Abstract

Increasing the quantitative and qualitative performance of agricultural machinery is a pressing task for scientists conducting research in the field of agricultural engineering. This article is devoted to the analysis of methods and means of intensification of intralayer processes occurring in grain material during sieve separation in order to increase the efficiency of grain cleaning by size on flat-screen vibrating machines. A review of technical solutions that ensure increased efficiency of sieve cleaning of grain materials on flat-screen vibrating separators was conducted. Analysis of technical solutions allowed to identify the physical bases of the appearance of the effect of increasing the indicators of technological efficiency of sieve processing of grain. It was established that an increase in separation efficiency can be achieved only by intensifying the processes of mutual movement (segregation) of particles inside the layer of material in the vertical and horizontal planes. It was assumed that the most effective is the activation of intralayer processes in the processed material, which is provided in two ways – by establishing the optimal kinematic mode of oscillations and the structural parameters of the sieve itself. A new, patented technical solution is presented – a sieve with a zigzag arrangement of holes and the main tasks and elements of the methodology of previous studies are formed. Conclusions. Increasing the efficiency of the flat-screen vibrating working bodies can be achieved only by intensifying the intralayer processes in the processed material. Activating the intralayer processes is achieved in two main ways – by establishing optimal modes and by using structural activators, and their directions of action mostly do not coincide. The use of the regime activation method intensifies the processes mostly in the vertical plane, contributing to the segregation of particles, while the use of structural elements allows improving the conditions in the horizontal plane (in the plane of the sieve). At the same time, the use of additional devices complicates the design. The most organic way to intensify intralayer processes in the processed material is to use flat sieves with a zigzag arrangement of oblong holes, which activate their interaction with particles of the grain mixture in the longitudinal and transverse directions and to match the structural parameters of the sieve with the operating parameters of the oscillations.

grain, grain material, cleaning, sieve, separator, intensification, separation, efficiency, intralayer processes, activation, zigzag

Full Text:

PDF

1. Vasylkovskyi, O.M., & Machok, Yu.V. (2018). Analysis of methods for intensification of the process of separation of grain materials on sieves. Materialy V mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii «Kramarovski chytannia». Kyiv: Vydavnychyi tsentr NUBiP Ukrainy, 127–129. [in Ukrainian].

2. Kotov, B. I., Stepanenko, S. P., & Pastushenko, M. H. (2003). Trends in the development of designs of machines and equipment for cleaning and sorting grain materials. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia s-h mashyn. Kirovohrad, Vol. 33, 53–59 [in Ukrainian].

3. Luzan, P.Н, & Vasylkovskyi, O.M. (1999). New designs of sieve separators. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn, Vol. 27, 123–127 [in Ukrainian].

4. Tishchenko L. M. (2004). Scientific foundations of the processes of vibrocentrifugal separation of grain mixtures. Doctor's thesis . Kharkiv [in Ukrainian].

5. Kotov, B. I., Stepanenko, S. P., & Kalinichenko, R. A. (2007). Theoretical justification of the movement of grain particles on a vibropneumatic sieve under the action of loosening working bodies. Naukovyi visnyk Natsionalnoho ahrarnoho universytetu, Vol. 115, 112–117 [in Ukrainian].

6. Stepanenko, S. P. (2008). Increasing the efficiency of vibropneumatic grain separators. Extended abstract of doctor's thesis . Hlevakha [in Ukrainian].

7. Stepanenko, S. P. (2005). Analiz vzaiemodii pasyvnoho rozpushuvacha iz vibrozridzhenym zernovym sharom. [Analysis of the interaction of a passive loosener with a vibrofluidized grain layer.] Tekhniko-tekhnolohichni aspekty rozvytku ta vyprobuvannia novoi tekhniky i tekhnolohii dlia silskoho hospodarstva Ukrainy: Zb. nauk. pr. Doslidnytske, Vol. 8 (22), part 2, 290–297 [in Ukrainian].

8. Stepanenko, S. P. (2006). The influence of passive openers parameters on the efficiency of vibropneumatic grain separation. Pratsi Tavriiskoi derzhavnoi ahrotekhnichnoi akademii. Vol. 41. 153–160. [in Ukrainian].

