Теоретическое обоснование параметров чашеобразного дражирующего барабана

АННОТАЦИЯ

В статье приведены сведения о принципиальной схеме и принципе работы устройства для непрерывной дражирующего от минеральных удобрений и композиции микроэлементов водным раствором для точного высева и соответствии с установленными нормами с сохранением естественного защитного соя опушенных семян, силы, действуюшие на него после падения. Кроме того, представлены результаты исследования условий подъема обстрелянных перьев по рабочей поверхности и теоретическое обоснование параметров чащеобразного устройства, а также графики изменения в зависимости от углевой скорости дражирующего барабана и высоты его вогнутой части.

ABSTRACT

The article provides information on the principle and principle of operation of the device for continuous pelleting from mineral fertilizers and the composition of microelements with an aqueous solution for precise seeding and in accordance with the established norms while preserving the natural protective soybean pubescent seeds, the forces acting on it after falling. In addition, the results of the study of the conditions for lifting the shot feathers along the working surface and the theoretical substantiation of the parameters of the more frequent device, as well as graphs of changes depending on the angular speed of the dragee drum and the height of its concave part are presented.

Ключевые слова: опушенные семена хлопчатника, сыпучесть, обволакивание, дражирование, защитно-питательная оболочка, устройства, чашеобразный барабан, суспензия, вода, минеральное удобрение.

Keywords: pubescent cotton seeds, flowability, enveloping, pelleting, protective and nutritious shell, devices, bowl-shaped drum, suspension, water, mineral fertilizer.

Известно, что из-за остаточной волокнистости, опушенные семена хлопчатника сцепляются друг с другом. Последнее не позволяет производить их высев точным способом или малой нормой. Поэтому при севе расход опушенных семян хлопчатника в 2-3 раза превышает научно-обоснованные нормы их высева.

Учитывая вышеизложенное, учеными предложены различные способы повышения сыпучести опушенных семян хлопчатника путем обволакивания их различными защитно-питательными компонентами [1, 2, 3, 4, 5]. Однако, из-за несовершенства предложенных способов и технических средств для их осуществления, ни один из них не нашел широкого применения в технологических линиях подготовки посевных семян сельскохозяйственных культур.

Исходя из этого, нами, для повышения сыпучести опушенных семян хлопчатника, разработан способ и устройство основанное на обволакивании их поверхности защитно-питательной оболочкой состоящей из суспензии воды и минерального удобрения [6, 7, 8, 9, 10].

На рисунке 1 представлена принципиальная схема устройства для дражирования опушенных семян хлопчатника защитно-питательной оболочкой состоящей из суспензии воды и минерального удобрения. Оно состоит из вертикального цилиндра 1, конических рассеивателей 2, форсунок 3, усеченных конических окатывателей-собирателей 4, чашеобразного дражирующего барабана 5, приемного бункера 6, электродвигателя 7 и сосуда для суспензии воды и минерального удобрения 8.

Устройство для дражирования опушенных семян хлопчатника суспензией воды и минеральных удобрений работает следующим образом. С помощью транспортерной ленты или шнека опушенные семена хлопчатника

Рисунок 1. Принципиальная схема устройства для дражирования опушенных семян хлопчатника суспензией воды и минерального удобрения:

1–вертикальный цилиндр; 2–конический рассеиватель; 3–форсунка; 4–усеченный конический окатыватель-собиратель; 5–чашеобразный дражирующий барабан; 6–приемный бункер; 7–электродвигатель; 8–сосуд для суспензии воды и минерального удобрения

равномерным слоем непрерывно подаются через вернее входное окно в вертикальный цилиндр 1. Семена, попадая на поверхность первого конического рассеивателя 2, рассеиваются по его периферии и поступают в сферический поток суспензии, образующийся с помощью форсунки 3. При встрече опушенных семян потоком с суспензии образуется «кипящий слой семян» и при этом суспензия налипает на их поверхность и с увеличением массы семян они прорывают поток суспензии. Покрытые суспензией семена поступают на поверхность усеченного конуса окатывателя-собирателя 4. При скатывании по ней слой суспензии сглаживается и семена собираются в один поток. Этот поток семян поступает на следующий конический рассеиватель 2 и по его поверхности семена скатываются и при этом сглаживается их поверхность и опять рассеиваются. Рассеянный поток семян поступает на второй сферический слой суспензии и процесс повторяется.

