СЕПАРАТОР Российский патент 1997 года по МПК B07B13/10 B07B15/00 B07B13/02 

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих смесей, преимущественно для очистки и сортирования семян сельскохозяйственных культур.

Известны устройства для сепарации семенных смесей по упругим свойствам, содержащие питатель, отражательную поверхность, делители и приемные камеры. Их недостаток низкая эффективность сепарации из-за того, что при однократном соударении частиц с отражательной поверхностью и дальнейшем их движении в потоке часть упругих семян сталкивается, теряет скорость и попадает в неупругую фракцию (Птицын С.Д. Сепарация зерна при ударе: труды ВИМ, 1949, т. 12, с. 79-84)
Известно устройство (авт. св. СССР N 1364225, МКИ А 23 N 15/00, В 07 В 13/04), содержащее несколько ступеней (ярусов) рабочих органов, расположенных одни над другими. Обладая повышенными показателями эффективности сепарации, оно имеет большие габариты по высоте, что затрудняет их загрузку и эксплуатацию в составе технологических линий.

Известно устройство (заявка РСТ N 87/07187, МКИ В 07 В 13/00, 13/10), содержащее вращающийся цилиндр с захватывающими элементами на внутренней поверхности, питатели в виде воронок с щелеобразными выпускными отверстиями и отражательные поверхности, установленные наклонно поперек внутреннего объема цилиндра (прототипа).

Порция сыпучей смеси, подаваемая с приподнятого торца цилиндра, поднимается захватывающими элементами и подается через питатель на первую отражательную поверхность. В зависимости от своих упругих свойств частицы после удара пролетают на различные расстояния вдоль оси цилиндра. При этом более упругие частицы подвергаются меньшему числу циклов сепарации, т.е. быстрее достигают нижнего торца цилиндра.

Недостатком устройства является периодичность его работы, так как новая порция семян загружается только после выведения сначала упругой, а затем неупругой фракции материала предыдущей порции.

Заявляемое изобретение направлено на обеспечение непрерывного процесса высокоэффективной сепарации семенной смеси главным образом по упругим свойствам и снижение габаритов устройства по высоте.

Указанный технический результат достигается тем, что сепаратор содержит установленный на опорно-приводном механизме цилиндр с захватывающими элементами на внутренней поверхности, питатель в виде скатов со щелевидным выпускным окном и отражательную поверхность, размещенное во внутренней полости цилиндра.

Достаточным существенным признаком заявляемого устройства является то, что сепаратор снабжен механизмом выгрузки, установленным во внутренней полости цилиндра, при этом отражательная поверхность, щелевидное выпускное окно питателя и механизм выгрузки расположены вдоль оси цилиндра, а отражательная поверхность выполнена в виде плоской поверхности, наклоненной к горизонтам в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, или в виде цилиндрической поверхности.

Ось цилиндра с захватывающими элементами может быть горизонтальной либо наклонной, что облегчает перемещение семенной смеси от верхнего (загрузочного) к нижнему (выпускному) торцу цилиндра.

Питатель, расположенный в верхней части цилиндра, может быть как пассивным, например, в виде скатов, оканчивающихся в нижней части щелевидным отверстием с вертикальными стенками, так и активным с питающим валиком.

Отражательная поверхность, установленная в нижней части цилиндра, может иметь различную форму: плоскую, с наклоном к горизонту в поперечном сечении либо криволинейную например, в виде цилиндра, с приводом, позволяющим осуществлять ее вращение в различных направлениях (по часовой стрелке и против нее) с регулируемой угловой скоростью, что дает возможность дополнительно вести сепарацию по фрикционным свойствам и осуществлять очистку ее поверхности, например, с помощью вращающейся цилиндрической щетки, без нарушения процесса сепарации.

Захватывающие элементы могут быть выполнены в виде лопастей, примыкающих к внутренней поверхности цилиндра. В продольном направлении лопасти могут располагаться параллельно образующей цилиндра либо по винтовой линии. В последнем случае облегчается рассредоточение семенной смеси вдоль оси устройства.

