Способ сепарации зернистых смесей Советский патент 1987 года по МПК B07B13/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам и средствам послеуборочной обра- ботки зерна путем его сортирования и отделения семян сорных растений на вибрирующих неперфорированных фрикционных поверхностях и может быть использовано в горно-рудной промьш- ленности, промьшшенности строительных материалов, химическом машиностроении, а также в других отраслях народного хозяйст)за для сепарации сыпучих материалов,

Цель изобретения - повышение производительности и качества сепарации за счет установки заслонки питателя. На чертеже изображен вибрационный сепаратор с неперфорированной наклонной фрикционной поверхностью, совершающей колебания в плоскости наибольшего ската зерен (семян), общий вид.

Вибрационный С€шаратор состоит из питателя 1, заслонки 2, которая передвигается посредством регулировочного винта 3, установленного на консоли 4, жестко соединенной с вертикальной поверхностью питателя 1. При этом вращение регулировочного винта осуществляется с помощью рукоятки 5, что приводит к изменению размеров выходного отверстия 6 питателя. Кроме того, вибрационный сепаратор содержит неперфорированную фрикционную поверхность 7, установленную под углом d- к горизонту посредством регулировочного механизма 8 и шарнира 9, закрепленных: на вибростоле 10, который установлен горизонтально на упругом основании 11, закрепленном с неподвижным жестким основанием 12, ниягаий приемник 13 от сепарированных фракций и верхний приемник I4 отсепарированных фракций на сходе с концов фрикционной поверхности, вибровозбудитель 15 с двумя валами 16 и установленными на них дибалансами 1 7 . Р€ гулирование угла направления вибрации осуп,ествляется с помощью шарнира 18, установленного на нижней стороне вибростола 10, и с помощью регулировочного механизма 19 Кроме того, S - длина регулировочного винта 3 между заслонкой 2 и консолью 4 крепления регулировочного винта 3 к вертикальной поверхности 20 питателя 1.

Способ предполагает измерение долевого содержания семян разноименных

фракций в исходной смеси Р Р а также размеров зерен (семян) раз- ноименн ых фракций d и d.

Оптимального протекания процесса на неперфорированной фрикционной поверхности 7 вибрационного сепаратора можно достичь лишь при движении зерен ( семян) монослоем по по- . верхности деки. При зтом достигает- ся максимальное качество процесса сепарации, так как при многослойном движении наблюдается сбивание семян в разноименные фракции. Для обеспечения максимс1льного количества семян. обрабатьшаемых в единицу времени на деки, т.е. для обеспечения максимальной производительности без уменьшения качества, необходимо, чтобы семена двигались по деке монослоем без разрывов между семенами. Такое протекание процесса можно рассматривать как оптимальное. При этом желательно одновременное двюкение семян разно-. именных фракций вверх и вниз по деке монослоем и без разрывов между семенами. Однако такого протекания процесса не всегда можно достичь в виду того, что амплитуда, частота и угол вибрации деки определяют скорости движения фракций, и не всегда их соотношение может быть удовлетворено. Для обеспечения монослойного движения обеих фракций одновременно (вверх/вниз) необходимо выполнение условия

РНЛ. P. условие объясняется тем, что ДЛЯ движения семян монослоем подачу семян, регулируемую заслонкой 2, осуществляют таким образом, чтобы по мере продвижения семян от выходного отверстия 6 по поверхности 7 на рас- стояние, равное размеру семени, осуществлялась подача нового семени и т.д. Учитьшая то, что выполнение такого условия не всегда возможно. подачу семян необходимо осуществлять на основании семян одной из данньсх получаемых фракций. При зтом семена данной фракции двигаются монослоем без разрывов, а семена другой фракции двигаются монослоем, но с раз- рьшами между семенами, т.е. качество процесса не снижается. Причем, чем больше скорость движения семян, тем больше подача, чем больше размеры семян, тем меньпе подача.

Подача семян одной из фракции в единицу времени на поверхность 7 может быть определена выражением

V,.

