ПНЕВМОСИСТЕМА ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2001 года по МПК B07B4/00 B07B4/06 

Изобретение предназначено для очистки зерновых смесей воздушным потоком и может быть использовано при переработке зерна в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности.

Известна пневмосистема зерноочистительной машины, включающая диаметральный вентилятор, установленный в осадочной камере криволинейного профиля, воздухоподводящий с регулятором расхода воздуха и пневмосепарирующий с питающим окном каналы, разделенные стенкой, причем пневмосепарирующий канал верхней частью сообщается с осадочной камерой, а нижней частью - с воздухоподводящим каналом, сообщающимся через вентилятор с осадочной камерой, и отводящие устройства [1].

Недостатком данного устройства является низкое качество очистки зерновой смеси, потери зерновых примесей (щуплое, дробленое и вынесенная часть полновесного зерна). Это объясняется тем, что зерновая смесь в пневмосепарирующий канал вводится через питающее окно сплошным потоком, т.е. практически имеет ту же концентрацию, что и в состоянии покоя, а разрыхление смеси происходит лишь у противоположной от питающего устройства стенки канала. Кроме того, при увеличении удельной подачи зерновой смеси длина струи сплошного потока увеличивается и происходит сгруживание зерновой смеси на стенке пневмосепарирующего канала, расположенной напротив питающего устройства. Поэтому основная часть воздуха проходит через разрыхленную часть зернового потока вследствие того, что она имеет меньшее сопротивление движению воздуха. В результате отмеченного воздушный поток на зерновую смесь воздействует в узкой по глубине части канала, что значительно ухудшает качество очистки. В то же время увеличение скорости воздуха в данной части канала приводит к выносу зерновой примеси (щуплого, дробленого и части полновесного зерна) в осадочную камеру. Вынос зерновой примеси вместе с легкими примесями и вывод их отводящим устройством за пределы машины ведет к потерям зерновой части. Далее, при сепарировании зерновой смеси, особенно имеющей повышенные влажность и удельную подачу), легкие примеси, находящиеся в нижнем или среднем слоях зернового потока, из-за множества хаотических столкновений между собой и зерном через межзерновое расстояние не выделяются воздушным потоком, а выводятся с обработанным продуктом.

При увеличении скорости воздушного потока в пневмосепарирующем канале до значений скорости витания зерна и выше (т.е. при интенсификации процесса пневмосепарации) плотность зернового потока снижается, зерновой поток приводится в псевдоожиженное состояние. Благодаря этому увеличивается межзерновое расстояние в потоке, в результате чего улучшаются условия выделения легких примесей из нижнего и среднего слоев и повышается чистота обработанного зерна (увеличивается эффект очистки). Однако увеличение скорости воздушного потока в пневмосепарирующем канале приводит к значительному выносу зерновой примеси в отходы.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является пневмосистема зерноочистительной машины, включающая осадочную камеру криволинейного профиля с диаметральным вентилятором, воздухоподводящий канал с регулятором расхода воздуха, сообщенный через диаметральный вентилятор с осадочной камерой, пневмосепарирующий канал с питающим приспособлением, сообщенный верхней частью через выводной диффузор с осадочной камерой, а нижней - с воздухоподводящим каналом, отводящие приспособления зерна и легкой фракции, выполненные в виде двух камер осаждения, разделенных перегородкой с закрепленной шарнирно на ее конце поворотно-раздвижной стенкой, перепускной канал, один конец которого сообщен с воздухоподводящим каналом, а другой - с осадочной камерой выше камер осаждения, поворотную заслонку, установленную в месте сообщения перепускного и воздухоподводящего каналов, направляющие пластины, расположенные в месте сообщения перепускного канала и осадочной камеры, осадитель, установленный в осадочной камере под диаметральным вентилятором и выполненный изогнутым [2] - прототип.

Повышение качества сепарации зерновой смеси в известном устройстве достигается интенсификацией процесса пневмосепарации, которая обусловливает приведение поступающей в пневмосепарирующий канал зерновой смеси в псевдоожиженное состояние. Благодаря этому происходит более эффективное выделение легких примесей не только из среднего, но и нижнего слоя подаваемой в канал зерновой смеси, благодаря чему чистота выхода очищенного зерна повышается (качество сепарации повышается). Это связано с тем, что существенно уменьшается объемная концентрация зерновой смеси (увеличивается межзерновое расстояние) и вероятность взаимных столкновений компонентов. При таком способе сепарации зерновой смеси в осадочную камеру, кроме легких примесей, выносятся и зерновые примеси (дробленое и щуплое зерно, а также часть полноценного зерна, наименее ценного по семенным и продовольственным показателям). В осадочной камере отходы разделяют на фракции зерновых и легких примесей. В осадочной камере вынесенные зерновые примеси (дробленое, щуплое и часть полноценного зерна), отличающиеся от легких примесей аэродинамическими качествами, за счет действия центробежных сил движутся сосредоточенно возле криволинейной стенки, а воздух, поступающий по перепускному каналу из воздухоподводящего канала, выделяет и выносит из слоя зерновых примесей легкие примеси, благодаря чему обеспечивается качественное разделение.

