ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2003 года по МПК B07B4/02 B02B1/02 

Изобретение предназначено для разделения зерновых смесей и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки и сортирования зерна.

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 [1].

Недостатком известного устройства является значительная энергоемкость процесса пневмосепарации, так как очистка запыленного воздуха производится в пылеоотделителе, имеющем высокое аэродинамическое сопротивление. 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. Кроме того, отсутствие решетного стана не позволяет разделять зерновой материал на такие фракции, как зерно первого сорта, зерно второго сорта, крупные, сорные примеси, фуражное зерно (дробленое, щуплое, битое и зерновая примесь), а также выделять трудноотделимые примеси, которые по скорости витания близки к скорости витания основной очищаемой культуры. Наряду с этим устройство имеет сложную разветвленную аспирационную сеть, что увеличивает металлоемкость, усложняет конструкцию и эксплуатацию машины.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится 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 пневмосепарирующей системы 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 пневмосепарирующей системы установлены примыкающие одна к другой шарнирно подпружиненные плоскости, которые прилегают торцами к криволинейной поверхности сопряжения нагнетательного патрубка вентилятора с пневмосепарирующим каналом [2] - прототип.

Данное пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины подобно описанной воздушной системе зерноочистительной машины. Наличие в прототипе криволинейной заслонки, шарнирно установленной на кромке кожуха диаметрального вентилятора, не обеспечивает стабильности подачи и плавного регулирования скорости воздушного потока в пневмосепарирующих каналах первой и второй аспирационных систем, что приводит к снижению качества продуктов разделения. Это обусловливается тем, что при незначительном повороте данной криволинейной заслонки сопротивление сети увеличивается незначительно и скорость воздушного потока почти не изменяется. При дальнейшем повороте заслонки значительно уменьшается проходное сечение всасывающего окна вентилятора и, соответственно, резко увеличивается сопротивление пневмосистемы. При этом трудно установить требуемую величину скорости и обеспечить заданный режим работы. Кроме того, отсутствие решетного стана, так же как у аналога, приводит к ухудшению качества разделения исходного зернового материала, перегрузке пневмосепарирующего канала второй пневмосепарирующей системы трудноотделимыми воздушным потоком примесями и, в итоге, к низкому качеству очистки зернового материала. В остальном, процессы, протекающие в этом пневмосепарирующем устройстве, практически также аналогичны процессам, происходящим в аналоге [1]. Поэтому данное пневмосепарирующее устройство имеет те же самые недостатки, что и аналог.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известной зерноочистительной машины, включающей две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующими 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 пневмосепарирующей системы, и приспособления для вывода зерна и примесей, нагнетательный патрубок вентилятора непосредственно сопряжен и расположен под углом к пневмосепарирующему каналу первой пневмосепарирующей системы и сообщается дополнительно с пневмотранспортирующим каналом через дополнительный канал, смежная с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы стенка которого оканчивается в нижней части напротив нагнетательного патрубка вентилятора распределительной заслонкой, а на другом конце - корректирующей заслонкой, причем всасывающее окно вентилятора сообщается с выходным окном отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы через всасывающий патрубок, длина и глубина которого соответственно составляют 3,0-3,5 и 0,8-0,9 диаметра рабочего колеса вентилятора, а в центральной части всасывающего патрубка вентилятора и в отводе первого пневмосепарирующего канала установлены регулировочные заслонки, кроме того, под пневмосепарирующими системами установлен трехъярусный решетный стан с приемниками разделения продуктов очистки.

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.

Установка нагнетательного патрубка вентилятора под углом к пневмосепарирующему каналу первой пневмосепарирующей системы исключает попадание из питающего устройства и накопление очищаемого зернового материала внутри выходной кромки корпуса вентилятора при работе зерноочистительной машины. Это обеспечивает стабильную структуру воздушного потока, исключает нарушение режима очистки материала. Кроме того, в результате дополнительного сообщения нагнетательного патрубка вентилятора с пневмотранспортирующим каналом через дополнительный канал улучшается процесс выноса легких примесей в отстойную камеру первой пневмосепарирующей системы, так как в зоне нижней стенки пневмотранспортирующего канала создаются повышенные скорости воздушного потока. Вследствие этого исключается накопление частиц легких примесей в пневмотранспортирующем канале и нарушение технологического режима очистки, что в конечном итоге сказывается на эффекте очистки обрабатываемого материала.

Далее, благодаря тому, что смежная с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы стенка дополнительного канала оканчивается в нижней части, напротив нагнетательного патрубка вентилятора, распределительной заслонкой, а на другом конце - корректирующей заслонкой, появляется возможность более эффективного распределения воздушного потока между пневмосепарирующим каналом первой аспирации и дополнительным каналом, а также коррекции скорости воздушного потока после дополнительного канала с целью улучшения выноса легких примесей. С помощью корректирующей заслонки можно изменять проходное сечение дополнительного канала на выходе: при уменьшении проходного сечения дополнительного канала скорость воздушного потока в зоне нижней стенки пневмотранспортирующего канала увеличивается, что улучшает вынос легких примесей из пневмотранспортирующего канала в отстойную камеру первой аспирации. Степень открытия заслонки зависит от содержания в исходном зерновом материале сорных примесей, а также от их скорости витания.

