ВОЗДУШНО-РЕШЕТНАЯ ЗЕРНОСЕМЯОЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2004 года по МПК B07B4/00 

Изобретение относится к зерно- и семяочистительной технике и предназначено для использования в агропромышленном комплексе, в мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности.

Известна воздушно-решетная зерноочистительная машина ЗД-10.000, предназначенная для предварительной очистки вороха зерновых и других культур [1, 2] . В этой машине очищенный потоком воздуха зерновой материал поступает на колеблющийся решетный стан, подвешенный к раме машины на четырех пружинных подвесках и имеющий два последовательно установленных решета. Отверстия решет очищаются прорезиненными скребками цепочно-планчатого транспортера. Крупные примеси сходят с решет и выводятся из машины, а очищенное зерно, прошедшее через отверстия решет, поступает на скатную доску, а затем также выводится из машины.

Недостаток данной машины обусловливается тем, что ее решетами из зернового вороха не выделяются мелкие примеси, а также щуплое и дробленое зерно. Следовательно, она не выполняет качественной предварительной очистки зерна и тем более не может быть применена для получения семенного материала.

Известна воздушно-решетная машина ОВС-25, предназначенная для предварительной и первичной обработки зерна, которая имеет два параллельно работающих двухъярусных решетных стана, обрабатывающих зерновой материал после воздушной очистки [1, 2]. В отличие от машины ЗД-10.000 машина ОВС-25 из зернового материала выделяет как мелкие примеси, так и фуражное зерно (дробленое и щуплое зерно). Недостатком машины ОВС-25 является следующее. При работе машины в режиме очистки зернового материала нижние решета В и Г станов в отличие от верхнего решета Б₁ пропускают в единицу времени в два раза меньше количества зернового материала, т.е. они работают непроизводительно, а следовательно, непроизводительна и работа машины.

Второй недостаток машины ОВС-25 - невозможность использования обоих ярусов решет станов для разделения посевного материала - семян на фракции, когда более крупные полноценные (имеющие наибольшую ширину или толщину) семена, прошедшие через отверстия решета Б₂, объединяются с менее полноценными семенами, прошедшими через отверстия делительного решета Б₁ и идущие сходом с решет В и Г.

Известна и воздушно-решетная машина К-527 (Германия, фирма "Петкус"), которая предназначена для предварительной и первичной очистки зерна ряда сельскохозяйственных культур, в том числе зерновых, крупяных и масличных культур (прототип решетной части) [1, 2]. Воздушная система машины имеет вентилятор; первый пневмосепарирующий канал, отделяющий из зернового материала легкие примеси до его обработки на решетном стане; второй пневмосепарирующий канал, отделяющий из зернового материала, прошедшего очистку на решетной части, от легких примесей, щуплого и дробленого зерна; питающие и выводящие устройства.

Для выделения из потока воздуха примесей служат две осадочные камеры, в нижней части которых размещены шнеки для удаления примесей, а в верхней - выходные окна с регулировочными заслонками. К раме машины на передних и задних пружинных подвесках прикреплены колеблющиеся одноярусный верхний и двухъярусный нижний решетные станы. Между решетными станами установлены наклонные скатные доски, передающие очищенный от крупных примесей решетами верхнего стана зерновой материал на верхние и нижние решета ярусов нижнего стана, при этом верхний и нижний ярусы его решет работают только параллельно. Над верхним одноярусным станом для очистки его решет и отделения крупных примесей установлен цепочно-скребковый транспортер-ворошитель. Нижний двухъярусный стан для очистки решет имеет колебательные щетки.

Для подачи зернового материала на решетную часть машины служат питающие устройства, а для вывода фракций зернового материала после его очистки решетами станов - соответствующие выводные устройства. При работе машины из зерна обрабатываемой культуры ее решетной частью выделяются крупные примеси, дробленое и щуплое зерно и мелкие примеси.

