Совершенствование складирования и выпуска из бункеров сводообразующих компонентов комбикорма

На современном этапе развития в экономике нашей страны сложилась ситуация, требующая более взвешенного подхода к технике и технологиям, используемым при производстве сельскохозяйственной продукции. Расчеты показали, что стоимость кормов в себестоимости животноводческой и птицеводческой продукции составляет 60.75%. Опыт последних лет свидетельствует, что для получения качественного, сбалансированного по всем компонентам корма необходимо применять современное, автоматизированное оборудование с минимальным участием человека в технологическом процессе. Небольшие кормоприготовительные цеха, размещающиеся, как правило, совместно с животноводческими и птицеводческими хозяйствами, не в состоянии поддерживать качество кормов на высоком уровне. Связанно это, прежде всего, с не отлаженной, «усеченной» технологией и отсутствием лабораторий по контролю за качеством выпускаемой продукции. Устаревшее оборудование, которым в большинстве своем оснащены крупные комбикормовые заводы не позволяет повышать качество и конкурентоспособность своей продукции. Технология производства комбикормов предусматривает ряд операций, среди которых дозирование и смешивание имеют решающее значение для получения качественных комбинированных кормов. Анализ состояния технологических процессов выявил, что многие операции, связанные с внесением компонентов, осуществляется вручную и не удовлетворяют возросшим требованиям к конечному продукту.

Согласно технологического процесса, на комбикормовом заводе необходимо иметь запас компонентов, обеспечивающий производство продукции в течении 30 суток. Хранение основных компонентов комбикорма осуществляется в силосах, бункера и бункерные устройства используют для согласования между оборудованием непрерывного и дискретного действия.

Компоненты комбикорма условно подразделяются на две группы: хорошо сыпучие (ячмень, пшеница, овес, кукуруза, просо, сорго) и плохо (трудно) 7 сыпучие (отруби, мучка, жмыхи, шроты, мука животного происхождения, минеральная составляющая комбикорма, дрожжи). Группу хорошо сыпучих составляющих комбикорма можно хранить и осуществлять выпуск в течение указанного срока. Трудносыпучие компоненты наиболее подвержены слеживанию, имеют ярко выраженные адгезионные, аутогезионные, когезионные свойства и могут быть выгружены без привлечения дополнительных средств только в течение 5.6 дней после загрузки. Такая ситуация заставляет производственников осуществлять перекачку по технологической линии трудносыпучих компонентов через 5.6 дней. При этом необходимо переместить сотни тонн трудносыпучих материалов. По энергозатратности эта операция приравнивается к основному производству и расходы на ее осуществление включаются в цену конечного продукта. Износ оборудования, потери при перекачке еще более усугубляют положение сложившиеся при организации хранения и выпуска трудносыпучих компонентов из бункеров и силосов. Значительные трудности, возникающие при выпуске трудносыпучих компонентов комбикорма, связанные с возникновением устойчивых сводов, вынуждают применять тарное или напольное их хранение.

Устройств, способных осуществлять регулируемый, равномерный выпуск трудносыпучих компонентов комбикорма, несложной конструкции с низкой энергоемкостью до настоящего времени не создано. Значительные резервы совершенствования процесса выпуска заложены в использовании селективного включения сводообрушителя (рыхлителя) в сочетании с регулированием размера выпускного отверстия, позволяющие в полной мере использовать потенциальную энергию столба материала, находящегося в бункере.

Таким образом, для усовершенствования технологии производства комбикорма существует потребность в универсальном бункерном устройстве, позволяющем производить контролируемый выпуск трудносыпучих компонентов комбикорма с высокой равномерностью и незначительными энергозатратами. Анализ технологии работы бункерных устройств с боковыми щелевыми выпускными отверстиями по периметру емкости показал значительные резервы 8 совершенствования таких конструкций. Решение этой задачи сможет значительно повысить эффективность использования бункерных устройств и комбикормового производства в целом.

Цель работы. Ресурсосбережение при выпуске компонентов комбикорма из бункерных устройств путем избирательного включения сводообрушителя.

Объект исследований. Процесс выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма и бункерное устройство с боковым щелевым выпускным отверстием оснащенное кольцевым затвором и сводообрушителем селективного действия.

Методика исследования. Теоретические исследования опирались на известные законы и методы классической математики и механики. Постановка экспериментальных исследований и производственных испытаний проводилась в соответствии с действующими ГОСТами и разработанными индивидуальными методиками.

