Обзор технологического оборудования и выбор технологической схемы

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского

Реферат

«Обзор технологического оборудования и выбор технологической схемы»

Выполнил: Студент-магистрант 1-го года обучения

По направлению: педагогическое образование (физика)

Ильина Е.Е.

Калуга, 2013

Оглавление

Анализ технологических схем обработки

Обзор технологического оборудования

Выбор технологической схемы и комплекта оборудования для средней производительности

Обзор технологического оборудования и выбор технологической схемы

Анализ технологических схем обработки

При наличии в конструкции типового хранилища, подсобного помещения площадью не менее 100 кв. м, возможно размещение в нем модульного транспортирующее - операционного комплекса машин. Прямоточным способом по схеме №1 поле-хранилище осуществляется прием и обработка вороха картофеля, транспортирование и загрузка его в насыпь или отгрузка на реализацию с производительностью оборудования по данной схеме 20…40 т/час.

Состав производственных участков и размещение оборудования.

Проектируются две основные технологические схемы (№1 и №2), каждая из которых содержит несколько операционных вариантов работы технологического оборудования.

Технологические схемы выполняются мобильным операционно-транспортирующим комплексом передвижных машин, который состоит из двух технологических участков - операционного (для приема вороха картофеля и его обработки) и транспортирующего (для загрузки, выгрузки и затаривания картофеля).

В составе операционного участка применяется следующее оборудование: приёмный бункер КСП-15, переборочный стол-сортировка, горизонтальный транспортёр.

В составе транспортирующего участка применяется оборудование: приемный транспортер, продольные ленточные конвейеры, транспортер загрузчик картофеля ТЗК -30, подборщик картофеля, затаривающее устройство, погрузочные транспортеры.

Технология производства.

Технологическая схема №1 состоит из двух вариантов:

Вариант 1 - прием вороха, подработка и загрузка картофеля в хранилище.

Вариант 2 - прием вороха, подработка и погрузка картофеля насыпью или после затаривания на реализацию.

Операционная схема варианта 1 - картофель с поля доставляется в транспортных средствах и выгружается в приемные бункера. Из приемных бункеров ворох картофеля подается на одном из двух режимов 20 или 40 т/час непосредственно на переборочный стол-сортировку для просеивания примесей, которые выгружаются транспортером за пределы хранилища или в контейнеры. Транспортерами также выгружаются примеси, поступающие со стола после ручной переборки. После сепарирования ворох картофеля поступает на калибрующий участок комбинированной сепарирующее - калибрующей поверхности, на котором выделяются клубни весом до 25г. Откалиброванный картофель поступает на приёмный транспортёр, далее на продольные ленточные конвейеры и в транспортёр загрузчик картофеля ТЗК-30, который загружает картофель в насыпь высотой до 3 м.

Операционная схема варианта 2 на этапе приема и обработки аналогична варианту 1. Далее производится транспортировка картофеля в автотранспорт и к затаривающему устройству для реализации.

Технологическая схема №2 состоит из двух операционных вариантов

Вариант 1 - выемка картофеля из насыпи, обработка и загрузка в закром.

Вариант 2 - выемка картофеля из насыпи, транспортировка в тамбур хранилища для обработки и загрузки в транспорт или затаривания для реализации.

Операционная схема при использовании варианта 1 -- картофель выгружается подборщиком из насыпи и подается в приёмный бункер или в транспортер для подачи на стол-сортировку. На столе - сортировке производится ручная переборка клубней, сепарация примесей и калибрование на две фракции: среднюю (посадочную) и крупную (продовольственную) в пределах от 30 до 100 г. Примеси и мелкая фракция загружаются в контейнеры или прицепы, а посадочный картофель транспортером загружается в закром, а продовольственный затаривается на реализацию.

Операционная схема при использовании варианта 2 - картофель выгружается подборщиком из насыпи в приемный бункер или в транспортер для его подачи на ленточные конвейеры и транспортирования в тамбур хранилища, на переборочный стол-сортировку для сепарации примесей и калибрования на две фракции: среднюю и крупную. Откалиброванный картофель затаривается на специальном устройстве или загружается транспортером в транспорт на реализацию.