Недостаток воздушной системы машины К-527 заключается в том, что система имеет лишь один пневмосепарирующий канал послерешетной очистки зернового материала, вследствие чего невозможна одновременная очистка его нескольких фракций, а недостаток решетной части данной машины-прототипа по решетной части предлагаемой машины обусловливается тем, что решета ярусов нижнего стана не могут работать последовательно, т.е. не могут сепарировать (калибровать) семенной материал на фракции.

Наряду с отмеченными известно пневмосепарирующее устройство воздушно-решетной семяочистительной машины МС-4,5 - прототип воздушной части предлагаемой машины [2, 3] . Устройство состоит из диаметрального вентилятора, объединяющего первичную и вторичную последовательно расположенные пневмосепарирующие системы в одну замкнутую пневмосепарирующую систему. Система первичной очистки состоит из воздухоподводящего канала, пневмосепарирующего канала с питающим окном и клапаном вывода очищенного зерна, питающего устройства и осадочной камеры с выводным устройством.

Система вторичной очистки включает воздухоподводящий канал, пневмосепарирующий канал с питающим окном и устройствами ввода обрабатываемого зерна и вывода очищенного зерна, отстойную камеру с клапаном вывода легких примесей. Нагнетательный канал вентилятора соединен с пневмосепарирующим каналом первичной очистки, а всасывающее окно вентилятора - с выходным окном осадочной камеры вторичной очистки. Выходное окно отстойной камеры первичной очистки соединено с входным окном воздухоподводящего канала вторичной очистки соединительным каналом.

При этом начальный участок воздухоподводящего канала первичной очистки перепускным каналом соединен с соединительным каналом, причем между смежными стенками пневмосепарирующего и воздухоподводящего каналов вторичной очистки расположен жалюзийный фильтр очистки воздуха и отстойник (осадочная камера). Кроме того, прототип имеет заслонки для регулирования скорости воздуха в пневмосепарирующих каналах.

Недостаток воздушной части семяочистительной машины МС-4,5 - прототипа воздушной части предлагаемой машины - обусловливается следующим. При очистке зернового материала с целью получения семян невозможно получить их фракции, отличающиеся по аэродинамическим свойствам, например по критической скорости (скорости витания), поскольку обе фракции очищенного первой пневмосистемой и решетной частью машины семян - проход через решето Б₂ и сход с решет В и Г объединяются и направляются в один пневмосепарирующий канал вторичной системы очистки. По этой же причине невозможна калибровка чистого семенного материала на фракции по скорости витания его зерен.

Сущность предлагаемой разработки состоит в том, что вторая пневмосистема известной зерноочистительной машины содержит второй пневмосепарирующий и второй воздухопроводящий каналы, причем второй пневмосепарирующий канал размещен параллельно пневмосепарирующему каналу, и имеет общую с ним стену.

Жалюзийный воздухоочиститель размещен между вторым пневмосепарирующим каналом и воздухоподводящим каналом, подводящим воздух в пневмосепарирующий канал.

Машина снабжена нижним решетным станом, при этом верхний решетный стан имеет один ярус решет, нижний - два яруса решет, а над решетами верхнего стана установлен цепочно-скребковый транспортер, между ярусами решет нижнего стана размещены наклонные скатные доски, расположенные с возможностью поворота и образования плоскости, направляющей семена на решета нижнего яруса, под решетами верхнего яруса установлена скатная доска, а под решетами нижнего стана размещены с возможностью колебания устройства для очистки решет. Нижний решетный стан снабжен питателем-делителем, предназначенным для подачи двух одинаковых по пропускной способности потоков зернового материала на решета обоих ярусов нижнего решетного стана при их параллельной работе и для подачи всего зернового материала на верхние решета этого стана при последовательной работе решет его ярусов.

Пневмосепарирующий канал второй пневмосепарирующей системы напротив решет верхнего яруса нижнего стана имеет пустотелые ромбовидные патрубки с просветом между их боковыми стенками.

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 над решетами верхнего стана цепочно-скрепкового транспортера способствует более эффективной очистке их отверстий от застрявших частиц и выделению из зернового материала крупных примесей, что повышает производительность стана. Применение нижнего двухярусного решетного стана обусловливает повышение производительности машины при параллельной работе ярусов и повышение качества обработанного зернового материала вследствие снижения удельной нагрузки на решета. При последовательной работе ярусов нижнего стана достигается деление зернового материала на фракции, что является существенным при получении семенного материала.

