Сепаратор зерновой
Владельцы патента RU 2344004:
ФГОУ ВПО Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева (RU)
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к технике разделения зерновых смесей на фракции по их физико-механическим свойствам, и может быть использовано для послеуборочной обработки зерна, а также для сепарации сыпучих материалов в других отраслях промышленности. Сепаратор зерновой включает бункер с дозатором, конические решета, установленные с возможностью колебания вокруг вертикальной оси, центральный и кольцевой каналы, расположенные коаксиально, аспирационную замкнутую систему, объединяющую вентилятор, нагнетательный канал, участок кольцевого канала, отсасывающий канал и циклон. Дозатор установлен на вершине конусного распределителя, нижнее основание которого имеет сменное кольцо, служащее трамплином для зернового потока. Под конусным распределителем установлен обратный конус с цилиндрическим регулировочным кольцом. В отсасывающем верхнем канале аспирационной системы расположен выпуклый участок с регулируемой площадью сечения, под которым установлен один или несколько отводящих каналов с регулировочными заслонками между ними. Технический результат - повышение эффективности сепарации зернового вороха, а также повышение качества и количества получаемых фракций. 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к технике разделения зерновых смесей на фракции по их физико-механическим свойствам, и может быть использовано для послеуборочной обработки зерна, а также для сепарации сыпучих материалов в других отраслях промышленности.
Известны устройства для очистки, сепарации и фракционирования семян зерновых, зернобобовых, масличных и других сельскохозяйственных культур по различию их свойств и признаков. Наиболее близкими к предлагаемому техническому решению являются, например, устройства по А.С. СССР №889143, кл. В07В 1/38, №1819689 А1, кл. В07В 13/00 и зерноочистительная машина по А.С. №1641467 А1, кл. В07В 1/38.
Недостатком упомянутых устройств является то, что они выделяют ограниченное количество фракций, это чаще всего несколько отходовых и только одну продовольственную либо семенную, удовлетворяющую по наличию примесей. Известно, что в продовольственных как и в семенных фракциях присутствуют зерна, значительно отличающиеся друг от друга не только внешними признаками (размеры, форма, состояние поверхности, плотность, упругость, коэффициент трения и другие), но и агробиологическими свойствами, например силой роста, энергией прорастания, потенциальной урожайностью, содержанием клейковины и другими. Существует взаимосвязь между внешними и качественными признаками.
Однако в большинстве случаев технические средства для послеуборочной обработки зерна преследуют цель - доведение зерна до требуемых кондиций по засоренности, причем, даже в тех случаях, когда в процессе обработки на отдельных промежуточных стадиях выделяются отличительные по свойствам фракции, которые затем снова объединяют. Это приводит к увеличению удельных энергозатрат, материалоемкости и других показателей.
Предлагаемый сепаратор предназначен для разделения зернового вороха по различным признакам на 5-6 или более фракций за один пропуск с минимальными удельными энергозатратами. Кроме того, сепаратор относительно компактен, прост в эксплуатации и обслуживании.
Достигается это тем, что подача зерна на решета осуществляется с помощью пассивного дозатора, установленного на вершине конусного распределителя, к основанию которого крепятся сменные отражательные кольца-трамплины, расширяющие зону рассева зернового потока, скатывающегося с конусного распределителя. При этом внешняя часть потока направляется на решета, а внутренняя поступает по обратному конусу в центральный вертикальный канал и далее в приемник. В верхнем отсасывающем канале аспирационной системы, соединенной с кольцевым вертикальным каналом, расположен выпуклый участок с регулируемой площадью сечения. Непосредственно под этим участком расположены один или несколько отводящих каналов, между которыми установлены одна или несколько подвижных заслонок, обеспечивающих количественное и качественное регулирование содержимого зерновых потоков в отводящих каналах.
Сепаратор изображен на прилагаемых чертежах, где на фиг.1 представлена общая схема сепаратора, на фиг.2 показан отсасывающий верхний канал аспирационной системы с элементами регулирования параметров сечения и положения заслонок в отводящих каналах, на фиг.3 - тот же канал по сечению А-А.
Основными элементами радиальной части сепаратора являются: бункер 1, дозатор 2, конусный распределитель 3, отражательное кольцо-трамплин 4, обечайка верхнего решета 5, обратный конус 6, верхнее решето 7, нижнее решето 8, центральный вертикальный канал 9, кольцевой канал 10, отводящий отходовый канал 11, регулировочное цилиндрическое кольцо 12, обечайка нижнего решета 13 и щетки 14, служащие для очистки отверстий решет от застрявших зерен или примесей. Аналогичные щетки устанавливаются и под верхним решетом 7.
