Archiv für Landtechnik: Band 7, Heft 3 [Reprint 2022 ed.] 9783112654224

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DEUTSCHE DEMOKRATISCHE REPUBLIK DEUTSCHE AKADEMIE DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN ZU BERLIN

ARCHIV FÜR

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BAND 7 • 1968 • HEFT3

Aich. Landtechnik . Bd. 7 • 1968 • H. 3 • S. 189—233 • Bctlin

Herausgeber: Deutsche Demokratische Bepublik • Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin Chefredakteur: Prof. Dr.-Ing.

HEINRICHHEYDE,

Berlin

Redaktionskollegium: Prof. Dr.-Ing. W E E N E R GRUNER, Dresden; Prof. Dr. agr. Dipl.-Ing. KONRAD R I E D E L , Halle; Dr.-Ing. HELMUT REICHEL Leipzig; Dr. agr. GEBHARD MÄTZOLD, Gundorf; Dr. agr. ERIOH KRAAZ, Potsdam-Bornim Technische Redaktion: Dr. agr.

JOACHIM GÜSSEFELDT,

Berlin

Das „Archiv für Landtechnik" erscheint in Heften mit einem Umlang von ]e 5 Druckbogen (80 Selten). Das letzte Heft eines Bandes enthält Inhalts-, Autoren- and Sachverzeichnis. Der Bezugspreis je Heft beträgt 10,— M. Sonderpreis f ü r die DDR 6,— M. Die Schriftleitung nimmt nur Manuskripte an, deren TJmfang 25 Schrelbmaschlnenseiten nicht Oberschrelten und die bisher noch nicht, auch nicht In anderer Form, im In- oder Ausland veröffentlicht wurden. Jeder Arbelt 1st eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Ergebnissen (nicht länger als 20 Zeilen), wenn mSglich auch in russischer und englischer bzw. französischer Sprache, beizufügen. Gegebenenfalls erfolgt die Übersetzung in der Akademie. Manuskripte sind zu senden an die Schriftleltnng: Dr. agr. JOACHIM GÜBSBFELDT, Institut für Landwirtschaftliche Information und Dokumentation, 108 Berlin, Krausenstr. 38/39. Die Autoren erhalten UmbruchabzOge zur Korrektur mit befristeter Termlnstellung. Bei Nichteinhaltung der Termine erteilt die Redaktion Imprimatur. Das VerfQgungsrecht fiber die im Archiv abgedruckten Arbelten geht ausschließlich an die Deutsche Akademie der landwirt9chaftswlssenschaften zu Berlin Ober. Ein Nachdruck in anderen Zeltschriften oder eine Übersetzung in andere Sprachen darf nur mit Genehmigung der Akademie erfolgen. Kein Teil dieser Zeltschrift darf in irgend einer Form — durch Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren — ohne schriftliche Genehmigung der Akademie reproduziert werden. Ffir jede Arbeit werden unentgeltlich 100 Sonderdrucke geliefert. Das Honorar betragt 40,— M je Druckbogen und schliefit auch die Urheberrechte für das Bildmaterial ein. Dissertationen, auch gekOrzte bzw. geänderte, werden nicht honoriert. Verlag: Akademie-Verlag GmbH, 108 Berlin, Leipziger StraBe 3—4, Fernruf: 220441. Telex-Nr. 112020. Postscheckkonto : Berlin 35021. Bestellnummer dieses Heftes: 1043/VII/3. Veröffentlicht unter der Lizenznummer 1304 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik. Gesamtherstellung: VEB Druckerei „Thomas Müntzer", 682 Bad Langensalza. All rights reserved (Including those of translations into foreign languages). No part of this issue may be reproduced in any form, by photoprint, microfilm or any other means, without written permission b o m the publishers.

