Зерновые самотёки

Что такое самотёк?

Самотёками называют все конвейерное оборудование, в котором зерно движется под действием силы тяжести: трубы, переходники, вводы, хомуты, задвижки, колена, перекидные клапаны, системы боковой разгрузки силосов и т.п. Это тот минимум дополнительного элеваторного оборудования, который связывает ваше основное оборудование между собой: механизированное зернотранспортное оборудование (нории, конвейеры), зернохранилища (силосы), зерносепараторы, зерносушилки, завальные ямы и т.п. Без него работа элеватора фактически невозможна.

На фото: объект во Львовской области, который даёт наглядное представление о том, насколько сложной может быть система самотёков. (Фото компании Tornum).

Система самотёчного оборудования разрабатывается для каждого элеватора по индивидуальному проекту специальными проектными организациями, в том числе и нашей компанией, Финпро Груп.

Зерновые самотёки

Зачем нужны самотёки?

Самотёк, при правильном использовании, существенно удешевляет проект. Мы можем транспортировать зерно либо норией/конвейером, либо самотёком. Так как самотёк представляет из себя металлическую трубу без моторов, редукторов и датчиков, он существенно дешевле нории или конвейера.

Ключевое словосочетание в предложении выше: "при правильном использовании". Дело в том, что при нерациональном или неправильном использовании самотёчного оборудования, оно не только не снизит себестоимость работы элеватора, но и увеличит её. Об этом пойдет речь дальше.

Система зерновых самотёков

Виды самотёков

Самотечные трубы (основной компонент самотёчного оборудования) бывают трех видов (в поперечном сечении):

    Круглые (самые распространенные)
    Прямоугольные (могут быть со съемным днищем)
    Квадратные (частный случай прямоугольных)

Круглый или прямоугольный самотёк?

Какой тип самотёка лучше?

Для производства самотека из трубы круглого сечения потребуется меньше стали, чем для производства самотека из трубы квадратного или прямоугольного сечения (конечно, при условии одинаковой площади поперечного сечения). Таким образом, при той же пропускной способности, количество стали для изготовления круглых самотёков будет меньшим, а значит их изготовление будет дешевле.

Примечание: Вынуждены заметить, что по нашим расчётам разница периметров между круглым и квадратным самотёками составляет всего около 12-13%. Но при ценовой конкуренции даже 5% играют роль.

Однако, очевидно, что в круглом самотеке износ будет происходить по всей нижней части. Поэтому, иногда круглый самотек немного проворачивают вокруг своей оси. Таким образом, чтобы износу подвергались разные части стенок самотека. После двух-трех проворотов, вам все-же придется его заменить, хотя срок службы вы ему продлите.

Но есть у круглого самотёка и недостатки. Прежде всего это то, что дорогие высокоизносостойкие круглые трубы, которые должны применяться для интенсивного использования, на практике встречаются довольно редко. Кроме того, круглые фланцы - существенно дороже прямоугольных и, поэтому, их обычно используют только в местах стыков с переходниками и т.п.

В квадратном или прямоугольном самотеке изнашивается в основном днище. Днище в таких самотёках является более ремонтопригодным, чем в круглых. Для продления срока службы прямоугольного и квадратного самотека, его тоже можно перевернуть вокруг своей оси на 180°. Правда, это сложнее и дольше. 

Возможно также использование прямоугольных зерновых самотёков cо сменным днищем. Учитывая, что верхняя крыша и боковые стенки прямоугольного самотека практически не подвержены истиранию, менять днище можно много раз.

Есть и открытые самотёки прямоугольного типа, но для транспортировки зерна мы их категорически не рекомендуем, так как они создают огромное количество пыли.

Таким образом, мы не можем дать универсальный совет о том, какой тип самотёков лучше. Решение о целесообразности применения того или иного типа самотёчного оборудования должно приниматься совместно с инжиниринговой и проектной организацией, с учётом особенностей конкретного проекта.

Фланцы крепления самотёков

Довольно интересный момент - это радиус скругления части фланца, которая обращена внутрь самотёка. 

Это именно то место, которое подвержено повышенному износу. Те, кто часто посещают разные элеваторы, могли заметить, что протирания происходят обычно именно в местах стыка самотёков.

Хорошим считается радиус скругления 0.5 мм. Хотя мы не слышали о производстве таких самотёков в Украине, поэтому обычно привозим их из Италии или Германии.

На иллюстрацииСверху: самотек с малым радиусом скругления фланца обеспечивает почти бесшовные гладкие стенки внутренней части трубы в месте стыка.Снизу: обычный самотёк с большим радиусом скругления фланца имеет канавку в месте стыка труб, которая будет неизбежно приводить к повышенному истиранию металла в этом месте.

Радиус фланцев крепления зерновых самотёков

Фланцы крепления самотёков

Довольно интересный момент - это радиус скругления части фланца, которая обращена внутрь самотёка. 

Это именно то место, которое подвержено повышенному износу. Те, кто часто посещают разные элеваторы, могли заметить, что протирания происходят обычно именно в местах стыка самотёков.

Протёртый самотёк

Хорошим считается радиус скругления 0.5 мм. Хотя мы не слышали о производстве таких самотёков в Украине, поэтому обычно привозим их из Италии или Германии.

На иллюстрацииСверху: самотек с малым радиусом скругления фланца обеспечивает почти бесшовные гладкие стенки внутренней части трубы в месте стыка.Снизу: обычный самотёк с большим радиусом скругления фланца имеет канавку в месте стыка труб, которая будет неизбежно приводить к повышенному истиранию металла в этом месте.

