ПНЕВМОСЕПАРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ И ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ЗЕРНОВОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2003 года по МПК B07B4/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для очистки и сепарирования зерновых материалов, и может быть использовано в мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности.

Цель изобретения - повышение качества очистки и обработки зернового материала за счет работы пневмосепаратора как в режимах очистки, так и в режиме фракционирования материала, в зависимости от состояния и назначения исходного вороха.

Известна машина предварительной очистки зерна МПО-50 [1], замкнутая пневмосистема которой состоит из диаметрального вентилятора, воздухоподводящего канала с регулировочной заслонкой, пневмосепарирующего канала с устройством ввода в него обрабатываемой зерновой смеси и вывода очищенного зерна, осадочной камеры с приспособлением для вывода из него легких примесей. В результате взаимодействия воздушного потока с зерновой смесью происходит выделение из него примесей, обладающих отличающимися от зерна основной культуры аэродинамическими свойствами.

Недостатком данной машины является то, что она не разделяет исходный материал на фракции.

Известен также пневмоинерционный сепаратор ПВО-15-20 [2], содержащий бункер с ворошителем пальчикового типа, подающий и вбрасывающий транспортеры, пневмоканал, камеру разделения, в нижней части которой установлены перегородки и сборники готовых фракций с транспортерами, а за камерой разделения установлен пылеотделитель. Данная конструкция пневмоинерционного сепаратора позволяет очищать и фракционировать зерновой материал на стадии предварительной обработки. К недостаткам этого сепаратора можно отнести ненадежную работу ленточных транспортеров, которая выражается в быстром износе лент, увеличенное травмирование зерна вбрасывающим транспортером, а также дополнительные энергозатраты на вбрасывание вороха.

Также известен пневмоинерционный безрешетный сепаратор с развитой зоной сепарации ПВО-3ОР [3] . Сепаратор включает раму, ленточный питатель, воздушную систему, делительную камеру и приемные транспортеры. Воздушная система пневмосепаратора состоит из блока центробежных вентиляторов, делительной камеры, устройств распределяющих и регулирующих воздушный поток. Представленному пневмосепаратору характерны недостатки предыдущего сепаратора, а также сложность изготовления и высокая металло- и энергоемкость конструкции.

На фиг. 1 представлен пневмосепаратор для очистки и фракционирования зернового материала.

На фиг.2 изображена перфорированная (жалюзийная) заслонка.

Пневмосепаратор включает разделительную камеру 1, соединенную с пневмоканалом 2 и пылеотделителем 3, снабженным устройством для вывода пыли. В нижней части разделительной камеры расположены перегородки 4 и сборники 5 фракций зернового материала, а в верхней части - загрузочное приспособление 6. Пневмоканал 2, соединяющий вентилятор 7 с разделительной камерой 1, делительной стенкой 8 разъединен на верхний 9 и нижний 10 каналы. В выходном сечении верхнего канала 9, в зоне ввода материала, на одной из его стенок закреплена с возможностью поворота перфорированная (жалюзийная) заслонка 11.

Пневмосепаратор работает следующим образом.

Воздушный поток, генерируемый вентилятором 7, делится на две части и по верхнему 9 и нижнему 10 каналам подводится в разделительную камеру 1. Зерновая смесь, распределяемая загрузочным приспособлением 6, подается самотеком в разделительную камеру 1. В зависимости от положения, занимаемого заслонкой 11, пневмосепаратор может работать в двух режимах.

При закрытой заслонке (положение 1) зерновая смесь перемещается по заслонке, а воздушный поток, подводимый верхним каналом 9, проходит сквозь перфорированную (жалюзийную) поверхность заслонки 11 и слой зерна. В результате на поверхности заслонки происходит псевдоожижение зерновой смеси, ее расслоение по скорости витания и выделение части легких примесей. Нижние слои обладают наибольшей скоростью витания, а верхние - наименьшей. После схода с заслонки 11 зерновой материал попадает в зону действия воздушного потока, подводимого нижним каналом 10, окончательно распределяется по скорости витания и оказывается в сборниках фракций 5. При закрытой заслонке (положение 1) благодаря предварительному расслоению материала на перфорированной (жалюзийной) заслонке 11 происходит качественное разделение зерновой смеси на фракции даже при незначительной глубине разделительной камеры 1, то есть пневмосепаратор эффективно работает в режиме фракционирования.