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LANDTECHNIK Ä i—i h-l « W PQ O
l w I—I s w ö und gleichzeitig im entgegengesetztem Drehsinn um Zentrum 0 X mit einer Winkelgeschwindigkeit von co^

Abb. 19 Kinematisches Schema des Trieurs nach BOK a> — Winkelgeschwindigkeit der Rotation um 0 üjj — Winkelgeschwindigkeit der Rotation um 0X

Auf diese Weise wirken auf die Kurzkörner, die in die Taschen gefallen sind, die Zentrifugalkräfte, die bei der Bewegung des Zylinders um die Achsen O und 0 X entstehen. Die Beziehung zwischen den Winkelgeschwindigkeiten a> und a>1 ergibt, daß in zeitlichen Abständen, entsprechend einem bestimmten Drehwinkel die Kurzkörner, die sich in den Taschen befinden, unter der Einwirkung der

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Differenz der Zentrifugalkräfte die Taschen verlassen und in die Mulde gelangen, wo sie dann nach unten fallen. Körnerteilchen, die größer sind als die Zellen, können sich nicht einlagern und rutschen deshalb längs des Zylinders nach unten. Das beschriebene Modell wurde von BOK [3] untersucht. Er bestimmte einige optimale Parameter: Die Beziehungen zwischen den Radien und den Winkelgeschwindigkeiten, die Abmessungen der Mulde und ihre Lage im Zylinder, die spezifische Belastung für verschiedene Sichtgüter. Die Ergebnisse der Untersuchungen lassen den Schluß zu, daß die Trennung eines Körnergemisches nach der Länge möglich ist, obgleich die Sichtgüte gering war. Betrachtet man den letzten Umstand und die komplizierte Konstruktion des beschriebenen Trieurs, begreift man, daß weitere experimentelle Untersuchungen eingestellt wurden. BOK hat noch einen B a n d t r i e u r als Schnelläufer vorgeschlagen (Abb. 20), bei dem der Arbeitsprozeß nur bei K > 1 durchgeführt werden kann [3]. Der Trieur

Abb. 20: Schema des Bandtrieurs nach BOK II Kurzkörner 1 Zylindersieb; 3 Band; 2 und 4 Köllen; 5 Spannrolle; 6 Abstreifer

besteht aus einem Zylindersieb 1 mit runden Löchern, dessen Wandstärke gleich der Tiefe der Zellen eines Zylindertrieurs ist, und einem endlosen elastischen Band 2, das die Hälfte der Sieboberfläche bedeckt und über die Rollen 3 und 4 geführt wird. Die Öffnungen, die vom Band bedeckt sind, bilden Zellen und die Durchmesser derselben wurden so gewählt, daß Kurzkörner sich einlagern und Langkörner herausfallen können. Bei der Drehung des Zylinders mit einer Drehzahl, die die Drehzahl der herkömmlichen Trieure um ein Mehrfaches übertrifft, fällt das Korngemisch auf die Zylinderfläche, Teile dieses Gemisches fallen in die Zellen. Dabei werden die Langkörner durch den Abstreifer 6 abgestreift und fallen erneut auf den Zylinder. Nach mehrmaligem Fallen in die Zellen und Abstreifen gelangen die Körner zum anderen Ende des Zylinders und sammeln sich im Langkornbehälter. Die Kurzkörner schlüpfen unter dem Abstreicher 6 hindurch und gelangen in die Zone, wo kein Band den Zylinder umgibt. Durch die Zentrifugalkraft, die die Masse der Teilchen um ein Vielfaches übertrifft, schlüpfen sie durch die Zellen hindurch und fallen in den Kurzkornbehälter. Nach diesem Schema wurde im WISCHOM ein Bandtrieur gebaut, mit dem längere Teile aus Weizen ausgelesen wurden (Abb. 21). Der Arbeitsprozeß verläuft wie beim vorigen Verfahren. Zum Unterschied wurden Bürsten anstelle von Ab-

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MIKAJEV: Theoretische und experimentelle Untersuchungen eines Trieurs mit senkrechter Achse