Научную новизну составляют: теоретическое обоснование энергоемкости процесса сводообрушения при выпуска трудносыпучих ингредиентов комбикормавыявление энргосберегающего режима функционирования бункерного устройства с заданной равномерностью выпускатеоретическое обоснование скорости истечения трудносыпучих материалов из боковых щелевых выпускных отверстийоптимальное сочетание гравитационного истечения и принудительного выноса материала из полости бункерного устройства, найденное в результате оптимизации параметров истечения. Практическую ценность представляют: конструкция бункерного устройства с боковым щелевым отверстием кольцевым затвором и сводообрушителем селективного действиякомплект оборудования для лабораторного исследования равномерности истечения трудносыпучих материалов из бункерного устройстваэкспериментальное подтверждение основных положений диссертациирезультаты государственных испытаний бункерного устройства. 9.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры «Технологии грузовой и коммерческой работы, станции и узлы» Самарского института инженеров железнодорожного транспорта. Производственные испытания бункер проходил в подготовительном цехе Алексеевского комбикормового завода, Самарской области. Обработка результатов экспериментальных исследований производились статистическими методами с использованием ПЭВМ.

Апробация. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены: на всероссийской научно-практической конференции «Самарская область на пороге XXI века: стратегия социально-экономического развития» (г. Самара 1998) — на46 научной конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов факультета механизации сельского хозяйства Самарской ГСХА (г. Кинель 1999) — на 47 научной конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов факультета механизации сельского хозяйства Самарской ГСХА (г. Кинель 2000) — на Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (г. Самара 2000) — на 2-й Международной научно-технической конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве» ВИЭСХ (г. Москва 2000) — на 2-й Международной отраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта и роль молодых ученых в их решении» (г. Ростов-на-Дону 2000).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в виде 9 статей, 1 тезисы. Новизна конструкции бункерного устройства подтверждена патентом на изобретение Российской федерации № 2 148 315 и 3— решениями о выдаче патентов на изобретения.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Анализ ситуации сложившийся на выгрузке трудносыпучих компонентов комбикорма из бункерных устройств дает основание сделать вывод о перспективности конструкций с боковыми щелевыми отверстиями и сводообрушителями селективного действия.

2. С учетом выбранного направления разработано бункерное устройство (патент РФ № 2 148 315) с боковым щелевым отверстием, кольцевым затвором и сводообрушителем селективного действия.

3. Теоретические исследования процесса истечения трудносыпучих составляющих комбикорма из бокового щелевого отверстия расположенного по периметру круглого бункера оснащенного сводообрушителем селективного действия позволили:

— получить аналитическое выражение для определения оптимального угла установки рабочих органов, скорости истечения материала из бокового щелевого отверстия, производительность при работе в режиме дозатора.

4. Экспериментальные исследования разработанного бункерного устройства с боковым щелевым отверстием, кольцевым затвором и сводообрушителем селективного действия показали хорошую сходимость с теоретическими исследованиями и дали возможность установить что регулирование производительности практически без изменения энергоемкости следует производить за счет изменения ширины щелевого отверстия, а также выявлено:

— оптимальный угол наклона конусного дна бункерного устройства -15°;

— производительность экспериментального бункерного устройства составила на мясокостной муке 0.38 т/ч, на мелу 0. .20 т/ч, на шроте подсолнечника 0.44 т/ч, на отрубях 0.32 т/ч при максимальных энергозатратах от 0,2 до 0,35 кВт/т.

5. Производственные испытания бункерного устройства с регулируемым.

104 боковым щелевым отверстием и сводообрушителем селективного действия показали работоспособность в режимах загрузчика, преддозатора и дозатора на трудносыпучих компонентах комбикорма животного, растительного и минерального происхождения с возможностью изменения производительности на отрубях от 1 до 85 т/ч, комбикорме от 1 до 78 т/ч, при неравномерности выпуска не более 5%.

6. Предлагаемое бункерное устройство в сравнении с бункером-дозатором РК 30 000 (базовый вариант) превосходит аналог по производительности в 9. 18 раз, по диапазону регулирования в 40 раз, снижение удельной энергоемкости в 6,5 раз, удельной металлоемкости в 9 раз, экономический эффект от внедрения одного бункерного устройства составит 2896 руб. в ценах IV квартала 2000 г.