В результате сообщения всасывающего окна вентилятора с выходным окном отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы через всасывающий патрубок длина и глубина которого соответственно составляют 3,0-3,5 и 0,8-0,9 диаметра рабочего колеса вентилятора, воздушный поток, поступающий во всасывающее окно вентилятора из отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы, получается равномерным (выровненным по структуре), что улучшает аэродинамические показатели диаметрального вентилятора. Кроме того, всасывающий патрубок сглаживает турбулентные течения, возникающие после регулировочной заслонки, установленной в центральной части всасывающего патрубка вентилятора, что также улучшает качество работы диаметрального вентилятора, так как поступающий к вентилятору воздушный поток имеет плоскопараллельную структуру. Установка регулировочной заслонки в отводе первого пневмосепарирующего канала позволяет плавно и независимо регулировать скорость воздушного потока в первом пневмосепарирующем канале от скорости воздуха во втором пневмоканале, обеспечивая, таким образом, оптимальное качество очистки зернового материала.

Применение трехъярусного решетного стана с приемниками разделения продуктов очистки, установленного под пневмосепарирующими системами, позволяет разделять зерновой материал на фракции крупных сорных примесей, мелкие примеси, дробленое, щуплое и битое зерно, зерно первого и второго сорта. Кроме того, в результате применения трехъярусного решетного стана повышается производительность зерноочистительной машины за счет отделения значительной массы сорных и зерновых примесей на решетах до поступления зернового материала в пневмосепарирующий канал второй пневмосепарирующей системы. В итоге, качество очистки зернового материала в пневмосепарирующем канале второй пневмосепарирующей системы повышается и снижаются затраты энергии на привод вентилятора воздушной системы зерноочистительной машины.

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

На чертеже представлена зерноочистительная машина, где стрелками показано движение очищаемого зернового материала, воздушного потока, примесей, очищенного зерна первого и второго сортов.

Основные рабочие органы зерноочистительной машины - замкнутая пневмосистема и трехъярусный решетный стан.

Замкнутая пневмосистема состоит из диаметрального вентилятора 1, установленного между пневмосистемами, пневмосепарирующих каналов 2 и 3, пневмотранспортирующего 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 7 установлена жалюзийная плоскость 24 для более эффективного осаждения примесей. Нагнетательный патрубок диаметрального вентилятора 1 сопряжен и расположен под углом к пневмосепарирующему каналу 2 и сообщается дополнительно с пневмотранспортирующим каналом 4, через дополнительный канал 14, смежная с пневмосепарирующим каналом 2 стенка 15 которого оканчивается в нижней части, напротив нагнетательного патрубка вентилятора 1, распределительной заслонкой 16, а на другом конце - корректирующей заслонкой 17. Всасывающее окно 18 вентилятора 1 сообщается с выходным окном отстойной камеры 6 через всасывающий патрубок 19, в центральной части которого установлена регулировочная заслонка 20. В отводе пневмосепарирующего канала 2 установлена регулировочная заслонка 21.

Под замкнутой пневмосистемой расположен решетный стан, состоящий из верхнего и среднего 22, а также нижнего 23 ярусов. В верхнем ярусе размещены колосовые решетки Б₁ и Б₂ с приемниками крупных примесей I и дробленого, щуплого и битого зерна IV, а в среднем ярусе установлены сортировальные решетки Г₁ и Г₂. Нижний ярус имеет подсевные решета В₁ и В₂ с приемниками мелких примесей II и зерна второго сорта III. Стан подвешен к раме на подвесках и решета колеблются благодаря приводному механизму во взаимопротивоположных направлениях с целью уравновешивания инерционных сил. Для очистки решет под ними установлены колеблющиеся щетки (не показаны).

Зерноочистительная машина работает следующим образом.

Очищаемый зерновой материал подается через загрузочное приспособление 8 в первый пневмосепарирующий канал 2. В канале 2 легкие примеси отделяются и по пневмотранспортирующему каналу 4 уносятся потоком воздуха, создаваемым вентилятором 1, в отстойную камеру 7, где осаждаются и приспособлением 13 выводятся за пределы машины.

Очищенный от легких примесей воздух из отстойной камеры 7 по воздухоподводящему каналу 5 подается в пневмосепарирующий канал второй пневмосепарирующей системы. Из пневмосепарирующего канала 2 зерно, очищенное от легких примесей, приспособлением 10 подается на решето Б₁, где делится на две примерно равные по массе, но различные по размерам зерен частицы. Более крупное зерно сходом с решета Б₁ поступает на решето Б₂, где отделяются крупные сорные примеси, которые сходом с решета Б₂ поступают в приемник 1 и выводятся за пределы машины.