-. Однако это только количество

d,,2 семян данной фракции. В пересчете

на семена исходной смеси и с учетом долевого содержания семян данной фракции в исходной смеси Р, выражение для подачи исходной смеси имеV, 2

ет вид р Следовательно, осно- вьшаясь lia значениях Р,, Р , V, , V, d и dj, можно подсчитать значения п одачи К и Kj для обеих фракций. При этом для окончательного определения подачи К необходимо выбрать минимальное из указанных двух подач,

с V V-z 7 K min|---; --j-jЕсли окончательно подачу установить по максимальному значению из К и Kj, то семена той фракции, по которой определена подача, двигают- ся монослоем без разрьшов, а семена другой фракции совершают многослойное движение, что приводит к снижению качества за счет увеличения этих семян в противоположную им фракцию.

I

Таким образом , предлагаемый способ предусматривает новое действие - экспериментальный подбор путем вращения рукоятки 5 и регулировочного винта 3 вверх-вниз, положения заслонки относительно вертикальной поверхности 20 питателя I, при котором через выходное отверстие 6 питателя в единицу времени выходит количество семян, равное

К {Ya . . ««, Р d,

Данное действие над материальными объектами: рукояткой, регулировочным винтом, заслонкой, выходным отверстием питателя - возможно лишь после экспериментального вычисления - измерения величин P,,P,j,V (L При этом данную начальную установку заслонки 2 можно осуществить путем экспериментального подбора длины регулировочного винта 3 S и, соответственно, величины выходного отверстия 6 питателя. Математическим расчетом определить величину выходного отверстия 6 и положение регулировочного винта 3 не представляется возможным .

После предварительного подбора . положения заслонки 2 относительно

г вертикальной поверхности 20 питателя необходимо провести уточнение положения заслонки 2. Необходимость такого уточнения объясняется возможностью более плотного размещения

O семян на поверхности 7 при сохранении семенами мойослойного движения за счет возможности движения семян в несколько рядов по ширине деки. В данном случае существует возможность

5 увеличения подачи и, соответственно уменьшения величины S. Наоборот, первоначальная установка заслонки 2 при- водит к тому, что качество процесса ниже, Чем это предусмотрено по ГОСТу.

0 Это означает необходимость уменьшения подачи и, соответственно, увеличения величины S.

Для необходимости уточнения поло5 жения заслонки 2 необходимо провести пробную экспериметальную сепарацию выборки семян. Для этого выстав-. ляют значения амплитуды, частоты и : угла вибрации поверхности с помощью

вибровозбудителя 15, дибалансов 17, регулировочного механизма 19 и ско- рости вращения валов 16. .С помощью регулировочного механизма 8 устанавливается угол наклона поверхности 7 к горизонту с учетом технического решения. Выборку семян засыпают в питатель 1 и включают в.колебательное движение поверхность 7. Семена разделяются на две фракции и движутся

п К приемникам 13 и 14. После проведения процесса измеряют количество семян каждой компоненты исходной смеси в полученных фракциях. По данным этих измерений вычисляют коэф фициент извлечения основной фракции (семена сельскохозяйственной культуры) . Этот коэффициент измеряется в процентах и равен отношению семян основной компоненты, попавших в соQ ответствующую им фракцию, к общему количеству данных семян в исходной выборке. Сравнивают полученные значения с эталонными (для различных семян сельскохозяйственных культур

е приведены в ГОСТе). На основании

значений k и k проводится уточнение положения заслонки путем вращения регулировочного винта 3 и изменением этим его длины S между заслон-

5

кой 2 и консолью 4 крепления регулировочного винта к вертикальной поверхности 20 питателя 1 в L раз

1/L

К+ &К

к

ДК (и„- k,)(2-6) К при K./k ; (0,02-0,06) К

йК

при

Ч-

коэффициент извлечения, вы численн1 1й экспериментально

эталонньй коэффициент извлечения .

