Способ исследования процесса решетной сепарации зерна Советский патент 1990 года по МПК B07B1/00 

Изобретение относится к способам и устройствам для исследования процесса разделения сыпучих материалов, например зерна, по размерам на решетном сепараторе и может использоваться для количественной оценки трудоемкости разделения зерносмесей, сравнения эффективности различных конструкций решета, выбора оптимальной частоты колебаний решетного сепаратора.

Целью изобретения является снижение трудоемкости способа и повышение точности количественной оценки процесса решетной сепарации.

На фиг. 1 приведены известная модель процесса решетной сепарации (кривая 1) и реальная зависимость массы просеявшегося зерна во времени, полученная экспериментальным путем (кривая 2); на фиг. 2 - структурная

схема устройства для исследования Процесса решетной сепарации, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из горизонтального колеблющегося решета 1, преобразователя 2 массы в электрический сигнал, аналого-цифрового преобразователя 3 и вычислительного устройства 4.

Способ осуществляется следующим образом.

На горизонтальное порционное решето 1 загружается проба зернового материала. Цикл измерения начинается ., Включением привода решета анализатора. Частицы проходовой фракции, просеявшиеся сквозь решето регистрируются чувствительным элементом преобразователя 2 массы в электрический сигнал в фиксированные моменты време ни. После преобразования аналогового сигнала в цифровую форму преобразова Телем 3 исходные данные для расчета Параметров процесса сепарации, а именно проквантованная по времени за висимость m(t), вводятся та вычислительное устройство 4. В нем дискретные значения массы аппроксимируются уточненным уравнением кинетики. При этом полнота выделения проходовой фракции устанавливается посредством вычисления параметров: длительности расслоения исходного материала t0 и постоянной времени сепарации t по формулам

t

R%(t;)-(t;) RZtjy -Zt y;

t0 - l

It;Z:t;y; (t;)

R5I(t;) - (5Lt;)

.M

где i - номер дискретных значений

массы выделенной проходовой фракции mj; i 1, 2,..., n;

t, (i-i)it;

At - шаг временного квантования

зависимости m(t); R - объем выборки значений raj , используемых для расчета

R

п„- п,+ 1;

и ип4 номера значений т;, определяющих нижнюю п, и верхнюю п.

границы объема выборки значений mt; 0,2т й,; - масса пробы исходного мате

риала;

у;

In

m&x

mex- m;

10

f5

20

25

30

35

40

45

При необходимости можно определить также содержание проходовой фракции в пробе материала aQ.

Способ исследования процесса решетной сепарации может применяться для количественной оценки трудоемкости разделения зерносмесей.

Пробы зерносмесей постоянной массы разделяют при стабильном кинематическом режиме порционной модели сепаратора. Мерой трудоемкости являются значения постоянной времени сепарации. Результаты оценки трудоемкости разделения зерносмесей могут использоваться для уточнения коэффициентов эквивалентности номинальной производительности зерноочистительных машин, сопоставления результатов испытаний зерноочистительных машин на разных зерносмесях и определения стоимости обработки зерна.

Сравнение технологической эффективности различных вариантов конструкции решета при разработке новых . зерноочистительных машин осуществляется следующим образом.

Сравниваемые решета с одинаковыми размерами отверстий помещают в порционную модель сепаратора и разделяют одну и ту же пробу зернового материала сперва одним, затем другим решетом при стабильном кинематическом режиме. Технологическая эффективность решета определяется полнотой извлечения проходовой фракции.

fe-fcp,

7г

Ч

t - tot

Ъг

Ј 1 - е Јг 1 - е

Определив с помощью предлагаемого способа tQ) и Ј, , и Cz для обеих конструкций решета и приняв длительность обработки зерна решетным сепаратором t 7-10 с, рассчитывают величину Et/Јz, которая и является сравнительной оценкой технологической эффективности двух конструкций решета.

Способ может также применяться для выбора оптимальной для данного материала частоты колебаний решета сепаратора.

Пробу зернового материала постоянной массы многократно разделяют по порционной модели сепаратора, изменяя каждый раз частоту колебаний решета СО и фиксируя значения (J и Ј. Амплитуда колебаний решета модели должна соответствовать амплитуде колебаний решета сепаратора. Положение минимума зависимости Ј (со) определяют оптимальную для данного материала частоту колебаний решета.

