Центробежно-пневматический сепаратор для очистки зернового материала

Изобретение относится к устройствам для очистки зернового материала и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве. Центробежно-пневматический сепаратор содержит кольцевой пневмосепарирующий канал с нижним патрубком, предназначенным для ввода в него восходящего воздушного потока и вывода очищенного зернового материала, и верхним патрубком, отводящим из канала отработавший воздушный поток с легкими примесями, ротационный конический разбрасыватель и загрузочный патрубок для подачи обрабатываемого зернового материала. Разбрасыватель имеет ряд конусов, закрепленных на некотором расстоянии друг от друга на общем валу. Верхний патрубок имеет регулированную заслонку. На дне конусов, за исключением последнего, выполнено центральное отверстие. Наибольший диаметр и диаметр отверстия имеет верхний конус. У последующих конусов в направлении сверху вниз, эти диаметры постепенно уменьшаются. Использование изобретения позволяет повысить эффект очистки зернового материала и уменьшить вынос полноценного зерна с воздушноотделимыми (легкими) примесями. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для очистки зернового материала и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности.

Известны пневмосепарирующие устройства с каналами прямоугольного, круглого и кольцевого сечения, в которых разделение зернового материала на фракции происходит путем "взвешивания" частиц [1]. Скорость воздушного потока в этих устройствах не превышает критической скорости тяжелых частиц. Существенным недостатком данных пневмосепарирующих устройств является относительно низкая удельная нагрузка на каналы, ограничиваемая массой (критической скоростью) тяжелых частиц. Поэтому данным устройствам присуща низкая удельная пропускная способность.

Известен центробежно-пневматический сепаратор, состоящий из загрузочного патрубка, кольцевого пневмосепарирующего канала, ротационного конического разбрасывателя, конуса, закрепленного на валу, устройства (патрубка) для ввода воздуха в пневмосепарирующий канал и вывода из него очищенного зернового материала, загрузочного патрубка и патрубка для отвода отработавшего воздуха с легкими частицами [2].

При работе сепаратора с ротационным коническим разбрасывателем, вращающимся вокруг вертикальной оси, в пневмосепарирующий канал вводится веерообразная кольцевая струя обрабатываемого зернового материала, на который воздействует восходящий поток воздуха, вследствие чего достигается разделение материала на две фракции - легкие примеси и очищенный продукт.

По конструктивному оформлению и технологическому процессу такой же центробежно-пневматический сепаратор имеет воздушно-решетная машина МЗП-50 первичной очистки зернового материала [3].

По технической сущности и совокупности существенных признаков центробежно-пневматический сепаратор наиболее близок к заявляемому сепаратору, и он принят за прототип. Недостатком данного центробежно-пневматического сепаратора является низкий эффект очистки зернового материала, который объясняется следующим. Поскольку пневмосепарирующий канал имеет кольцевую форму, концентрация зернового материала ("плотность" зерновой струи) наибольшая в зоне, прилегающей к разбрасывателю, а по мере приближения к наружной стенке канала она уменьшается и наименьшее значение имеет вблизи данной стенки. Вследствие этого неравномерно сопротивление движению воздушного потока в радиальном, а следовательно, и в кольцевом направлениях канала, и скорость потока воздуха в этих направлениях также неравномерна: она имеет наименьшее значение у разбрасывателя, а наибольшее - у наружной стенки канала. По этой причине в зоне канала, прилегающей к разбрасывателю, не происходит эффективного выделения легких примесей из обрабатываемого зернового материала, вследствие чего снижается эффект его очистки. Кроме того, при отмеченном распределении зернового материала и скорости потока воздуха в канале происходит вынос полноценного зерна в отходовую фракцию (с легкими примесями) из зоны, прилегающей к наружной стенке канала.

Наряду с отмеченным прототипу - сепаратору присущ и следующий недостаток. Поскольку воздушный поток в сепаратор вводится через отверстия, выполненные на верхней части его корпуса - на уровне разбрасывателя, а отводится посредством патрубка, размещенного также в верхней части корпуса и соединенного с осадочной камерой, то при таком конструктивном исполнении воздушной системы поток воздуха воздействует на обрабатываемый зерновой материал практически лишь в зоне его выхода из загрузочного окна (патрубка) и по сути дела не воздействует на веерообразную кольцевую струю материала, сходящего с разбрасывателя. Кроме того, при размещении отводящего патрубка в радиальном направлении иссажается равномерность поля скоростей воздуха, вследствие чего не достигается осесимметричной «рабочей» струи воздуха, что также приводит к снижению эффекта очистки зернового материала от легких примесей.

Задача, которую необходимо решить, заключается в достижении равномерного распределения зернового материала в рабочей зоне пневмосепарирующего канала - в радиальном и кольцевом направлениях.

Поставленная задача решена с помощью предлагаемого центробежно-пневматического сепаратора, пневмосепарирующий канал которого выполнен кольцевым, а в верхней части его соосно с разбрасывателем размещен верхний патрубок с установленной в нем регулировочной заслонкой, предназначенный для вывода из пневмосепарирующего канала отработавшего воздушного потока с легкими примесями, выделяемыми из обрабатываемого зернового материала. Кроме того, разбрасыватель сепаратора состоит из нескольких конусов, закрепленных на некотором расстоянии друг от друга на общем валу, при этом наибольший диаметр имеет верхний конус, а диаметр последующих конусов постепенно уменьшается. На дне конусов, за исключением последнего - нижнего, выполнено центральное отверстие, причем наибольший его диаметр имеет верхний конус, а диаметр отверстия у последующих конусов постепенно уменьшается.

Схема центробежно-пневматического сепаратора для очистки зернового материала приведена на чертеже.