Аспирационная часть (система) сепаратора включает в себя вентилятор 15, нагнетательный канал 16, регулятор воздушного потока 17, циклон 18, всасывающий воздушный канал 19, отводящий зерновой канал 20, регулировочную заслонку 21 и потолочную шиберную заслонку 22 с наружным шаровым шарниром 23 и механизмом перемещения 24.
Конусы решета подвешены к корпусу сепаратора, например, с помощью рычагов 25 с шаровыми шарнирами на концах, а щетки внешними окончаниями через ролики опираются на кольцевые направляющие дорожки 26. Это обеспечивает возможность колебания решет и вращения щеток вокруг вертикальной оси.
Механизмы привода решет и щеток не представлены.
Рабочий процесс осуществляется следующим образом.
Зерновой поток из бункера 1 через окна дозатора 2 поступает на конусный распределитель 3. При перемещении по конусной поверхности распределителя частицы зернового потока рассредоточиваются, толщина слоя уменьшается и может достичь значений менее одного элементарного слоя. При этом скорость отдельных частиц дифференцируется в зависимости от ряда внешних признаков, например, таких как форма, состояние поверхности, соотношение размеров, плотность и других. Продолжая скатываться по распределителю, компоненты зернового потока взаимодействуют у основания конуса с кольцевым отражателем-трамплином 4 и отлетают на разное расстояние от внешней его кромки. Этот поток частиц делится цилиндрическим кольцом 12 на два потока. Первый поток это те частицы, которые отлетают от трамплина на большее расстояние, то есть в процессе перемещения по конусу 3 приобрели большую скорость. Они устанавливаются обечайкой 5 и поступают на верхнее конусное решето 7. Второй поток ограничивается регулируемым по высоте цилиндрическим кольцом 12 и подается на обратный конус 6, с которого сходит в центральный вертикальный канал 9. По качественному составу в этом потоке сосредотачиваются преимущественно частицы соломы, элементы колосков, семена некоторых сорняков и другие примеси. В первом потоке преобладают более плотные, круглые и гладкие частицы.
На решетах зерновой поток делится по размерам. Сходовая фракция с верхнего решета - крупные примеси - поступают также в центральный вертикальный канал 9, а проходовая фракция подается на нижнее решето 8 и в кольцевой канал 10. Сходовая фракция с нижнего решета также поступает в кольцевой канал, а проходовая часть, содержащая мелкие примеси, самотеком поступает по отходовому каналу 11 в приемник I. Крупные примеси, сошедшие с верхнего решета, и второй поток, поступивший по обратному конусу в центральный канал 9, отводятся в приемник II.
Сходовая фракция с нижнего решета и часть проходовой фракции верхнего решета по кольцевому каналу 10 под действием гравитационных сил устремляется вниз и оказывается во встречном воздушном потоке аспирационной системы. Тяжелые и плотные частицы, преодолевая встречный воздушный поток, поступают в приемник III, а зерно увлекается в верхний отводящий канал, где в зоне выпуклого участка распределяется в приемники IV и V, которых может быть несколько.
Изменяя положение заслонки 21, установленной между отводящими каналами, а также поднимая или опуская шиберную заслонку 22 с помощью шарнира 23 и механизма перемещения 24, регулируют скоростной напор воздушного потока, добиваясь осаждения фракций зерна в приемники IV и V, и вынос легких примесей в циклон 18, из которого они поступают в приемник VI.
Скомпонованная таким образом аспирационная система позволяет в широком диапазоне регулировать качественные и количественные характеристики всех фракций зернового вороха. Так, например, с помощью заслонки 17 можно изменять скоростной напор воздуха в вертикальном участке кольцевого канала, что позволяет направлять в приемник III либо тяжелые примеси, либо фракцию зерновую, а в приемники IV, V и VI - менее плотное зерно и легкие примеси.
Сепаратор может использоваться на различных стадиях послеуборочной обработки семян сельскохозяйственных культур и в ряде промышленных производств.
Сепаратор зерновой, включающий бункер с дозатором, конические решета, установленные с возможностью колебания вокруг вертикальной оси, центральный и кольцевой каналы, расположенные коаксиально, аспирационную замкнутую систему, объединяющую вентилятор, нагнетательный канал, участок кольцевого канала, отсасывающий канал и циклон, отличающийся тем, что дозатор установлен на вершине конусного распределителя, нижнее основание которого имеет сменное кольцо, служащее трамплином для зернового потока, под конусным распределителем установлен обратный конус с цилиндрическим регулировочным кольцом, а в отсасывающем верхнем канале аспирационной системы расположен выпуклый участок с регулируемой площадью сечения, под которым установлен один или несколько отводящих каналов с регулировочными заслонками между ними.