Streichern eingebaut. Bei der Durchführung der Experimente wurde der Einfluß der Zylinderdrehzahl, der Form, Tiefe und Abmessung der Zellen auf die Leistung und den Reinheitsgrad bestimmt, ferner die Abhängigkeit zwischen Reinheitsgrad und Neigungswinkel des Zylinders, der Umfangsgeschwindigkeit, An-

Abb. 2 1 : Bandtrieur nach WISCHOM I Langkörner 11 Kurzkörner Abb. 21a: Aufriß 5 Schnecke; 6 Trichter Abb. 21b: Seitenansicht 1 Zylindersieb; 2 Band; 3 Bürste; 4 Abstreifer

zahl und Lage der Bürsten. Bei der Arbeit mit der optimalen Drehzahl von 225 U/min und einem Körnergemisch von 90% Weizen und 10% Hafer erhielt man eine Leistung von4000 kg/h m 2 und eine Reinheit des Hauptproduktes von 99,3%. Die Weizenverluste im Abgang betrugen 8,4% (Abb. 22). Einen besseren Reinigungseffekt erhält man bei einer steigenden Getreidebewegung zum Ausgang hin bei nach oben geneigtem Zylinder. Bei horizontaler Aufstellung des Zylinders mit und ohne Stauring wird ein Reinheitsgrad von maximal 97% erreicht, aber die Verluste der Hauptkultur im Abgang betragen bis 70% [10]. Für das Herausbringen der Langkörner aus den Zellen verwendete man Bürsten. Die beste Reinigung von Weizen wurde bei der Anordnung von 2 Bürsten im oberen Teil des

X

s 150

200

n

20

300

s

U/min

Abb. 22: Reinheitsgrad E der Weizenreinigung und Verlustkoeffizient F^ in Abhängigkeit v o n der Zylinderdrehzahl n [10]

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Zylinders erreicht. Die Bürstendrehzahl betrug 200 U/min. Weitere Vergrößerung der Drehzahl zeigte eine Verminderung des Reinheitsgrades und Vergrößerung der Fehlausträge (Abb. 23). Von den geprüften Zellenformen erwiesen sich die runden, konischen Öffnungen mit Abmessungen von 7 mm Innen- und 8 mm 99 % 96

20

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400 U/min

Abb. 23: Der Einfluß der Bürstendrehzahl n, der Lage und der Anzahl der Bürsten auf den Reinheitsgrad e der Weizenreinigung und den Verlustkoeffizient Fi [10]. 1, 2, 3 4, 5, 6 a b c

Reinheitsgrad des Weizens Weizenverluste zwei Bürsten eine oben angebrachte Bürste eine unten angebrachte Bürste

Außendurchmesser und einer Wandstärke des Zylinders von 3,2 mm am günstigsten. In Zellen mit zylindrischer Form klemmten die Körner, infolgedessen veringerten sich die Leistung und die Trennqualität. Dieser Bandtrieur hat gegenüber dem Zylindertrieur folgende Nachteile: 1. Komplizierte Konstruktion 2. Es können Körner zwischen Band und Zylinder fallen, wodurch der Prozeß unterbrochen werden muß. 3. Ein verhältnismäßig hoher Prozentsatz von Weizen ist im Abgang. 4. Es können Weizen- und Haferkörner durch die Abstreifbürsten an den scharfen Kanten der Zylinderzellen zerkleinert werden. Die hohe Leistungsfähigkeit desTrieurs empfiehlt die Suche nach weiteren Wegen zur Verminderung der festgestellten Unzulänglichkeiten und zur Ausarbeitung einer vollkommeneren Konstruktion. Zum Auslesen des Kurzkornes aus Weizen wurde von GRIGOBOWIC ein Zylindertrieur gebaut (Abb. 2 4 ) , der nach folgendem Prinzip arbeitet: Das im Zylinder 1 aufzubereitende Material gelangt über die Zuflußrinne 2 in eine Schnecke, 3 von der es in einer gleichmäßigen Schicht in der gesamten Zylinderlänge über Führungsbleche 4 zugeführt wird. Die Kurzkörner werden durch die Zellen in die Mulde 5 getragen, wo sie die Schnecke 8 zum Zylinderende hin befördert; die Langkörner werden bis zu einem bestimmten Winkel hochgefördert und fallen in die untere Auffangmulde 15 Archiv für Landtechnik, Bd. 7, H. 3

