Пневматический сортировщик Советский патент 1992 года по МПК B07B4/02 

Изобретение относится к пневмосе- парированию сыпучих материалов, в частности к очистке и сортированию семян сельскохозяйственных и лесных культур.

Известно устройство, содержащее вер- тикальную сепарирующую пневмокамеру с отверстиями на боковых стенках, шарнирно установленные в отверстиях и поярусно расположенные козырьки с регулировочными приспособлениями.

В другом устройстве на внутренних поверхностях стенок пневмоканала по всему периметру канала ярусами установлены пересыпные пластины. Ширина пересыпных пластин составляет 0,05... 0,07, а расстояние между ярусами пластин 0,5... 0,7 глубины пневмоканала. Угол наклона пересыпных пластин к вертикали составляет 45... 60°. Сами пластины представляют собой ровные полоски.

В приведенных устройствах достаточно полно обоснованы параметры пересыпных элементов и установка их в канале. Однако дальнейшие исследования показали, что такие пересыпные элементы и их установка в пневмоканале не в полной мере отвечают требованиям технологического процесса, таким как высокая эффективность разделения материала и снижение его травмирования, что весьма важно при очистке и сортировке семян,

Невыполнение этих требований обусловлено тем, что пересыпные элементы выполнены в виде плоских полосок, консольно закрепленных на стенках канала. Семена, которые попадают между ярусами пересыпных элементов, движутся вниз вдоль верти- кальных стенок пневмоканала, где скорость воздушного потока наименьшая, испытывая с нижерасположенной пере- сыпной пластиной жесткий удар. Пересыпная пластина установлена под углом 45... 60° к вертикальной стенке пневмоканала. В момент удара о пластину семя травмируется, что противоречит агротребованиям.

Кинетическая энергия движущихся вниз зерновок расходуется на удар о пересыпную пластину. Поэтому скорость зерновок после удара и ее горизонтальная составляющая незначительны. Как следст- вне - не все зерновки при сходе с пересыпной пластины в состоянии переместиться к середине канала, пересекая вертикальный воздушный поток. Гарантированного ввода материала от стенок канала к его середине не происходит.

Следующим существенным недостатком конструкций пневмоканалов является односторонний ввод материала от стенок пневмоканала в центральную его часть.

Ввод материала осуществляется только с верхней поверхности пересыпного элемента. Нижняя поверхность пересыпного элемента является нерабочей. Мало того, что она не работает, она еще препятствует движению легкой фракции вверх, задерживает ее и травмирует семена легкой фракции, движущиеся со скоростью, близкой к скорости воздушного потока, и ударяющиеся о кромку и нижнюю поверхность пересыпного элемента. Эффективность сепарирования за счет улавливания пересыпными пластинами семян легкой фракции, движущихся вверх, указанных пневмосортиров- щиков снижается.

Из изложенного следует, что этим пнев- мосортировщикам присущи следующие недостатки:

низкая эффективность сепарирования из-за несовершенства формы рабочей поверхности и односторонности ввода (только сверху) материала от стенок канала в центральную его часть;

травмирование семян легкой и тяжелой фракций, движущихся вдоль стенок канала вниз, при взаимодействии с верхней (рабочей) поверхностью пересыпного элемента;

травмирование семян легкой фракции, движущихся вверх, при взаимодействии с нижней (не рабочей) поверхностью пересыпных элементов и их кромок;

повышенная энергоемкость процесса из-за сопротивления плоских консольных пересыпных элементов.

Цель изобретения - повышение эффективности сепарации, снижение энергоемкости и уменьшение травмирования семян.

Поставленная цель достигается тем, что на стенках пневмоканала пересыпной элемент выполнен в виде двух вогнутых параболических поверхностей, кромки которых, обращенные к продольной оси пневмоканала, примыкают друг к другу, а другие кромки сопряжены по касательной со стенками пневмоканала.

На фиг. 1 изображен пневмосортиров- щик; на фиг. 2 - профиль пересыпного элемента (увеличено).

