Вибрационный сепаратор семян Советский патент 1986 года по МПК B07B13/00 B07B13/11 

I

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам отделения от исемян сельскохозяйственных культур семян сорных расте- ннй, а также к средствам сортирования семян, и может быть иснользо- вано в горно-рудной и химической нромышленности, а также промьшшен- ности строительных материалов для сепарации сынучих материалов.

Целью изобретения является новы- шеиие качества сенарации сег-шн за счет их предварительной ориентации в момент нодачи на фрикционную деку.

На фиг. 1 изображен вибрационньш сепаратор семян, общий вид.; на

фиг.2 - винтовая нлощадка предварительного рассредоточения семян и ее контактирование с краем деки; на фиг.. 3 - двгекение семян наименее округлой формы по площадке предварительного рассредоточения и деке; на фиг. 4 - дви :ение семи усредненной формы но ЭТО площадке, сход с этой площадки и дальнейшее движение по деке; на фиг. 5 - дш-пч ние

, сеьшн наиболее о сруглой фор мь но этой

плсщадке, сход с нее и дальнейше е дв1та;енне по деке,

I Вибрационный сепаратор предлагаемой конструкции включает питатель 1 псходЛой схемы, фрикционную деку 2, вибровозбудитель 3 деки , приемники 4 продуктов разделения, пружпцы 5 ynpyroit подвески, площадку б предварительного рассре доточе- пия частиц смеси, выходное отверстие 7 питателя, ограничитель 8 шюцадкп предварительного рассредоточенп я малого радиуса, ограничитель 9 этой площадки большого радиуса, край 10 схода этой площадки, край 11 деки,

: на который осуществляется п.одача се мян.

Вибрационный сепаратор семян . работает следующим образом.

Семена исходной зерновой смеси находятся в питателе 1 ., После включения вибровозбудителя 3 фрикционная дека 2 начипает вибрациошюе дглпке- нне, опираясь при этом на прз жины упругой подвески 5. Под действием вибрации, а также пепосредствепно столба семяп, семена исходной смеси выходят через выходное отверстие 7 питателя I. После выхода из нитате- .ля до попадания на поверхность

1235354 ..2

деки 2 семена движутся по площадке 6 предв. рительного рассредоточения се- кян, Выполнение этой площадки в в|ще винтовой линии позволяет наиболее

5 тяжелым семенам по действием соот- петствепно больших, чем у других семян, сил инерции двигаться по траекториям с большим радиусом, Для предотвращения скода семяп .с поверхнос10 тн этой площадки до попадания иа поверхность деки 2 площадка снабжена . ограничптелем 8 малого радиуса и ограничителем 9 большого радиуса. Это позволяет семенам достигать .нижие15 го края 10 площа.дки. Чем выше масса семян, тем большее значепие у пих имеют силы инерцнн. Учитывая то, что винтовая поверхность является част- пым случаен криволинейной поверхнос20

ти, семена с большей массой имеют

большие значени о нормальные и танг енциалыше составляющие сил инерции, что и приводпт к их движению по траектории большого радиуса, т.е.

25 семена после выхода из выходного отверстия питателя 7 двюкутся блгеке к огра1П1Ч1 тел.о 9 большо1 о радиуса. Семема, пмеющие небольшое значение массы, имеют соответственно и мень30 Шую нормальную и тангенциальную составляющие силы инерции. Это приводит к тому, что семена движутся по траекториям малого радиуса, т.е, ближе к ограничителю 8 площадки ориентирования малого радиуса.

35

40

4J

50

55

Семена, имеющие усредненное значение .ссы между наиболее легким1 и тяжёль и семенами, дв1глсутся по средним траекториям, т.е, по. середине площадки 6. Таким,образом, выполне-. кие площадки б семян в виде винтовой ЛИН1Ш позволяет рассредота чи- вать семена при их продвижении от выходного отверстия 7 питателя до края 10 дапной площадки. Выходное отверстие 7 питателей выполняется таким образом, что семена выходят из него в несколько слоев и образу:от в месте подачи семян своеобразную горку, Псшичие такой горки существенно снижает качество процесса сепа- рацпп, если такая горка образуется на поверхности деки 2, В связи с этим выполнение площадки 6 в В1зде винтовой линии, расширяющейся к деке, позволяет семенам за счет данного рас 1ирения площадки ликвидировать горку и перед поступлением

20

ти, семена с большей массой имеют

большие значени о нормальные и танг енциалыше составляющие сил инерции, что и приводпт к их движению по траектории большого радиуса, т.е.

семена после выхода из выходного отверстия питателя 7 двюкутся блгеке к огра1П1Ч1 тел.о 9 большо1 о радиуса. Семема, пмеющие небольшое значение массы, имеют соответственно и меньШую нормальную и тангенциальную составляющие силы инерции. Это приводит к тому, что семена движутся по траекториям малого радиуса, т.е, ближе к ограничителю 8 площадки ориентирования малого радиуса.