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MINAJEV: Theoretische und experimentelle Untersuchungen eines Trieurs mit senkrechter Achse

6 mit der Schnecke 7, die sie ebenfalls aus dem Zylinder transportiert. Im Unterschied zu den herkömmlichen Zylindertrieuren wurde in dieser Konstruktion eine Yerteilerschnecke 3 angewandt, die % der Zylinderlänge erreichte, wodurch eine gleichmäßige Belastung der Zellenfläche garantiert wurde.

Abb. 24: Zylindertrieur nach GBIGOROWIC I Langkörner I I Kurzkörner 1 Zylinder; 2Zuflußrinne; 3Schnecke; 4 Ftthrungsbleche; 5 Mulde; 6 Auffangmulde; 7 und 8 Schnecken

Deshalb entfällt die Notwendigkeit des mehrmaligen Einwirkens der Zellenfläche auf die Körner bei ihrer Bewegung vom Eingang bis zum Ausgang des Zylinders: Die Langkörner fallen sofort in die untere Auffangmulde 6, werden aus dem Zylinder getragen und geben somit den nachfolgenden Körnern die Zellen zur Sortierung frei. Es wurde ein Trieur mit 800 mm Durchmesser und 1800 mm Länge beim Auslesen von Kurzkorn aus Weizen untersucht. Die durchschnittliche Leistung betrug 8,5 t/h bei einer guten Sichtgüte von 70--75%. Bei Vergleichsuntersuchungen mit Scheibentrieuren, unter Verwendung des gleichen Ausgangsgemisches, konnte eine Sichtgüte von nur 50—53% erzielt werden [48, 49]. Die durchgeführten Untersuchungen zeigten, daß ein solcher Trieur für die Auslese von Kurzkorn aus Weizen eingesetzt werden kann. Als Nachteil dieser Konstruktion muß der komplizierte Antriebsmechanismus und der zusätzliche Einbau von 2 Schnecken angesehen werden. Die eine Schnecke wird für die gleichmäßige Körneraufgabe und die zweite zum Transport des ausgelesenen Langkornes benötigt. Im Jahre 1959 schlug B A L K I N [1] einen B a n d t r i e u r mit innen angebrachten Zellen vor (Abb. 25). Es empfiehlt sich, das Band unter einem Winkel anzuordV

Abb. 25: Bandtrieur nach BALKIN II Kurzkörner 1 Kunststoff band; 2 obere Umlenkrolle; 3 untere Umlenkrolle; 4 Auffangmulde