9. Fadeev sieve: pat. 37527 Ukraina: MPK B07B 1/46 № u200809604; zaiavl. 22.07.2008; opubl. 25.11.2008, Biul. № 22 [in Ukrainian].

10. Sieve: pat 82093 Ukraina: MPK V 07 V 1/00 u 2012 14385; zaiavl. 17.12.2012; opubl. 25.07.2013, Biul.№ 14 [in Ukrainian].

11. Sieve with rectangular holes: pat. 55286 Ukraina: MPK V07V 1/00, A01V 76/00. № u 2010 06635; zaiavl. 31.05.10; opubl. 10.12.2010, Biul. №23. [in Ukrainian].

12. Stepanenko, S. P., & Kotov, B. I. (2019). Theoretical research of separation process grain mixtures. Tehnìka Ta Energetika. Vol. 10 (4). 137–143. [in England].

13. Tishchenko, L.M., Olshanskyi, V.P., Kharchenko, F.M., & Kharchenko, S.O. (2014). Modeling the dynamics of a grain mixture during separation on a corrugated sieve of a vibrating separator. Inzheneriia pryrodokorystuvannia. Vol 2 (2). 134–137 [in Ukrainian].

14. Olshanskyi V. P. (2017). Pro rukh neodnoridnoi dribnozernystoi sumishi po ploskomu vibroreshetu. [On the movement of a heterogeneous fine-grained mixture on a flat vibrating sieve] Inzheneriia pererobnykh i kharchovykh vyrobnytstv. 2(1). 17–22. [in Ukrainian].

15. Moroz, S.M., Vasylkovskyi, M.I., & Vasylkovskyi, O.M. (2004). Justification of the diameters of the rods of a bar sieve. Tekhnika v sil's'kohospodars'komu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia: zb. nauk. pr. Kirovohrads'koho nats. tekhn. un-tu, 14, 72–78 [in Ukrainian].

16. Vasylkovskyi, O.M., Leshchenko, S.M., Moroz, S.M., & Nesterenko, O.V. (2020). To create the concept of an "ideal" sieve for a grain separator. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn: zahal'noderzh.mizhvid.nauk.-tekhn. zb. Vol. 50, 52–58 [in Ukrainian].

17. Vasylkovskyi O.M. (2001). Design development and justification of the parameters of a centrifugal sieve grain separator. Extended abstract of candidate's thesis. Kirovohrad [in Ukrainian].

18. Method of intensification of separation of seed mixtures on flat sieves: pat 50874 Ukraina: MPK V 07 V 1/00; № u 2009 13 683; zaiavl. 28.12.2009; opubl. 25.06.2010, Biul. № 12. [in Ukrainian].

19. Method of intensification of separation of seed mixtures on stamped sieves: pat. 58042 Ukraina: MPK V 07 V 1/28; № u 2010 11 203; zaiavl. 20.09.2010; opubl. 25.03.2011, Biul. № 16. [in Ukrainian].

20. Method of intensification of separation of seed mixtures on sieves with rectangular holes: pat. 84498 Ukraina: MPK V07V 1/00; u 2013 04 561; zaiavl. 11.04.2013; opubl. 25.10.2013, Biul. № 20. [in Ukrainian].

21. Flat sieve: pat 154304 Ukraina: MPK 01F12/00, B07B13/02; u202302258; zaiavl. 12.05.2023, opubl. 01.11.2023, biul. № 44. [in Ukrainian].

1. Васильковський О.М., Мачок Ю.В. Аналіз способів інтенсифікації процесу сепарації зернових матеріалів на решетах. Матеріали V міжнародної науково-технічної конференції «Крамаровські читання». К.: Видавничий центр НУБіП України, 2018. С. 127–129.

2. 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. Кіровоград, 2003. Вип. 33. С.53–59.

3. Лузан П.Г., Васильковський О.М. Нові конструкції решіткових сепараторів. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. Вип. 27. 1999. С. 123–127.

