ВОЗДУШНЫЙ СЕПАРАТОР ЗЕРНА Российский патент 2010 года по МПК B07B4/08 A01F12/44 

Изобретение относится к устройствам для очистки зерна с помощью воздушных потоков и может быть использовано на селекционных станциях, семенных заводах, зерновых элеваторах, в фермерских хозяйствах, мукомольной и комбикормовой промышленности.

Известен воздушно-решетный сепаратор зерна [Косилов Н.И., Фоминых А.В. и Чумаков В.Г. Семена по ранжиру и в строй // Журнал «Сельский механизатор». - 2006. №2, с.18-19], содержащий бункер с питателем, сепарирующий канал, три последовательно расположенных каскада решет, совершающих колебательные движения, с цепочно-щеточными механизмами для их очистки, вентиляторы, сборники фракций. Размеры отверстий решет увеличиваются дискретно по каскадам в направлении движения материала, при этом на первом решете просеиваются мелкие, на втором - средние, а на третьем - крупные зерна. Крупные примеси сходят с третьего решета и выводятся из сепаратора шнеком.

Недостатком известного сепаратора является то, что он очень сложен в реализации и малоэффективен в эксплуатации, так как обладает нерациональной технологической схемой сепарации зерна в воздушном потоке, в результате чего аэродинамически легкие, но средние по крупности частицы попадают во фракцию мелких по размерам, но тяжелых по аэродинамическим свойствам. В то же время легкие, но крупные по размерам частицы попадают во фракцию средних по размерам, но тяжелых по аэродинамическим свойствам. Поэтому наиболее чистой может быть только крупная тяжелая фракция, а средняя тяжелая, которая имеет наибольшую биологическую ценность, будет засорена крупными легкими компонентами.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде [RU 2270061 С2, 20.02.2006], содержащее бункер, питатель, продольный сепарирующий канал, который в передней части имеет плоские сопла и выравнивающие решетки, вентилятор, сборники фракций.

Недостатком этого устройства является низкое качество очищенного зерна и недостаточно высокая производительность. Основной причиной этих недостатков является высокая концентрация частиц в зоне ввода в сепарирующий канал, куда зерно из бункера при открытии заслонки поступает по наклонному вибропитателю сплошным непрерывным потоком. Вследствие этого происходят частые соударения частиц, и достаточно много тяжелых частиц выносится во фракцию легких, а легкие увлекаются тяжелыми, не успевают выделиться из смеси и попадают во фракцию тяжелых частиц. Чем больше их концентрация, тем выше количество соударений и ниже качество очистки и, как следствие, вынужденный возврат зерна на повторную очистку, который может достигать 50% от исходной его подачи.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качества очищенного зерна и увеличение производительности путем обеспечения распределенного ввода зерна в сепарирующий канал и снижения концентрации его частиц в зоне сепарации, то есть устранение причин недостатка сепаратора-прототипа.

Поставленная задача решена следующим образом.

Воздушный сепаратор зерна, как и его прототип, включает бункер, питатель, продольный сепарирующий канал, который в передней части имеет плоские сопла и выравнивающие воздушный поток решетки, вентилятор, сборники фракций. В отличие от прототипа этот сепаратор дополнительно снабжен установленными за питателем со смещением по длине сепарирующего канала ступенчато расположенными решетками, выполненными из консольно закрепленных на соединительных планках по крайней мере в один ряд профилированных стержней, свободные концы которых поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны, и устройствами для придания решеткам вибраций. При этом выравнивающие воздушный поток решетки выполнены с дискретно увеличивающимся по высоте сверху вниз живым сечением и установлены на передней стенке сепарирующего канала под плоскими соплами, установленными с возможностью подачи воздушных струй в зазоры между стержнями решетки. Установка в сепарирующем канале решеток указанного исполнения и размещения в совокупности с названными известными признаками изобретения во всех случаях его осуществления обеспечивает распределенный ввод зерна в сепарирующий канал и снижает концентрацию его частиц в зоне сепарации, обеспечивает вывод легких, а также крупных примесей из зоны сепарации основного зерна, обеспечивает более равномерное (дифференцированное) распределение по длине сепарирующего канала зерна согласно его размерам. Иначе говоря, названная новая совокупность общих существенных признаков обеспечивает технический результат, указанный в задаче изобретения.