Очищенное более крупное зерно через решето Б₂ по скатной доске поступает на конец решета Г₂. Менее крупное через Б₁ подается на сортировальные решета Г₁ и Г₂, через которые проходят мелкое (щуплое) зерно и примеси. Окончательно очищенные семена с решет Г₁ и Г₂ поступают через загрузочное приспособление 9 во второй пневмосепарирующий канал 3. В канале 3 из смеси зерна воздушным потоком выносятся битые и щуплые зерна. Они попадают в отстойную камеру 6, осаждаются в ней и выводятся через приспособление 12 в приемник IV, из которого затем - за пределы машины.

Очищенное зерно первого сорта выгрузным устройством 11, из канала 3, удаляется за пределы пневмосистемы, а воздух из отстойной камеры 6 вновь поступает в вентилятор 1. Проход через решета Г₁ и Г₂ поступает на подсевные решета B₁ и B₂. Сход с решет В₁ и В₂ представляет собой очищенное зерно второго сорта, которое поступает в приемник III и удаляется за пределы машины. Мелкие примеси (частицы минерального и органического происхождения, мелкие семена сорняков) проходом через решета В₁ и В₂ поступают в приемник II и удаляются за пределы машины.

Поступление исходного зернового материала в машину вначале регулируют заслонкой нории или бункера-питателя. Равномерность распределения зернового материала по ширине машины регулируют изменением усилия поджатия клапана распределительного шнека у загрузочного приспособления 8.

После того как величина подачи и равномерность распределения по ширине машины установлены, приступают к регулировке воздушного потока в пневмосепарирующих каналах 2 и 3 заслонками 20, 16, 21. Вначале требуемую величину скорости воздуха в пневмосепарирующем канале 3 системы вторичной очистки устанавливают поворотом заслонки 20. Затем поворотом распределительной заслонки 16 изменяют соотношение воздушного потока, поступающего из нагнетательного патрубка вентилятора 1 в первый пневмосепарирующий канал 2 и дополнительный канал 14 таким образом, чтобы установить максимальный вынос легких примесей из канала 2. При этом, в отстойную камеру 7 не должны выноситься воздушным потоком зерна основной культуры. В процессе работы, дополнительную регулировку скорости воздушного потока в канале 2 производят заслонкой 21. Для исключения накопления легких примесей на нижней стенке пневмотранспортирующего канала 4, заслонкой 17 производят регулировку скорости воздушного потока, поступающего из дополнительного канала 14 в канал 4, в зависимости от содержания легких примесей, их влажности и коэффициента парусности.

Для получения высокого качества зерна, надо правильно подобрать решета. Подбирают решета для каждой вновь очищаемой партии зернового материала, а контролируют это после пробной очистки зерна, осмотрев выход фракций.

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

Источники информации
1. SU 1488030 A1, 1989.

2. RU 2104099 С1, 1998.

Зерноочистительная машина включает две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмотранспортирующими и воздухоподводящими каналами, вентилятор с всасывающим окном и нагнетательным патрубком и приспособления для вывода зерна и примесей. В стенках пневмосепарирующих каналов расположены загрузочные приспособления. Нагнетательный патрубок вентилятора сообщен с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы и дополнительным каналом. Смежная с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы стенка дополнительного канала имеет в нижней части напротив нагнетательного патрубка вентилятора распределительную заслонку, а на другом своем конце - корректирующую заслонку. Всасывающее окно вентилятора сообщается с выходным окном отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы через всасывающий патрубок. Под пневмосепарирующими системами расположен трехъярусный решетный стан с приемниками продуктов очистки. Зерноочистительная машина обеспечивает высокое качество очистки зернового материала. 1 ил.

Зерноочистительная машина, включающая две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующими 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 пневмосепарирующей системы, и приспособления для вывода зерна и примесей, отличающаяся тем, что нагнетательный патрубок вентилятора непосредственно сопряжен и расположен под углом к пневмосепарирующему каналу первой пневмосепарирующей системы и сообщен дополнительно с пневмотранспортирующим каналом через дополнительный канал, смежная с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы стенка которого оканчивается в нижней части напротив нагнетательного патрубка вентилятора распределительной заслонкой, а на другом конце - корректирующей заслонкой, причем всасывающее окно вентилятора сообщено с выходным окном отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы через всасывающий патрубок, длина и глубина которого соответственно составляют 3,0...3,5 и 0,8...0,9 диаметра рабочего колеса вентилятора, а в центральной части всасывающего патрубка вентилятора и в отводе первого пневмосепарирующего канала установлены регулировочные заслонки, кроме того, под пневмосепарирующими системами установлен трехъярусный решетный стан с приемниками разделения продуктов очистки.