Окатанные и сглаженные с защитно-питательной оболочкой семена вы-ходят из нижнего окна вертикального цилиндра 1 и поступают во вращающийся чашеобразный дражирующий барабан 5. Под действием вращательного движения происходит процесс обволакивания опушенных семян хлопчатника защитно-питательной оболочкой, состоящей из суспензии воды и минерального удобрения и на их поверхности образуется гладкий слой. По мере заполнения объема барабана 5 и под действием центробежной силы дражированные семена через отогнутый его бортик выбрасываются в приемный бункер 6, где с помощью транспортерной ленты подаются для дальнейшей сушки или посева. Суспензия воды и минерального удобрения готовится в специальном сосуде 8 при помощи смесителя с непрерывным перемешиванием.

В целях качественного обволакивания и обеспечения гладкого слоя на поверхности опушенных семян хлопчатника суспензией воды и минеральных удобрений необходимо обосновать параметры чашеобразного дражирующего барабана. Для этого рассмотрим силы, действующие на опушенные семена находящиеся в нем.

На рисунке 2 представлена схема сил, действующих на опушенные семена хлопчатника, обволакиваемые суспензией воды и минерального удобрения находящиеся в определенной точке чашеобразного дражирующего барабана.

Рисунок 2. Схема сил, действующих на опушенные семена хлопчатника в чашеобразном дражирующем барабане:

1– чашеобразный дражирующий барабан; 2– опушенные семена хлопчатника;

Как следует из рисунка 2, на опушенные семена хлопчатника, находящиеся в чашеобразном дражирующем барабане действуют следующие силы:

1. Сила тяжести семян G

G =mg,

где m – масса семян, кг;

g – ускорение свободного падения м/с².

2. Сила инерции J, возникающая при вращении барабана вокруг вертикальной оси

J=mω²R,

где ω – угловая скорость барабана, с^-1;

R – радиус барабана, м.

3. Нормальная сила реакции барабана N.

4. Сила трения F_тр

F_тр=fN,

где f – коэффициент трения опушенных семян хлопчатника о поверхность барабана.

Силы тяжести G и инерции J, действующие на опушенные семена хлопчатника, разделяем на нормальные и касательные составляющие

G_n=Gcosε и G_τ=Gsinε,                                                             (1)

а также

J_n = mω²Rsin² ε и J_τ = mω²Rsin² ε cos ε,                                            (2)

где ε – центральный угол, градус.

Из схемы сил, представленных на рисунке 2 следует

и        

Для того чтобы, опушенные семена хлопчатника по рабочей поверх-ности чашеобразного дражирующего барабана поднимались вверх, должны соблюдаться следующие условия

J_t>G_τ+F_тр .                                                                  (5)

Подставляя в выражение (5) значение сил J_τ, G_τ и F_тр получим следующее неравенство

                                (6)

На основании схемы cил, из рисунка 2 значение sinε и cosε выражаем через радиус барабана R и высоту нахождения семян h относительно его нижней точки, т.е.

 и .                                       (7)

Подставляя данные значения sinε и cosε в выражение (6) получим следующее выражение

                          (8)

Вводя следующее обозначение

и                            

а также приняв значение f=0,5 и R=0,5, выражение (8) решаем графическим методом.

Полученные результаты представлены в виде графика на рисунке 3.