Кроме того, в конкретных исполнениях данного сепаратора решетки снабжены устройствами для регулировки углов их наклона. Это обеспечивает оптимальный режим подачи зерна в сепарирующий канал и создает наиболее эффективный для воздушной сепарации его слой на решетках.

Кроме того, устройства для придания решеткам вибраций выполнены с возможностью регулирования режимов вибрации. Это исключает образование застойных зон и обеспечивает надежность работы при использовании сепаратора на операциях первичной очистки и сортирования.

Техническое решение иллюстрировано чертежами.

На фиг.1 изображен воздушный сепаратор зерна, продольный вертикальный разрез, пример, схема; на фиг.2 - решетка, вид сбоку, пример; на фиг.3 - решетка, вид сверху; на фиг.4 - сечение А-А фиг.2; на фиг.5 - сечение Б-Б фиг.2; на фиг.6 - сечение В-В фиг.2.

Воздушный сепаратор зерна (фиг.1) содержит бункер 1 с заслонкой 2, вибропитатель 3, решетки 4, продольный сепарирующий канал 5, вибропривод 6 и устройства 7 для регулировки углов наклона решеток 4. Передняя стенка сепарирующего канала 5 снабжена в верхней части плоскими соплами 8, а под ними установлены выравнивающие воздушный поток решетки 9, которые для более эффективного распределения потока выполнены с дискретно увеличивающимся по высоте сверху вниз живым сечением. Внизу сепарирующего канала 5 расположены сборники фракций 10 с шарнирно закрепленными между ними делителями 11. В верхней части задней стенки сепарирующего канала 5 имеется окно для подсоединения его посредством воздухопровода 12 к вентилятору 13. Решетки 4 крепятся к боковым стенкам сепарирующего канала 5 шарнирно посредством соединительной планки 14 (фрагмент) (фиг.2 и 3), где в один ряд консольно установлены профилированные стержни 15 и 16, свободные концы которых поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны (фиг.2-6). Решетки 4 могут быть снабжены индивидуальными виброприводами или имеют устройства 17 в виде системы рычагов (фиг.1), обеспечивающие их колебания от вибропривода 6. В последнем случае первая по направлению движения зерна решетка 4 может быть закреплена непосредственно на выходном торце вибропитателя 3. Кроме того, вибропривод 6 имеет регулируемые режимы вибрации.

Воздушный сепаратор зерна работает следующим образом (фиг.1). Из бункера 1 дозированное заслонкой 2 зерно вибропитателем 3 подается на ступенчато расположенные решетки 4. Здесь зерно за счет вибрации стержней 15, 16 (фиг.2 и 3) и направленного прохода снизу в зазоры между стержнями воздушных струй, подаваемых соплами 8, переходит в псевдоожиженное состояние и расслаивается. При этом легкие и крупные примеси «всплывают» в верхние слои и выпадают в сепарирующий канал 5 лишь на сходе с решеток 4, а тяжелые частицы «тонут» в нижние слои. Благодаря тому что стержни 15 и 16 выполнены с разными радиусами кривизны, зазор a между ними постепенно увеличивается по направлению движения зерна (a₃>a₂>a₁) (фиг.4, 5 и 6). В таком случае частицы зерна дифференцированно просыпаются сквозь решетки 4 по размерам в соответствующие зоны сепарирующего канала 5, а перекрытие решеток 4 одна другой по высоте исключает случайное попадание пересыпающихся крупных частиц в зону сепарации мелких. Тем самым уменьшается вероятность соударений различных фракций в сепарирующем канале 5 и повышается качество сепарации.

