АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР СМЕСИ Российский патент 1996 года по МПК A01D33/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно - к устройствам для разделения смесей и может быть использовано в машинах для уборки и переработки корнеклубнеплодов.

Преимущественная область применения сепарация почвы от клубней при уборке картофеля в дождливую погоду, в том числе на задернелых и даже переувлажненных площадях с почвами тяжелого механического состава.

Из авторского свидетельства СССР N 677708, А 01 Д 33/08, 1979 известно "Устройство для отделения клубней картофеля от комков почвы и камней", содержащее сетчатый транспортер с покрытием в виде закрепленных одним концом волнообразных или спиралеобразных нитей и нагнетательный вентилятор, расположенный в контуре упомянутого транспортера.

Недостаточно высокая сепарирующая способность при работе на переувлажненных площадях, особенно с суглинистым и глинистыми почвами, является серьезным недостатком известного устройства (из-за постоянного залипания нитей почвы).

Из авторского свидетельства СССР N 858625, А 01 Д 33/08, 1981 известен "Аэродинамический сепаратор смеси", включающий подающие и отводящие транспортеры, а также расположенные над последними пневмопроводы, при этом каждый подающий транспортер выполнен секционным и имеет сетчатую поверхность с увеличивающимся размером ячеек в каждой последующей секции.

Данное техническое решение наиболее близко к предложенному по назначению, поэтому принято за прототип.

Несмотря на наличие существенных достоинств, прототипу присущ ряд довольно серьезных недостатков, в частности:
громоздкость и сложность конструкции из-за наличия 7 транспортеров (трех подающих, трех поперечных и одного для ручного разделения вороха);
недостаточно высокое качество разделения смеси из-за отсутствия в конструкции каких-либо устройств для встряхивания или крошения сепарируемой массы;
недостаточно высокая технологическая надежность из-за постоянных забиваний пространств между продольными и поперечными транспортерами сепарируемой смеси, особенно при работе в сырую погоду на переувлажненных площадях и с почвами тяжелого механического состава;
недостаточно высокая техническая надежность из-за частых технических отказов, вызванных большим количеством элементов конструкции;
недостаточно высокая производительность труда, вызванная тем, что поперечные транспортеры, перемещающиеся относительно продольных во взаимно-перпендикулярных плоскостях, препятствуют продвижению сепарируемой массы по подающим продольным транспортерам.

Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей посредством упрощения конструкции, уменьшения габаритов, снижения металлоемкости и повышения эксплуатационных показателей, особенно при работе в сырую погоду на переувлажненных площадях с почвами тяжелого механического состава.

Поставленная цель достигается тем, что в аэродинамическом сепараторе смеси, включающем транспортер и замкнутую пневмосистему, состоящую из вентилятора, всасывающего пневмопровода над рабочей частью транспортера и нагнетательного пневмопровода под нею, по длине транспортера под его рабочей частью последовательно установлено несколько нагнетательных пневмопроводов с дутьевыми устройствами для импульсной подачи пневмоструй, при этом расположение дутьевых устройств сделано под отрицательным углом наклона относительно рабочей части транспортера в пределах 95-145^o, например, в попутном направлении относительно направления перемещения его рабочей ветви в элеваторном варианте или в попутном направлении относительно перемещения сепарируемой массы в грохотном и ротационном вариантах.

Предложенное техническое решение по мнению заявителя обладает новизной, поскольку аналогичных решений в просмотренной патентной и научно-технической литературе за последние 50 лет по СССР, США, Великобритании, Франции, ФРГ, Японии не выявлено.

Оно имеет также изобретательский уровень, поскольку имеет новые признаки, в совокупности с известными обеспечивающие получение нового технического эффекта, заключающегося в придании сепарируемой массе волновой структуры даже при перемещении по ровной поверхности рабочей ветви элеватора, без какого-либо механического встряхивания.

Изобретение является также промышленно применимым, поскольку обладает положительным эффектом и может быть использовано в сельском хозяйстве, вследствие высокой технико-экономической эффективности при исключительно простой конструкции.

Предложенное решение пояснено графическими материалами, где на фиг. 1 схематически изображен аэродинамический сепаратор смеси на базе транспортера элеваторного типа (вид сбоку).

Условные обозначения, принятые на схеме:
1 транспортер,
2 рабочая ветвь транспортера,
3 нагнетательные пневмопроводы с дутьевыми устройствами,
4 всасывающий пневмопровод с зонтом,
5 сепарируемая смесь (масса),
6 отсепарированная почва,
7 отсепарированные корнеклубнеплоды.

Аэродинамический сепаратор смеси содержит транспортер 1, рабочей ветвью 2 которого является ведомая ветвь, расположенная сверху, а снизу рабочей ветви расположены пневмопроводы с дутьевыми устройствами 3, при этом всасывающий пневмопровод 4 с зонтом 4 расположен над рабочей ветвью 2 транспортера 1.

Транспортер 1 может быть различной конструкции элеваторного (фиг. 1) или грохотного и ротационного типа (последние на схеме не показаны). В элеваторном варианте верхняя ветвь является ведомой, а нижняя ведущей. Верхняя ветвь 2 транспортера 1 является ведомой и одновременно рабочей по сепарации смеси.