а)

б)

Рисунок 3. Изменение y₁ и y₂ в зависимости от угловой скорости барабана ω (а) и высоты нахождения семян h (б)

Как следует из кривых зависимостей на рисунке 3, для выполнения условия (8), т.е. для продвижения опушенных семян хлопчатника по рабочей поверхности барабана вверх, при угловой скорости равной 12 с^-1 высота его края до отогнутой части должна быть больше чем 0,2 м.

Экспериментальные исследования по дражированию опушенных семян хлопчатника суспензией, состоящей из воды и минеральных удобрений по-казали, что при обоснованных параметрах чашеобразного дражирующего ба-рабана обеспечивается равномерная и качественная защитно-питательная оболочка с гладкой поверхностью. Последнее позволяет повысить сыпучесть и стойкость опушенных семян хлопчатника, улучшить рост и развитие растений в начальной период их вегетации, а также увеличить продуктивность посева.

Список литературы:

1. Гафуров К., Росабоев А., Мамадалиев А. Дражирование опущенных семян хлопчатника с минеральным удобрением // ФарПИ илмий-техник журнали. – Фарғона, 2007. – № 3. – Б. 55-59.
2. Mamadaliyev Adhamjon Tuxtamirzayevich. Study of pubescent seeds moving in a stream of water and mineral fertilizers. International journal on Integrated Edukation. Volume 3,.Issue 12, December 2020 / 489.
3. Патент РУз № IAP 03493. Способ покрытия поверхности семян сельскохозяйственных культур защитно-питательной оболочкой и устройства для его осущетсвления/К.Гафуров, А.Хожиев, А.Т.Росабоев, А.Т.Мамадалиев //Б.И. – 2007. – № 11.
4. Росабоев А., Мамадалиев А. Предпосевная обработка опушенных семян хлопчатника защитно-питательной оболочкой, состоящей из композиции макро-и микро удобрений // Теоритические и практические вопросы развития научной мысли в современной мире: Сборник статей. УФА РИЦ БашГУ, 2013. – С.174-176.
5. Росабоев А.Т., Мамадалиев А.Т.,Тухтамирзаев А.А. Теоретическое обоснование движения опущенных семян хлопчатника после поступления из распределителя в процессе капсулирования// Материалы Международных научно-практических конференций Общество Науки и Творчства. - Казань, 2017. - №5. – С. 239-245.
6. Росабоев А.Т., Мамадалиев А.Т.,Тухтамирзаев А.А. Теоретическое обоснование параметров капсулирующего барабана опушенных семян // Материалы Международных научно-практических конференций. - Казань, 2017. - №5. – С. 246-249.
7. Соддиков Ф.Б., Усманов И.И., Набиев А.А., Мирзакулов Х.Ч., Меликулова Г.Э. Исследование процесса получения насыщенных растворов из низкосортных сильвинитов Тюбегатана. Журнал «Химия и химическая технология». – Ташкент, 2016. – № 3. – С. 67-73.
8. Соддиков Ф.Б., Усманов И.И., Мирзакулов Х.Ч. Исследование процессов получения и очистки насыщенных растворов из сильвинитов Тюбегатанского месторождения. Журнал «Химия и химическая технология». – Ташкент, 2017. – № 2. – С. 16-20.
9. Соддиков Ф.Б., Мавлянова М.Н., Мирзакулов Х.Ч. Исследование процесса конверсии насыщенных растворов хлорида натрия углеаммонийными солями. Universum: // Технические науки: электрон научн. журн. Соддиков Ф.Б. [и др.]. 2018. № 7(52). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6130. – С. 47-53.
10. Соддиков Ф.Б., Бокижонова М.И., Мамаджанов З. Н., Мирзакулов Х.Ч. Исследование процесса конверсии растворов насыщенных растворов хлорида натрия из низкосортных сильвинита с углеаммонийными солями. Universum: // Технические науки: электрон. научн. журн. Соддиков Ф.Б. [и др.]. 2020. № 11(80). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/. – С. 30-35.