Центробежно-пневматический сепаратор для очистки зернового материала состоит из кольцевого пневмосепарирующего канала 1 с нижним патрубком 2, вводящим воздух в канал 1 и выводящим из него очищенный зерновой материал, и верхним патрубком 3, выводящим отработавший воздушный поток с легкими примесями из канала 1; ротационного конического разбрасывателя и загрузочного патрубка 4, подающего на него обрабатываемый зерновой материал. Верхний патрубок 3 размещен на верхней части кольцевого канала соосно ему, а в патрубке установлена регулировочная заслонка 11. Разбрасыватель имеет ряд конусов, закрепленных на некотором расстоянии друг от друга на валу 5. На схеме приведены 3 конуса: верхний 6, средний 7 и нижний 8. Наибольший диаметр имеет верхний конус 6, а диаметр последующих конусов постепенно уменьшается. На дне верхнего 6 и среднего 7 конусов выполнены соответственно центральные отверстия 9 и 10, при этом диаметр отверстия 9 больше диаметра отверстия 10.

Процесс работы центробежно-пневматического сепаратора протекает следующим образом. Из загрузочного патрубка 4 подлежащий очистке зерновой материал подается на вращающийся верхний конус 6; от него часть материала под действием центробежной силы вводится в кольцевой пневмосепарирующий канал 1, в котором подвергается воздействию восходящего потока воздуха, поступающего в канал 1 через нижний патрубок 2. Другая часть зернового материала через отверстие 9 конуса 6 подается на вращающий конус 7, с которого также часть материала поступает в пневмосепарирующий канал 1, в котором на него воздействует поток воздуха. Остальная часть материала с конуса 7 через его отверстие 10 направляется на вращающийся нижний конус 8, с которого она подается в пневмосепарирующий канал 1.

В пневмосепарирующем канале 1 из зернового материала потоком воздуха выделяются легкие примеси, которые из сепаратора выводятся через верхний патрубок 3. В последующем эта двухфазная смесь "воздух - легкие примеси" поступает, например, в централизованную воздушную систему для очистки воздуха (на схеме система не показана). Очищенный от воздушноотделимых примесей зерновой материал из пневмосепарирующего канала 1 отводится через нижний патрубок 2.

Выполнение канала 1 кольцевым способствует равномерному подводу воздушного потока в зону сепарации зернового материала, вследствие чего в этой зоне достигается равномерное поле давлений и, следовательно, скоростей потока воздуха, благодаря чему улучшаются условия выделения легких примесей из обрабатываемого зернового материала. Достижению данного эффекта также способствует размещение верхнего патрубка 3 на верхней части кольцевого канал 1 соосно ему: при такой установке патрубка 3 вывод отработавшего воздуха с легкими примесями не искажает равномерного поля скоростей воздуха в зоне сепарации зернового материала.

При отмеченной закономерности изменения диаметра конусов 6, 7 и 8 верхним 6 зерновой материал вводится в кольцевую зону канала 1, прилегающую к его наружной стенке, средним конусом 7 - в среднюю кольцевую зону канала 1, а нижним конусом 8 - в кольцевую зону, примыкающую к внутренней стенке этого канала. Благодаря такому вводу зернового материала достигается равномерное распределение его частиц в рабочей зоне пневмосепарирующего канала 1, вследствие чего достигается больший эффект выделения воздушноотделимых (легких) примесей, т.е. повышается чистота обработанного зернового материала. Кроме того, при отмеченном процессе очистки зернового материала уменьшается вынос полноценного зерна с воздушноотделимыми примесями, т.е. снижаются его потери.

В зависимости от того, какие воздушноотделимые примеси содержатся в обрабатываемом зерновом материале (пыль, полова, частицы соломы и листьев культурных растений, щуплое и дробленое зерно основной культуры) и для чего предназначен обрабатываемый материал (семенное, продовольственное и фуражное зерно) скорость воздушного потока в пневмосепарирующем канале 1 изменяется поворотом регулировочной заслонки 11.

Таким образом, при работе предлагаемого центробежно-пневматического сепаратора достигается положительный эффект, заключающийся в повышении чистоты отрабатываемого зернового материала и снижении потерь полноценного зерна.

Литература

1. Малис А.Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потоком. - М.: Машгиз, 1962. - 176 с.

2. Гончаров B.C., Грабельковский Н.И. Центробежно-пневматический сепаратор для зерновых материалов // Тракторы и сельхозмашины. - 1968. - № 6. - С.26-28.

3. Машины для послеуборочной обработки зерна / Б.C.Окнин, И.В.Горбачев, А.А.Терехин, В.И. Соловьев. - М.: Агропромиздат, 1987. - 239 с.

Центробежно-пневматический сепаратор для очистки зернового материала, содержащий пневмосепарирующий канал с нижним патрубком для ввода в него воздушного потока и вывода очищенного зернового материала, загрузочный патрубок для ввода очищаемого зернового материала, патрубок, выводящий отработавший воздух с легкими примесями и ротационный конический разбрасыватель для подачи зернового материала в пневмосепарирующий канал, отличающийся тем, что пневмосепарирующий канал выполнен кольцевым, а патрубок с установленной в нем регулировочной заслонкой, выводящий отработавший воздух с легкими примесями, размещен в верхней части канала и соосно ему, причем разбрасыватель снабжен, по крайней мере, двумя конусами, закрепленными на некотором расстоянии друг от друга на общем валу, при этом на дне конусов, за исключением нижнего, выполнено центральное отверстие, наибольшие диаметр и диаметр отверстия имеет верхний конус, а у последующих конусов в направлении сверху вниз эти диаметры постепенно уменьшаются.