Семена, имеющие усредненное значение .ссы между наиболее легким1 и тяжёль и семенами, дв1глсутся по средним траекториям, т.е, по. середине площадки 6. Таким,образом, выполне-. кие площадки б семян в виде винтовой ЛИН1Ш позволяет рассредота чи- вать семена при их продвижении от выходного отверстия 7 питателя до края 10 дапной площадки. Выходное отверстие 7 питателей выполняется таким образом, что семена выходят из него в несколько слоев и образу:от в месте подачи семян своеобразную горку, Псшичие такой горки существенно снижает качество процесса сепа- рацпп, если такая горка образуется на поверхности деки 2, В связи с этим выполнение площадки 6 в В1зде винтовой линии, расширяющейся к деке, позволяет семенам за счет данного рас 1ирения площадки ликвидировать горку и перед поступлением

на поверхность деки двигаться монослоем.

Кроме того, семена сельскохозяйственных культур отличаются друг от друга по массе в том случае, ее- ли имеют разную степень созревания. Чем семя более выполненное, созревшее, тем оно имеет большую массу. Чем семя менее выполненное и менее созревшее, тем меньшую массу оно име ет. Это объясняется наличием меньшего количества биологической массы у недозревших семян по сравнению с перезревшими и нормально созревшими семенами. Таким образом, семена с большей массой имеют более округлую форму из-за большей выполненности зерна и являются перезревшими. Семена с меньшей массой семени имеют менее округлую форму, подчас плоскую из-за меньшей выполненности зерна и являются недозревшими. Семена со средним значением массы . являются нормально развитыми, с нормальной выполненностью зерна и степенью соз- ревания. Таким образом, выполнение площадки 6 в виде расширяющейся к деке винтовой поверхности позволяет рассредотачивать потоки семян, выхо-й дящие из питателя, в зависимоти от массы семян, а соответственно и в зависимости от формы семян, и приводит к движению семян монослоем перед сходом на поверхность деки.

Движение семян по деке состоит из двух этапов или двух режимов. Первый режим - неустановившееся движение; второй режим - установившееся движение. В установившемся режиме движения семена движутся под действием только возмущающей.периодической силы вибрации, В данном режиме движения.семена совершают истинное движение, т.е, такое движение, которое соответствует их комплексу фи- зико-механических свойств. При зтом семена наиболее округлой формы и соответственно массы скатываются, совершая вргщательное движение вниз по деке. Семена, имеющие наименее округлую форму, совершают скольжения вверх, Семена, имеющие усредненную между указанными семенами форму,, движутся по средним траекториям по поверхности деки и при этом совершают сложное движение, которое состоит из одновременного скольжения семян и вращения их или же незначи

тельного покачивания относительно центра масс семени. В неустановившемся режиме движения семена совершают

неистинное

движение, так как в

s 5 0 5 Q

5 5

0

данном режиме присутствуют свободные колебания семени, которые складываются с движением семени, вызванным возмущающей силой вибрации. Свободные колебания семени зависят от наг чального положения семени, которое оно имеет при поступлении на деку 2. Чем начальное положение семени больше отличается от положения семени, которое оно занимает в установившемся режиме движенмя, тем больщ.е время неустановившегося режима движения. Дпя достижения высокого качества процесса сепарации необходимо, чтобы время неустановившегося режима движения семян было бы минимальным. Это объясняется тем, что свободные колебания не связаны с вынужденным движением и только два данных вида движения накладываются друг на друга. Это приводит к движению семян в направлении, которое про.тиворечит истинному направлению движения семян, т.е. тому направлению движения, куда движутся семена в установившемся режиме движения. Таким образом, для повышения качества процесса сепарации семена подают на деку с начальным положением, наиболее близким к положе-; нию семян в установившемся режиме движения. Это приведет к минимуму вреi мени неустановившегося режима или же полному его отсутствию и повьшгению качества процесса.

Для обеспечения соответствующего положения семян в установившемся режиме Движения необходимо по-разному осуществлять подачу семян с площадки 6 предварительного рассредоточе-. ния на деку в зависимости от формы семян.

Семена наименее округлой формы совершшот скольжение вверх по поверх- .

.ности деки. При этом они имеют пос- тоянные точки контакта с поверхностью деки. В связи с этим их необходимо подавать на деку без углового наклона к поверхности, т.е. плоско без поворота. На фиг. 3 пока-, зано движение таких семян сначала по поверхности площадки 6, а затем по поверхности деки 2. Такое положение семян на деке возможно лишь при непосредственном контакте нижнего края площадки 6 и края 11 деки.

При любом другом контактировании начальное положение семян на деке будет с начальным угловым смещением центра масс семени относительно точ- ки контакта его с новерхностью деки.