4. Тіщенко Л. М. Наукові основи процесів вібровідцентрового сепарування зернових сумішей : дис. … канд. техн. наук: 05.05.11 / Харків, 2004. 403 с.

5. Котов Б. І., Степаненко С. П., Калініченко Р. А. Теоретичне обґрунтування руху частинки зерна на вібропневморешеті при дії розпушуючих робочих органів. Науковий вісник Національного аграрного університету. 2007. Вип. 115. С. 112–117.

6. Степаненко С. П. Підвищення ефективності вібропневматичних сепараторів зерна : автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.05.11. Глеваха, 2008. - 21 с.

7. Степаненко С. П. Аналіз взаємодії пасивного розпушувача із віброзрідженим зерновим шаром. Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України : зб. наук. пр. Дослідницьке, 2005. Вип. 8 (22). Кн. 2. С. 290–297.

8. Степаненко С. П. Вплив параметрів пасивних розпушувачів на ефективність вібропневматичної сепарації зерна. Праці Таврійської державної агротехнічної академії. 2006. Вип.41. С. 153–160.

9. Решето Фадєєва: пат. 37527 Україна: МПК B07B 1/46, № u200809604; заявл. 22.07.2008; опубл. 25.11.2008, Бюл. № 22.

10. Решето: пат 82093 Україна: МПК В 07 В 1/00, u2012 14385; заявл. 17.12.2012; опубл. 25.07.2013, Бюл.№ 14.

11. Решето з прямокутними отворами: пат. 55286 Україна: МПК В07В 1/00, А01В 76/00. № u 2010 06635; заявл. 31.05.10; опубл. 10.12.2010, Бюл. №23.

12. Stepanenko, S. P., Kotov, B. I. Theoretical research of separation process grain mixtures. Tehnìka Ta Energetika. 2019. 10 (4). P.137–143.

13. Тіщенко Л.М., Ольшанський В.П., Харченко Ф.М., Харченко С.О. Моделювання динаміки зернової суміші при сепарації на рифленому решеті вібросепаратора. Інженерія природокористування. 2014. № 2 (2). С. 134–137.

14. Ольшанський В. П. Про рух неоднорідної дрібнозернистої суміші по плоскому віброрешету. Інженерія переробних і харчових виробництв. 2017. 2(1). С. 17–22.

15. Мороз С.М., Васильковський М.І., Васильковський О.М. Обґрунтування діаметрів стержнів пруткового решета. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація : зб. наук. пр. Кіровогр. нац. техн. ун-ту. Вип. 14. Кіровоград : КНТУ, 2004. С. 72–78.

16. Васильковський О.М., Лещенко С.М., Мороз С.М., Нестеренко О.В. До створення концепції «ідеального» решета зернового сепаратора. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. Вип. 50, 2020. Кропивницький: ЦНТУ. С. 52–58.

17. Васильковский О.М. Розробка конструкції та обґрунтування параметрів відцентрового решітного сепаратора зерна: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.05.11 «Машини та засоби механізації сільськогосподарського виробництва». Кіровоград, 2001. 18 с.

18. Спосіб інтенсифікації сепарації насіннєвих сумішей на плоских решетах : пат 50874 Україна: МПК В 07 В 1/00; № u 2009 13 683; заявл. 28.12.2009; опубл. 25.06.2010, Бюл. № 12.

19. Спосіб інтенсифікації сепарації насіннєвих сумішей на штампованих решетах: пат. 58042 Україна: МПК В 07 В 1/28; № u 2010 11 203; заявл. 20.09.2010; опубл. 25.03.2011, Бюл. № 16.

20. Спосіб інтенсифікації сепарації насіннєвих сумішей на решетах з прямокутними отворами: пат. 84498 Україна: МПК В07В 1/00; u 2013 04 561; заявл. 11.04.2013; опубл. 25.10.2013, Бюл.№ 20

21. Плоске решето: пат 154304 Україна: МПК 01F12/00, B07B13/02; u202302258; заявл. 12.05.2023, опубл. 01.11.2023, бюл. № 44.

Copyright (c) 2024 Ihor Bazhan, Oleksii Vasylkovskyi, Serhii Leshchenko, Volodymyr Amosov