Пневмосортировщик включает вертикальный пневмоканал 1, снабженный пересыпными элементами 2, которые могут изготавливаться заодно со стенками канала, например, штамповкой, накаткой и т.п. Естественным является то, что материал стенок канала и пересыпных элементов должен обладать наименьшими коэффициентами трения воздуха и зерна по его поверхности. Пересыпные элементы выполнены по всему периметру пневмоканала в несколько ярусов по его высоте.

Форма профиля пересыпного элемента представляет собой пересекающиеся в точке 3 ветвей 4 и 5 парабол. При этом вертикальная стенка 6 пневмоканала является касательной к свободным ветвям 7 и 8 парабол.

Кривизна ветвей парабол 4 и 5 рассчитана из условия придания определенных ки- нематических параметров (скорости) движущихся по ней частиц. В трехмерном пространстве пересыпной элемент имеет параболическую рабочую поверхность.

В отличие от пневмосортировщика, где пересыпная пластина имеет только одну рабочую поверхность - верхнюю, пересыпной элемент в предлагаемом устройстве имеет две рабочих поверхности: верхнюю, направляющей которой является ветвь 4, и нижнюю, направляющей которой является ветвь 5 парабол.

Пневмосортировщик также включает загрузочное приспособление 9 с питающим валиком 10, сборник 11 тяжелой фракции вентилятор 12 и отстойную камеру 13 со сборником 14 легкой фракции.

Работа предлагаемого сортировщика протекает следующим образом.

Вернтилятор 12 через отстойную камеру 13 создает в пневмоканале 1 вертикальный воздушный поток, направленный вверх. Семена, поступающие из загрузочного приспособления 9 в пневмоканал 1, подвергаются воздействию вертикального воздушного потока. Часть легких семян уносится воздушным потоком в отстойную камеру 13 и выводится из машины через сборник 14 легкой фракции. Основная масса семян, достигнув наружной стенки пневмоканала и попав в зону пониженных скоростей воздуха, сходит вдоль стенки вниз. Пересыпные элементы 2, встречающиеся на пути опускающихся вниз семян, вводят их вновь в воздушный поток, направляя в центральную часть пневмоканала 1. Это процесс повторяется многократно по мере опускания семян вниз, так как пневмоканал 1 содержит несколько ярусов пересыпных элементов. Ярусы пересыпных элементов 2 предотвращают струйный сход сепарируемого материала вдоль стенок пневмоканала, создают условия многократной продувки тяжелой фракции сепарируемого материала воздушным потоком и равномерного ее распределения по сечению пневмоканала, исключают из работы мертвые зоны.

В отличие от известного пневмосбрти- ровщика, предлагаемый пневмосортиров- щик работает более мягко. Это достигается тем, что сходящие вниз вдоль вертикальных

стенок 6 пневмоканала 1 семена при взаимодействии с пересыпным элементом скользят по нему, не испытывая удара, как это имело место в известном устройстве при

взаимодействии семян с пересыпной пластиной. Очевидным является то, что скорость воздушного потока вдоль вертикальных стенок 6 пневмоканала 1 в непосредственной их близости наименьшая. Именно вдоль

0 стенки 6 происходит движение семян вниз. А стенки 6 являются касательными к верхней рабочей поверхности пересыпного элемента 2, направляющей которой служит ветвь 4 параболы. Опускаясь по стенке б и

5 переходя на касательную рабочую поверхность пересыпного элемента, семена скользят по ней без удара. В результате травмирование семян предлагаемым уст- райством снижается. Рабочая поверхность

0 пересыпного элемента обладает свойством сохранения кинематических параметров движущихся по ней семян.

Поэтому скорость, которую приобрели семена при движении вдоль стенок вниз,

5 они сохраняют при движении по рабочей поверхности пересыпного элемента, что очень важно для их последующего ввода в центральную часть пневмоканала 1. Важным является то, что направление движения

0 частиц при вводе их в основной пневмопо- ток должно быть горизонтальным или близ- ким к нему. В соответствии с этим горизонтальная составляющая скорости движения частицы по рабочей поверхности

5 пересыпного элемента (начальной скорости ввода частицы в основной пневмопоток) должна быть наибольшей.

