Способ уплотнения сено-соломистых материалов

Союз СоветскккСоцкапистнческкнреспублик ОП ИСАНИЕ ИЗ 0 ВЕвтЕНИЯ(51) М. Кл. А 01 Е 15/00 веоударотвенный комитет но делам изобретений н открытий(7) Заявител авропольский научно- исследовательский инсти сельского хозяйства(54) СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ СЕНО - СОЛОМИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ имеор. Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано при уплотнении преимущественно больших объемов сена, соломы и т. и. материалов,Известен способ уплотнения материалов под действием статической нагрузки и вибрации. Он широко применяется на практике при заготовке прессованных кормов пресс. подборщиками, рулонными прессами, уплотнителями, брикетировщиками и др, 11.Наряду с простотой технологического процесса способ статического прессования сеносоломистых материалов требует значительных энергозатрат. Так для уплотнения сена до плотности 400 кг/м необходимо удельное давление свыше 110 Н/см . Наличие больших внутренних напряжений в сжатом статической нагрузкой материале вызывает его упругое расширение, что снижает плотность материала и искажает форму спрессованной кипы. Пр пение обвязки для сохранения объема и ф мы кипы не устраняет полностью этих недостатков. Высокие удельные давления сжатия материала требуют повышенной металлоемкости конструкции. Кроме того, часть энергии приуплотнении нерационально расходуется на сжатие газообразной фазы (воздуха) сено. соломистого материала и фильтрацию ее через пористую среду из прессовальной камеры, Такпри сжатии до плотности 200 кг/м сопротивление фильтрации воздуха составляет 10 - 40%общего сопротивления сжатию материала,Известны устройства для уплотнения сеносоломистых материалов, работающих по методу,называемому перепрессовкой. Суть метода состоит в том, что уплотнение проводится в два этапа. В начале сено или солома прессуется статической нагрузкой в кипы низкой плотное. ти с наложением ограничителя объема (обычно обвязка шпагатом или проволокой), затем, спустя продолжительное время (несколько часов, суток или месяцев), кипы перепрессовываются до требуемой плотности с заменой огра. ничителя объема 121.Энергоемкость процесса при этом методе снижается, так как часть накопленной энергии в виде внутренних напряжений после первого этапа уплотнения рассеивается и на втором эта 89760пе материал уплотняется др требуемой плотности при меньших внешних давлениях, Одна.ко, в самой основе этого метода заложенанеобходимость выполнения процесса с помощьюдвух самостоятельных устройств, что повышаетметаллоемкость, усложняет технологическийпроцесс, снижает производительность. На первом этапе уплотнения, после выхода кипы изпрессовальной камеры, деформация материалане остается постоянной, так как обвязочныйматериал недостаточно удерживает кипу в заданном объеме и под действием вну-реннихнапряжений кипа деформируется, ее форма искажается. Чтобы удержать материал кипы в заданном объеме, на втором этапе при перепрессовке кипа уплотняется с избытком, получая деформацию, большую требуемой с тем,чтобы при обвязке ее получить меньшие внутренние напряжения, недостаточные для разрываобвязочных ремней. Это повышает энергоемкость,Известен способ уплотнения сено.соломистых материалов, содержащий операции загрузкиматериала в емкость, уплотнения при активнойвнешней нагрузке и вибрации 31.ЮНедостатком его является высокая металлоемкость из-за применения нескольких устройств,, увеличенный объем погрузочно-разгрузочных работ между этапами уплотнения, что повышает энергоемкость вспомогательных операций и снижает производительность процесса,Цель изобретения - снижение энергоемкостии повышение производительности процесса, Указанная цель обеспечивается тем, что уплотнениепри активной внешней нагрузке чередуют свыдержками при постоянном объеме без актив 35ной внешней нагрузки, а вибрацию осуществля.ют посредством перепада давления газообразнойсреды в емкости на величину Ьр М-где д р - величина периодического падениядавления газообразной фазы в емкости; К -49коэффициент, характеризующий фильтрационныесвойства материала; , - наибольший путь,проходимый воздухом в емкости при фильтрации,7На чертеже схематично изображено устрой 45ство для осуществления способа уплотнениясено соломистых материалов.Данный способ осуществляют следующимобразом.Сено-соломистый материал уплотняют пневмовибро-дискретным прессованием. В его основуположено введение интервалов выдержки материала для релаксации внутренних напряжений,снижающих его сопротивление при последующих интервалах уплотнения. В данном способе для повышения производительности исполь.зуется вибрация, как в интервалах уплотнения,так и в интервалах выдержки материала. Она 4ускоряет рассеивание накапливаемой н материале энергии, повышает скорость релаксации его внутрснних напряжений. Причем применение в предложенном способе пневмовибрации взамен механической вибрации (используемой ранее при уплотнении сено-соломистых материалов) интенсифицирует процесс рассеивания энергии и релаксации напряжений, так как изменение давления в емкости воздействует на частицы материала во всем его объеме, благодаря большому содержанию в нем газообразной фазы (воздуха), Так, например, при плотности 100 кг/м в соломистой среде свыше 65% за. нимает межстебельная газовая фаза и около 25% - внутристебельная. При плотности материала 200 кг/м - соответственно.45 и 35%.3Из анализа соотношения фазового состава стебельчатых материалов видно, что применение пневмовибрации эффективно при прессовании до значений плотности 350 - 400 кг/м .