Параллельная или последовательная работа ярусов решет нижнего стана возможна благодаря установке питателя-делителя и размещению с возможностью поворота наклонных скатных досок, а очистка решет стана осуществляется устройствами, расположенными под решетами с возможностью колебания.

Установка второго воздухоподводящего и второго пневмосепарирующего каналов как при параллельной, так и при последовательной работе ярусов решет нижнего стана способствует более полному выделению воздушноотделимых примесей, мелкого, щуплого и дробленого зерна из обрабатываемого материала, вследствие снижения удельной нагрузки на поток воздуха. Помимо этого, при последовательной работе ярусов решет нижнего стана достигается возможность раздельной обработки фракций семенного материала, полученных при работе нижнего решетного стана.

При установке второго воздухоподводящего канала достигается подвод воздуха во второй пневмосепарирующий канал, а размещение последнего параллельно пневмосепарирующему каналу и наличие между этими каналами общей стенки, а также установка жалюзийного воздухоочистителя между вторым пневмосепарирующим каналом и воздухоподводящим каналом снижает габариты машины.

Размещение в пневмосепарирующем канале второй пневмосепарирующей системы ромбовидных пустотелых патрубков с просветом между их боковыми поверхностями обеспечивает беспрепятственное движение двухфазной среды "воздух - твердые частицы" в этом канале, а также ввод зернового материала с верхних решет во второй пневмосепарирующий канал.

На фиг. 1 приведена технологическая схема зерносемяочистительной машины при параллельной работе ярусов решет нижнего стана; на фиг.2 - то же, при последовательной работе ярусов решет этого стана; на фиг.3 - вид А фиг.1 и 2.

Машина состоит из воздушно-очистительной и решетной частей, а воздушно-очистительная часть - из первой и второй пневмосистем, образующих общую замкнутую систему и последовательно объединенных между собой диаметральным вентилятором 1.

Первая пневмосистема имеет питающее устройство 2; пневмосепарирующий канал 3, соединенный с нагнетательным патрубком вентилятора 1 воздухоподводящим каналом 4; осадочную камеру 5 со шнеком 6 вывода воздушно-отделимых легких примесей.

Вторая пневмосистема снабжена пневмосепарирующим каналом 7 и вторым пневмосепарирующим каналом 8, размещенным параллельно первому и имеющим с ним общую стенку. Пневмосепарирующий канал 7 нижней частью соединен с воздухоподводящим каналом 9, а второй пневмосепарирующий канал 8 нижней частью - со вторым воздухоподводящим каналом 10. Осадочная камера 11 второй пневмосистемы имеет клапаны 12 и устройство 13 отвода воздушно-отделимых примесей. Жалюзийный воздухоочиститель пневмосистемы, состоящий из жалюзийной решетки 14 и осадочной камеры 15 с устройством 16 для сбора и удаления воздушно-выделяемых ею примесей, размещен между вторым пневмосепарирующим каналом 8 и воздухоподводящим каналом 9, подводящим воздух в первый пневмосепарирующий канал 7.

Осадочная камера 15 воздухоочистителя от воздухоподводящего канала 10 в верхней части отделена жалюзийной решеткой 14, а в нижней части - сплошной стенкой 17. Пневмосепарирующий канал 7 на внутренней стенке имеет окно 18 для ввода в него обрабатываемого зерна, а в нижней части - устройство 19 для приема и отвода очищенного зерна, при этом между стенками канала 7 напротив решет верхнего яруса нижнего стана размещены пустотелые ромбовидные патрубки 20, с просветом между их боковыми поверхностями, предназначенные для ввода обрабатываемого зерна во второй пневмосепарирующий канал 8, снабженный в нижней части устройством 21 для сбора и отвода очищенного зерна.

