РАЗДЕЛ 2
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВТОРИЧНОЙ СЕПАРАЦИИ
КАРТОФЕЛЯ
2.1. Обоснование и разработка конструктивно-технологической схемы
пневмофрикционного сепаратора картофельного вороха
В процессе сепарации обрабатываемый материал известного многокомпонентного
состава при непрерывной подаче последовательно пропускается через систему
элементарных сепараторов (решет, воздушных каналов, триеров и др.) с целью
выделения основного продукта [61, с.25]. На каждой ступени сепарации
(элементарном сепараторе) материал (в нашем случае картофельный ворох)
разделяется по комплексу механико-технологических свойств, одно из которых
доминирует. При этом каждый из компонентов вороха индивидуально сравнивается с
разделяющим признаком, происходит как бы оценка принадлежности данного
компонента к одной из конечных фракций сепарации. Взаимодействие компонентов
вороха, характер их движения, мгновенное положение, нестабильность признаков
разделения препятствуют качественной работе сепараторов и порождают ошибки
(засоренность, потери, повреждения клубней). Особенные трудности для
качественной работы сепараторов, как указывает доктор технических наук Б.П.
Шабельник, возникают при работе с ворохом, содержащим прочные почвенные комки,
отделить которые механическим способом, не повредив при этом клубни, очень
сложно.
Говоря о картофельном ворохе, который поступает на вторичную сепарацию, мы
понимаем механическую смесь твердых тел, обладающих различными
механико-технологическими свойствами, пространство между которыми заполнено
воздухом. Если принять во внимание, что компоненты вороха обладают упругостью и
прочностью, то его можно назвать сыпучей средой [29, с.15].
Технологический процесс вторичной сепарации картофельного вороха относится к
числу стохастических процессов, которые отличаются сложными
пространственно-временными связями с количеством операций больше одной.
Очевидно, что для выполнения данного технологического процесса необходим
технический объект, в качестве которого нами предлагается пневмофрикционный
сепаратор картофельного вороха.
Для разработки конструктивно-технологической схемы пневмофрикционного
сепаратора исследуем данный технический объект при помощи методов системного
анализа. С этой целью требуется определить его основные свойства, необходимые в
процессе выполнения технологического процесса сепарации. К таким свойствам
(характеристикам) можно отнести:
- существование связей с окружающей средой (материальные, энергетические и
информационные детерминированные связи с системами окружающей среды);
- полный набор выполняемых данным техническим объектом функций (подача и
рассредоточение компонентов картофельного вороха на рабочих органах, отделение
примесей и раздельная выгрузка компонентов);
- наличие довольно сложной структуры, то есть совокупности устойчивых связей
между узлами (модулями) сепаратора, от которых зависит значение функциональных
свойств, образующих техническую характеристику данного технического объекта [62
- 64].
Приведенные свойства или характеристики будут определять наиболее существенные
черты структуры и функционирования разрабатываемого технического объекта,
который в свою очередь можно рассматривать исходя из теории систем [62,
с.132-135], что подтверждает правомерность применения методов системного
анализа.
В настоящее время в системных исследованиях можно выделить три основных
направления: структурно-функциональный анализ, структуру исследования и
непосредственно системный подход.
Структурно-функциональный анализ пневмофрикционного сепаратора, как сложной
технической системы, предполагает изучение данного объекта с точки зрения
выполняемых функций. На структурной схеме (рис.2.1) процесс функционирования
данной технической системы представлен во взаимосвязанном изменении состояний
элементов и подсистем, выражаемых физическими параметрами [65, с.19]. В системе
существуют отношения подчинения (сплошные линии), соподчиненности (пунктирные
линии) и взаимодействия (штрихпунктирные линии) [64, 66].
При этом можно выделить основную функцию данной системы – разделение
картофельного вороха по отличию механико-технологических свойств компонентов
(плотность и фрикционные свойства). И обозначить функции подсистем – подача и
рассредоточение компонентов вороха на рабочих органах, предварительная
сепарация на вращающейся конической прутковой поверхности, основная сепарация и
раздельная выгрузка компонентов. Путем комбинации функций подсистем можно
получить более эффективный способ выполнения основной функции
пневмофрикционного сепаратора. Таким образом, выполненный
структурно-функциональный анализ позволяет представить данный технический
объект как организованную систему и перейти к разработке и изучению ее
структуры.
Структура системы представляет собой фиксированную совокупность подсистем и
связей между ними. В свою очередь подсистема – это совокупность отдельных
элементов с их связями [62-68]. Для выполнения структурных исследований
пневмофрикционного сепаратора проведем декомпозицию данной сложной технической
системы, предполагая, что функциональная сущность является одной из главных
предпосылок структурного синтеза.
Помимо основной функции системы исходными в задаче синтеза являются следующие
сведения о назначении исследуемой системы: недопустимость повреждения клубней;
минимальное содержание после сепарации в картофельном ворохе минеральных
включений (свободная почва, почвенные комки, камни) и некондиционных клубней;
возможность выпо
- Київ+380960830922