Прямоточным способом поле-хранилище осуществляется прием и обработка вороха картофеля, транспортирование и загрузка его в насыпь или отгрузка на реализацию.

В период хранения или после него осуществляется выемка картофеля из насыпи в хранилище, его обработка с последующей перегрузкой в закром или выгрузкой на реализацию или посадку.

Комбинированная рабочая поверхность ротационного типа представляет собой набор параллельных валов, на которых в шахматном порядке с перекрытием установлены пальцевые роторы соседних рядов. Унифицированная роторно-пальцевая поверхность, установленная на общей раме, позволит из нескольких рядов роторов образовывать отдельные участки: 1-й сепарации просеивающихся примесей, II-ой выделения мелких нестандартных клубней весом до 25г, III-й калибрования мелкой фракции 25-50г, IV-й средней 50-80г и V-й крупной, более 80г. Технологическая схема работы устройства с комбинированной рабочей поверхностью следующая: посредством загрузочного транс-портера ворох картофеля подается на участок сепарации для выде-ления просеивающихся примесей, далее путем непосредственного пе-рехода ворох поступает на участок выделения фуража (клубней массой до 25г) и аналогичным образом на участки калибрования мелкой и средней фракций. Отсепарированные примеси и выделенные в определенную фракцию клубни, посредством выгрузных транспортеров выносятся за пределы рабочей поверхности для затаривания в емкости. Дополнительная переборка откалиброванного картофеля перед затариванием может осуществляться на выгрузных транспортерах и переборочном столе. Требованиями к технологическому оборудованию данного назначения предусматривается необходимость обеспечения обра-ботки вороха картофеля по нескольким операционным схемам, в т. ч. комплексной - с полным циклом операций послеуборочной обработки вороха картофеля или малооперационной - без калибрования на фракции. Для выполнения данного требования, между отдельными участками комбинированной поверхности могут образовываться технологические проходы для исключения следующих операций, путем увеличения расстояния между рядами роторов при их продольном перемещении.

Обзор технологического оборудования

В НПО ВИСХОМ разработан модуль с универсальной ремённой поверхностью для сепарации примесей и калибрования клубней. С целью изменения границ разделения картофеля и других корнеплодов одновременно на несколько фракций предусмотрено бесступенчатое изменение калибрующего зазора в широких пределах между расходящимися ремнями круглого сечения. Особенности ремённой поверхности в том, что она обладает высокой технологичностью и практически не повреждает обрабатываемый материал. Несколько вариантов комбинированных рабочих поверхностей создано в НИПТИМЭСХ НЗ России. Базовый вариант представляет собой модуль с комбинированной рабочей поверхностью, состоящей из роторно-пальцевого сепаратора и сетчатого калибрующего устройства.

Конструкция модуля обеспечивает выполнение нескольких технологий обработки картофеля, в том числе малооперационную путём изменения параметров рабочей поверхности без замены другой. Для этого в калибрующем устройстве использовано сетчатое полотно универсальной конструкции, изготовленное из эластичной капроновой нити, это позволяет изменять размеры ячеек в широких пределах. Оборудование отличается высокой производительностью 30…60т/ч и предназначено в основном для обработки значительных объёмов продукции свыше 1000 тонн.

Широко применяют способ комбинирования рабочих поверхностей ведущие иностранные фирмы - английские Downs, Vare - Grabers, Herbert, и голландская Miedema BV. Фирмой Downs создан модуль «Rollagrabe» с комбинированной рабочей поверхностью в составе роликового полотна, которое изменяет параметры калибрующих отверстий по длине поверхности при движении. Конструкция поверхности обеспечивает высокую технологичность и эффективность использования устройства при низком уровне повреждения картофеля не выше 3%, но вместе с этим обладает сложностью конструкции.