Однако часть щуплых, дробленых и полноценных зерен, движущихся возле криволинейной стенки осадочной камеры, из-за взаимных столкновений между собой частицами примесей, а также из-за различных турбулентных пульсаций воздушного потока меняет траекторию перемещения и, не достигая зоны фракционного разделения отходов, движется в камеру осаждения легких примесей. С увеличением скорости воздушного потока в пневмосепарирующем канале, обусловливающем повышение качества очистки зернового вороха, возрастает вынос в осадочную камеру примесей (т.е. концентрация примесей увеличивается) и из-за этого частота столкновений полноценных зерен между собой частицами примесей и со стенкой камеры возрастает, что приводит к заметному увеличению выноса их в камеру осаждения легких примесей. Для улавливания данных зерен поворотно-раздвижной стенкой входное окно камеры осаждения зерновых примесей необходимо значительно увеличить, что приводит к попаданию в данную камеру легких примесей, а следовательно, и ухудшению фракционирования отходов. В итоге это ухудшает качество очистки зернового вороха.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что известная пневмосистема зерноочистительной машины снабжена лопаточным колесом, установленным в осадочной камере в зоне ее криволинейной стенки над местом сообщения перепускного канала с осадочной камерой, причем осадитель и кожух выводного диффузора, примыкающие к колесу, образуют входное окно и нагнетательный патрубок, сообщающийся с всасывающейся частью диаметрального вентилятора.

Устранение выноса в камеру осаждения легких примесей полновесных зерен из-за изменения траектории их движения возле криволинейной стенки осадочной камеры по причине взаимных столкновений между собой частицами примесей и со стенкой камеры, а также по причине различных турбулентных пульсаций воздушного потока может быть достигнуто удлинением выводного диффузора до зоны сообщения перепускного канала с осадочной камерой. Однако в этом случае все количество воздуха, поступающее в осадочную камеру через выводной диффузор и перепускной канал, к вентилятору будет поступать через камеру осаждения легких примесей. Из-за этого скорости воздушного потока в камере осаждения будут высокими, что ухудшает качество осаждения легких примесей, и легкие примеси вместе с воздушным потоком через вентилятор будут выноситься в воздухоподводящий канал, проходить через слой очищенного зерна и последними будут захватываться и выноситься вместе с ними. Такое конструктивное исполнение осадочной камеры ухудшит качество очистки зернового вороха.

В предлагаемом изобретении лопаточное колесо, установленное в осадочной камере в зоне ее криволинейной стенки над местом сообщения перепускного канала с осадочной камерой и имеющее входное окно и нагнетательный патрубок, образованные за счет примыкания к колесу осадителя и кожуха выводного диффузора, обеспечивает прием через входное окно зерно-пылевоздушного потока, отделение примесей от воздуха и отвод последнего, минуя камеру осаждения сорных примесей через нагнетательный патрубок непосредственно во всасывающую часть диаметрального вентилятора. В результате этого в камеру осаждения сорных примесей поступает меньшее количество воздуха, что обусловливает качественное осаждение примесей, устранение их выноса через вентилятор в зону пневмосепарации зернового материала, а в итоге - повышение качества очистки зерна. Отделение примесей от воздуха во вращающемся лопаточном колесе обусловливается тем, что частицы пыли и зерна, пройдя в межлопаточном пространстве вместе с воздушным потоком некоторое расстояние, попадают на поверхность лопаток, где под воздействием возникающих центробежных и кариолисовых сил выводятся и отбрасываются за периферию колеса. Зерна, отличающиеся большей плотностью от частиц сорных примесей, за счет полученной большей кинетической энергии отбрасываются дальше от колеса и соответственно поступают в камеру осаждения зерновых примесей, а частицы сорных примесей непосредственно попадают в камеру осаждения сорных примесей. Это обстоятельство ведет к повышению фракционирования в осадочной камере вынесенных воздушным потоком из пневмосепарирующего канала компонентов зерновой смеси. Очищенный же воздух, пройдя по межлопаточным каналам от периферии ротора колеса к центру и далее от центра к периферии, поступает через нагнетательный патрубок к вентилятору.