Осадочная камера 5 посредством соединительного воздуховода 22 сообщается с входным сечением осадочной камеры 15 воздухоочистителя и воздухоподводящего канала 9, а воздухоподводящий канал 4 с соединительным воздуховодом 22 - посредством перепускного канала 23, подающего дополнительное количество воздуха во вторую пневмосистему. Для изменения скорости потока воздуха в воздухоочистительной части системы предназначены регулирующие клапаны 24, 25 и 26.

Решетная часть машины состоит из совершающих гармоническое колебательное движение верхнего 27 и нижнего 28 решетных станов, установленных на подвесках (на схеме не показаны). Верхний решетный стан 27 имеет один ярус решет 29, нижний решетный стан 28 - два яруса решет: верхних 30 и нижних 31. Колебательное движение решетным станам передается, например, от эксцентрикового вала посредством шатунов (на схеме не показаны). Над решетами 29 верхнего стана 27 расположен скребковый транспортер-ворошитель 32, под его решетами - скатная доска 33. Под решетами обоих ярусов решет 30 и 31 нижнего стана 28 размещены колеблющиеся щетки 34, (устройства для очистки решет) под решетами 31 его нижнего яруса - скатная доска 35, а между ярусами решет расположены шарнирно закрепленные поворачиваемые скатные доски 36.

Для сбора и отвода крупных примесей, сходящих с решет 29 верхнего стана 27, служит приемное устройство 37. Для подачи зернового материала, очищенного от крупных примесей, на решета 30 и 31 верхнего и нижнего ярусов нижнего стана 28 предназначен питатель-делитель потока зернового материала, например, окно с установленным в нем поворачиваемым клапаном 38, подающий два одинаковых по пропускной способности потоков зернового материала на решета обоих ярусов нижнего решетного стана при их параллельной работе и падающий весь зерновой материал на верхнее решето этого стана при последовательной работе решет его ярусов. Для сбора и отвода фракции зерна, прошедшего через отверстия решет 31 нижнего стана 28, служит приемное устройство 39.

При работе машины зерновой материал поступает в приемную часть питающего устройства, из которого забирается питающим устройством 2 и равномерно распределяется по ширине пневмосистемы, а затем вводится в пневмосепарирующий канал 3 первой пневмосистемы. Потоком воздуха, создаваемого диаметральным вентилятором 1 и поступающим по воздухоподводящему каналу 4 в пневмосепарирующий канал 3, из зернового материала выделяются легкие примеси (полова, частицы соломы, семена сорных растений, минеральная и органическая пыль) и выносятся в осадочную камеру 5, где основная их часть осаждается и шнеком 6 выводится из пневмосистемы.

После очистки в пневмосепарирующем канале 3 зерновой материал обрабатывается решетной частью машины. При этом, если машина выполняет очистку зернового материала (предварительная или первичная обработка), то решета 30 и 31 нижнего стана 28 настраивают на параллельную работу. Для этого поворачиваемый клапан 38 устанавливают в положения Oа, при котором зерновой материал делится на два одинаковых по подаче в единицу времени потока, а скатные доски 36 поворачивают на такой угол, при котором они размещаются на одной линии m-m, соединяющей точки осей поворота, то есть образуют плоскость.

При работе решетные станы приводятся в гармоничное колебательное движение. При этом зерновой материал, выходящий из пневмосепарирующего канала 3, подается на решета 29 верхнего решетного стана 27. Цепочно-скребковый транспортер-ворошитель 32 равномерно распределяет материал по поверхности решет верхнего стана 27, очищает их и удаляет крупные примеси, которые выводятся из стана приемным устройством 37, а очищенный от крупных примесей зерновой материал, пройдя отверстия решет этого стана, отводится на скатную доску 33.

Затем скатной доской 33 и питателем-делителем 38 зерновой материал подается на решета 30 и 31 верхнего и нижнего ярусов нижнего стана 28. Очищенный зерновой материал - сход с решет ярусов 30 и 31 вводится соответственно в пневмосепарирующие каналы 7 и 8 второой пневмосистемы, а мелкие примеси и щуплое и дробленое зерно - проход через решета 30 и 31 ярусов (штрихпунктирные линии) поступает в приемник 39, а из него выводится из машины.