Мощность привода пневмовибратора как и механического вибратора незначительна и прак. тически равна мощности его холостого хода, не превышая ее более чем на 10 - 15%, так как энергия, затрачиваемая на отсос порции воздуха из емкости, может быть возвращена (в герметической камере полностью), в пневмовибратор благодаря обратному самовсасыванию в емкость этого же количества воздуха,Данный способ может быть осуществлен /стройством, содержащим емкость 1, подвижную стенку 2 с фиксаторами 3 в виде двуплечих рычагов, взаимодействующих с выступами на боковых стенках емкости 1. Привод стенки 2 осуществляется от двигателя 4 посредством управляющего механизма 5 с системой датчиком давления 6, Упорная стенка емкости 1 оборудована жесткой сеткой 7 и системой канадов 8 для отвода и подачи воздуха пневмовибратором, включающим вакуум-насос 9, вакуум.ресивер. 10, золотниковый распределитель 11 и трубопроводы. Распределитель 11 состоит из герметичной обоймы 12 с выходными патрубками, связывающими обойму 12 с центральным каналом 13, ресивером 10 и атмосферой (патрубок 14 может быть соединен через фильтр с выхлопной трубой насоса 9 (не показано). В обойме 12 размещен поворотный цилиндрический золотник 15 с радиальны. ми и осевыми каналами, выполненными соответственно выходным патрубком обоймы 12. Частота вращения золотника 15 кратна основной частоте принудительных колебаний воздуха в емкости 1, а центральный канал 13 имеет сменную трубу 16 переменной формы с преградами для возбуждения квазирезонансных частот, Объем ресивера 1 и мощность насоса 9 определяются требуемым перепадом давления89716 д р при соответствующей основной частоте и зависит от размеров емкости 1 и конической плотности прессования, при этом др М.Устройство работает следующим образом.В емкость 1 загружают порцию сено-соломистого материала и включают управляющий механизм 5 и вакуум - насос 9 пневмовибратора. Стенка 2, перемещаясь, уплотняет матери. ал, При достижении определенного давления первый из датчиков 6, отключаясь, подает сит О нал в управляющий механизм 5, который включает двигатель 4 и замыкает фиксаторы 3 на выступы боковых стенок емкости 1, Стенка 2 неподвижно фиксируется в емкости до момента включения второго датчика, отрегулированного 1 З на величину требуемого остаточного внутреннего напряжения в сено-соломистом материале. Так завершается первый интервал уплотнения и пер. вый интервал выдержки материала в емкости. При включении второго из датчиков 6 подается 20 сигнал на управляющий механизм 5, который размыкает фиксаторы 3 и включает двитатель 4. Стенка 2 начинает снова перемещаться, уплотняя материал до выключения второго из датчиков 6, после чего стенка 2 снова фик. у сируется управляющим механизмом 5 при выключенном двигателе 4 и так далее. В течение всего процесса работает пневмовибратор, вызывая в емкости 1 периодическое падение давления газовоздушной фазы сено-соломистого ма- ЗО териала, возбуждающее вибрацию его стеблей, При необходимости (при требуемом перепаде давления др большем одной атмосферы, например, 1,5 атм ) пневмовибратор обеспечивает надув емкости 1, например путем соединения патрубка 14 с выхлопным патрубком насоса 9.По завершению запрограммированных ступеней уплотнения и выдержки стенку 2 при реверсивном ходе двигателя 4 возвращают в исходное положение. Спрессованную массу удаляют из емкости 1, а на ее место подают новую порцию материала.Предложенный способ позволяет уплотнять сено-соломистый материал при значительно 0 6меньшей величине удельной работы, т. е, снижает энергоемкость процесса. Уменьшение удельной работы процесса дает возможность практического использования предложенного способа для уплотнения сено-соломисть 1 х материалов в больших объемах, что повышает производительность.Эффективность предложенного способа возрастает в связи со значительным объемом ра. бот по уплотнению сено-соломистых материалов в сельскохозяйственном производстве. Формула изобретения Способ уплотнения сено-соломистых материалов, содержащий операции загрузки материала в емкость, уплотнения при активной внешней нагрузке, и вибрации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышения производительности процесса, уплотнение при активной внешней нагрузке чередуют с выдержками при постоянном объеме без активной внешней нагрузки, а вибрацию при уплотнении и выдержках осуществляют посредством перепада давления газообразной среды в емкости на величину др К к, где д р - величина периодического падения давления газообразной фазы в емкости; К - коэффициент, характеризующий фильтрационные свойства материала; 1. к - наибольший путь, проходимый воздухом в емкости при фильтрации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе897160 10 оставитель А, Калашникхред А. Бабинец актор Н. Горват рректор Г. Назарова Заказ 1176 одписно ПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 698ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4