Зависимости, используемые в данном способе, получены экспериментальным путем при исследовании процессов сепарации разнообразйых семенных смесей. Если полученный при экспериментальной сепарации коэффициент извлечения k меньше k., заданного ГОСТом, необходимо уменьшить подачу путем вращения регулировочного винта 3 и увеличения длины его S. Если наоборот, то существует возможность увеличения подачи семян, и необходимо вращать регулировочный винт

3с целью уменьшения его длины S.

При изменении (увеличении-уменьшении в L раз длины регулировочного винта 3 между заслонкой 2 и консолью

4крепления регулировочного винта

к вертикальной поверхности 20 питателя 1 во столько же раз изменяется велич:ина выходного отверстия 6 питателя (за счет перемещения заслонки 2) и, следовательно, во столько , же раз изменяется подача исходного семенного материала на поверхность 7 Данное уточнение положения заслонки питателя проводится до тех пор, пока не будет достигнуто оптмальное протекание процесса. Если коэффициент извлечения, полученный при проведении экспериментальной сепарации выборки исходной смеси, равен коэффициенту извлечения, установленному для-данной культуры по ГОСТу, т.е. ky k, то это свидетельствует о том, что достигнуто оптимальное протекание процесса сепарации или количество подаваемого семенного материала в единицу времени меньше оптимального, т.е. существует возможность большего уплотнения семян на поверхности 7 без потери качества процесса В данном случае заслонка 2 поднимается регулировочным винтом вверх за

счет уменьшения расстояния S. При этом подача семян увеличивается до тех пор, пока дальнейшее ее увеличение приводит к снижению качества процесса.

Пример. Установление оптимальной настройки заслонки питателя вибрационного сепаратора при процессе разделения семян гречихи и семян дикой редьки.. Путем линейного измерения определяют средние размеры семян гречихи d/ 6,1 мм;.дикой редьки dg 7,4 мм. Измерением времени прохождения семенами мерного участка определяют скорости движения семян: V, 24,5 мм/с; v 15,6 мм/с. Исследованием исходной смеси путем пере бора ее семян фиксированного количе

тва устанавливают, что Р, 95%; j 5%. Путем арифметических вычисений определяют К 253,7 гат/мин; Kg 2530 шт/мин. Следовательно, К min {K,KJ 253,7 шт/мин. Таим образом, определяющими при оптиальной установке заслонки являются семена гречихи.

За счет перемещения регулировочного винта заслонки вверх-вниз и экспериментального подсчета количества семян, покидаемого питатель в единицу времени при различных положениях заслонки, определено, что при положении заслонки, при котором S 137 мм, обеспечивается подача,

равная К 253,7 шт/мин.

Определяют путем устацовки диба- лансов массой 56 г на валах вибровозбудителя амплитуду колебаний 1,3 мм;частота вращения валов вибровозбудителя, а следовательно, и колебания поверхности 7 равны 166 с ; с помощью наклона вибровозбудителя устанавливают угол вибрации 32°. С помощью регулирующего, механизма устанавливают угол наклона поверхности к горизонту 8°,

Отбирают 1000 семян исходной смеси гречиха плюс дикая редька, засыпают ее в питатель и включают вибровозбудитель, тем самым приводя в коебательное движение поверхность 7 вибрационного сепаратора Проводят экспериментальную сепарацию выборки семян до тех пор, пока все 1000 семян не оказываются в верхнем или нижнем приемнике. За счет пересмотра обеих полученных фракций и подсчета в них семян обеих фракций установлено, что для гречихи k

98,5% или ku 0,985. При этом п

ГОСТу .k, 100%.

Вычисляют значение L, необходимое для уточнения положения заслон- ки, L 1,064. При этом новое уточненное значение длины ре-гулировочно го винта между заслонкой и консолью равно S 145,8 мм. Для этого необходимо вращением регулировочного винта посредством его рукоятки добиться, чтобы его длина была равна 145,8 мм, что приведет к уменьшению выходного отверстия и подачи семян.

