ПРИЛОЖЕНИЯ

?ДЫХ

УТВЕРЖДАЮ

Директор ФГУП учхоз-племзавод «Комсомолец» Мичуринского государственного аграрного

о внедрении результатов НИР в производство

Результаты диссертационной работы соискателя кафедры «Технология обслуживания и ремонта машин и оборудования» Мишина М.М.

Применение разработанной технологии производства утеплительных плит из соломы, позволяет полностью использовать урожай зерновых культур, получаемый в хозяйстве.

Научный руководитель д.т.н.,

Н.В. Михеев

Старший научный сотрудник Главный инженер ФГУП учхоз- УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе

АКТ

о внедрении результатов НИР в учебный процесс Результаты диссертационной работы соискателя кафедры «Технология обслуживания и ремонта машин и оборудования» Мичуринского государственного аграрного университета Мишина М.М. на тему: «Совершенствование технологии уборки незерновой части урожая с разработкой режимов и параметров установки для изготовления утеплительных плит» внедрены в учебном процессе на кафедре «Механизация и автоматизация производственных процессов» в виде лабораторной установки для определения прочности строительных материалов.

Результаты аналитических и экспериментальных исследований включены в курсы лекций и лабораторных занятий по дисциплине: «Основы проектирования и строительства перерабатывающих предприятий» для специальности 311500 - «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции».

Н.В. Михеев

А.И. Завражнов

Зав. кафедрой «Механизация и Декан инженерного факультета, автоматизация производственных к.т.н., доцент процессов» д.т.н.

зюо

3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900

* 1800 и

Р 1700 ч

х s

к х х

Л

2 о с

1600 1500 1400 1300

1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 S

со со

СО см

о со

о> со см

00 о>

г- г-

г- со" ю

о <о см

г-

1Г>

(О со

со

г

показания манометра, атм.

Рисунок Б.1 - Тарировочный график манометра пресса Поверка термопар используемых при производстве утеплительных плит Таблица В.1 - Показания термопар при поверке Показания термометра,°С Показания управляющей термопары, °С Показания контрольной термопары, °С 40 40 43 50 49 53 60 60 63 70 69 73 80 79 83 90 87 93 100 98 101 110 107 111 120 117 120 130 126 130 140 136 139 150 145 149 160 155 158

- Термометр —?—Управляющая термопара — ?*? — Контрольная термопара

Рисунок В.1 - Поверка термопар

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2220043

Российским агентством по патентам и товарным знакам на основании Патентного закона Российской Федерации, введенного в действие 14 октября 1992 года, выдан настоящий патент на изобретение

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ И УТЕПЛИТЕЛЬНЫХ ПЛИТ ИЗ СОЛОМЫ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Патентообладатель(ли):

Мичуринский государственный аграрный университет по заявке № 2002113498, дата поступления: 23.05.2002 Приоритет от 23 05 2002 Авгор(ы) изобретения

Кондратьев Владимир Яковлевич, Мишин Михаил Михайлович

Патент действует на всей территории Российской Федерации в течение 20 лет с 23 мая 2002 г. при условии своевременной уплаты пошлины за поддержание патента в силе

Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации

(19) RU (11 )222QQ43 (13) С1

(51) 7 В 27 N3/04

РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

к патенту Российской Федерации

(57) Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к способам получения плит.

1

(22) 23.05.2002

(21)2002113498/12 (24) 23.05.2002 (46) 27.12.2003 Бюл. № 36 (72)

Кондратьев В .Я., Мишин М.М. (73)

Мичуринский государственный аграр ный университет

(56) СТЕЙНИФОРТ А.Р. Солома злаковых культур. - М.: 1983. с.165-170. SU 656868 А, 18.04.1979. DE 3602381 AI, 30.07.1987. Адрес для переписки: 393740, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, Мичуринский государственный аграрный университет

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ И УТЕПЛИТЕЛЬНЫХ ПЛИТ ИЗ СОЛОМЫ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

2220043 Изобретение относится к строительным и утеплительным материалам, а именно к изготовлению прессованных плит из соломы зерновых культур без внесения извне связующих добавок, что позволяет рационально использовать отходы зернового производства, а сам способ обеспечивает экологическую чистоту техпроцесса изготовления плит.

Известен способ изготовления плит из стеблей однолетних растений, включающий формирование ковра с последующим прессованием. Связующее - 50%-ная древесно-по- лиэтиленовая порошковая смесь. Растения составляют 40-70%, смесь - 30-60%. Производится послойная укладка растений с

последующей засыпкой связующей смесью. Давление прессования 10-15 кгс/см2 , температура нагрева 130-180°С, выдержка 0,9-1,6 мин/мм (А.С. СССР 1825734, кл. В 27 N 3/02, 13.11.89).