В предлагаемом способе вместо по-- точного сепаратора используется его порциональная модель, что значительно снижает трудоемкость исследования . Затраты времени на получение одинаковой информации по сравнению с известным способом снижаются не менее, чем на порядок. Единственной величиной, которая измеряется в предлагаемом способе, является масса выделенной под решето проходо- вой фракции. Преобразование массы в электрический сигнал для обработки его средствами измерительной и вычислительной техники не представляет трудности. Использование вычислительной техники повышает точность результатов исследования по следующим причинам. Шаг временного квантования зависимости m(t) может быть уменьшен до it 0,1 с. При столь малом шаге квантования снижается погрешность восстановления зависимости m(t) по дискретным ее значениям. По данным экспериментов она не превышает 5%. Кроме того, существенно повышается степень автоматизации исследований, исключаются субъективные ошибки, использование уточненной модели кинетики процесса сепарации дополнительно повышает точность результатов исследования.

Снижение трудоемкости исследования происходит по следующим причинам При использовании порционной модели сокращается масса образца зерна, необходимая для проведения исследований, вместо образца в несколько десятков килограммов (известный) необходим образец массой 1-2 кг. Неизбежные колебания свойств зерносмеси на входе поточного сепаратора приводят к нестабильности получаемых резу

655436

льтатов, поэтому при использовании поточного сепаратора необходимо увеличивать повторность опытов, при использовании порционной модели и образца в 1-2 кг свойства зерносмеси строго стабильны, поэтому число повторных опытов сокращается. Взвешивание отобранных проб, вычисление и Ю запись результатов измерений выполв автоматическом режиме с зат- времени не более нескольких няютсяратами секунд.

Ф о.,, р м у л а изобретения

1. Способ исследования процесса решетной сепарации зерна, включающий загрузку зернового материала на решето с приводом, разделение его на две фракции, измерение массы выделенной проходовой фракции и определение по результатам измерений полноты ее выделения, отличающийс я тем, что, с целью снижения трудоемкости способа и повышения точности количественной оценки процесса решетной сепарации, массу выделенной проходовой фракции регистрируют в

фиксированные -моменты времени, начиная с момента включения привода решета, а полноту выделения проходовой фракции Ј определяют по формуле

i-tc

35

6 1 где t - длительность сепарации; длительность расслоения зернового материала; 0 - постоянная времени сепарации, 0 значения tfl и Ј определяют путем аппроксимации зарегистрированных значений массы уравнением

i-t0

m m

вх

(1 )

m

где m - масса проходовой фракции выделенной за время t; - масса проходовых частиц в пробе зерна перед ее разделением.

2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что аппроксимацию - проводят методом наименьших квадратов и значения длительности расслоения материала t0 и постоянной времени се- парации Ј определяют по формулам

R51(t;) - (5Tt;)

R51t;y;

С„ Ј - St.y; (t;)

RSKt;)2- CEtj)2

де i - номер дискретных значений

массы выделенной проходовой фракции пц; i 1, 2,..., п; t; (i-l)ut; (t - шаг временного квантования

зависимости m(t); R - объем выборки значений raj, используемых для расчета

R пг- п,+ 1;

номера эначений.т;, определяющих нижнюю n( и верхнюю п границы объема выборки значений т j; тп, ft 0,2mB)(;

т 6 - масса пробы исходного материала,

суммирование по i производится в пределах от п , до пг;

m

у; - in .

тв - т

т:

Изобретение относится к технике для исследования процесса разделения сыпучих материалов. Целью изобретения является снижение трудоемкости способа и повышение точности количественной оценки процесса решетной сепарации. На горизонтальное порционное решето (Р) загружают пробу зернового материала. Цикл измерения начинается включением привода Р. Частицы проходовой фракции, просеявшиеся сквозь Р регистрируют в фиксированные моменты времени, начиная с момента включения привода Р. Исходные данные для расчета параметров процесса сепарации вводятся в вычислительное устройство, где дискретные значения массы аппроксимируются уточненным уравнением кинетики. При этом полнота ε выделения проходовой фракции устанавливается путем вычисления по формуле ε = 1 - E^(T-T)/, где T - длительность сепарации

T₀ - длительность расслоения материала

Τ - постоянная времени сепарации. Значения T₀ и Τ определяют путем аппроксимации зарегистрированных значений массы проходовой фракции выделенной за время T и массы проходовых частиц в пробе зерна перед ее разделением. Аппроксимацию проводят методом наименьших квадратов, а значения T₀ и Τ определяют по приведенным математическим зависимостям. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

а А

Фиг.1