Электрический сепаратор Советский патент 1992 года по МПК B03C7/02 

Изобретение относится к области сельского хозяйства для предпосевной обработки семян, включающей очистку от трудноотделимых сорных примесей с различной поглощательной способностью в инфракрасной (И К) области спектра, щупах, травмированных и дробленных зерен и тепловую обработку семян и может быть использовано для разделения измельченных сыпучих и зернистых минералов, химических и медицинских препаратов по электрофизическим и оптическим свойствам.

Известен способ разделения зерновой смеси, включающей разделение зерновой смеси в электрическом поле коронного разряда с предварительным нагревом семян ИК-лучами с длиной волны 0,8.„2,5 мкм.

Недостатком данного способа является низкая эффективность процесса обработки и разделения семян. Это связано с тем, что разделяемые семена нагреваются до зоны зарядки и разделения. За время поступления в зону зарядки и разделения селективность нагрева семян, неоднородных по

оптическим свойствам (цвету), сглаживается, и разница в температуре нагрева разделяемых семян уменьшается и эффективность разделения снижается. Особенно характерно это для мелкого семенного материала, обрабатываемого на осадительном электроде.

Кроме того, требуется два источника. Один для нагрева семян, другой - для зарядки и разделения.

Причем длина волны 0,8,..2,5 мкм выбрана применительно к техническим возможностям существующих промышленных ИК-источников, которые относятся к светлым излучателям, испускающим коротковолновые лучи длиной менее 2,5 мкм. Этот диапазон взят только для идеальных условий абсолютно сухого воздуха и сухих семян овса и овсюга темно-дымчатого цвета. Эффективность ИК-нагрева семян зависит от влажности воздуха и влажности семян. При обработке во влажном воздухе и влажных семян образуется паро-дисперсная среда. Влажный воздух поглощает средне- и длинXIч

О

Ј

-А,

новолновую часть спектра (менее 2,5 мкм), влажный мелкий семенной материал поглощает также средневолновую часть спектра. Сухой чистый воздух не поглощает ИК-лу- чей. Только сухой (влажность 10... 11 %) крупный материал, в абсолютно сухом воздухе (W 1,..2%), поглощает коротковолновую часть спектра. Кроме того, семенной материал отличается не только по размеру, но и цветности, от темно-дымчатого (как, например, овсюг) в более темные цвета, типа рапса, горошка мышиного, волоснеца, просянки, проса в оболочке и др. Диапазон поглощения ИК-лучей смещается в сторону средневолновой части спектра для влажного мелкого семенного материала.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения зерновой смеси. Это достигается тем, что нагрев и разделение зерновой смеси в электрическом поле осуществляют одновременно. При этом длину волны инфракрасных лучей выбирают в диапазоне 2,5,..7,5 мкм.

Способ осуществляется следующим образом.

Семенной материал, предварительно подработанный на ветрорешетных сепараторах и триерах, подается в зону зарядки и разделения. В качестве источника ИК-излу- чения является нагретый коронирующий электрод, т.е. источник излучения и источник ионов конструктивно совмещены в одном устройстве (ионизаторе-облучателе). Конструктивное совмещение двух источников возможно при использовании корони- рующего элемента с достаточной теплоемкостью и обеспечивающего компенсацию тепло- и массопереноса гелера- тора ионов. Таким требованиям может удовлетворять, например, нихромовая лента, имеющая выштамповки коронирующих игл. Током накала лента нагревается до температуры тела накала и одновременно подается отрицательный потенциал от источника высокого напряжения.

Зависимость длины волны от температуры накала излучателя показана на фиг.1, а коэффициент поглощения ИК-излучения семян, со степенью черноты, типа овсюга, щирицы, рапса и др.. может быть представлена зависимостью, изображенной на ,фиг.2. Из графиков следует, что наибольшее поглощение ИК-излучения соответствует диапазону длин волн 2,5...7,5 мкм (фиг.2), что соответствует температуре нагрева ИК- излучателя 300...400°С. Удельная мощность ионизатора-облучателя составляет А,..5 квт/м2.

