4.1. АВТОМАТИЗАЦІЯ ЗЕРНООЧИСНИХ ТА СОРТУВАЛЬНИХ МАШИН

Відповідно до прийнятої технології весь врожай зернових, бобових, олійних культур і насіння трав після комбайнового збирання підлягає очищенню, а близько 60% прибраного врожаю необхідно піддавати штучному сушінню.

Необхідність у післязбиральній обробці зерна (очищенню, сортуванню і сушінню) викликана тим, що зернова маса, що надходить з-під комбайнів, поряд із зерном містить до 20...30% бур'янистих і до 5% солом’яних домішок, а вологість зерна в залежності від кліматичних умов значно відрізняється від припустимої (14%) і досягає 30% і більш. Для післязбирального очищення і штучного сушіння зерна використовують стаціонарні зерноочисно-сушильні пункти.

Для цих пунктів промисловість випускає зерноочисні агрегати типу ЗАВ і очисно - сушильні комплекси типу КЗС продуктивністю від 10 до 100 т/г і вентильовані бункери місткістю до 100 т.

Для очищення і сортування зернової маси використовують повітрорешітні і трієрні машини, а сушать зерно в зерносушарках шахтного і барабанного типів і в установках активного вентилювання.

Кожен агрегат і комплекс, крім зазначених машин, містить набір транспортерів і норій, зернопроводи і накопичувальні ємності, пристрою для завантаження і розвантаження автотранспорту. повітряні циклони, щити і пульти керування машинами. Усі машини погоджені по продуктивності й об'єднані в єдину потокову лінію, що обслуговується одним-двома операторами.

Об'єднання машин у потокову лінію і їхню автоматизацію дозволили підвищити продуктивність праці в 7...10 разів і знизити собівартість обробки зерна в 2...3 рази в порівнянні з використанням цих же машин у розрізненому виді. Зерноочисні агрегати серії ЗАВ випускаються продуктивністю на 10, 20, 40, 50, 100 т/г і призначені для районів з відносно сухим кліматом, у яких вологість зерна з-під комбайна не перевищує 18%

Зерноочисно-сушильні комплекси, (КЗР-5, КЗС-10Ш, КЗС-20Ш, КЗС-40Ш, КЗС-50, КЗС-10Б и K3С-20Б) використовуються в зволожених зонах, у яких вологість зерна при збиранні перевищує 18%.

У господарствах, розташованих у зонах зі збиральною вологістю зерна 18...20%, на комплексі встановлюють бункера активного вентилювання (БВ-12,5, БВ-25, БВ-50).

У зонах з надлишковою вологістю на комплексах КЗС з індексом Ш установлюються шахтні зерносушарки типу СЗШ-8 і СЗШ-16 продуктивністю відповідно 8 і 16 т/г чи з індексом Б — барабанні зерносушарки типу СЗСБ продуктивністю 2, 4 і 8 т/г на сушінні продовольчого зерна.

Для злагодженої роботи потокових ліній агрегати і комплекси добре електрифіковані й автоматизовані. Агрегати типу ЗАВ мають від 6 до 16 електродвигунів сумарною встановленою потужністю від 16 до 47 кВт, а комплекси типу КЗС — від 22 до 34 електродвигунів сумарною потужністю від 65 до 150 кВт.

З засобів автоматики на агрегатах і комплексах широко використовуються прилади контролю і регулювання технологічних параметрів: датчики рівня сипучих матеріалів, датчики температури нагрівання теплоносія на вході і виході зерносушарки і температури зерна в сушарках і бункерах активного вентилювання, вологоміри для виміру відносної вологості повітря і вологості зерна, витратоміри зерна, прилади контролю полум'я в топці, різні реле, електромагнітні клапани, кінцеві вимикачі і т.п.

На основі цих засобів розроблені пульти і станції автоматичного керування агрегатами і комплексами післязбиральної обробки зерна, що автоматично забезпечують: послідовність пуску машин потокової лінії в напрямку, зворотному напрямку потоку зерна, починаючи з машини, установленої наприкінці лінії;

зупинку всіх машин, що передують по потоці зерна будь-якій зупиненій машині потокової лінії;

можливість ручного включення і відключення будь-якої машини при налагодженні без дотримання технологічних блокувань;

включення аспираційної системи порід пуском машин і відключення всіх машин при зупинці аспираційної системи;

програмне розпалювання топки і контроль її роботи;

контроль температури теплоносія і нагрівання зерна;

захист електроустаткування від струмів короткого замикання і перевантажень;

роботу розвантажувальних пристроїв шахт і охолоджувальних колон сушарки;

світлову сигналізацію про включення і відключення всіх двигунів машин і механізмів, про граничні рівні зерна в сушарках і технологічних ємностях і про відхилення температури теплоносія від заданого значення.

Крім світлової, мається аварійно - попереджувальна звукова сигналізація, що спрацьовує при аварійному зупинці якої-небудь машини, при переповненні технологічних ємностей, а також при загасанні полум'я в топці.