Повторно проводят процесс сепара ции 1000 семян исходной смеси. Получают ky 100% или ky 1. При этом учитывая то, что подача семян равна к - 238,4 гат/мин получают новое значение L 0,971. Следовательно, новое S. 141,6 мм. Для этого необходимо уменьшить длину регулировочного винта за счет его выкручивания относительно консоли крепления.

Повторно проводят процесс сепара- ции 1000 семян исходной смеси. Получают kj 100% или ky 1. При этом подача 245,5 шт/мин. Новое значение L 0,98. Следовательно, новое S- 138,8 мм. После установки регулировочного винта с длиной 138,8 мм и проведения сепараци.и 1000 семян установлено, что kj 99,1%. Следовательно, последнее изменение длины регулировочного винта до 138,8 мм приводит к ухудшению качества процесса, что недопустимо .

Таким образом, оптимальной настройкой заслонки питателя вибрационно го сепаратора при разделении семян гречихи и дикой редьки считается такая настройка, при которой заслонка расположена относительно вертикальной плоскости питателя так, что дли- на регулировочного винта между заслонкой и консолью крепления винта к вертикальной поверхности сепаратора равна 141,6 мм. При этом обеспечивается достижение максимального зна- чения коэффициента извлечения, рав- ного указанному в ГОСТе, а также количество отрабатываемой смеси в единицу времени максимально за счет максимально возможной подачи из условий обеспечения качества.

Формула изобретения

Способ сепарации зернистых смесей, включающий подачу компонентов зернистой смеси на наклонную фрикционную поверхность, колеблющуюся в плоскости наибольшего ската, выбор высоты установки заслонки питателя, сбор отсепарированных зерен на сходе с верхнего и нижнего концов фрикционной поверхности, отлича/ющий- с я тем, что, с целью повышения производительности и качества сепарации за счет точной установки заслонки питателя, последнюю устанавливают в положение выдачи в единицу времени количества зерен, равного

К

mm

. г V Vo

-А , P7dJ

V и V - средние скорости движения зерен разноимен- ньп фракций вверх и вниз по фрикционной поверхности;

Р и Р,2 долевое содержание зерен разноименных фракций в зернистой смеси;

d и d - средние размеры зерен разноименных фракций, данном положении заслонки провопробную сепарацию выборки зерен и, по результатам пробной сепаравычисляют коэффициент извлечения н, сравнивают полученное значес эталонным и высоту установки онки питателя изменяют в с«- раз,

Ы ;

дК ( k, ) (2-6) К при k k ;

ЛК (0,02-0,06) К при k k ;

коэффициент извлечения зерен по результатам пробной сепарации;

k - эталонный коэффициент извлечения .

S

Изобретение относится к сельскому хозяйству и м.б. использовано в других отраслях народного хозяйства для сепарации (С ) сьтучих материалов. Цель изобретения - повышение производительности и качества С за счет точной установки заслонки питателя. Компоненты зернистой смеси подают на наклонную фрикционную поверхность, колеблющуюся в плоскости наибольшего ската. Экспериментально выбирают высоту установки заслонки питателя. Ее устанавливают в положении вьщачи в единицу времени количества зерен, равного К min(, /Р d,, где V ,V,j - средние скорости движения зерен разноименных фракций вверх и вниз по фрикционной поверхности; Р, и PJ - долевое содержание зерен разноименных фракций в зернистой смеси; d( иdi -средние размеры зерен разноименных фракций. При данном положении заслонки проводят пробную С выборку зерен смеси. По результатам пробной С вычисляют коэффициент извлечения зерен и полученное значение сравнивают с эталонньгм. Затем высоту установки зчслонки изменяют в d раз, где Ы К/(К + дК); &К ( k,) (2-6) «К при k k , &К (0,02-0,06) К при k k , k, - коэффициент извлечения зерен по результатам пробной .С, k - эталонный коэффициент извлечения. 1 ил. § сл со о 4 СО ьо сл

Составитель О.Попов Редактор Н.Тупица Техред М.Ходанич Корректор Е.Рошко

Заказ 1367/9 Тираж 539Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий М3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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