СЕПАРАТОР ЗЕРНОВОГО ВОРОХА Российский патент 1995 года по МПК A01F12/44 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть применено в устройствах для сепарации зернового вороха, например, в зерноуборочном комбайне.

Известен сепаратор зернового вороха, содержащий шнековый транспортер с перфорированным днищем [1]
Известен сепаратор зернового вороха, принимаемый за прототип, содержащий шнековые транспортеры с закрепленными на шнеках средствами перемешивания вороха, выполненных в виде радиальных лопаток, сетчатое волнообразное днище, под которым расположены средство перемещения зерна и вентилятор [2]
Недостаток известного устройства заключается в том, что средства перемешивания вороха, выполненные в виде лопаток, подбрасывают зерновой ворох, не разделяя его на компоненты. Это приводит к тому, что часть зерен в подброшенном лопатками ворохе, сталкиваясь с соломистыми примесями, не проходит к сетчатому днищу, что снижает эффективность работы сепаратора.

Сущность изобретения достигается тем, что в сепараторе зернового вороха, содержащем шнековые транспортеры, каждый из которых имеет средство перемешивания вороха, закрепленные к его валу радиально, сетчатое волнообразное днище, под которым расположены средства перемещения вороха и вентилятор, по изобретению, каждое средство перемешивания вороха выполнено в виде гребенки, элементы которой на периферии имеют криволинейную форму, вогнутой частью обращенную в строну вращения.

Предлагаемая конструкция сепаратора зернового вороха позволяет предварительно разделить ворох при его перемешивании, при этом зерна попадают на сетчатое днище сепаратора, а также подать разделенные компоненты вороха в воздушный поток соседнего транспортера разными траекториями. Чем сильнее отклонены элементы гребенки на периферии от радиальной линии, тем больше отличаются направления абсолютных скоростей зерен, проходящих сквозь гребенку, и соломистых частиц, сходящих с гребенки, а значит, и лучше сепарация вороха. Но при этом соломистые частицы должны сходить с гребенки, т.е. предельный угол, между концом гребенки на периферии и радиальной линией, а также форма кривой, должны быть определены из условия обязательного схода соломистых частиц с гребенки.

Авторами изобретения теоретически рассмотрено движение соломистой частицы по вращающейся гребенке и определен угол между концом гребенки на периферии и радиальной линией, β_o 35.50^о. Также определена, из условия равновозможности движения соломистой частицы независимо от ее удаленности от центра вращения, форма кривой, которая может быть задана дифференциальным уравнением второго порядка вида
tgarccos _ ϕ_max- arctg где x и y абсцисса и ордината прямоугольной системы координат;
R_ш радиус шнека;
β_o- угол, между концом гребенки на периферии и радиальной линией (х R_ш, y0);
ϕ_max максимальный угол трения соломистых частиц о поверхность гребенки, ϕ_max 40^о.

На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого сепаратора; на фиг.2 сепаратор, поперечный разрез.

Сепаратор зернового вороха содержит шнековые транспортеры, состоящие из шнеков 1 и волнообразного днища 2, имеющего сетчатую (или перфорированную) зону 3 и гребни 4. Шнеки 1 поочередно выполнены с правой и левой навивками винтовых поверхностей. Над сетчатой зоной 3 на шнеках 1 закреплены средства перемешивания вороха, состоящие из гребенки 5, элементы 6 которой на периферии имеют криволинейную форму, вогнутой частью обращенную в сторону вращения шнека и переходящую в радиальную линию у вала шнека. Криволинейная форма элементов гребенки может быть определена дифференциальным уравнением первого порядка
tgarccos _ ϕ_max- arctg где х и y абсцисса и ордината прямоугольной системы координат;
R_ш радиус шнека;
β_o- угол между концом гребенки на периферии и радиальной линией (х R_ш, y 0);
ϕ_max максимальный угол трения соломистых частиц о поверхность гребенки, ϕ_max 40^о.

Под сетчатой зоной 3 расположена транспортная доска 7, вентилятор 8, дополнительный выходной патрубок 9 которого направляет воздушный поток под сетчатую зону 3. За днищем 2 расположено верхнее решето 10 с удлинителем 11, нижнее решето 12, зерновой 13 и колосовой 14 шнеки.

Сепаратор работает следующим образом.

Мелкий зерновой ворох, поступающий в шнековые транспортеры, перемещается шнеками 1 по волнообразному днищу 2. При достижении сетчатой зоны 3 ворох захватывается средствами перемешивания вороха, выполненными в виде гребенки 5, и перемещается в поперечном направлении. Так как элементы 6 гребенок на периферии имеют криволинейную форму, вогнутой частью обращенную в сторону вращения шнека, то действующие на зерновку силы способствуют проходу ее сквозь гребенку. Зерновки поступают на сетчатую зону 3, обдуваемую воздушным потоком из дополнительного выходного патрубка 9 вентилятора 8, и беспрепятственно проходят сквозь нее, что повышает эффективность работы сепаратора. Соломистые примеси сходят с гребенки 5, когда ее конец минует гребень 4, при этом выделение зерна сквозь гребенку продолжается. Эти два потока (соломистые примеси и зерно) поступают в соседний шнековый транспортер и попадают под действие воздушного потока. Так как элементы гребенок 5 на периферии имеют криволинейную форму, вогнутой частью обращенную в сторону вращения шнека, а выделение зерна сквозь гребенку происходит в радиальном направлении, то траектория движения соломистых частиц будет находиться выше траектории движения зерна, что также способствует повышению эффективности работы сепаратора.

Прошедшее сквозь сетчатую зону 3 днища зерно транспортной доской 7 подается в зерновой шнек 13. Ворох, перемещаемый шнеками 1 к верхнему решету 10, неоднократно попадает под воздействие гребенок 5 и перебрасывается от одного шнека к другому, а затем поступает на верхнее решето 10, на котором выделяется зерно.

Применение предлагаемого сепаратора позволяет снизить потери зерна за счет повышения эффективности работы.

Использование: в сельскохозяйственном производстве для сепарации зернового вороха, например, в зерноуборочном комбайне. Сущность изобретения: сепаратор содержит транспортеры с закрепленными на шнеках средствами перемещения вороха, которые выполнены в виде решеток, сетчатое волнообразное днище, под которым расположены средство перемещения зерна и вентилятор. Элементы решеток выполнены в плоскостях, параллельных плоскости поперечного сечения шнека, и имеют криволинейную форму, изогнутую в сторону вращения шнека и переходящую в радиальную линию у вала шнека. 2 ил.

СЕПАРАТОР ЗЕРНОВОГО ВОРОХА, содержащий шнековые транспортеры, каждый из которых имеет средства перемешивания вороха, закрепленные к его валу радиально, сетчатое волнообразное днище, под которым расположены средства перемещения вороха и вентилятор, отличающийся тем, что каждое средство перемешивания вороха выполнено в виде гребенки, элементы которой на периферии имеют криволинейную форму, вогнутой частью обращенную в сторону вращения шнека.