В конструкциях фирмы Vare - Graber используются аналогичные комбинированные поверхности, предназначенные для различных по производительности машин. Для сепарации примесей широко используются спиральные, роликовые, пайлерные рабочие органы, для калибрования - роликовые с фигурным профилем поверхности. Использование унифицированных рабочих органов позволяет более тщательно согласовать конструктивные и кинематические параметры отдельных участков комбинированной поверхности, для равномерного перехода обрабатываемой продукции без травмирования.

Из приведенного обзора видно:

- что вопрос повышения эффективности и качества послеуборочной обработки вороха картофеля весьма актуальна.

- комбинированные рабочие поверхности, в основном предназначенные для сепарации примесей, обеспечения непосредственного межоперационного перехода

обрабатываемой продукции, калибрования картофеля на фракции. - комбинирование поверхностей позволяет сократить операционное время обработки картофеля, повысить эффективность процесса калибрования, исключить возможность использования дополнительного оборудования и снизить повреждаемость клубней.

Определенные преимущества устройств с комбинированными рабочими поверхностями показывают, что это направление в создании оборудования для послеуборочной обработки картофеля весьма перспективно.

В зависимости от степени механизации технологического про-цесса сортировки можно разделить на простые, механизированные и универсальные.

Простые сортировки, как правило, имеют ручную подачу сор-тируемой массы на рабочий орган и не оборудованы устройствами для отвода и затаривания обработанного продукта. За последние годы машины этого типа практически не выпускаются и вышли из употребления.

В механизированных сортировках значительная часть работ (подача продукта в машину, отвод фракций и др.) выполняется с помощью механизмов.

В универсальных машинах механизирован почти весь техноло-гический процесс (вручную только отбирают примеси и неконди-ционные клубни и плоды), а также использованы различные при-способления, например поворотные транспортеры или сменные ус-тройства для затаривания и т. п. Это делает сортирование более производительным, уменьшает число обслуживающего персонала и позволяет работать в различных условиях.

Механизированные и универсальные сортировки выполняют пе-редвижными и стационарными и, как правило, конструктивно ис-полняют в виде единой машины,. составляемой из агрегатов.

Сортировально-очистительные линии имеют несколько другую производительность (6...20 т/ч), но по назначению они подобны сортировальным пунктам и служат для завершения в уборке корнеплодов.

Сортировальные пункты и сортировально-очистительные линии могут быть двух видов: стационарные (механизированные) и полустационарные, что определяется набором необходимых функций и объемом выполняемых работ.

На стационарных линиях выполняются все операции послеуборочной, а так же посадочной (или товарной) обработки продукта. Стационарные и полустационарные пункты и линии различаются набором оборудования, производительностью и объемом выполнения работ.

В конструкциях новых рабочих органов машин для уборки и послеуборочной доработки вороха корнеклубнеплодов наблюдается переход от использования поступательного и возвратно-поступательного движения к использованию вращательного движения. Это дисковые лемехи уборочных машин, шнековые очистители, комбинированные рабочие органы, битерные, центробежные сепараторы и др.

Особенно эффективны подобные устройства при работе в тяжелых условиях, в частности, при уборке и доработки картофеля, выращенного на тяжелых почвах при повышенной влажности. Замена поступательного движения или возвратно-поступательного на вращательное движение способствует более активному разрушению пласта, улучшает интенсивность процессов сепарации почвы и калибрования клубней.

Перспективными являются сепарирующе - калибрующие рабочие органы, состоящие из вращающихся в одном направлении параллельных валов, на которых смонтированы без перекрытия диски, пластины или подобные элементы. Преимущества данных рабочих поверхностей относятся высокая эффективность отделения почвы, минимальные потери и повреждения обрабатываемого продукта,

малогабаритность, простота конструкции, износостойкость, надежность в работе и возможность изменения калибрующих зазоров.

Классификация ротационных рабочих органов приведена на листе ДП 07.07.00.100. Она выполнена по следующим признакам: по назначению, по

выполнению технических операций, по режиму перемещения клубней и интенсивности обработки, по управлению процессом, по обработанной. малогабаритность, простота конструкции, износостойкость, надежность в работе и возможность изменения калибрующих зазоров продуктивности и технологической гибкости, по производственному назначению.