Посредством регулируемого вибропривода 6 и устройств 17, а также устройств 7 для регулировки угла наклона решеток 4 настраивают оптимальный режим подачи зерна в сепарирующий канал 5 и обеспечивают наиболее эффективный для воздушной сепарации его слой на решетках 4.

Решетки 9 способствуют созданию выровненного воздушного потока по вертикальному сечению сепарирующего канала 5.

Количество сборников фракций 10 может быть различным в зависимости от производительности сепаратора и его назначения (предварительная, первичная очистка или сортирование). На схеме для примера представлен сепаратор с шестью сборниками. В зависимости от выполняемой операции, состава исходного зерна и требований к качеству конечных продуктов эти сборники могут быть использованы по различным вариантам. Например, при предварительной очистке продовольственного или семенного зерна сборники 10 на сепараторе могут быть распределены по следующим назначениям (фиг.1): I - тяжелые примеси (песок, галька, металлические предметы); II и III - фракции основного зерна; IV - возвратная фракция; V - фуражные отходы; VI - легкие примеси (неиспользуемые отходы). При использовании сепаратора на операциях первичной очистки и сортирования: I - тяжелые примеси; II - фракция основного зерна; III и V - возвратные фракции; IV - фуражные отходы; VI - легкие примеси.

Делителями 11, отклоняя их в нужном направлении, подбирают необходимое соотношение фракций между собой.

Вентилятор 13 обеспечивает необходимые аэродинамические параметры воздушного потока (расход воздуха и разрежение) в сепарирующем канале 5, которые дополнительно настраивают регулировочной заслонкой (не показана), например, установленной в воздухопроводе 12.

Использование заявляемого изобретения позволяет повысить качество очищенного зерна и увеличить производительность.

Изобретение относится к устройствам для очистки зерна с помощью воздушных потоков и может быть использовано на селекционных станциях, семенных заводах, зерновых элеваторах, в фермерских хозяйствах, мукомольной и комбикормовой промышленности. Воздушный сепаратор зерна включает бункер, питатель, продольный сепарирующий канал, который в передней части имеет плоские сопла и выравнивающие воздушный поток решетки, вентилятор, сборники фракций. Сепаратор снабжен установленными за питателем со смещением по длине сепарирующего канала ступенчато расположенными решетками, выполненными из консольно закрепленных на соединительных планках по крайней мере в один ряд профилированных стержней, свободные концы которых поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны, и устройствами для придания решеткам вибраций. Выравнивающие воздушный поток решетки выполнены с дискретно увеличивающимся по высоте сверху вниз живым сечением и установлены на передней стенке сепарирующего канала под плоскими соплами, установленными с возможностью подачи воздушных струй в зазоры между стержнями решетки. Решетки снабжены устройствами для регулировки углов их наклона. Устройства для придания решеткам вибраций выполнены с возможностью регулирования режимов вибрации. Технический результат - повышение качества очищенного зерна и увеличение производительности. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Воздушный сепаратор зерна, включающий бункер, питатель, продольный сепарирующий канал, который в передней части имеет плоские сопла и выравнивающие воздушный поток решетки, вентилятор, сборники фракций, отличающийся тем, что снабжен установленными за питателем со смещением по длине сепарирующего канала ступенчато расположенными решетками, выполненными из консольно закрепленных на соединительных планках по крайней мере в один ряд профилированных стержней, свободные концы которых поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны, и устройствами для придания решеткам вибраций, при этом выравнивающие воздушный поток решетки выполнены с дискретно увеличивающимся по высоте сверху вниз живым сечением и установлены на передней стенке сепарирующего канала под плоскими соплами, установленными с возможностью подачи воздушных струй в зазоры между стержнями решетки.

2. Воздушный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что решета снабжены устройствами для регулировки углов их наклона.

3. Воздушный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что устройства для придания решеткам вибраций выполнены с возможностью регулирования режимов вибрации.