Известен способ изготовления строительных плит из одревесневшего сырья путем измельчения, сушки сырья, формирования ковра, холодной подпрессовки, горячего прессования и кондиционирования.

Известен способ изготовления строительных и утеплительных плит из соломы. Тюки чистой, сухой, светлой соломы подаются в машину под действием силы тяжести через загрузочные люки. После измельчения солому набивают в туннели шириной около 1,2 м и высотой 5 см и спрессовывают под давлением около 1400 кН/м2 при температуре от 150 до 250°С. Никаких связующих веществ не применяют. На плиту наклеивают бумажную облицовку, после чего плите дают остыть и разрезают ее на куски нужной длины (Стейнифорт А.Р. Солома злаковых культур. - М. 1983).

Этот способ был взят за прототип.

Недостатком способа является то, что на измельчение соломы требуется большое количество энергии, а сама плита из измельченной соломы имеет низкую механическую прочность, из-за чего ее приходится оклеивать бумагой.

Цель изобретения - уменьшение энергозатрат на процесс производства плит и повышение их прочности.

Это достигается тем, что солома не измельчается, изменяются время, температура и усилие прессования.

Плиты изготавливают следующим образом.

Солому влажностью до 18% подают в пресс. Формируют ковер с отклонением по плотности не более 8%. Затем производят прессование с усилием 1600 кН/м2 при температуре 100-180°С (в зависимости от сорта зерновой культуры) и выдерживают 10-15 мин. После этого нагрев отключают и выдерживают 10 мин без нагрева. Затем плиту извлекают из пресса. Оклеивание плит не производится.

На чертеже представлена схема расположения плиты в прессе. Солома 3 располагается между нагревательными плитами 2. С торцов ее перемещению препятствуют ограничители 1. Нагревательные плиты имеют полость 4 для подвода теплоносителя или установки электрических тенов. Изготовление плит следующее. Солому транспортером подают в матрицу, расположенную в рабочем пространстве гидравлического стотонного пресса типа П 474 А. Дном матрицы является нижняя нагревательная плита. Верхняя нагревательная плита, перемещаясь вниз, производит сжатие сформированного ковра.

В результате получается строительная или утеплительная плита со следующими физико-механическими свойствами: Габариты, мм 500*1000*50

Плотность, кг/м3 520

Коэффициент теплопроводно сти, Вт/м*К 0,71-0,74

Предел прочности, Па 25,5-38,2

Одним из главных достоинств способа является то, что в качестве сырья используется незерновая часть растений, которая раньше, в большей своей части, нерационально утилизировалась.

Для определения качества получаемых плит, созданных по вышеописанному способу, заявители провели испытания плит. При этом определялись наиболее оптимальные границы реализации способа в зависимости от температуры и времени горячего прессования (см. таблицу). 5 2220043 6

Влияние температуры и времени горячего прессования на физико- механические свойства плит, изготовленных по предлагаемому способу, Параметры №№ образцов 1 2 3 4 5 Температура, °С 80 80 ПО 200 200 Время выдержки, мин. 20 8 10 20 8 Теплопроводность, Вт/м*К 0,71 0,74 0,73 0,73 0,72 Предел прочности, Па 38,2 25,5 31,8 33,4 35 Продолжение приложения Г 2220043

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ изготовления строительных и утеплительных плит из соломы путем горячего прессования, отличающийся тем, что горячее прессование неизмельченной соломы производят при температуре 100~180°С и удельном давлении 1600 кН/м2 продолжительностью 10-15 мин с последующей выдержкой без нагрева в течение 10 мин.Заказ 36 Подписное ФИПС, Per. ЛР № 040921 Научно-исследовательское отделение по подготовке официальных изданий Федерального института промышленной собственности Бережковская наб., д.30, корп.1, Москва, Г-59, ГСП-5, 123995

Отпечатано на полиграфической базе ФИПС Отделение по выпуску официальных изданий Приложение Д

Поверка термопар, используемых при определении коэффициента теплопроводности утеплительных плит Таблица Д.1 - Показания термопар при поверке Показания термометра, °С Номера задействованных термопар Управляющая,

°С Контрольная,

°С 1,°С 2, °С 3,°С 4, °С 5, °С 6, °С 40 40 43 41 40 38 42 39 40 50 49 53 51 49 47 52 50 49 60 60 63 62 61 58 62 61 60 70 69 73 72 70 67 72 71 70 80 79 83 81 80 78 82 82 80 90 87 93 90 91 86 92 92 90 100 98 101 101 100 97 100 102 99 110 107 111 109 109 105 110 110 109 120 117 120 118 119 115 119 120 119 130 126 130 129 129 124 129 129 129 140 136 139 138 138 134 138 139 138 150 145 149 147 147 143 148 148 147 160 155 158 156 157 153 157 156 157 //

время — — Термометр

???»•?? Контрольная термопара —

— - 2 — — 4

-Управляющая термопара j

-1

-3

ни—5 Рисунок Д.