В данном способе семенной материал заряжается ионами поля коронного разряда

и одновременно нагревается лучистой энергией. Зерна с большей степенью черноты нагреваются больше, приобретают большие заряды, по сравнению со светлыми и отклоняются под большим углом, чем светлые. С помощью напряжения накала коронирую- щего элемента и напряжения коронного разряда регулируется интенсивность действия ионно-радиационного облучателя, В соответствии с параметрами семян и воздушной среды, напряжениями обеспечивается получение максимального энергетического КПД.

Применительно к предлагаемому способу, изучалось изменение электрической силы, отнесенной к массе семени, для семян овса золотой дождь и овсюга темно-дымчатого цвета. Влажность семенного материала составляла 20%, влажность воздуха

80%, материал обрабатывался на металлическом электроде, покрытом бельтингом.

Длина волны изменялась нагревом ко- ронирующего элемента (согласно фиг. 1). Зависимость электрической силы от времени обработки семян ионно-радиационным облучателем приведена в таблице.

Из анализа таблицы следует, что при увеличении длины волны облучателя-ионизатора сила растет более интенсивнее, а

следовательно, и эффективность предлагаемого способа выше, по сравнению с существующим. С увеличением длины волны интенсивнее идет сушка воздуха в окружающем пространстве, растет съем свободной

влаги с семени (сушка), растет селективность нагрева разделяемых семян, растет ток короны, а, следовательно, и увеличивается зарядная сила.

Возможные варианты устройств, при

использовании способа, показаны на фиг.3,4,5,6,7,8. Разделение на вращающейся поверхности барабана (фиг.З), на внутренней поверхности цилиндра-барабана (фиг.4), на наклонной или горизонтальной

ленте и барабане (фиг.5), на внутренней поверхности и цилиндрическом участках движущейся ленты (фиг.5) в камере свободного падения и сетчатым осадительным электродом (фиг.7), в камере свободного падения,

при использовании ионизатора-облучателя в качестве зарядного устройства и осаждения в электростатическом поле переменной напряженности поля (фиг.8). На фиг.3,4,5,6,7,8 позиции обозначают: ионизатор-облучатель - 1, осадительный электрод-2, электрод электростатического поля -3.

Способ и устройства для его осуществления работают следующим образом

Зерновая смесь из бункера поступает в зону зарядки, облучения и разделения. Семенной материал заряжается ионными полями коронного разряда и одновременно облучается лучистой энергией от нагретого коронирующего электрода, Зерна с большей степенью черноты нагреваются больше, приобретают большие згряды и отклоняются в сторону осадительного электрода, образуя I фракцию, светлые зерна, меньше нагреваются и получают меньше заряды и меньше отклоняются к осадительному электроду, образуя I фракцию семенного кондиционного материала. Щуплый и дробленный материал образует 111 фракцию.

Наряду с разделением семенного материала по электрофизическим и оптическим

0

5

свойствам, данный способ обеспечивает тепловую обработку и подсушку семян.

Формула изобретения Способ электрического разделения зерновой смеси, включающий нагрев зерновой смеси инфракрасными лучами, разделение смеси в электрическом поле на фракции и отбор разделенных фракций, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации семян, нагрев смеси инфракрасными лучами и разделение семян в электрическом поле осуществляют одновременно, при этом длину волны инфракрасных лучей выбирают в диапазоне 2,5- 7,5 мкм.

Использование: предпосевная обработка семян и очистка семян от труднботдели- мых сорных примесей с различной поглощающей способностью в инфракрасной области. Сущность изобретения: зерновая смесь нагревается инфракрасными лучами с длиной волны 2,5-7,5 мкм одновременно с разделением семян в электрическом поле на фракции. Разделенные фракции отбираются в разные приемники продуктов разделения. 8 ил., 1 табл.

600

Ш

I 3 4

фиг. /

/

2

Фаг. 6

IX

V

i±J,.

/ I 1 Фиг, 7