При последовательной работе решет верхнего 30 и нижнего 31 ярусов нижнего стана 28 при сепарации (калибровании) семенного материала окно, с помощью которого зерновой материал подается на нижние решета 31 нижнего стана 28, перекрывается клапаном 38 (положение Ob), а скатные доски 36 устанавливаются под углом относительно линии m-m.

В этом случае весь семенной материал, очищенный от крупных примесей, направляется на верхний ярус решет 30 нижнего стана 28. Наиболее полноценные крупные семена (условно первый сорт) сходом поступают в пневмосепарирующий канал 8 второй пневмосистемы, а остальная часть семян - проход через верхние решета 30 нижнего стана 28 скатными досками 36 направляется на решета 31 его нижнего яруса, на которых семена делятся на две фракции: сход - средние по ценности и размерам семена (условно второй сорт) поступают в пневмосепарирующий канал 7 второй пневмосистемы, и семена с меньшими размерами и наименьшей ценности - проход (условно третий сорт) скатной доской 35 отводятся в приемное устройство 39.

Технологический процесс второй пневмосистемы протекает следующим образом. Воздух, выходящий из осадочной камеры 5 первой системы, и воздух, поступающий из перепускного канала 23, по соединительному каналу 22 подводится к воздухоподводящему каналу 9, а от него поступает в пневмосепарирующий канал 7, в котором воздействует на зерновой материал, вводимый в него через окно 18 с нижних решет 31 нижнего стана 28. При этом из зернового материала потоком воздуха легкие примеси, дробленое и щуплое зерно выносятся в осадочную камеру 11, осаждаются в ней и посредством клапанов 12 и отводящего устройства 13 выводятся из пневмосистемы, а очищенный зерновой материал из пневмосепарирующего канала 7 поступает в выводное устройство 19.

В то же время поток воздуха из соединительного канала 22 поступает в камеру 15 воздухоочистителя и, пройдя через отверстия его жалюзийной решетки 14, очищается от легких примесей, поступающих из первой пневмосистемы, а затем по воздухоподводящему каналу 10 поступает в пневмосепарирующий канал 8, в котором из зернового материала, вводимого с верхних решет 30 нижнего стана 28 через соединительные патрубки 20, выделяются легкие примеси, щуплое и дробленое зерно и выносятся в осадочную камеру 11, в которой они осаждаются и посредством клапанов 12 и устройства 13 выводятся из машины.

Очищенный зерновой материал из пневмосепарирующего канала 8 устройством 21 выводятся из машины. Воздух, очищенный в осадочной камере 11, вновь подводится к вентилятору 1 для последующего осуществления технологического процесса. Легкие примеси, внесенные потоком воздуха в воздухоочиститель, осаждаются в его камере 15 и устройством 16 удаляются из пневмосистемы.

Потребные значения скорости воздуха в пневмосепарирующих каналах 7 и 8 устанавливаются с помощью клапанов 24, 25 и 26.

Форма и размер скатных досок 36 выполнены так, что при установке их вдоль линии m-m осей поворота они образуют плоскость. Кроме того, при рассредоточенном размещении скатных досок 36 достигается равномерная загрузка решета 31 нижнего яруса нижнего стана 28, вследствие чего достигается более качественное и полное разделение семян на сходовую и проходовую фракции.

Производительность машины зависит от поперечного сечения пневмосепарирующих каналов 7 и 8, количества решет 29, 30 и 31 в станах 27 и 28, а более качественное протекание технологического процесса машины при различных значениях физико-механических свойств очищаемого и сепарируемого зернового материала достигается при правильном выборе скорости воздуха в пневмосепарирующих каналах 7 и 8, а также решет 29, 30 и 31 в верхнем 27 и нижнем 28 станах.

Поскольку при движении двухфазной среды "воздух - твердые частицы" в горизонтально размещенном канале твердые (пылевидные) частицы движутся в его нижней части, то размещение входного окна воздухоочистителя в нижней части соединительного канала 22 повышает эффективность выделения пылевых частиц из потока воздуха, циркулирующего в замкнутой пневмосистеме машины.