Коэффициент теплопроводности лабораторных образцов утеплительных плит Таблица Е.1 - Данные по определению теплопроводности лабораторных образцов № АТиЬ °С ЛТи2, °С АТ„з, °С АТиср, °С dui, м d„2, м d„3, м dUcp, м Rui,

м2К/Вт Ru2,

м2К/Вт Ru3, м2К/Вт Rucp, м2К/Вт ^effub

Вт/мК Вт/мК ^ейиЗ,

Вт/мК ^effiicpj

Вт/мК 12 52 50 50 51 0,052 0,052 0,052 0,052 0,627 0,605 0,605 0,612 0,083 0,086 0,086 0,085 7 45 44 45 45 0,051 0,051 0,051 0,051 0,543 0,531 0,537 0,537 0,094 0,096 0,095 0,095 5 41 42 42 42 0,050 0,050 0,050 0,050 0,490 0,505 0,505 0,500 0,102 0,099 0,099 0,100 8 53 53 54 53 0,052 0,052 0,052 0,052 0,634 0,642 0,650 0,642 0,082 0,081 0,080 0,081 6 43 42 42 42 0,050 0,050 0,050 0,050 0,515 0,500 0,500 0,505 0,097 0,100 0,100 0,099 14 53 52 53 53 0,052 0,052 0,052 0,052 0,642 0,627 0,634 0,634 0,081 0,083 0,082 0,082 1 40 39 39 39 0,050 0,050 0,050 0,050 0,476 0,463 0,467 0,467 0,105 0,108 0,107 0,107 9 47 46 46 46 0,051 0,051 0,051 0,051 0,560 0,548 0,554 0,554 0,091 0,093 0,092 0,092 2 39 40 39 39 0,050 0,050 0,050 0,050 0,472 0,481 0,467 0,472 0,106 0,104 0,107 0,106 3 41 40 40 40 0,050 0,050 0,050 0,050 0,495 0,481 0,481 0,485 0,101 0,104 0,104 0,103 11 50 49 49 49 0,052 0,052 0,052 0,052 0,598 0,584 0,591 0,591 0,087 0,089 0,088 0,088 16 45 45 43 44 0,051 0,051 0,051 0,051 0,537 0,537 0,520 0,531 0,095 0,095 0,098 0,096 10 45 46 46 46 0,050 0,050 0,050 0,050 0,543 0,556 0,549 0,549 0,092 0,090 0,091 0,091 4 41 40 40 40 0,050 0,050 0,050 0,050 0,490 0,481 0,481 0,485 0,102 0,104 0,104 0,103 15 49 48 48 48 0,051 0,051 0,051 0,051 0,586 0,580 0,573 0,580 0,087 0,088 0,089 0,088 13 50 50 51 51 0,051 0,051 0,051 0,051 0,600 0,600 0,614 0,607 0,085 0,085 0,083 0,084 Приложение Ж Прочность лабораторных образцов утеплительных плит Таблица Ж. 1 - Значения прочности лабораторных образцов утеплительных плит, полученные в экспериментах № Значение прочности в опытах, в трех повторностях, МПа Среднее значение прочности, МПа п/п случ. Yl,2 Yi,3 YiCpnpOH 1 12 0,88 0,88 0,92 0,89 2 7 1,43 1,41 1,44 1,43 3 5 1,59 1,58 1,59 1,59 4 8 0,73 0,77 0,75 0,75 5 6 1,61 1,61 1,58 1,60 6 14 0,75 0,79 0,75 0,76 7 1 1,99 2,01 1,99 1,99 8 9 1,26 1,24 1,22 1,24 9 2 1,93 1,97 1,99 1,96 10 3 1,76 1,78 1,80 1,78 11 11 1,09 1,09 1,05 1,08 12 16 1,43 1,44 1,46 1,44 13 10 1,22 1,26 1,20 1,23 14 4 1,74 1,74 1,76 1,75 15 15 1,13 1,09 1,05 1,09 16 13 0,86 0,90 0,92 0,89 Приложение И Матрица планирования эксперимента

Таблица И.1 - Численные значения входящих и выходящих параметров в матрице планирования эксперимента № Истинные значения входных параметров Кодированные значения входных параметров Значение прочности в опытах, в трех повторностях Среднее значение прочности, МПа Значение коэффициента теплопроводности в опытах, в трех повторностях Среднее значение теплопроводности, Вт/мК Температура нагрева, °С Усилие прессования, кН/м2 Время выдержки, мин Влажность,