У схемах автоматики передбачені кнопкові пости для аварійної одночасної зупинки всіх працюючих машин у разі потреби.

Технологічні й електричні схеми автоматизації зернопункту розглянемо на прикладі автоматизації найбільше і широко розповсюдженого зерноочисно-сушильного комплексу КЗС-20Ш. Автоматизація інших агрегатів і комплексів виконана аналогічно.

Комплекс КЗС-20Ш призначений для післязбиральної обробки зернових, зернобобових і круп'яних культур. Комплекс складається з зерноочисного і сушильного відділень (рис. 4.1). Зерноочисне відділення включає завальну яму 27, автомобілепідйомник 16, завантажувальну двохпоточну норію 5, машину попереднього первинного очищення 6, повітряно - решітну машину 4, трієрний блок 1 , централізовану аспираційну систему 5, передавальні транспортери 2, транспортер відходів 19, комплект зернопроводів і блок бункерів: очищеного зерна 22, відходів 21, фуражу 20 і резервні бункери 18. Усі машини і пульти керування змонтовані на блоці бункерів, що одночасно є їх несучою конструкцією й ємностями для проміжного збереження оброблюваного зерна.

Сушильне відділення має сушарку СЗШ-16 із двома шахтами 20, 12, п'ять норій 7, 5, 11, 13, 15, охолоджувальні колони 8, 14 і станцію керування. Очисне і сушильне відділення технологічно зв'язані між собою зернопроводами.

Технологією керування передбачається можливість роботи комплексу по сімох різних варіантах: паралельно чи послідовно, за участю в роботі всіх чи окремих машин. Зерно з кузова автомобіля за допомогою автомобілепідйомника 16 вивантажують у завальну яму 17, відкіля завантажувальною норією 5 воно транспортується в машину попереднього очищення 6, а потім норіями 11 і 13 у шахти сушарки 10 і 12. Із сушарки висушене зерно подається за допомогою норій 9 і 15 в охолоджувальні колони 8 і 14 для охолодження зовнішнім повітрям, а потім норією 7 направляються на вітрорешітні машини 4 для подальшого очищення і транспортерами 2 на трієрні блоки 1 для сортування.

Очищене насіння і відходи надходять у відповідні секції блоку бункерів (рис. 4.1). Зерносушарка СЗШ-16 має дві шахти. При вологості зерна до 20% потік зерна розділяється й одночасно проходить через обидві шахти. При вологості понад 20% весь потік проходить обидві шахти послідовно. При рівнобіжній роботі шахт зерно норіями 11 і 13 рівномірно й одночасно розподіляється але двом шахтам. Висушене й охолоджене зерно норією 7 подається в резервний бункер 18 звідкіля самопливом надходить у другий потік завантажувальної норії 5.

Рисунок 4.1. Технологічна схема комплексу КЗС-20Ш.

При послідовній роботі шахт зерно з машини попереднього первинного очищення 6 норією 13 направляється в праву шахту 12. Просушене зерно розвантажувальною кареткою вивантажується в норію 15 і переміщається в охолоджувальну колону 14. Охолоджене зерно шлюзовим затвором вивантажується з колони 14 і направляється норією 11 у другу шахту 10 сушарки. Після сушіння другій шахті зерно норією 9 подається в охолоджувальну колону 8, відкіля через шлюзовий затвор порціонно вивантажується норією 7 у резервний бункер 18 а потім завантажувальною норією 5 подається на очищення.

У повітряних каналах від зерна відокремлюються легкі домішки і по системі повітропроводів виносяться в осадову камеру централізованої аспираційної системи 5, де домішки виводяться в секцію відходів, а очищене повітря вентилятором подається назовні.

У повітрорешітних машинах зернова суміш поділяється на три фракції: очищене зерно, фуражне зерно і відходи. Очищені зерно передавальними транспортерами 2 подається на трієрні блоки 1, де вони додатково очищаються від довгих і коротких домішок, що не відокремилися у повітрорешітних машинах.

У залежності від призначення і ступеня засміченості зерна трієрні блоки виставляють на паралельну чи послідовну роботу циліндрів. Чисте зерно і фракції очищення системою зернопроводів направляються у відповідні бункери.

Агрегати і комплекси для очищення зерна складаються з повітряно-решітних машин, трієрів. На повітряно-решітних машинах виконують попереднє, первинне і вторинне очищення. Трієри застосовуються для доведення продукції до певної кондиції, на трієрах відбувається розділ по довжині зерен.

Спрощена функціональна схема повітряно-решітної зерноочисної машини зображена на рис. 4.2.