Таким образом, при работе предлагаемой пневмосистемы зерноочистительной машины достигается положительный эффект, значительно превышающий эффект прототипа, а новая совокупность признаков заявляемого устройства обладает существенными отличиями.

Пневмосистема (см. чертеж) зерноочистительной машины содержит диаметральный вентилятор 1, установленный в осадочной камере 2 криволинейного профиля, воздухоподводящий канал 3 с регулятором 4 расхода воздуха, сообщенный через вентилятор 1 с камерой 2, пневмосепарирующий канал 5 с питающим приспособлением 6, сообщенный верхней частью через выводной диффузор с камерой 2, а нижней - с каналом 3, отводящие приспособления зерна 8 и легкой фракции. Отводящее приспособление легкой фракции выполнено в виде двух камер 9 и 10 осаждения, разделенных перегородкой 11 с шарнирно закрепленной на ее конце поворотно-раздвижной стенкой 12. В камере 9 установлено отводящее приспособление 13 для вывода зерновой части, в камере 10 - отводящее приспособление 14 для вывода легких примесей. Перепускной канал 15 одним концом сообщен с каналом 3, а другим - с камерой 2. В месте сообщения каналов 15 и 3 установлена поворотная заслонка 16. В месте сообщения канала 15 и камеры 2 расположены направляющие пластины 17. Место сообщения канала 15 и камеры 2 расположено выше камер 9 и 10. В камере 2 под вентилятором 1 установлен осадитель 18, выполненный изогнутым. В камере 2 в зоне ее криволинейной стенки над местом сообщения перепускного канала 15 с камерой 2 расположено лопаточное колесо 19. Осадитель 18 и кожух 20 выводного диффузора 7 примыкают к колесу 19, тем самым образуют входное окно и нагнетательный патрубок. Нагнетательный патрубок колеса 19 непосредственно сообщается с всасывающей частью диаметрального вентилятора 1.

Пневмосистема зерноочистительной машины работает следующим образом.

Исходный зерновой ворох через питающее окно 6 поступает в пневмосепарирующий канал 5. Воздушный поток, создаваемый диаметральным вентилятором 1 и регулируемый регулятором расхода воздуха 4, по воздухоподводящему каналу 3 поступает в пневмосепарирующий канал 5 навстречу подаваемому зерновому вороху. Воздушный поток выделяет из зернового вороха легкие примеси и выносит их в осадочную камеру 2. В осадочную камеру 2 в результате интенсификации пневмосепарации выносится также щуплое, дробленое зерно и часть полновесного зерна. В осадочной камере 2 зерновая часть (дробленое, щуплое и полновесное зерно), отличающаяся массой от легких примесей, за счет действия центробежных сил движется сосредоточенно возле криволинейной стенки. Часть этих зерен из-за взаимных столкновений между собой частицами примесей, а также из-за различных турбулентных пульсаций воздушного потока меняет траекторию перемещения и, не достигая зоны фракционного разделения отходов, движется в сторону камеры осаждения легких примесей, достигает входного окна лопаточного колеса 19, выполненного в виде ротора диаметрального вентилятора с прямыми лопатками и отрицательным или нулевым углом установки лопаток к радиусу- вектору. Пылевоздушный поток вместе с этими зернами набегает на вращающееся колесо 19. Частицы пыли и зерна, пройдя в межлопаточном пространстве вместе с воздушным потоком некоторое расстояние, попадают на поверхность лопаток. Зерна и частицы пыли под воздействием возникающих центробежных и кариолисовых сил выводятся и отбрасываются за периферию колеса 19. Зерна, отличающиеся большей массой от частиц сорных примесей (пыли), за счет полученной большей кинетической энергии отбрасываются дальше от колеса и попадают в камеру осаждения зерновых примесей, а частицы сорных примесей (пыли) поступают в камеру осаждения сорных примесей. Очищенный же воздух, пройдя по межлопаточным каналам от периферии ротора колеса 19 к центру и далее от центра к периферии, по нагнетательному патрубку поступает во всасывающую часть диаметрального вентилятора 1. Воздушный поток, поступающий из воздухоподводящего канала 3 через канал 15 в осадочную камеру 2, выделяет и выносит из слоя зерновой части, движущейся возле криволинейной стенки осадочной камеры 2, легкие примеси в камеру осаждения 10, где происходит осаждение последних. Очищенная зерновая часть от легких примесей за счет инерционно-гравитационных сил поступает в камеру 9 осаждения. Не осевшие в камере 10 осаждения легкие примеси и движущиеся примеси вместе с воздушным потоком к вентилятору 1, проходя под осадителем 18, меняют траекторию движения и по инерции выпадают в камеру 10 осаждения, а очищенный воздух поступает к вентилятору 1. Продукты фракционного разделения в осадочной камере 2 из камер 9 и 10 осаждения выводятся отводящими приспособлениями 13 и 14. Очищенное зерно выводится из пневмосистемы через отводящее приспособление 8. Подачу потребного количества воздуха в пневмосепарирующий канал 2 устанавливают регулятором 4 расхода воздуха, а в осадочную камеру 2 в зону фракционного разделения отходов по каналу 15 - поворотной заслонкой 16. Четкое выделение зерновой части из легких примесей осуществляется поворотно-раздвижной стенкой 12 выбором оптимального положения незакрепленного конца стенки 12 по отношению к зоне фракционного разделения отходов поворотом ее относительно оси закрепленного конца и перемещением раздвижной части.

Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является снижение потерь выносимых в осадочную камеру зерновых примесей за счет фракционного разделения отходов воздушным потоком, улучшение осаждения сорных примесей в осадочной камере и повышение качества зернового материала.

ЛИТЕРАТУРА
1. А.с. N 848088 СССР, МКИ 3 В 07 В 4/00. Зерноочистительная машина. В. Д. Олейников, Н.И.Грабельковский, А.А.Гехтман, В.В.Антюхин. - N 2778497/29-03, Заявлено 11.08.79. Открытия. Изобретения. - 1981. - N 27.

2. А.с. N 1623796 Россия, МКИ 5 В 07 В 4/00. Пневмосистема зерноочистительной машины. Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, В.Е.Саитов, Н.В.Жолобов, Ю.П.Полунин, Н.И.Грабельковский, А.А.Гехтман, В.В.Антюхин. - N 4649019/03; Заявлено 13.02.89. Открытия. Изобретения. - 1991. - N 4 - прототип.

Изобретение относится к области очистки зерновых смесей воздушным потоком и может быть использовано при переработке зерна в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности. Пневмосистема зерноочистительной машины включает осадочную камеру криволинейного профиля с диаметральным вентилятором, воздухоподводящий канал с регулятором расхода воздуха, пневмосепарирующий канал с питающим приспособлением, отводящие приспособления зерна и легкой фракции. Отводящие приспособления выполнены в виде двух камер осаждения, разделенных перегородкой с шарнирно закрепленной на ее конце поворотно-раздвижной стенкой. Кроме того, пневмосистема включает перепускной канал, направляющие пластины и осадитель, выполненный изогнутым. Пневмосистема снабжена лопаточным колесом, установленным в осадочной камере в зоне ее криволинейной стенки над местом сообщения камеры с перепускным каналом, причем осадитель и кожух выводного диффузора, примыкающие к лопаточному колесу, образуют входное окно и нагнетательный патрубок, сообщающийся с всасывающейся частью вентилятора. Изобретение позволяет снизить потери зерновых примесей и повысить качество зернового материала. 1 ил.

Пневмосистема зерноочистительной машины, включающая осадочную камеру криволинейного профиля с диаметральным вентилятором, воздухоподводящий канал с регулятором расхода воздуха, сообщенный через диаметральный вентилятор с осадочной камерой, пневмосепарирующий канал с питающим приспособлением, сообщенный верхней частью через выводной диффузор с осадочной камерой, а нижней - с воздухоподводящим каналом, отводящие приспособления зерна и легкой фракции, выполненные в виде двух камер осаждения, разделенных перегородкой с шарнирно закрепленной на ее конце поворотно-раздвижной стенкой, перепускной канал, один конец которого сообщен с воздухоподводящим каналом, а другой - с осадочной камерой выше камер осаждения, поворотную заслонку, установленную в месте сообщения перепускного и воздухоподводящего каналов, направляющие пластины, расположенные в месте сообщения перепускного канала и осадочной камеры, осадитель, установленный в осадочной камере под диаметральным вентилятором и выполненный изогнутым, отличающаяся тем, что она снабжена лопаточным колесом, установленным в осадочной камере в зоне ее криволинейной стенки над местом сообщения перепускного канала с осадочной камерой, причем осадитель и кожух выводного диффузора, примыкающие к колесу, образуют входное окно и нагнетательный патрубок, сообщающийся с всасывающейся частью диаметрального вентилятора.