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nen, der es den Langkörnern ermöglicht, aus den Zellen zu fallen. Die Achsen der Umlenkrollen sind zur Horizontalen um etwa 2° geneigt, wodurch ein Wandern der Körner von der Auf- zur Abgabe möglich ist. Die gerade Fläche des Bandes bei diesem Trieur ermöglicht, die Bandumfangsgeschwindigkeit zu erhöhen, wodurch die spezifische Leistung ohne Verschlechterung der Auslesegüte vergrößert wird. Der vorgeschlagene Trieur arbeitet wie folgt: Die Körner, die in die Zellen gefallen sind, werden auf einer geraden Fläche nach oben befördert. Die Langkörner fallen aus den Zellen heraus und wandern allmählich zur anderen Seite des Bandes. Die Körner, die vollständig in den Zellen liegen, werden höher gehoben und gelangen über die obere Umlenkung in den abführenden Teil des Bandes. Unter Einwirkung des eigenen Gewichtes fallen sie aus den Zellen in die Auffangmulde 4, von wo sie mit einer Schnecke nach außen befördert werden. Nach vorläufigen experimentellen Untersuchungen, die von dem Autor durchgeführt wurden, konnte festgestellt werden, daß dieser Bandtrieur Vorteile gegenüber den herkömmlichen Trieuren hat. Es müssen noch umfangreiche theoretische und experimentelle Untersuchungen erfolgen, um die optimalen Parameter des Bandtrieurs zufinden. 1 9 6 3 und 1 9 6 6 wurden von M I N A J E V U. a. [ 3 8 , 3 9 , 4 0 ] Scheibentrieure und ein Z y l i n d e r t r i e u r gebaut. Bei diesem wurde zur Unterstützung des Herausfallens der Kurzkörner aus den Zellen ein Windstrom benutzt. Infolgedessen konnte der Trieur mit einer Drehzahl arbeiten, die die kritische mehrmals überbot, was eine hohe Leistung mit sich brachte. Dieser Trieur (Abb. 26) besteht aus dem Zylinder 1, in dessen Arbeitsoberflächen Öffnungen gebohrt sind. Ein Außennetz 3 umschlingt den Zylinder und bildet dadurch die Zellen. Entlang des unteren Zylinderteils ist eine Saugleitung angebracht, die das Füllen der Zellen mit Kurzkörner verbessern soll; Am oberen Zylinderteil ist eine Druckleitung 4 angebracht, um mit Hilfe von Druckluft die Kurzkörner aus den Zellen herauszu-

Abb. 2 6 a Abb. 2 6 : Zylindertrieur nach

Abb.

26

b

MINAJEV

Abb. 26 a : Aufriß 3 Außennetz; 7 Trichter; 8 Gebläse; I und I I Sammelbehälter Abb. 26 b : Seitenansicht 1 Zylinder; 2 Saugleitung; 4 Druckleitung; 5 Auffangmulde; 6 Schnecke; 9 Abstreifer 15»

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MINAJEV : Theoretische und experimentelle Untersuchungen eines Trieurs mit senkrechter Aclise

blasen. Das Gebläse 8 wälzt die Luft um. Aus dem Trichter 7 fällt das Korngemisch in den unteren Teil des Zylinders, und unter der Einwirkung des Eigengewichtes des Kornes, der Zentrifugalkraft und des Soges, der durch den Luftstrom erzeugt wird, fällt es in die Zellen. Die Langkörner werden durch den Abstreifer 9 abgestreift und fallen wieder in den unteren Zylinderteil. Nach einigen Wiederholungen dieses Vorganges gelangen die Körner allmählich zum Zylinderende und fallen in den Sammelbehälter I. Die Tiefe der Taschen ist so gewählt, daß die sich darin befindenden Kurzkörner nicht abgestreift werden können und somit den oberen Teil des Zylinders erreichen, wo sie mit Hilfe der Druckluft in die Auffangmulde 5 geblasen und von dort mit einer Schnecke 6 in den Sammelbehälter II befördert werden. Es wurde ebenfalls eine Vorrichtung gebaut, die es erlaubt, die Frage des Hineinfallens der Körner in die Taschen und das Herausblasen aus ihnen bei großen Umfangsgeschwindigkeiten experimentell zu untersuchen. Es besteht außerdem ein großes theoretisches und praktisches Interesse am Auswurfvorgang für das Langkorn aus den Zellen von Trieuren mit Abstreifern oder mit drehenden Bürsten, der mit Hilfe der o.g. Vorrichtung untersucht werden könnte. 2.5.