Зернова маса з бункера ПБ за допомогою підживлювача П подається у повітряний канал першої операції, де з маси відокремлюються легкі домішки, які потрапляють до приймача ЛВ. Після чого зернова маса надходить на решітний сепаратор, який складається з трьох решіт І, II, III, нахилених під деяким кутом до горизонту, що приводяться в коливальний рух за допомогою електропривода. Верхнє решето є прохідним, через яке зерно основної культури просівається, а великі домішки проходять зверху і потрапляють у приймач ВВ. Нижні решета відокремлюють від потоку дрібні домішки, а основне зерно проходить через канал другої повітряної аспірації, де повітря виносить дрібні, легкі домішки, і потрапляє в бункер чистого зерна.

Як бачимо, для регулювання процесу очищення застосовується підживлювач П, який може змінювати подачу зерна в машину та заслінки ПЗ, які змінюють швидкість руху повітря в каналах аспірації.

За довжиною зерно проходить очищення на циліндричному трієрному обладнанні. Зернова маса розділяється чарунковою поверхнею циліндрів. На внутрішній поверхні робочого циліндра 1 (рис. 4.3) розташовані чарунки. Циліндр встановлений горизонтально, або під кутом 1,5° і весь час обертається. В середині циліндра розташований жолоб. Короткі зерна 4, що западають у чарунки при обертанні циліндра, потрапляють у жолоб 2, виводяться зовні за допомогою шнеку. Довгі зерна 3 сходять з циліндра при його обертанні.

Рисунок 4.2. Функціональна схема повітряно-решітної машини для зерноочи­щення: ПБ — приймальний бункер; П — підживлювач; І, II, III — решета; ПЗ — вітряні заслінки; ЛВ — приймач легких відходів; ВВ — приймач великих відходив МВ — приймач малих відходів; БЗ — бункер зерна

Регулювання процесу в трієрах може відбуватися тільки зміною подачі зернової маси в трієр.

Рисунок 4.3. Розділення насіння на трієрах. 1 – циліндр; 2 – жолоб; 3 – довгі зерна; 4 – короткі зерна.

У залежності від призначення і ступеня засміченості зерна трієрні блоки виставляють на паралельну чи послідовну роботу циліндрів. Чисте зерно і фракції очищення системою зернопроводів направляються у відповідні бункери.

  Для захисту кіл живлення електродвигунів від струмів короткого замикання встановлено автоматичні вимикачі QF1 – QF4, захист електродвигунів від перевантаження здійснюється за допомогою теплових реле КК – КК11 ( на схемі непоказані).

Дистанційне керування електродвигунами установки здійснюється за допомогою магнітних пускачів.

Принципова електрична схема автоматичного керування очисним відділенням комплексу КЗС-20Ш показана на рисунку 4.4. У залежності від кількості і засміченості зернової маси установлюють відповідне положення перемикачів SA1 і SA2, якими дається режим роботи устаткування по сімох різних варіантах: при перемиканні перемикача SA1 у положення 3 можлива робота всіх машин попередньої, повітряно - решітної і трієрного очищення, а також загальна робота першої чи другої лінії машин у залежності від вмикання перемикача SA2 (положення 1 чи 2). Якщо перемикач SA1 знаходиться в положення 1, то   можлива робота машин у вищевказаних трьох варіантах, але без трієрних блоків. Коли перемикач SA1 у положенні 2, працює також машина попереднього очищення.

Щоб запобігти завал зерна при пуску і зупинці машин послідовність пуску електроприводів машин протилежна руху зерна, а послідовність зупинки збігається з потоком зерна. Як приклад розглянемо роботу схеми при включенні машин по основному варіанті, коли включаються всі машини. Спочатку включають автоматичні вимикачі, перемикач SA1 ставлять у положення 3, a SA2 у положення 2 і кнопкою SB20 подають попереджувальний звуковий сигнал НА про пуск машини, а потім кнопкою SB2 включають у роботу електропривод централізованої аспираційної системи. Після цього кнопками SB4 і SB6 включають електроприводи потужністю по 2,2 кВт, двох блоків трієрів. Передавальні транспортери і повітряно - решітні машини працюють від електроприводів які включають кнопками SB8, SB12 і SB10, SB14 після замикання блок - контактів КМ2:2 і КМ3:2 у ланцюгах магнітних пускачів КМ4, КМ5. Тільки після цього можна включити кнопкою SB 16 через блок - контакти КМ6:2 чи КМ7.2 електроприводи  норії,  машини попереднього очищення і  транспортера відходів, а потім кнопкою SB18 — електропривод  завантажувальної норії. Автомати заслінки норії АЗН1 і АЗН2 відкриваються автоматично від блок - контактів КМ11:2.

Зупиняють машини в зворотній послідовності, натискаючи кнопки «Стоп» SB17...SB1.

Рисунок 4.4. Принципова електрична схема автоматичного керування зерноочисного агрегату КЗС – 20Ш

У випадку переповнення бункерів переключаються контакти датчиків рівня SL1...SL4 і включається звуковий сигнал НА, а відповідна сигнальна лампа HL1...HL4 вимкнеться.