При открытой заслонке (положение 2) увеличивается глубина разделительной камеры 1, и сепарация зернового материала начинается сразу после выхода зернового материала из загрузочного приспособления. В результате происходит эффективная очистка зернового материала от легких примесей, однако качество разделения зерна на фракции снижается.

Результаты исследования рабочего процесса представленного пневмосепаратора для очистки и фракционирования зернового материала приведены на фиг.3 и 4.

На фиг. 3 представлена зависимость изменения чистоты зерновых фракций, поступающих в сборники фракций 5 по длине разделительной камеры 1 (сечение О-О). Кривые 1 соответствует закрытому положению заслонки 11 (положение 1). Кривая 2 соответствует открытому положению заслонки 11 (положение 2).

Анализируя представленные зависимости, можно заключить, что чистота фракций зернового материала на расстоянии 0...200 мм от нижней кромки разделительной камеры составляет не менее 98%. Затем для первой кривой она резко уменьшается и составляет 20%, а для второй кривой чистота равняется не менее 85%. Данные результаты свидетельствуют о том, что при работе с открытой заслонкой (положение 2) пневмосепаратор лучше очищает обрабатываемый зерновой материал.

На фиг.4 представлена зависимость изменения средних значений критической скорости витания фракций зерна, отобранных по глубине разделительной камеры (сечение О-О), которую определяли по выражению

где V _i- средняя скорость воздушного потока в парусном классификаторе, при которой выделяется i-ая фракция;
δ_i - массовая доля i-й фракции;
n - число фракций.

Для оценки данных зависимостей можно ввести величину α, характеризующую градиент изменения средней критической скорости полученных фракций по глубине разделительной камеры, и как результат - эффективность деления на фракции. Численное значение находили по формуле

где V_н и V_к - средние скорости витания первой и последней фракций, м/с;
Х - глубина делительной камеры, м.

Для кривой 2 коэффициент α=0,002 (м/с)/м, а для кривой 1 он составляет 0,0065 (м/с)/м, что превышает почти в два раза показатель эффективности разделения на фракции при работе пневмосепаратора с открытой заслонкой 11 (положение 2).

Таким образом, разъединение делительной стенкой пневмоканала, соединяющего вентилятор с разделительной камерой, на верхний и нижний каналы и установка в выходном сечении верхнего канала, в зоне ввода материала, на одной из стенок верхнего канала с возможностью поворота перфорированной (жалюзийной) заслонки расширяют функциональные возможности пневмосепаратора и позволяет ему в зависимости от положения заслонки эффективно работать как в режиме очистки, так и фракционирования зернового материала.

ЛИТЕРАТУРА
1. Машины для послеуборочной обработки зерна /В.С. Окнин, Н.Т. Горбачев, А.А. Терехов, В.М. Соловьев - М.: Агропромиздат. - 1987.

2. А. С. СССР 1518030. Пневмоинерционный сепаратор /Н.И. Косилов, В.В. Пивень, В. М. Урайкин, В. В. Романов и А.С. Маликов// опубл. БИ 40, 1989 (прототип).

3. А.С. СССР 1510959. Способ сепарации сыпучих смесей /Н.И. Косилов, Н. И. Грабельковский, С.А. Аристов, В.В. Пивень и А.В. Миронов //опубл. БИ 36, 1989.

Пневмосепаратор включает соединенную с пневмоканалом и пылеотделителем разделительную камеру, в нижней части которой расположены перегородки и сборники фракций зернового материала, а в верхней части - загрузочное приспособление. Пневмоканал, соединяющий вентилятор с разделительной камерой, делительной стенкой разъединен на верхний и нижний каналы. В выходном сечении верхнего канала, в зоне ввода материала, на одной из стенок канала закреплена с возможностью поворота перфорированная (жалюзийная) заслонка. В результате этого расширяются функциональные возможности пневмосепаратора и обеспечивается его эффективная работа как в режиме очистки, так и фракционирования зернового материала. 4 ил.

Пневмосепаратор для очистки и фракционирования зернового материала, включающий соединенную с пневмоканалом и пылеотделителем разделительную камеру, в нижней части которой расположены перегородки и сборники фракций зернового материала, а в верхней части - загрузочное приспособление, отличающийся тем, что пневмоканал, соединяющий вентилятор с разделительной камерой, делительной стенкой разъединен на верхний и нижний каналы, а в выходном сечении верхнего канала, в зоне ввода материала, на одной из стенок канала закреплена с возможностью поворота перфорированная (жалюзийная) заслонка.