% п/п случ * х2 Хз Х4 Х0 Xi Х2 Хз Х4 Y-i.1 Yl,2 Yi.3 ^іСРпооч Y2,1 Y2,2 Y2.3 УгСРтепло 1 12 80 1000 15 18 + - - + + 0,88 0,88 0,92 0,89 0,083 0,086 0,086 0,085 2 7 160 1000 8 12 + + - - - 1,43 1,41 1,44 1,43 0,094 0,096 0,095 0,095 3 5 160 1000 15 18 + + - + + 1,59 1,58 1,59 1,59 0,102 0,099 0,099 0,100 4 8 80 1000 8 12 + - - - - 0,73 0,77 0,75 0,75 0,082 0,081 0,080 0,081 5 6 160 1000 15 12 + + - + - 1,61 1,61 1,58 1,60 0,097 0,100 0,100 0,099 6 14 80 1000 8 18 + - - - + 0,75 0,79 0,75 0,76 0,081 0,083 0,082 0,082 7 1 160 1500 15 18 + + + + + 1,99 2,01 1,99 1,99 0,105 0,108 0,107 0,107 8 9 80 1500 15 18 + - + + + 1,26 1,24 1,22 1,24 0,091 0,093 0,092 0,092 9 2 160 1500 15 12 + + + + - 1,93 1,97 1,99 1,96 0,106 0,104 0,107 0,106 10 3 160 1500 8 18 + + + - + 1,76 1,78 1,80 1,78 0,101 0,104 0,104 0,103 11 11 80 1500 8 12 + - + - - 1,09 1,09 1,05 1,08 0,087 0,089 0,088 0,088 12 16 160 1000 8 18 + + - - + 1,43 1,44 1,46 1,44 0,095 0,095 0,098 0,096 13 10 80 1500 15 12 + - + + - 1,22 1,26 1,20 1,23 0,092 0,090 0,091 0,091 14 4 160 1500 8 12 + + + - - 1,74 1,74 1,76 1,75 0,102 0,104 0,104 0,103 15 15 80 1500 8 18 + - + - + 1,13 1,09 1,05 1,09 0,087 0,088 0,089 0,088 16 13 80 1000 15 12 + - - + - 0,86 0,90 0,92 0,89 0,085 0,085 0,083 0,084 uj и» Приложение К

Исходные данные для проектирования устройства подачи соломы в пресс:

Л

Усилие прессования соломы — 1000 кН/м .

Для развития такого давления необходим стотонный гидравлический пресс марки П 474 А.

Высота загрузочного окна пресса от фундамента: Н = 1,1м

Размеры прессовой камеры: А) в загрузочном положении: 1000x500x300мм Б) в рабочем положении: 1000x500x60мм Температура нагревательных плит пресса: 160°С Плотность рулона соломы: рр = 200кг/м

Диаметр рулона: Др = 1,5м

Ширина рулона: Вр = 1,4м

Масса: Мрул =300... 500 кг

Экспериментальные данные: масса 1-го погонного метра полосы соломы выходящей из рулона

Ммл = Зкг/пог.м

о

Плотность спрессованной плиты: рп = 450кг/м

Толщина слоя соломы после разматывания: Т = 70мм Усилие разматывания рулона: Р = 15 ООН

Назначение и конструкция.

Данное устройство предназначено для подачи соломы в пресскамеру стотонного гидравлического пресса марки П 474 А. Общий вид предлагаемого устройства представлен на рисунке К. 1. Продолжение приложения К Энергопотребление установки.

Таблица К. 1 - Перечень всех потребителей и их потребляемая мощность Название потребителя Потребляемая мощность, кВт-ч Продолжительность работы в одном цикле, мин Затраты электроэнергии на изготовления одной плиты, кВт Электродвигатель

ведущего

барабана 0,6 1 0,01 Электродвигатель привода подъемной площадки 1,3 0,142 0,0031 Электродвигатель

нагнетательного

барабана 0,6 1,5 0,015

Продолжение приложения К

- рама установки; 8 - ведущий барабан; 9 - привод; 10 - рулон соломы; 11 - рама подъемной площадки; 12 - рама

нагнетающего элемента; 13 - привод нагнетающего барабана

Рисунок К.1 - Общий вид устройства подачи соломы в пресс Продолжение приложения К 1 Заслонка 2

Шеллер 3

Плита обогревательная 4

Кожух 5

Направляющая плита 6

Заслонка

о;

Рисунок К.2 - Модифицированный пресс П474