Schlußfolgerung

Zur Trennung eines Korngemisches nach der Länge verwendet man Trieure, die mit Zellen bestimmter Form und Größe versehen sind. In der Praxis benutzt man Trieure, bei denen sich die Zellenfläche dreht. Trieure, bei denen sich die Zellenfläche geradlinig bewegt, sind bisher nur experimentell im Labor untersucht worden. In Europa wird in der Landwirtschaft und in der Müllereiindustrie vorwiegend der Z y l i n d e r t r i e u r dank seiner einfachen Konstruktion, billigen Herstellung, Zuverlässigkeit bei der Arbeit, bequemen Bedienung und seines geringen Energieverbrauches eingesetzt. Der S c h e i b e n t r i e u r fand vor allem in den USA große Anwendung in Speichern und Mühlen. Er verbraucht viel Energie, ist relativ schwer, beschädigt die Keimlinge und verringert somit die Keimfähigkeit von Samen und hat eine schlechtere Auslesequalität als ein Zylindertrieur. Die spezifische Leistung eines Zylindertrieurs ohne Zusatzeinrichtungen beträgt beim Auslesen von Kurz- oder Langkorn aus Weizen nicht mehr als 660 kg je h • m a . In den letzten 15 Jahren wurden eine Reihe neuer Trieurvarianten untersucht mit dem Ziel, die spezifische Leistung zu vergrößern. In der Hauptsache wurde die Umfangsgeschwindigkeit vergrößert und das Hineinfallen der Körner in die Zellen verbessert. Durch das Fehlen von Hochleistungstrieuren in der Landwirtschaft und in der Müllereiindustrie steht die Aufgabe, neue Konstruktionen auszuarbeiten, die eine höhere spezifische Leistung bei gleichzeitig hoher Auslesequalität, einfacher Bauart, einfacher Bedienung und niedrigem Energiebedarf aufweisen.

Archiv für Landtechnik, Band 7, 1968, Heft 3

3.

Theoretische Betrachtung des TrennVorganges im Zylindertrieur

3.1.

Frühere Untersuchungen

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In der Entwicklung der Theorie über die Scheiben- und Zylindertrieure spielen russische und deutsche Wissenschaftler eine große Rolle. Diese Arbeit begann G O H J A C K I N [19], der einige kinematische Parameter für Zylindertrieure bestimmte und an Hand der Wahrscheinlichkeitstheorie die Gleichung zur Berechnung der erforderlichen Zellenanzahl entwickelte, um das Kurzkorn aus dem Getreidegemisch mit bestimmter Zusammensetzung auszusondern. Eine umfangreichere theoretische Untersuchung des technologischen Prozesses von Trieuren führte P O L E T A J E W [45, 4 6 ] durch, der in seinen Arbeiten eine Reihe mathematischer Abhängigkeiten vorlegte. Diese bestimmen z.B. die Lage eines Teilchens, das sich an der umlaufenden Zylinderfläche befindet, die Dicke der Getreideschicht in dem Zylinder, die Voraussetzungen für das Hineinfallen der Körner in die Zellen usw. Einen großen Raum in der Trieurtheorie nehmen die Arbeiten von L E T O S N E W [32, 3 4 ] ein, der die theoretischen Ausarbeitungen von P O L E T A E J W besonders bei der Bestimmung von kinematischen Parametern und von Berechnungsmethoden für Zylindertrieure fortsetzte. Auf dem Gebiete der e x p e r i m e n t e l l e n U n t e r s u c h u n g e n führten PAWLOW§ K I J [43, 4 4 ] und Viktorova [62, 6 3 ] Arbeiten durch, bei denen sie die optimalen kinematischen Parameter von Zylindertrieuren experimentell ermittelten, zulässige spezifische Belastungen für das Getreidegemisch mit verschiedenem Anteil an Kurz- und Langkorn bestimmten, und empirische Abhängigkeiten für den Koeffizient der Zellenausnutzung und die Umlagerungsgeschwindigkeit der Getreideschicht im Zylinder vorlegten. Einen wesentlichen Beitrag zur theoretischen und experimentellen Ausarbeitung leisteten die deutschen Wissenschaftler. F I S C H E R [12] untersuchte z. B. den technologischen Prozeß im Scheibentrieur. Mit Hilfe dieser Ergebnisse lassen sich die optimalen Drehzahlen der Scheiben bei verschiedenen Getreidegemischen und verschiedenen Belastungen festlegen. Etwas später untersuchte H A L T M E I E R [22] den technologischen Prozeß in Zylindertrieuren hinsichtlich der Drehzahlen und Umfangsgeschwindigkeit der Trommel und der Auswurftrajektorie für das Kurzkorn. Eine umfangreiche Arbeit zur Untersuchung des Zylindertrieurs mit Schwingungen hat W E B E R [13, 6 7 ] durchgeführt, der als erster bewiesen hat, daß zur Verbesserung des Trenneffektes der Abstand zwischen der Muldenwand und dem Zylinder so klein wie möglich gehalten werden muß. W E B E R wendete hydrodynamische Gesetze zur Beschreibung der Getreidebewegung im Zylinder an. widmete sich den Fragen der Auslese von Unkrautbeimengungen aus Grassamen. Dabei wurden die wichtigsten Fragen behandelt, die theoretisch und experimentell gelöst wurden, um die optimalen technologischen, kinetmatischen und konstruktiven Parameter zu gewinnen, die den technologischen Prozeß der Reinigung im Trieur verbessern und die spezifische Leistung sowie die Trennschärfe erhöhen. An Hand der angestellten Analyse wird die L A M P E T E R [30, 31],