Нагнетательные пневмопроводы с дутьевыми устройствами 3 имеют стационарное крепление и расположены под рабочей ветвью 2 транспортера 1, при этом расположение дутьевых устройств сделано под отрицательным углом наклона "α = 95-135^° относительно рабочей части транспортера, например, в попутном направлении относительно направления перемещения его рабочей ветви в элеваторном варианте (на фиг. 1) или в попутном направлении относительно перемещения сепарируемой массы в каскадном и рольганговом вариантах. При угле нагнетательные пневмоструи не будут иметь достаточного подталкивающего воздействия на продвижение сепарируемой массы к выходу транспортера и одновременно будут создавать запыленную зону на входе транспортера. При угле α = 145^° значительная часть воздушного напора будет непроизводительно расходоваться на прохождение через верхнюю ветвь 2 транспортера 1 и исключится создание волновой структуры у сепарируемой смеси (массы) 5, а также уменьшится просеивание почвы 6 через рабочую ветвь 2 транспортера 1.

Применительно к различным условиям работы предусмотрена возможность регулируемого взаимоперемещения пневмопроводов с дутьевыми устройствами 3 вдоль продольной оси транспортера 1 (на схеме не показано) с тем, чтобы последующие по ходу пневмоструи направлять по таким участкам сепарируемой смеси 5, которые еще не были разрушены предыдущими пневмоструями.

Давление воздуха в нагнетательных пневмопроводах 3 в пределах 1,1-10,0 атмосфер.

Подача пневмоструй в основном импульсная.

Всасывающий пневмопровод 4 оснащен зонтом, установлен над рабочей ветвью 2 транспортера 1, предназначен для отсоса пыли, ботвы и сорняков.

Аэродинамический сепаратор смеси работает следующим образом.

Поступающая на работающую ветвь 2 транспортера 1 сепарируемая смесь (масса) 5 подвергается последовательному воздействию нескольких пневмоструй, нагнетаемых в направлении снизу вверх пневмопроводами с дутьевыми устройствами 3. При этом сепарируемая смесь (масса) 5 приобретает волновую структуру:
в местах воздействия пневмоструй на поверхности сепарируемой смеси (массы) образуется волна с максимальной амплитудой (ведь сила дутья превышает силу гравитации), а в местах без воздействия пневмоструй сепарируемая масса прижимается к рабочей ветви 2 транспортера 1 под воздействием сил гравитации.

За счет встречного и чередующегося воздействия нагнетательных пневмоструй и сил гравитации сепарируемая смесь (масса) 5 подвергается:
аэрации, способствующей улучшению крошения смеси, а также
знакопеременным нагрузкам, способствующим разрывам пласта сепарируемой смеси и его крошению.

Отсепарированная почва 6 просеивается под транспортер 1, а корнеклубнеплоды 7 сходят с рабочей ветви 2 транспортера 1.

За счет расположения нагнетательных пневмоструй с дутьевыми устройствами под отрицательным углом α к направлению перемещения ветви 2 транспортера 1 и к направлению перемещения сепарируемой смеси (массы) 5 обеспечивается подталкивающее воздействие пневмоструй на сепарируемую смесь, чем исключается забивание транспортера 1 и повышается производительность труда.

За счет расположения дутьевых устройств под рабочей ветвью 2 транспортера 1 обеспечивается очистка рабочей ветви от почвы и исключается залипание.

Благодаря импульсному воздействию пневмоструй предотвращается тормозящее воздействие их перемещению сепарируемой смеси по транспортеру и исключаются забивания его.

Вследствие возможности регулируемого перемещения нагнетательных пневмопроводов с дутьевыми устройствами вдоль продольной оси транспортера обеспечивается возможность направления последующих пневмоструй по таким участкам сепарируемой смеси 5, которые не были разрушены предыдущими пневмоструями.

Благодаря наличию всасывающего пневмопровода 4 с зонтом над рабочей ветвью 2 транспортера 1 происходит отсос наиболее легких и с высоким парящим свойством фракций смеси, в частности пыли, ботвы и сорняков. Как следствие, уменьшается запыленность на рабочих местах и уменьшается износ трущихся деталей, а также повышается производительность труда из-за уменьшения количества компонентов в сепарируемой смеси.

Предложенное техническое решение в сравнении с прототипом имеет более высокие технико-экономические показатели, в частности более просто по конструкции, имеет меньшие габариты и металлоемкость, характеризуется более высокой производительностью труда и надежностью технологического процесса.

Использование: в сельском машиностроении. Сущность изобретения: аэродинамический сепаратор смеси содержит транспортер 1, рабочей ветвью 2 которого является расположенная сверху ведомая ветвь, а снизу рабочей ветви расположены нагнетательные пневмопроводы с дутьевыми устройствами 3, при этом всасывающий пневмопровод с зонтом 4 расположен над рабочей ветвью 2 транспортера 1. Поступающая на рабочую ветвь транспортера 1 сепарируемая смесь 5 подвергается последовательному воздействию нескольких пневмоструй, нагнетаемых в направлении снизу вверх пневмопроводами с дутьевыми устройствами 3. Сепарируемая смесь 5 приобретает волновую структуру, отсепарированная почва 6 просевается под транспортер 1, а отсепарированные корнеклубнеплоды 7 сходят с рабочей ветви 2 транспортера 1. Сепаратор обеспечивает высокие технико-экономические показатели при работе в сырую погоду на переувлажненных площадях и с почвами тяжелого механического состава, имеет упрощенную конструкцию при уменьшенных габаритах. 1 ил.

Аэродинамический сепаратор смеси, включающий транспортер и замкнутую пневмосистему, состоящую из вентилятора, всасывающего пневмопровода, расположенного над рабочей ветвью транспортера, и нагнетательного пневмопровода, расположенного под рабочей ветвью, отличающийся тем, что под рабочей частью транспортера установлены последовательно по его длине устройства для импульсной подачи пневмоструй, причем ось сопел последних расположена к рабочей части транспортера под углом 95 145^o, вершина которого направлена по направлению перемещения почвенной смеси.