В установившемся режиме движения (фиг.4) семена движутся по средним траекториям и при этом совершают скольжение по поверхности деки с одновременным покачиванием. Таким образом, семена имеют постоянно одну точку контакта с декой и центр М асс семян совершает вращение относительно точки контакта. Семена не вращаются относительно центра масс, а лишь покачиваются, изменяя угол наклона грани формы семени к поверхности деки в пределах-10 -80 . Таким образом в целях минимизации времени неустано вившегося режима дв10кеиия семена необходимо подавать па .деку с указанным угловым наклоном к деке. Это возможно в том случае, если край 11 деки и Н1гаиий край площадки 6 на- ходятся на различных уровнях. Это позволит (фиг.4) одной точке семени спуститься с площадки б и коснуться поверхности деки, при этом грань семени еще касается нижнего края 10, что и приводит к угловому наклону семени, к деке. В дальнейшем своем движе1ши семя сохраняет такую ориентацию, при этом скользит на одной точке и одновремен11о на этой же точке покачивается, изменяя угол наклона грани к деке.

Установившееся движение семян (фиг.5) заключается в постоянном

вращении и скатывании вниз по деке В связи с этим семена необходимо подавать нардеку таким образом, чтобы они имели одну точку контакта с декой, имели угловой поворот относительно данной точки и имели бы на- альньй вращающий импульс. Это воз. можно, если край 11 деки и нюкнш край vtIлoщaдки 6 располагаютс я па еще более разных уровнях, чем для предыдущих семян (фиг. 4 и 5; .Н ll Это приведет к тому, что в момент схода, семян с площадки б они вообще не имеют общей точки контактировани с краем 11 деки, а контактируют с краем 10. После этого семена получают вращаюшд-ш момент, который возникает из-за того, что центр мас семени уже вьш1ел за предел. площад

s 0 5 о

5

5

ки ориентирования, но семя еще имеет с площадкой точку зсонтактирования. После этого семя начинает вращаться и с незначительным ударом контактирует с поверхностью деки, тем самым усиливая вращение из-за возникающего вращающего . момента от ударных сил. В итоге при поступлении семян наиболее округлой формы на деку они j-шеют начальный вращающи момент и угол наклона грани к поверхности деки, что и соответствует положе- нио семени и его двиасению в установившемся реж1Ф1е двюкения.

Таким образом, для обеспечения ми- пимума неустановившегося режима движения без исключения всех сег.шн исходной смеси, необходимо подавать семена па деку с разлнчной высоты. При этом данная высота зависит от размеров семян. Семена наиболее округлой необходимо подавать с максимальной высоты, а семена наименее округлой формы - с ьянишаль- ной Еысоты или вообще осуп1;ествлять подачу при расположении края 10 площадки 6 и края 1 1 деки па одном уровне. Семена, имеющие усредненную форму, 1:;еобходимо подавать с высоты, имеющей усредненное значение между двумя указанньши экстремумами. При этом семена, которые в силу ввда площадки двигались по пей по траекториям большого радиуса, сходит на поверхность деки с большей высоты, чем Семена, которые двигались по усредненным траекториям. Соответс твеш-ю с емена, которые двигались по усред - ненным траекториям, сходят па поверхность деки также с большей высоты по сравнению с семенами, которые двигались по траекториям малого радиуса. Обеспечение такого схода семян, т,е. ориентирование семян, возможно лишь при расположении нижнего края площг цки 6 иод углом к крага 1 1 деки. При выполнении площадки 6 в виде расширяющейся к деке винтовой по- вер -яости и расположении нижнего край кющацки под углом к краю деки возможно повышение качества процесса сепарацпп за счет рассредоточения потока семян в зависимости от форгш семян, па площадке ориентирования li за счет нюдачи семян па деку в строго определенном положении относитель по поверхности деки.

7. 1

Пример. Испытания вибраци- онного сепаратора семдн проводились при сортировании семяН гречихи. Па фиг.З показана кинематика движения се1-1ян гречихи, наиболее не дозрев- шик, имеющих наименее окрз глую фор- йу. На фиг. 4 показана кинематика движения усредненных семян гречихи, ,т..е. нормально развитых. Высота рас- положения края площадки 6 относи- тельно края деки Н„1,05 мм. На

фиг.

5 показана кинематика движения семян, имеющих наиболее округлую форму. Высота расположения края площадки 6 относительно края деки Н 2,1 мм.. Длина края площадки ориентирования семян равна 85 Процесс

Сортирования с помощью предлагаемой конструкции позволил достичь среднего значения (Коэф- . : фициента извлечения семян 96,5%.

Я

Фмг.2

А--А

Фиг.3

ФигМ

/

2

Фиг. 5

Редактор Л.Гратилло

Составитель 0.Попов

Техред О.Сопко Корректор М.Демчик

3941/5

Тираж 565Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4