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MIKAJET: Theoretische und experimentelle Untersuchungen eines Trieurs mit senkrechter Achse

Möglichkeit weiterer Wege zur Intensivierung des Trennvorganges von Körnergemischen in einem Trieur untersucht [8, 15, 24, 36]. 3.2.

Schlußfolgerung

Der Überblick über die Untersuchungen des technologischen Prozesses in den Zylindertrieuren zeigt, daß die Hauptgesetze der Trennung von Korngemischen mit Zellenflächen erforscht wurden. Man beschrieb die Art der Kornbewegung in der umlaufenden Trieurtrommel, erläuterte die Ursachen für die Bildung der unbeweglichen Schicht, untersuchte die Voraussetzungen für das Hineinfallen der Körner in die Zellen und das Herausfallen aus ihnen, lieferte Gleichungen zur Bestimmung der Kräfte, die auf das sich im relativen Gleichgewicht befindliche Kornteilchen wirken und legte die Gleichungen zur Berechnung der Axialgeschwindigkeit des Korngutes vor. Analytisch und experimentell wurden optimaleTParameter der Trommellänge und des Trommeldurchmessers für gewählte Arbeitsbedingungen begründet. Man untersuchte den Einfluß des kinematischen Kennwertes des Zylinders auf die Leistung und Arbeitsgüte des Trieurs. An Hand dessen wurden optimale Drehzahlen für jeden Zylinderdurchmesser gefunden. Untersucht wurde die Abhängigkeit des Koeffizienten der Zellenausnutzung von der Belastung, der Zusammensetzung der Korngemische, der Drehzahl, der Schwingungsfrequenz und -amplitude des Zylinders. Auf Grund der durchgeführten theoretischen und experimentellen Untersuchungen gelang es, die Trieurleistung zu steigern, die jedoch die wachsenden Forderungen der Landwirtschaft nicht erfüllt, da die spezifische Leistung gegenüber den anderen Arbeitsorganen von Kornreinigungsmaschinen am niedrigsten liegt. Daher wird dieser Arbeit die Aufgabe zugrunde gelegt, nach Wegen zur Erhöhung der spezifischen Leistung der Arbeitsorgane von Kornreinigungsmaschinen zu suchen, die das Korngut nach der Teilchenlänge trennen. 4.

Methoden zur Beurteilung der Sichtgüte

4.1.

Vorhandene Methoden

Bei der mathematischen Auswertung der Versuchsergebnisse ist eine qualitative und quantitative Beurteilung der Fraktionen erforderlich, die bei der Trennung des Korngemisches mit Hilfe der Arbeitsorgane einer Saatgutaufbereitungsmaschine gewonnen wurden [5,35]. Die Problematik ist für jeden Trenn- oder Sortiervorgang die gleiche. Beim Trieur werden durch die Trennung des Korngemisches in zwei Fraktionen zusammen mit den kurzen Beimengungen auch lange Teile in die Mulde gelangen. Außerdem werden sich im Endprodukt des Zylinders noch kurze Teile befinden, die nicht ausgelesen wurden [25,28]. Die Bestimmung der Sichtgüte r\ von Schüttgütern auf Sieben erfolgt aus der Gleichung von Gorjaokin [19] als Verhältnis der Kornmenge, die tatsächlich das Sieb verläßt oder passiert, zur Kornmenge, die theoretisch abgetrennt werden soll.