В поперечном сечении лопасти могут быть прямолинейными, установленными в радиальном направлении или под углом к нему, либо криволинейными, в форме уголка и т.п.

Другой пример выполнения захватывающих элементов карманы, заглубленные относительно внутренней поверхности цилиндра. Их расположение может быть различным, например, в шахматном порядке, что снижает пульсацию подачи материала в питатель.

Механизм выгрузки устанавливается в нижней части цилиндра, напротив отражательной поверхности и несколько ниже ее. Конструкция его может быть любой: вибролоток, транспортер (шнековый, ленточный и т.п.), другой пример выполнения механизма выгрузки короб, разделенный вдоль оси устройства на два отсека, внутри которых установлены поперек и с наклоном в противоположных направлениях скаты. Загрузка при этом осуществляется дополнительным устройством в средней части цилиндра, а выгрузка упругой и неупругой фракции - с противоположных его торцов. Ось цилиндра расположена в данном случае горизонтально. Для настройки сепаратора на верхних кромках механизма выгрузки устанавливаются подвижные делители, например, в виде пластин, закрепленных шарнирно в нижней своей части.

Механизм выгрузки может быть выполнен с возможностью перемещения как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях. Этим достигается помимо дополнительной настройки изменение технологической схемы сепарации. Так, когда механизм выгрузки вплотную примыкает к отражательной поверхности, в него поступает неупругая фракция, а упругая фракция подвергается многократному сепарированию. При максимальном удалении механизма выгрузки последовательной сепарации подвергается неупругая фракция.

Опорно-приводной механизм цилиндра может быть различных типов: ролики, примыкающие к его наружной поверхности, либо осевой, как у цилиндрических триеров.

Для обеспечения заданного числа циклов сепарации внутри цилиндра устанавливаются поперечные перегородки, делящие его на секции. Каждая секция при этом снабжается дополнительным перегружающим устройством, например, вибролотком, позволяющим перемешать фракцию, не попавшую в механизм выгрузки, в следующую секцию. Расстояние между перегородками в осевом направлении уменьшается пропорционально изменению объема сепарируемой фракции и составляет для каждой последующей секции 0,5 0,8 от его значения для предыдущей секции. При этом достигается одинаковая удельная нагрузка на отражательную поверхность по всей длине сепаратора.

Поведенный патентный поиск показал отсутствие сепараторов с предлагаемой совокупностью признаков.

На фиг. 1 показан пример выполнения предлагаемого сепаратора по схеме с выведением упругой фракции; на фиг. 2 схематично изображен оператор в секционном исполнении.

Сепаратор (фиг. 1) состоит из установленного на опорно-приводном узле 1 цилиндра 2, на внутренней поверхности которого размещены захватывающие элементы 3, питателя 4, отражательной поверхности 5 с устройством очистки 6 и механизмов выгрузки 7 с подвижными делителями 8. Уплотнение торцов цилиндра осуществлено одним из известных в технике способов.

Сепаратор работает следующим образом.

Семенная смесь подается внутрь цилиндра 2 с загрузного (приподнятого) торца. Захватывающие элементы 3 поднимают ее к питателю 4. При этом частицы смеси скользят по наклонной поверхности лопастей (захватывающих элементов) 3, рассредотачиваясь вдоль оси сепаратора. Скорость вращения и угол наклона цилиндра 2 подбираются таким образом, чтобы обеспечить максимальную равномерность рассредоточения семенной смеси.

По достижении передней комки питатели 4 частицы высыпаются на его скаты и далее, двигаясь под действием силы тяжести, через щелевидное отверстие с вертикальными стенками падают на отражательную поверхность 5, образуя плоский вертикальный поток "движущийся занавес".

