Круглую примесь снимают не решетом и не воздухом, а формой: материал пускают по наклонной винтовой дорожке и разделяют по тому, как семена катятся. Круглое семя разгоняется, прижимается к внешнему краю витка и сходит за борт, плоское и битое идет медленнее и остается на внутренней дорожке. На этом принципе работает спиральный сепаратор Клен-СС: три исполнения на 350, 700 и 1400 кг/ч, без электропривода. Ниже разбираем, почему остальные машины линии эту примесь пропускают, на каких культурах спираль дает эффект и как перевести число спиралей в тонны за смену.
Любая зерноочистительная машина делит материал по одному физическому признаку, и как только примесь совпадает с культурой по этому признаку, машина ее пропускает, сколько бы проходов вы ни сделали.
Решето делит по толщине и ширине. Продолговатое отверстие пропускает семя по толщине, круглое - по ширине. Если семя сорняка укладывается в те же два размера, что и семя культуры, оно проходит в ту же фракцию. Смена решет не помогает: чтобы задержать примесь, придется взять отверстие меньше, и в отход уйдет часть культуры. Именно так работают барабанные сепараторы Клен-БСЗ со сменными решетами: они калибруют по размеру и на этом останавливаются.
Воздушный поток делит по парусности - соотношению поверхности и массы. Легкое, щуплое, полова и пыль уносятся потоком, полновесное идет дальше. Круглое семя сорняка чаще всего плотное и налитое, парусность у него не хуже, чем у культуры, и воздушный сепаратор Клен-СВ его не поднимет. Поднять его можно, только выкрутив заслонку так, что в циклон пойдет и годное зерно.
Разделение по плотности на пневмосортировальном столе снимает больное и недоразвитое семя, но круглая примесь по плотности близка к культуре: это такое же вызревшее семя, только другого растения. Остается длина, которую берет триерный цилиндр, но если примесь по длине совпала с культурой, признак снова кончился.
Так и появляется трудноотделимая примесь: то, что прошло размер, парусность, плотность и длину. Для нее нужен пятый признак.
Пятый признак - форма семени и способность катиться. Шар катится, диск скользит, а между этими крайностями лежат все реальные семена: чечевицеобразные, почковидные, граненые, с клювиком, с рубчиком.
Спиральный сепаратор превращает эту разницу в разницу траекторий. Материал подают на верх винтовой дорожки, дальше он идет вниз только под действием силы тяжести. Круглое семя переходит в качение почти сразу, скорость на витке растет. Плоское, битое или шероховатое качение не набирает, оно скользит и тормозится о поверхность.
Дальше работает геометрия витка. На повороте на семя действует центробежная сила, и она тем больше, чем выше квадрат скорости. Быстрое круглое семя выносит к открытому внешнему краю дорожки, и оно сходит за борт в наружный сход. Медленное плоское прижимается к внутренней стенке и доходит до внутреннего схода внизу. Один виток разводит фракции лишь частично, поэтому дорожку делают многовитковой: разница накапливается, и к низу колонны потоки расходятся устойчиво.
Отсюда главное следствие. Спираль не видит ни размера, ни цвета, ни плотности, только поведение семени на наклоне. Если культура и примесь катятся одинаково, машина бесполезна. Если разница есть, ее берет только спираль. Общее описание линейки собрано в разделе спиральных сепараторов Клен-СС.
| Признак разделения | Что снимает | Чем снимают |
|---|---|---|
| Толщина и ширина | крупный и мелкий сор, невыровненную фракцию | решето, барабанный сепаратор |
| Парусность | пыль, полову, щуплое, легкий сор | воздушный поток, аспирация |
| Плотность | больное, поврежденное, недоразвитое | пневмосортировальный стол |
| Длина | короткую и длинную примесь | триерный цилиндр |
| Форма и способность катиться | круглую примесь, битое, плоское, гальку | спиральный сепаратор |
Спираль дает эффект там, где культура и примесь по-разному ведут себя на наклоне. Практически это два сценария.
Сценарий первый: культура круглая, примесь плоская. Горох, нут, соя, вика, просо, рапс, горчица, редька масличная. Целое семя катится, а битые половинки, расколотые бобы, плоские и щуплые семена, обломки створок и растительный сор скользят. Наружный сход дает выровненное катающееся семя, внутренний забирает брак. По материалам завода спиральные сепараторы особенно эффективны на просе, вике, горчице, рапсе, горохе и редьке масличной.
Сценарий второй: культура плоская или угловатая, примесь круглая. Чечевица и другие бобовые с уплощенным семенем. Здесь наружу уходит именно примесь, а культура остается во внутреннем сходе. Это тот случай, ради которого спираль обычно и покупают: круглое семя сорняка, прошедшее решето по размеру и воздух по парусности, снимается за один проход.
Мелкосемянные травы стоят особняком. У люцерны, донника, эспарцета и клевера семя мелкое и само по себе округлое, поэтому спираль работает на них по первому сценарию: снимает плоское, щуплое, битое и деформированное семя, обломки бобиков и мелкую минеральную примесь. Для семенных участков трав это существенно: расход семян на гектар мал, и каждый процент балласта в норме высева виден на всходах.
Нут и соя требуют оговорки. У нута выражен клювик, у сои есть рубчик, и катятся они не так чисто, как горошина. Разделение на них идет прежде всего по линии целое против битого. Ждать от спирали снятия круглого сорняка того же диаметра, что и целая соя, не стоит.
Состав отходной фракции всегда один: все, что по форме резко отличается от основного потока.
Отсюда правило: отходную фракцию разбирают, а не сразу отправляют на фураж. Много целого семени в ней означает, что машину перегрузили подачей.
Конструктивно машина предельно проста: винтовая дорожка в несколько витков, узел загрузки сверху и два раздельных схода снизу - наружный и внутренний. Двигателя, редуктора и ремней нет. Материал движется самотеком, машина работает бесшумно и не потребляет электроэнергию.
Что это дает в эксплуатации:
Регулировка по сути одна - подача. Разделение по форме работает только тогда, когда семена идут разреженным слоем и каждое ведет себя самостоятельно. Как только слой становится плотным, семена начинают толкать друг друга, плоское уносится вместе с круглым, и машина перестает делить. Подачу задают на узле загрузки и увеличивают постепенно, останавливаясь там, где сходы еще чистые: паспортная производительность - верхняя граница, а не режим для начала настройки. Точное исполнение узла подачи уточняйте при заказе.
Требования к материалу на входе такие же строгие, как конструкция простая:
Материал нужно поднять на верх колонны, поэтому под спираль закладывают высоту помещения и узел подачи: норию или самотек от вышестоящей машины. Дорожку протирают и следят за отсутствием вмятин, любая неровность размывает границу между фракциями.
Цифра в обозначении - число спиралей. Каждая спираль это самостоятельный канал разделения со своей подачей, поэтому производительность растет пропорционально их числу, а результат разделения не меняется.
| Модель | Спиралей | Производительность, кг/ч | За смену 10 ч, т | За двухсменные сутки 20 ч, т |
|---|---|---|---|---|
| Клен-СС-1 | 1 | 350 | 3,5 | 7 |
| Клен-СС-2 | 2 | 700 | 7 | 14 |
| Клен-СС-4 | 4 | 1400 | 14 | 28 |
Выбирать исполнение по площади хозяйства бессмысленно. Считают от двух величин: объем семенной партии и окно времени в сменах между подработкой и севом. Для Казахстана это существенно: на севере окно между уборкой и холодами короткое, а на юге подработку зажимают между двумя полевыми кампаниями. Разделите массу партии на число доступных смен и сравните потребность с таблицей. Если нужен второй проход, потребность удваивается.
Пример. Партия семян гороха 30 т, на подработку есть неделя в одну смену, то есть примерно 6 смен. Потребность - 5 т за смену. Клен-СС-1 с его 3,5 т за смену не проходит, партия растянется на 9 смен. Клен-СС-2 закрывает задачу с запасом: 7 т за смену, партия уходит за 5 смен, остается резерв на второй проход. Клен-СС-4 здесь избыточен, его берут, когда через спираль идут несколько партий подряд.
Спираль ставят последней или предпоследней машиной семенного потока, и причина в арифметике потоков. Воздушный сепаратор снимает легкое на 6, 10 или 20 т в час, барабанный калибрует тоннами в час, а спираль работает сотнями килограммов. Поставленная в начало, она станет тормозом всей линии и вдобавок захлебнется пылью и соломой, для которых не предназначена.
Рабочая последовательность в линии очистки семян выглядит так:
Поскольку спираль медленнее предыдущих машин, ее почти никогда не включают с ними в один жесткий поток. Практически это буферная емкость и работа отдельной сменой: линия отработала предварительную и первичную очистку, материал лежит в бункере или в мягких контейнерах, а спираль берет его своим темпом. Для семеноводства, где партии нельзя смешивать, так даже удобнее.
Оценка на глаз не годится: круглая примесь мелкая, и на фоне партии ее не видно, пока доля не станет большой.
Дальше два числа: полнота снятия примеси, то есть насколько ее доля в семенах ниже, чем на входе, и потери годного, то есть сколько целого семени ушло в отход. Подачей ищут баланс между ними.
Разберем на условных числах. Пусть навеска входа массой 100 г содержала 3,0 г круглой примеси, а навеска семенной фракции - 0,4 г. Доля примеси снизилась с 3,0 до 0,4 процента, то есть снято около 87 процентов. Если при этом в отходе доля целого семени превышает разумный для вас предел, подачу уменьшают и разбор повторяют.
| Фракция навески 100 г | Вход, г | Семенная фракция, г | Отходная фракция, г |
|---|---|---|---|
| Целое семя культуры | 93,7 | 98,3 | 21,0 |
| Битое и плоское | 2,9 | 1,2 | 29,0 |
| Круглая примесь | 3,0 | 0,4 | 44,0 |
| Минеральная примесь | 0,4 | 0,1 | 6,0 |
Выход семенной фракции здесь - 94 процента массы навески, остальные 6 процентов ушли в отход. По этому же соотношению сходится и колонка входа: каждая ее строка равна 0,94 доли семенной фракции плюс 0,06 доли отходной. Если на ваших числах баланс не сходится, пробы отобраны в разное время работы машины.
Числа в таблице приведены как пример расчета, а не как паспортный результат машины: на вашей партии они будут своими. Смысл в самой процедуре, и повторяют ее при смене культуры и при заметном изменении влажности или засоренности материала. О том, что дает всходам доведение партии до посевных кондиций, мы писали в материале про очистку семян и ее влияние на всхожесть.
Нужно ли спиральному сепаратору электричество?
Самой машине нет: спираль работает самотеком, у нее нет двигателя и вращающихся узлов. Питание нужно оборудованию, которое поднимает материал на верх колонны и убирает сходы. Если материал приходит самотеком от вышестоящей машины, отдельный ввод не нужен.
Может ли спираль заменить решетный или воздушный сепаратор?
Нет, это машины разных признаков разделения. Спираль не снимет пыль и полову, потому что не работает воздухом, и не выровняет фракцию по размеру, потому что у нее нет решет. Ставить ее имеет смысл только после машин, которые сняли размер и парусность.
Сколько проходов нужно, чтобы вычистить партию?
Определяется разбором навески, а не общим правилом. Если после первого прохода доля примеси в семенной фракции вас устраивает, второй проход не нужен. Если нет, материал пропускают повторно, но производительность при этом делится пополам, и это закладывают в расчет времени на партию.
Как выбрать между СС-1, СС-2 и СС-4 под свое хозяйство?
Считать нужно не гектары, а тонны семенной партии и число смен до сева. Разделите массу партии на доступные смены и сравните с производительностью: 3,5, 7 и 14 тонн за десятичасовую смену. Если планируете второй проход, берите исполнение с запасом.
Работает ли спираль на пшенице и ячмене?
На зерновых колосовых признак почти не дает разницы: продолговатое зерно катится плохо, и сорная примесь ведет себя похоже. Спираль берут под бобовые, мелкосемянные масличные, просо и травы, где разница формы выражена.
Если после решет и воздуха в партии остается примесь, которую не берет ни одна машина линии, начните с разбора навески: определите, чем эта примесь отличается от семени по форме. Когда разница есть, спираль закрывает задачу без электроэнергии и почти без обслуживания. Подобрать исполнение под культуру, объем партии и окно подработки можно по запросу, характеристики машин смотрите в разделе сепараторов Клен. Завод в Алматы работает с 1990 года, цена в тенге.