Archiv für Landtechnik, Band 7, 1968, Heft 3

(2)

Ä Q0 a0 b0 A B

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Korngemisch Anteil der ersten Komponente im Korngemisch Anteil der zweiten Komponete im Korngemisch Siebüberlauf Siebdurchlauf

Mit diesen Gleichungen werden nur quantitative Arbeitskennzahlen von Maschinen berücksichtigt. Im allgemeinen muß aber nicht nur die mengenmäßige Zusammensetzung der Fraktionen, sondern auch ihre Güte beachtet werden, da das ausgeschiedene Hauptprodukt noch fremde Beimischungen besitzt. Es wurden von mehreren Forschern Gleichungen vorgeschlagen, die auch die qualitative Seite des Trennvorganges berücksichtigen [6, 7, 42, 53]. Eine ausführliche Analyse vorhandener Auswertmethoden, ihre Weiterentwicklung und Verallgemeinerung wurde in den Arbeiten [41, 57] gezeigt. 4.2.

Vorschlag einer neuen Methode zur Bestimmung der Sichtgüte bei Schüttgütern

Die bisherigen Methoden zur Einschätzung der Sichtgüte von Schüttgütern und auch die hier vorgeschlagene Methode leiten sich von Goejacktn [19] ab. In Abb. 27 wird der Trennvorgang des Korngemisches Q0 das aus zwei Komponenten a0 und b0 besteht, in zwei Fraktionen A und B gezeigt. Die Linie LM teilt das Korngemisch, das in Form eines Quadrates dargestellt wird, in zwei Rechtecke I und I I auf, wovon jedes aus Komponenten a0, b'0 und a0, b"0 besteht, die nach Absolutwerten a 0 , b0 entsprechen, und relativ untereinander gleich sind:

Kl = Kl = Kl M = Kl = Kl

(3)

(4)

Die Anreicherung der Komponente b0 zur Größe b2 ist nur oberhalb der Linie LM möglich, d.h. im Rechteck I, und der Komponente a 0 zur Größe aT unterhalb der Linie, d.h. im Rechteck II. Daher wird der Trennvorgang in jedem Rechteck gesondert untersucht. Im oberen Rechteck I ist die Menge der ausgeschiedenen Komponente b: K -a2)

B = (b2 — b0) B.

Die Größe der Komponente b, die am Trennvorgang beteiligt ist, beträgt: Qo ao b'o Unter Berücksichtigung der Gl. (4) ist Qo «o K = Qo «o &o

212

Minajev: Theoretische und experimentelle Untersuchungen eines Trieurs mit senkrechter Achse

B

A

I ?

V?

o

£ L

WMM

M

•Q Qo

Abb. 27: Schema der Trennung einer Modellmischung in zwei Fraktionen Q„ A a, b, a1

— Korngemisch — Siebüberlauf; B — Siebdurchlauf — Anteil der ersten Komponente im Korngemisch — Anteil der zweiten Komponente im Korngemisch — Anteil der ersten Komponente im Siebüberlauf — Anteil der zweiten Komponente im Siebüberlauf a z — Anteil der ersten Komponente im Siebdurchlauf b2 — Anteil der zweiten Komponente im Siebdurchlauf Es gelten folgende Beziehungen:

A + B = Q0 = 1 A ax + B aj = Q0 —bi)Ä=

(«i — ao)

A

Die Größe der Komponente a, die an der Trennung beteiligt ist, beträgt Qo \

ao

Nach Gl. (3) folgt Qo t>0 a'o = Q0 a0 b0

Die Sichtgüte, berechnet für die Fraktion A, ist: