ПНЕВМОСЕПАРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2002 года по МПК B07B4/02 

Изобретение предназначено для разделения сыпучих материалов с помощью воздушных потоков и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки и сортирования зерна.

Известно пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины, включающее осадочную камеру, две замкнутые аспирационные системы с диаметральным вентилятором, установленным между ними, причем всасывающее окно вентилятора соединено с отстойной камерой первой аспирационной системы, а нагнетательное окно - с воздухоподводящим каналом второй аспирационной системы, питающее и разгрузочные приспособления [1] .

Недостатком известного устройства является значительная энергоемкость процесса пневмосепарации, так как очистка запыленного воздуха производится в пылеотделителе (фильтре), имеющем высокое аэродинамическое сопротивление. Кроме того, часть пыли через поры фильтра может поступать наружу, что ухудшает санитарно-гигиенические условия обслуживающего персонала. Другим недостатком устройства является невозможность регулирования скорости воздуха в аспирационных системах независимо друг от друга, что приводит к снижению качества продуктов разделения. Наряду с этим устройство имеет сложную разветвленную аспирационную сеть, что увеличивает металлоемкость, усложняет конструкцию и эксплуатацию машины.

Известно пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины, включающее две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующими каналами; диаметральный вентилятор с всасывающим патрубком, соединенным с отстойной камерой второй пневмосепарирующей системы, и нагнетательным патрубком, соединенным с воздухоподводящим патрубком первой пневмосепарирующей системы; загрузочные приспособления, расположенные в стенках пневмосепарирующих каналов; приспособления для вывода зерна и примесей [2] .

Данное пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины по конструкции подобно вышеописанной воздушной системе зерноочистительной машины. Наличие в аналоге дополнительного воздушного (перепускного) канала не обеспечивает независимого регулирования скорости воздушного потока в пневмосепарирующих системах, что приводит к снижению качества продуктов разделения, усложнению конструкции и эксплуатации машины.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины, включающее две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующим и воздухоподводящим каналами, загрузочные приспособления, расположенные в стенках пневмосепарирующих каналов, установленный между пневмосепарирующими системами диаметральный вентилятор с всасывающим окном и нагнетательным патрубком, сопряженным с пневмосепарирующим каналом первой аспирации и сообщающимся с дополнительным каналом, образованным смежной с всасывающим окном вентилятора стенкой и обращенной к ней стенкой пневмосепарирующего канала, оканчивающейся в нижней части напротив загрузочного окна решеткой, приспособления для вывода зерна и примесей, причем в приспособлении для вывода зерна из первой аспирации установлены примыкающие окна к другой шарнирно подпружиненные плоскости, которые прилегают торцами к криволинейной поверхности сопряжения нагнетательного патрубка вентилятора с пневносепарирующим каналом [3] - прототип.

Данное пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины подобно описанным воздушным системам зерноочистительных машин. Наличие в прототипе криволинейной заслонки, шарнирно установленной на кромке кожуха диаметрального вентилятора, не обеспечивает стабильности подачи и плавного изменения скорости воздушного потока в пневмосепарирующих каналах первой и второй аспирационных систем, что приводит к снижению качества продуктов разделения. Это обуславливается тем, что при незначительном повороте данной криволинейной заслонки сопротивление сети увеличивается незначительно и скорость воздушного потока в пневмосепарирующих системах почти не изменяется. При дальнейшем повороте заслонки значительно уменьшается проходное сечение всасывающего окна диаметрального вентилятора и соответственно резко увеличивается сопротивление пневмосистемы. При этом трудно установить требуемую величину скорости и обеспечить заданный режим работы пневмосистемы, так как происходит вибрация заслонки вследствие завихрения за ней потока воздуха и больших перепадов давлений. В результате этого существенно снижается качество очистки зернового материала и происходит вынос полноценного зерна в отходы.

Кроме того, при уменьшении проходного сечения всасывающего окна вентилятора поворотом криволинейной заслонки изменяется габарит отстойной камеры в рабочей зоне, что обуславливает вынос части примесей из отстойной камеры через вентилятор в зону очищенного зерна пневмосепарирующего канала первой аспирации. Это обстоятельство также приводит к ухудшению качества очистки зрена.

Сущность предлагаемой разработки состоит в том, что у известного пневмосепарирующего устройства зерноочистительной машины всасывающее окно вентилятора сообщается с отстойной камерой второй аспирации через патрубок, длина и глубина которого составляет 0,8. . . 0,9 диаметра вентилятора, а в выходном окне отстойной камеры, на месте сопряжения ее криволинейной стенки со стенкой воздухоотводящего канала первой аспирации, установлена регулировочная заслонка.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Наличие в машине патрубка, соединяющего отстойную камеру второй аспирации с всасывающим окном диаметрального вентилятора, обеспечивает стабильный и выровненный по структуре подвод воздушного потока к вентилятору, что обуславливает ниспадающую характеристику "полное давление - подача воздуха" вентилятора, необходимую для качественной очистки зернового материала. Кроме того, при расположении данного патрубка в верхней части выходного окна отстойной камеры исключается вынос примесей и достигается качественное осаждение их в камере. Наилучшая характеристика вентилятора и наиболее высокое качество осаждения примесей в данной отстойной камере достигаются при размерах патрубка, длина и глубина которого составляют 0,8. . . 0,9 диаметра вентилятора (данное соотношение размеров определено экспериментальным путем).

Установка в выходном окне отстойной камеры, на месте сопряжения ее криволинейной стенки со стенкой воздухоотводящего канала первой аспирации, регулировочной заслонки исключает нарушение структуры воздушного потока при подводе его к вентилятору, обуславливает плавное изменение и стабилизацию скоростей воздуха в пневмосепарирующих каналах, позволяет производить более быструю настройку всей системы при выводе на оптимальный режим работы.

Кроме того, установка между пневмосепарирующими системами диаметрального вентилятора с всасывающим окном и нагнетательным патрубком, сопряженным с пневмосепарирующим каналом первой аспирации и сообщающимся с дополнительным каналом, образованным смежной с всасывающим окном вентилятора и обращенной к ней стенкой пневмосепарирующего канала, обусловливает снижение металлоемкость машины, аэродинамического сопротивления пневмосистемы и уменьшение затрат энергии на генерирование воздушного потока. В то же время наличие дополнительного канала обеспечивает независимое регулирование скорости воздуха в пневмосепарирующих каналах первой и второй аспираций за счет истечения по нему непосредственно из нагнетательного патрубка вентилятора части воздуха и систему второй аспирации.

Далее, благодаря тому, что нагнетательный патрубок вентилятора сообщается с началом воздухоотводящего канала при помощи дополнительного канала, происходит истечение части воздуха в зону нижней стенки воздухоотводящего канала, в результате чего около нее создается повышение скорости воздушного потока. Вследствие этого исключается накопление частиц в воздухоотводящем канале и, следовательно, их обрушивание в пневмосепарирующий канал недопустимые повышения концентрации примесей в осадочной камере, что в конечном итоге сказывается на эффекте очистки обрабатываемого материала.

Выполнение стенки дополнительного канала в нижней ее части в виде решетки предотвращает травмирование истекающего из загрузочного окна зернового материала лопатками диаметрального вентилятора и способствует сжижению воздушным потоком поступающего на решето зерна, что улучшает качество его очистки.

Установленные в приспособлении для вывода зерна из первой аспирации примыкающие друг к другу шарнирно подпружиненные плоскости исключают при выводе очищенного зерна выброс наружу воздуха, вследствие чего улучшаются санитарно-гигиенические условия обслуживающему персоналу. При расположении данных плоскостей торцами к криволинейной поверхности сопряжения нагнетательного патрубка вентилятора с пневмосепарирующим каналом достигаются лучшие аэродинамические характеристики диаметрального вентилятора.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, значительно превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 представлено предлагаемое пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины, где соответствующими стрелками показано движение зернового материала, воздушного потока, примесей, очищенного зерна после первой и второй аспирации.

Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины, включающее две пневмсепарирующие системы, состоит из диаметрального вентилятора 1, установленного между пневмосистемами, пневмосепарирующих каналов 2 и 3, воздухоотводящего 4 и воздухоподводящего 5 каналов, отстойных камер 6 и 7, загрузочных приспособлений 8 и 9, расположенных в стенках каналов 2 и 3, приспособлений для вывода зерна 10 и 11, а также примесей 12 и 13. В отстойной камере 6 установлена жалюзийная плоскость 14 для более эффективного осаждения пылевидных примесей. Нагнетательный патрубок диаметрального вентилятора 1 сопряжен с пневмосепарирующим каналом 2 и сообщается также с дополнительным каналом 15, образованным смежной с всасывающим окном вентилятора стенкой 16 и обращенной к ней стенкой 17 пневмосепарирующего канала 2, оканчивающейся в нижней части, напротив загрузочного окна 8 решеткой 18. В приспособлении для вывода зерна 10 установлены примыкающие друг к другу шарнирно подпружиненные плоскости 19, которые прилегают торцами к криволинейной поверхности сопряжения 20 нагнетательного патрубка вентилятора 1 с пневмосепарирующим каналом 2. Всасывающее окно вентилятора 1 сообщается с отстойной камерой 7 второй аспирации через патрубок 21, а в выходном окне отстойной камеры 7 на месте сопряжения ее криволинейной стенки 22 со стенкой 23 воздухоотводящего канала 4 первой аспирации установлена поворотная регулировочная заслонка 24. В отводе пневмосепарирующего канала 2 первой аспирации также расположена регулировочная заслонка 25.

Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины работает следующим образом.

Очищенный зерновой материал загрузочным приспособлением 8 подается в пневмосепарирующий канал 2 системы первой чистки, в котором легкие примеси отделяются и по воздухоотводящему каналу 4 уносятся потоком воздуха, создаваемым вентилятором 1, в отстойную камеру 6, где осаждаются и механизмом 13 выводятся за пределы машины. Очищенный от легких примесей воздух из отстойной камеры 6 по воздухоподводящему каналу 5 подается в пневмосепарирующий канал 3 второй аспирации для предотвращения травмирования зерна лопатками колеса аспирации. Для предотвращения травмирования зрена лопатками колеса диаметрального вентилятора 1 стенка 18 пневмосепарирующего канала 2 оканчивается в нижней части, напротив загрузочного окна 8, решеткой.

Из пневмосепарирующего канала 2 зерновой материал, очищенный от легких примесей, приспособлением 10 подается на решетный стан (на фиг. 1 не показан), после обработки на котором зерновой материал загрузочным приспособлением 9 направляется в пневмосепарирующий канал 3 системы вторичной очистки. В канале 3 из смеси зерна воздушным потоком выносятся битые, дробленые и щуплые зерна, которые поступают в отстойную камеру 7, осаждаются в ней и выводятся из нее за пределы машины механизмом 12. Очищенное зерно выводится наружу приспособлением 11, а очищенный от примесей воздух из отстойной камеры 7 через патрубок 21 вновь поступает в вентилятор 1 и нагнетательным патрубком его снова подается в пневмосепарирующий канал 2.

Обеспечение оптимальных величин скоростей воздуха в пневмосепрарирующих каналах 2 и 3 независимо друг от друга осуществляется поворотом регулировочной заслонки 24 и заслонкой 25, установленной в отводе первого пневмосепарирующего канала следующим образом. Вначале требуемое соотношение скоростей воздушного потока в обоих пневмосепарирующих каналах устанавливается изменением проходного сечения патрубка 21 заслонкой 24. После этого необходимую величину скорости воздуха в первом пневмосепарирующем канале 2 устанавливают с помощью заслонки 25. При этом изменяется проходное сечение отвода данного канала и часть воздуха протекает через дополнительный канал 15, минуя пневмосепарирующий канал 2.

На фиг. 2 приведены зависимости, отражающие регулирование скоростей воздуха v₁ и v₂ в каналах 2 и 3 (см. фиг. 1) соответственно модели пневмосистемы, имеющей ширину 0,3 м и натуральные размеры в продольно-вертикальной плоскости. При этом глубина пневмосепарирующего канала 2 первой аспирации составляла 0,10 м, дополнительного канала 15-0,09 м, а пневмосепарирующего канала 3 второй аспирации - 0,10 м. Диаметр ротора вентилятора равнялся 0,3 м, а глубина и длина патрубка 21 составляла 0,25 м. Приведенные графические закономерности свидетельствуют о стабильном и плавном одновременном регулировании заслонкой 24 скоростей воздуха в обоих каналах пневмосистемы по линейному закону, что с практической точки зрения просто, удобно и экономично. Необходимая подрегулировка далее в канале 2 скорости воздушного потока может быть произведена заслонкой 25, установленной в отводе данного канала.

Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является повышение качества очистки зернового материала, быстрота и простота настройки всей пневмосистемы на оптимальный режим работы, удобство обслуживания машины.

Литература
1. Авторское свидетельство 860889 СССР, МКИ 3 B 07 B 4/02 Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины /Н. П. Сычугов, А. И. Бурков, Н. И. Грабельковский, А. Н. Кремнев, А. А. Гехтман. - 2859266/29-03; Заявлено 06.11.79 //Открытия. Изобретения. - 1981. - 33.

2. Авторское свидетельство 1488030 СССР, МКИ 4 B 07 B 4/02 Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины /Ю. П. Полунин, А. Н. Грабельковский, А. А. Гехтман, В. И. Ефремов, А. И. Шамшев, Б. И. Воротников, Н. П. Сычугов, А. И. Бурков, Н. В. Жолобов. - 4258370/29-03; Заявлено 08.06.87 //Открытия. Изобретения. - 1989. - 23.

3. Патент 2104099 Россия, МКИ 6 B 07 B 4/02 Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины /Н. П. Сычугов, В. Е. Саитов, Р. Г. Гатауллин. - 96110770/03; Заявлено 28.05.96 //Открытия. Изобретения. - 1998. - 4 - прототип.

Изобретение предназначено для очистки зерновых смесей воздушным потоком и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольной, элеваторной и комбикормовой промышленности. Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины включает две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующими и воздухоподводящими каналами, загрузочные приспособления, расположенные в стенках пневмосепарирующих каналов, установленный между пневмосепарирующими системами диаметральный вентилятор с всасывающим окном и нагнетательным патрубком, сопряженным с пневмосепарирущим каналом первой аспирации и сообщающимся с дополнительным каналом, образованным смежной с всасывающим окном диаметрального вентелятора стенкой и обращенной к ней стенкой пневмосепарирующего канала, всасывающее окно диаметрального вентилятора сообщается с отстойной камерой второй аспирации через патрубок, длина и глубина которого составляет 0,8 - 0,9 диаметра вентилятора, а в выходном окне отстойной камеры, на месте сопряжения ее криволинейной стенки со стенкой воздухоотводящего канала первой аспирации, установлена регулировочная заслонка. Изобретение позволяет повысить качество очистки зернового материала. 2 ил.

Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины, включающее две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующими и воздухоподводящими каналами, загрузочные приспособления, расположенные в стенках пневмосепарирующих каналов, установленный между пневмосепарирующими системами диаметральный вентилятор с всасывающим окном и нагнетательным патрубком, сопряженным с пневмосепарирующим каналом первой аспирации и сообщающимся с дополнительным каналом, образованным смежной с всасывающим окном вентилятора стенкой и обращенной к ней стенкой пневмосепарирующего канала, оканчивающейся в нижней части, напротив загрузочного окна, решеткой, приспособления для вывода зерна и примесей, причем в приспособлении для вывода зерна из первой аспирации установлены примыкающие одна к другой шарнирно подпружиненные плоскости, которые прилегают торцами к криволинейной поверхности сопряжения нагнетательного патрубка вентилятора с пневмосепарирующим каналом, отличающееся тем, что всасывающее окно вентилятора сообщается с отстойной камерой второй аспирации через патрубок, длина и глубина которого составляет 0,8 - 0,9 диаметра вентилятора, а в выходном окне отстойной камеры, на месте сопряжения ее криволинейной стенки со стенкой воздухоотводящего канала первой аспирации, установлена регулировочная заслонка.