Цилиндрическая отражательная поверхность вращается в выбранном направлении с заданной угловой скоростью. В результате удара о нее частицы в зависимости от своих упругих и фрикционных свойств приобретают различные скорости и направления движения. Наиболее упругие частицы перелетают кромку ближнего делителя 8 и выводятся механизмом выгрузки 7. Частицы неупругой компоненты и часть упругих семян, по каким-либо причинам (взаимные столкновения) не приобретших необходимую скорость движения, падают на дно цилиндра. Здесь они вновь захватываются лопастями 3, и процесс повторяется. После многократной сепарации неупругая фракция сходит с выпускного (нижнего) торцов цилиндра 2.

В секционном исполнении (фиг. 2) во внутренней полости цилиндра 2 устанавливаются неподвижные перегородки 9, а на внутренней поверхности цилиндра разделительные кольца 10. В результате внутри цилиндра образуются секции I, II и т.д. Длина каждой последующей секции вдоль цилиндра составляет 0,5 0,8 от длины предыдущей. В каждой секции между отражательной поверхностью (не показана) и передней стенкой общего механизма выгрузки 7 с регулируемым делителем 8 установлено перегружающее устройство 11. Особенность работы секционного сепаратора заданное количество циклов сепарации для всех частиц разделяемой фракции, равное числу секций. После удара об отражательную поверхность 5 частица либо попадает в механизм выгрузки 7,либо попадает на перегружающее устройство 11 и переносится им к захватывающим элементам 3 следующей секции.

Использование: разделение семенных смесей, преимущественно по упругости. Сущность изобретения: сепаратор содержит установленный на опорно-приводном материале цилиндр с горизонтальной или наклонной осью и захватывающими элементами на внутренней поверхности в виде лопастей или карманов. Внутри цилиндра установлены вдоль его оси питатель в виде скатов, отражательная поверхность с очищающим устройством и механизм выгрузки - транспортер или батарея разнонаправленных скатов. Предусмотрены подвижные делители, узел регулировки положения механизма выгрузки. Внутренняя полость может быть разделена перегородками на секции, причем длина каждой последующей секции в осевом направлении составляет 0,5 - 0,8 длины предыдущей. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сепаратор, содержащий установленный на опорно-приводном механизме цилиндр с захватывающими элементами на внутренней поверхности, питатель в виде скатов со щелевидным выпускным окном и отражательную поверхность, размещенные во внутренней полости цилиндра, отличающийся тем, что сепаратор снабжен механизмом выгрузки, установленным во внутренней полости цилиндра, при этом отражательная поверхность, щелевидное выпускное окно питателя и механизм выгрузки расположены параллельно вдоль оси цилиндра, а отражательная поверхность выполнена в виде плоской поверхности, наклоненной к горизонтали в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, или в виде цилиндрической поверхности. 2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость цилиндра разделена на секции, включающие разделительные кольца на внутренней поверхности, неподвижные поперечные перегородки и перегружающие устройства, причем длина каждой последующей секции в осевом направлении составляет 0,5. 0,8 длины предыдущей. 3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая поверхность выполнена с осью, установленной на подшипниках и снабжена приводом и устройством очистки. 4. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что механизм выгрузки снабжен подвижными делителями, установленными на его верхних кромках. 5. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что механизм выгрузки выполнен с возможностью регулировки его положения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. 6. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что ось цилиндра установлена наклонно, а механизм выгрузки выполнен в виде транспортера (шнекового, ленточного, вибролотка и т.п.). 7. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что ось цилиндра установлена горизонтально, а механизм выгрузки имеет вид короба, разделенного вдоль на два отсека с поперечными скатами, наклоненными в противоположных направлениях. 8. Сепаратор по п.6, отличающийся тем, что захватывающие элементы выполнены в виде лопастей, примыкающих к внутренней поверхности цилиндра и установленных по винтовой линии. 9. Сепаратор по п.7, отличающийся тем, что захватывающие элементы выполнены в виде карманов, расположенных в шахматном порядке.