Благодаря вышеотмеченному конструктивному оформлению по протеканию технологического процесса воздушно-решетная зерноочистительная машина является универсальной, способной качественно очищать зерновой материал от легких, крупных и мелких примесей, а также от легких, щуплого и дробленого зерна и производить сепарацию и калибровку семенного материала на три фракции.

Источники информации
1. Машины для послеуборочной обработки зерна / Б.С. Окнин, И.В. Горбачев, А.А. Терехин, В.М. Соловьев. - М.: Агропромиздат, 1987. - 238 с.

2. Бурков А.И., Сычугов Н.П. Зерноочистительные машины. - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000. - 261 с.

3. А.с. СССР 1488030, М.кл.³ В 07 В 4/02. Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины, 1989. Заявл. 08.06.1987. 4258370/29-03. Опубл. 23.06.89. БИ 23.

Изобретение относится к зерно- и семяочистительной технике и предназначено для использования в агропромышленном комплексе, в мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности. Машина содержит две пневмосепарирующие системы, образующие общую замкнутую пневмосистему. Каждая пневмосепарирующая система имеет воздухоподводящий и пневмосепарирующий каналы, осадочную камеру, жалюзийный воздухоочиститель во второй пневмосистеме, перепускной канал для подачи дополнительного количества воздуха, загрузочное и разгрузочное устройства, клапаны для регулировки скорости потока воздуха и верхний решетный стан. Машина снабжена нижним решетным станом. Вторая пневмосистема снабжена вторым воздухоподводящим и вторым пневмосепарирующим каналами. Второй пневмосепарирующий канал размещен параллельно первому и имеет с ним общую стенку. Верхний решетный стан имеет один ярус решет, нижний - два яруса. Над решетами верхнего стана установлен цепочно-скребковый транспортер. Между ярусами решет нижнего стана размещены наклонно скатные доски. Наклонно-скатные доски расположены с возможностью поворота и образования плоскости, направляющей семена на решета нижнего яруса. Под решетами верхнего яруса размещена скатная доска, а над решетами нижнего стана расположены с возможностью колебания устройство для очистки решет. Обеспечивается качественная очистка зернового материала от примесей, а также от щуплого и дробленого зерна, производится сепарация и калибровка семенного материала на три фракции. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Воздушно-решетная зерносемяочистительная машина, содержащая две пневмосепарирующие системы, образующие общую замкнутую пневмосистему, при этом каждая пневмосепарирующая система имеет воздухоподводящий и пневмосепарирующий каналы, осадочную камеру, жалюзийный воздухоочиститель во второй пневмосистеме, перепускной канал для подачи дополнительного количества воздуха, загрузочное и разгрузочное устройства, клапаны для регулировки скорости потока воздуха и верхний решетный стан, отличающаяся тем, что машина снабжена нижним решетным станом, а вторая пневмосистема - вторым воздухоподводящим и вторым пневмосепарарирующим каналами, причем второй пневмосепарирующий канал размещен параллельно первому и имеет с ним общую стенку, при этом верхний решетный стан имеет один ярус решет, нижний - два яруса, а под решетом верхнего стана установлен цепочно-скребковый транспортер, между ярусами решет нижнего стана размещены наклонно-скатные доски, расположенные с возможностью поворота и образования плоскости, направляющей семена на решета нижнего яруса, под решетами верхнего яруса размещена скатная доска, а под решетами нижнего стана расположены с возможностью колебания устройства для очистки решет.2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что жалюзийный воздухоочиститель размещен между вторым пневмосепарирующим каналом и воздухоподводящим каналом, подводящий воздух в первый пневмосепарирующий канал, в котором напротив решет верхнего яруса нижнего стана размещены пустотелые ромбовидные патрубки с просветом между их боковыми поверхностями.3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что нижний решетный стан снабжен питателем-делителем, предназначенным для подачи двух одинаковых по пропускной способности потоков зернового материала на решета обоих ярусов нижнего решетного стана при их параллельной работе и для подачи всего зернового материала на верхние решета этого стана при последовательной работе решет его ярусов.