О.М. Нові конструкції решіткових сепараторів. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 1999. Вип. 27. С. 123-127.
  2. Васильковский М.И. Повышение эффективности сепарации зерна на быстровращающемся цилиндрическом решете: автореф. дис… канд. техн. наук. Воронеж, 1987, 24с.
  3. Васильковский О.М. Розробка конструкції та обґрунтування параметрів відцентрового решітного сепаратора зерна: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.05.11. Кіровоград, 2001. 18 с.
  4. Ермольев Ю.И. Применение гофрированных подсевных решет для очистки зерновых культур . Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1984. №6. С. 17-18.
  5. Комаристов В.Ю., Петренко М.М. Довідник з механізації післязбиральної обробки зерна. К.: Урожай, 1990. 194 с.
  6. Завгородний А. И., Монтасер Х. Определение рациональной интенсивности колебаний рабочих органов вибросепаратора зерновых смесей. Інженерія природокористування. 2015. Вип. 1(3). С. 34-39.
  7. Півень М. В. Обоснование процесса сепарирования зерновых смесей плоскими вибрационными решетами. Motrol. Commission of motorization and energetics in agriculture. Lublin. 2015. Vol.17. №7. C. 163-169.
  8. Идентификация скорости прохождения частиц зерновой смеси через отверстия решет вибрационных зерновых сепараторов / Тищенко Л. Н. та ін. Восточноевропейский журнал передовых технологий. Вып. 2(7). 2016. С. 63-69.
  9. Котов Б. І., Степаненко С. П., Пастушенко М. Г. Тенденції розвитку конструкцій машин та обладнання для очищення і сортування зерно матеріалів. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2003. Вип. 33. С.53-59.
  10. Stanger E.A. Graing - cleaning machinery . Milling feed and fertiliser. 1977. Vol. 160. ʋ 8. P. 11-15.
  11. Минаев В.Н., Регге Х. Пути повышения производительности зерноочистительных машин . Техника в сельском хозяйстве. 1990. №1. С.16-17.
  12. Иванов, Н.М. Сепарация зерна на конических решетах с профилированной поверхностью: дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 1988. 171 с.
  13. Сисолін П.В., Петренко М.М., Свірень М.О. Сільськогосподарські машини: теоретичні основи, конструкція, проектування. Машини та обладнання для переробки зерна та насіння: підруч. для студ. вищ. навч. закл. із спец. "Машини та обладн. с.-г. вир-ва". Кн. 3. К. : Фенікс, 2007. 432 c.
  14. Енергетичний аналіз роботи завантажувальних транспортерів зерноочисних машин загального призначення / С.М. Мороз, О. М. Васильковський, Г. Б. Філімоніхін О. В. Анісімов . Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2012. Вип. 42 (1). C. 106-116.
  15. Зерноочистительное оборудование предварительной очистки. URL : https://ventoprom.com.ua/zernoochistitelnoe-oborudovanie-predvaritelnoj-ochistki/ (дата звернення: 14.09.2022).
  16. Авдеев Н.Е., Чернухин Ю.В. Технологические возможности многофракционного гравитационного сепаратора. Известия ВУЗОВ. Пищевая технология. 1998. Вып. 4. С. 77-79.
  17. Решето Фадєєва: пат. 37527: Україна: МПК B07B 1/46. № u200809604; заявл. 22.07.2008; опубл. 25.11.2008, Бюл. № 22.
  18. Мороз С.М., Васильковський М.І., Васильковський О.М. Обґрунтування діаметрів стержнів пруткового решета . Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. пр. Кіровоградського нац. техн. ун-ту. 2004. Вип. 14. С. 72-78.
  19. До створення концепції «ідеального» решета зернового сепаратора. / Васильковський О.М., Лещенко С.М., Мороз С.М., Нестеренко О.В Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2020. Вип. 50. С. 52-58.
  20. Підручник дослідника: навч. посіб. для студ. агротехн. спец. / О. Васильковський, С. Лещенко, К. Васильковська, Д. Петренко. Харків: Мачулін, 2016. 204 с.
Copyright (c) 2022 Oleksii Vasylkovskyi, Serhii Leshchenko, Dmytro Petrenko, Serhii Moroz, Oleksandr Nesterenko