Воздушный сепаратор зерна
Полезная модель 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 содержит бункер, (1, фиг.1) питатель (3), продольный сепарирующий канал (5), который в передней части имеет плоские сопла (8) и выравнивающие решетки (9), вентилятор (13), сборники фракций (10). При этом внутри сепарирующего канала за питателем установлена решетка (4), выполненная из консольно закрепленных на соединительной планке профилированных стержней, а ниже ее со смещением по длине сепарирующего канала ступенчато с ней расположена, по крайней мере, еще одна аналогичная решетка. Причем профилированные стержни решеток закреплены на соединительной планке, по крайней мере, в один ряд, а их свободные концы поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны. Кроме того, решетки имеют устройства для придания им вибраций (6), регулировки углов их наклона (17) и режимов вибрации. Полезная модель позволяет повысить качество очищенного зерна и увеличить производительность за счет обеспечения распределенного ввода зерна в сепарирующий канал и снижения концентрации его частиц в зоне сепарации. 1 н.з. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Полезная модель относится к устройствам для очистки зерна с помощью воздушных потоков и может быть использована 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 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 не рациональной 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 тоже 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 C2, 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 не достаточно 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. И чем больше их концентрация, тем выше количество соударений и ниже качество очистки, а, как следствие, вынужденный возврат зерна на повторную очистку, который может достигать 50% от исходной его подачи.
Задача полезной модели - повысить качество очищенного зерна и увеличить производительность сепаратора, путем обеспечения распределенного ввода зерна в сепарирующий канал и снижения концентрации его частиц в зоне сепарации.
Эта задача решена тем, что заявленный воздушный сепаратор, как и его прототип, включает бункер, питатель, продольный сепарирующий канал, который в передней части имеет плоские сопла и выравнивающие решетки, вентилятор, сборники фракций. В отличие от прототипа за питателем установлена решетка, выполненная из консольно закрепленных на соединительной планке профилированных стержней.
Установка в сепарирующем канале решетки, указанного исполнения и размещения, в совокупности с названными известными признаками, во всех случаях его осуществления, обеспечивает распределенный ввод зерна в сепарирующий канал и снижает концентрацию его частиц в зоне сепарации. Иначе говоря, названная новая совокупность общих существенных признаков обеспечивает технический результат, указанный в задаче полезной модели.
Кроме того, в частных случаях осуществления сепаратора ниже упомянутой решетки со смещением по длине сепарирующего канала ступенчато с ней расположена, по крайней мере, еще одна аналогичная решетка. Это обеспечивает вывод легких, а так же крупных примесей из зоны сепарации основного зерна, что усиливает технический результат полезной модели.
Кроме того, профилированные стержни решеток закреплены на соединительной планке, по крайней мере, в один ряд, а их свободные концы поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны. Это обеспечивает более равномерное (дифференцированное) распределение по длине сепарирующего канала зерна согласно его размерам, что усиливает технический результат полезной модели.
Кроме того, решетки имеют устройства для придания им вибраций. Это исключает образование застойных зон и обеспечивает надежность работы при использовании сепаратора на операциях первичной очистки и сортирования.
Кроме того, решетки имеют устройства для регулировки углов их наклона и режимов вибрации. Это обеспечивает оптимальный режим подачи зерна в сепарирующий канал и создает наиболее эффективный для воздушной сепарации его слой на решетках.
Сущность полезной модели поясняется 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 могут быть 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 между ними (а) 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 так же 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 (не используемые 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 разряжение) в сепарирующем канале 5, которые дополнительно настраивают регулировочной заслонкой (на схеме не показана), например, установленной в воздухопроводе 12.
Итак, приведенные сведения подтверждают возможность осуществления воздушного сепаратора зерна, выполняющего свое назначение, с достижением указанных ранее технических результатов, что устраняет отмеченные недостатки сепаратора-прототипа.
1. Воздушный сепаратор зерна, включающий бункер, питатель, продольный сепарирующий канал, который в передней части имеет плоские сопла и выравнивающие решетки, вентилятор, сборники фракций, отличающийся тем, что за питателем установлена решетка, выполненная из консольно закрепленных на соединительной планке профилированных стержней.
2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что ниже решетки со смещением по длине сепарирующего канала ступенчато с ней расположена, по крайней мере, еще одна аналогичная решетка.
3. Сепаратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что профилированные стержни решеток закреплены на соединительной планке, по крайней мере, в один ряд, а их свободные концы поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны.
4. Сепаратор по п.1, или 2, отличающийся тем, что решетки имеют устройства для придания им вибраций.
5. Сепаратор по п.4, отличающийся тем, что решетки имеют устройства для регулировки углов их наклона и режимов вибрации.