В известном устройстве вектор скорости частиц при сходе их с пересыпной пла0 стины, направленный вдоль ее рабочей поверхности, раскладывается на две составляющих: горизонтальную и вертикальную, что неизбежно влечет нежелательное уменьшение горизонтальной составляю5 щей. В предлагаемом устройстве при движении по параболической рабочей поверхности пересыпного элемента частица не только сохранит скорость движения, но и изменит направление движения с вер0 тикального (вдоль стенки) на горизонтальное при сходе с пересыпного элемента. В связи с этим новым свойством рабочей поверхности пересыпного элемента эффективность ввода частиц в центральную часть

5 пневмоканала 1, а следовательно, и эффективность процесса сепарации возрастают.

Нижняя параболическая рабочая поверхность пересыпного элемента, направляющей которой служит ветвь 5, способствует безударному и беспрепятственному движению частиц легкой фракции вверх в отстойную камеру 13.

В известном устройстве частицы легкой фракции, движущейся вверх, испытывают удар о нижнюю (нерабочую) поверхность пересыпной пластины и ее кромку, отлетают к вертикальной стенке пневмоканала и движутся вниз, травмируясь при этом и снижая эффективность сепарации. В предлагаемом пневмосортировщике нижняя параболическая поверхность пересыпного элемента обеспечивает скользящее (безударное) движение по ней семян легкой фракции с непременным вводом их в центральную часть пневмоканала, что снижает травмирование семян легкой фракции и повышает эффективность процесса сепарации. Необходимо учесть п ри этом, что семена легкой фракции - это не всегда отходы либо неполноценные семена. Легкая фракция может быть ценной. Параболическая форма нижней рабочей поверхности пересыпного элемента кроме указанных достоинств обладает свойством снижения сопротивления воздушно- му потоку в сравнении с известным устройством с консольно установленными пересыпными пластинами. Снижение сопротивления воздушному потоку снижает энергоемкость процесса сепарации в пред- латаемом пневмосортировщике.

Из описанного следует вывод, что предлагаемая конструкция пневмосортировщи- ка позволяет повысить эффективность процесса сепарации и снизить его энергоемкость и травмирование семян.

Формула изобретения

Пневматический сортировщик, включающий вертикальный пневмоканал с пересыпными элементами на внутренних его поверхностях, установленными ярусами по периметру пневмоканала с расстоянием между ярусами 0,5... 0,7 глубины пневмоканала, загрузочное приспособление, расположенное в верхней части боковой поверхности пневмоканала, сборники легкой и тяжелой фракций, сообщенные соответственно с верхней и нижней частями пневмоканала, приспособление для создания воздушного потока, сообщенное с верхней частью пневмоканала, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности сепарации, снижения энергоемкости и уменьшения травмирования семян, каждый пересыпной элемент выполнен в виде двух вогнутых параболических поверхностей, кромки которых, обращенные к продольной оси пневмоканала, примыкают друг к другу, а другие кромки сопряжены по касательной со стенками пневмоканала.

Использование: пневмосепарирование сыпучих материалов, очистка и сортирование семян сельскохозяйственных и лесных культур. Сущность изобретения: пневматический сортировщик содержит вертикальный пневмоканал 1 с пересыпными элементами 2 на внутренних его поверхностях, загрузочное приспособление 9, сборники 14 и 11 легкой и тяжелой фракций соответственно, приспособление для создания воздушного потока (вентилятор) 12. Пересыпные элементы 2 установлены ярусами с расстоянием между ярусами 0,5... 0,7. Каждый пересыпной элемент 2 выполнен в виде двух вогнутых параболических поверхностей, кромки которых, обращенные к продольной оси пневмаканала 1, примыкают друг к другу, а другие кромки сопря- жены по касательной со стенками пневмаканала. Загрузочное приспособление 9 расположено в верхней части боковой поверхности пневмоканала 1. Сборники 14 и 11 легкой и тяжелой фракций сообщены соответственно, с верхней и нижней частями пневмоканала 1. Приспособление для создания воздушного потока (вентилятор) 12 сообщено с верхней частью пневмоканала 1. 2 ил. (Л