Наиболее совершенными являются сепарирующе - калибрующие рабочие органы с пальцевыми роторами. Они имеют наибольшее количество вариантов конструкции, применяются как в России, так и за рубежом.

Эффективность сепарирующе - калибрующих рабочих органов с пальцевыми роторами обусловлена их большим живым сечением, более равномерным распределением обрабатываемой массы по рабочей поверхности, возможностью самоочистки роторов от залипания и наименьшей повреждаемостью клубней.

Однако данный тип сепарирующе - калибрующих рабочих органов имеет недостаток - при повышении производительности рабочей поверхности снижается точность калибрования обрабатываемого материала на фракции.

Выбор технологической схемы и комплекта оборудования для средней производительности.

При обосновании общей схемы машины и оборудования в настоящее время все в большей степени используют модульный принцип.

Обязательным условием модульного принципа компоновки машин является использование унифицированного индивидуального привода и согласование всех модулей по основным габаритным размерам, местам крепления, расположению мест входа или выхода обрабатываемого продукта, рабочей ширине, производительности и другим параметрам.

Электрическая, в том числе автоматизированная, схема пульта электрооборудование каждого агрегата должно обеспечить стыковку агрегатов и подключение их к пульту в требуемой последовательности.

При обосновании схем сложного набора оборудования, каковым является, например, стационарный или передвижной пункт для послеуборочной и предпосадочной обработки картофеля или линия для обработки овощей, агрегаты, выполняющие отдельные операции и разработанные на основе модульного принципа, устанавливают один после другого в определенной последовательности.

При обосновании схем сложного набора оборудования, каковым является, например, стационарный или передвижной пункт для послеуборочной и предпосадочной обработки картофеля или линия для обработки овощей, агрегаты, выполняющие отдельные операции и разработанные на основе модульного принципа, устанавливают один после другого в определенной последовательности.

Как отмечалось, производительность различных типов машин, и оборудования рассматриваемого назначения составляет 2...60 т/ч и более.

Для обеспечения производительности пункта или линии, необходимой в условиях поточной уборки, следует обеспечить основные принципы, которые должны быть положены в основу компоновки схем сортировальных пунктов и линии для картофеля и овощей:

1) число приемных каналов, как отмечалось ранее, должно быть не менее двух, что позволит в 1,5...2 раза снизить простои транспортных средств;

для компенсации неравномерности потоков транспорта на подвозе массы от комбайнов и ее отвозе после обработки на пункте должны быть компенсационные емкости (бункера или больше грузные контейнеры);

агрегаты пункта или линии (например, отделители, сорти-ровки и др.) следует устанавливать параллельно в две линии и более, что обеспечивает большую надежность работы пункта или линии в целом; на пункте или линии должны быть специальные устройства для выделения примесей и некондиционного продукта, имеющихся в обрабатываемой массе;

переборочные устройства должны обеспечивать производи- тельную работу рабочих при изменяющейся подаче перебираемой массы;

отсортированные фракции клубней, корней, плодов и выделенные примеси, и некондиционные продукты, одинаковые по свое-му качеству и характеру, должны объединяться в потоки и при необходимости собираться в специальные бункера-накопители;

7) применяемое оборудование должно обеспечивать варианты технологического процесса в зависимости от условий работы.

В стационарных условиях создаются лучшие условия для ис-пользования в пункте средств механизации (сортировок, перебо-рочных устройств и др.), а также для работы обслуживающего персонала и повышения культуры производства, т. е. условия для комплексной механизации всех работ.

Возможно расположение технологического оборудования пунк-та или линии на нескольких уровнях. При этом на нижнем уровне, как правило, располагают приемную часть и оборудование для от-деления примесей. На втором ярусе устанавливают сортировки, пе-реборочные столы и другое оборудование.

Пункты первого типа работают по упрощенной схеме обработ-ки и имеют сравнительно неполный набор технологического обо-рудования. В них, например, могут отсутствовать бункера-накопи-тели, сложные специальные автоматические устройства, в частно-сти электронные, для отделения примесей, не механизируются опе-рации отвода в специальную тару примесей и некондиционных клубней.