Радиус фланцев крепления зерновых самотёков

На фото: ещё одна самотёчная труба, которая была до дыры истёрта в месте стыковки.

Истирание самотёков в месте стыковки труб

Пропускная способность самотёков

При разработке проекта нужно учитывать, что пропускная способность самотёка не должна ограничивать производительность норий и конвейеров. Для этого подбираются самотёки определенного сечения и расположены они должны быть под определенным углом, чтобы зерно могло легко стекать по нему и не зависать в нём, снижая производительность всего элеватора. 

Причем очевидно, что для мокрого зерна или для зерновых отходов, угол наклона самотёка должен быть более отвесным, чем для сухого зерна. Это связано с тем, что мокрые, вязкие, липкие продукты всегда движутся по самотёку тяжелее/медленнее. Поэтому подбирать его угол наклона и сечение необходимо с учетом всех возможных типов продуктов, засоренности и влажности.

Скорость движения зерна в самотёках

Зерно продвигается по самотёку со скоростью, очень близкой к скорости витания зерна. Скорость витания зависит от физических свойств зерна и отличается для разных культур. Например, для зерна кукурузы скорость витания зерна может составлять достигать 12-14 м/с! Это очень большая скорость. Когда в конце своего пути зерно встретит препятствие, оно ударится об него с силой, которая приведет к его растрескиванию или травмированию.

Если элеватор уже построен, то всё еще есть ряд возможностей снизить бой зерна:

    установить гасители скорости (см. две иллюстрации с двумя разными типами гасителей скорости зерна);
    изменить траекторию его падения/входа в точке выпуска или в какой-то промежуточной точке;
    установить специальную мягкую футеровку (подушки) в местах ударов зерна.

Однако, компания "Финпро Груп" считает, что более правильное решение - это изначальная правильная компоновка элеватора таким образом, чтобы:

    Минимизировать количество длинных самотёков;
    Изменить траекторию его падения/входа в точке выпуска или в какой-то промежуточной точке;
    Установить специальную мягкую футеровку (подушки) в местах ударов зерна.

Такие меры, принятые на этапе проектирования элеватора, являются более эффективными и позволяют снизить потери зерна.

Гаситель скорости зерна
Гаситель скорости

Бой зерна

На вопросе боя и травмирования зерна хотелось бы остановиться подробнее.

Мы отмечаем, что на сегодняшний день очень часто украинские компании на этапе строительства элеватора не особо беспокоятся о количестве битого зерна. А ведь это прямые операционные убытки начиная с первого года после запуска.

Finpro Group уделяет особое внимание минимизации битого зерна. Ведь, в конечном итоге это и качество вашего зерна, и лояльность ваших клиентов, и удобство работы, и себестоимость услуг элеватора!

Вопрос этот особо важен, если на вашем элеваторе установлена американская зерносушилка или есть другие особенности.

Бой зерна в самотёках, нориях и конвейерах

Пример из жизни

У одного из наших партнёров на Западной Украине есть элеватор ёмкостью 100.000 тонн зерна с двумя американскими зерносушилками, который за год делает полтора оборота сои. При этом, по нашим оценкам излишний бой бобов составлял около 3.5%. Это значит, что за год клиент дополнительно терял около 5.250 тонн сои!

Мы считаем, что организация мероприятий по снижению боя сои всего лишь на 1% приведут к ежегодной экономии около 100.000 х 1.5 х 1% х $300 = 450.000 долларов США ежегодно!

Обновление 2020: пример немного устарел, так как цена кукурузы упала. Но суммы всё равно остаются внушительными!

Износ и футеровка самотёков

Самотёки находятся под постоянным воздействием движущегося зерна. Конечно, это приводит к их истиранию. Рано или поздно, самотёк придется менять. Особенно, если большая часть зерна, проходящего через элеватор - это абразивные культуры типа риса, сои, овса, подсолнечника и т.п.

Однако, самотёку можно продлить срок службы, если футеровать места, особо подверженные истиранию. Обычно это места, где зерно меняет свою траекторию движения. Футеровка такого места не позволит износиться ему раньше, чем износится весь остальной самотёк.

Футеровка правильными материалами и в правильных местах также поможет снизить и бой зерна.

Многие называют её "футировка". Но это неправильно. Правильно писать "футеровка". Слово произошло от немецкого слова Futter, которое означает "подкладка", "подбой".

Также, есть масса других особенностей при проектировании элеватора и самотёчного оборудования, которые позволят вам сэкономить средства при эксплуатации своего зернового комплекса.

Износ зернового самотёка

На фото: Не каждое фермерское хозяйство готово инвестировать средства в футеровку самотёков в первый же год работы. Поэтому сталкиваются с такими вот проблемами.

Есть и ещё одна причина, почему износ - это плохо.

Как видно на фото, вокруг протёртого самотёка разбросано большое количество зерновой пыли, которая выдувается из него повышенным давлением воздуха. 

Пыль оседает на другое элеваторное оборудование, на котором находятся электромоторы. Снижается эффективность охлаждения моторов, повышается их износ и случаются другие неприятные проблемы (не только с моторами, но и разного рода датчиками).

Протертые трубы

Заключение

Правильно спроектированный элеватор позволит не только сэкономить огромные средства в ежегодной операционной деятельности, но и избежать дополнительных инвестиций в будущем.

Если вы ещё только планируете строить свой элеватор или у вас уже идет этап проектирования, позвоните нам. Мы всегда сможем предложить что-то интересное.

(067) 111-6666