Пункты второго и третьего типа должны иметь больший на-бор технологического оборудования. Приемная часть, как правило, увеличенной

вместимости. Почвенные примеси из картофеля выде-ляются на специальных устройствах и переборочных столах. Ме-ханизируется отвод в накопители не только примесей, но и выде-ленных некондиционных клубней. При этом возможен сбор вы-деленных отходов и некондиции в разные бункера-накопители.

Базовой моделью пунктов может быть набор технологического оборудования пункта производительностью 25...30 т/ч. Пункт производительностью 10...20 т/ч включает в себя от-дельные агрегаты базовой модели.

При выборе общей схемы пункта или линии следует обратить самое серьезное внимание на оформление переходов продукта с одного агрегата на другой, на транспортеры и т. п. Следует стре-миться к снижению числа переходов, изменяющих направление движения продукта под углом, так как это ведет к неравномерной нагрузке последующих агрегатов по ширине, то есть к снижению про-изводительности и качества работы.

Одним из параметров, определяющих эффективность машин и оборудования рассматриваемого назначения, является их энерго-емкость. Энергия расходуется на сортирование и отделение при-месей, подачу и транспортирование сортируемой массы, отвод от-сортированных фракций и примесей и на привод - рабочих органов и механизмов.

Сортировальные машины с указанным рабочим органом универсальны, надежны в работе и обеспечивают выпол-нение высоких агротехнических показателей. Удельная производи-тельность данного рабочего органа весьма высокая при точности сортирования 85...90%. При этом следует применять параллельный способ выделения фракций, обес-печивающий более высокую производительность и меньшую повреждаемость продукта.

Общую компоновку сортировки характеризуют выбранный спо-соб выделения фракций и их число, определяемое агротехнически-ми требованиями.

Агротехнические требования

Оборудование, применяемое в технологии, должно обеспечивать работу на различных сортах при изменяющейся урожайности и наличии в картофеле примесей, состав и количество которых изменяется в широких пределах; доведение клубней до заданных кондиций; минимальная повреждаемость клубней и приём массы на обработку из транспортных средств различных типов и из контейнеров; пригодность для текущей реализации на продовольственные или иные цели, подготовку к длительному хранению.

Оборудование должно обеспечивать требуемое количество технологических вариантов обработки вороха картофеля - с полным циклом операций: приём вороха, выделение примесей, фуража, калибрование, обработка фунгицидом и переработка, или сочетание отдельных: приём вороха, выделение примесей, фуража, загрузка в закром и др.;

Сортирующее устройство машины должно разделять клубни семенного картофеля на три фракции: крупную с массой клубней более 80-120 г, среднюю - 50-80 г и мелкую - 25-50 г. Клубни массой менее 25 г идут на фураж.

Точность разделения на фракции должна быть не ниже 90%.

Сепарирующие рабочие органы должны обладать высокой производительностью до 150 кг/(с·м).

Должна обеспечиваться высокая полнота отделения почвы 70 - 80 %.

Содержание примесей в обработанном продукте допускается до 1%.

отсутствие залипаемости и забиваемости при работе на влажных и засорённых растительностью почвах.

Общее количество повреждённого картофеля не должно превышать 3% исходного объёма.

Для повышения производительности на машины устанавливают приспособления, облегчающие затаривание и позволяющие менять тару без остановки машины (контейнеры на рельсах, мешкодержатели с клапанами и др.).

На машинах рассматриваемого назначения преимущественное применение находит индивидуальный электропривод, в том числе регулируемый.

В данном проекте предлагается оборудование для послеуборочной обработки картофеля на поле состоящая из: приемный бункер, сепарируще - калибровочный модуль, переборочный стол, система выгрузных транспортеров и технологическая схема будет иметь вид:

оборудование хранилище картофель технологический

Рис.1 Технологическая схема модульной линии сортировки вороха картофеля

1 - приемный бункер, 2 - переборочный стол, 3 - сепарируще - калибрующий модуль, 4 - выгрузные транспортеры, 5 - контейнер

Размещено на www.allbest.