ВОЗДУШНО-ШНЕКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
AIR-SCREW DEVICE FOR CLEANING AND DRYING BULK MATERIALS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к зерновым устройствам, выполняющим сушку и очистку сыпучих материалов (зерна) от легких примесей.
Аналогом воздушно-шнекового устройства служит сушилка кипящего слоя - патент на изобретение (RU 2305240 С1, МПК F26B 17/10), содержащая загрузочное устройство влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, дно продуктовой емкости которой представляет собой перфорированную поверхность, которая покрыта металлической сеткой с отверстиями, а над продуктовой емкостью расположен фильтр, который встряхивается приспособлением, воздух подается под перфорированную поверхность через воздушный нагреватель, вентилятор, систему очистки отработанного воздуха, вентилятор с двигателем смонтирован в верхней части камеры сушки, перфорированная поверхность дна продуктовой емкости сушильной камеры покрыта металлической сеткой из нержавеющей стали, фильтр встряхивается после окончания процесса сушки вручную или автоматическим приспособлением, при этом воздух подается под перфорированную поверхность через воздушный нагреватель и фильтр.
Основными недостатками сушилки с кипящим слоем является недостаточная производительность, неравномерная продувка кипящего слоя, что снижает качество очистки, большие габаритные размеры, отсутствие возможности одновременной сушки и очистки.
Прототипом к заявляемому изобретению является воздушно-шнековое устройство - патент на изобретение (RU 2552037 С1, МПК A01F 12/44, В07В 4/08), которое включает корпус с установленным внутри него с возможностью вращения шнеком, образующим совместно с корпусом сепарирующий канал, приемно-загрузочное устройство, нагнетательный патрубок, вентилятор, отверстие для вывода очищенного зерна и отверстие для выхода воздуха и легких примесей, бункер для очищенного зерна. Корпус воздушно-шнекового устройства представляет собой трубу с диаметром, соответствующим внешнему диаметру шнека между стенкой корпуса и шнеком с зазором, допускающим свободное вращение шнека. Приемно-загрузочное устройство расположено в верхней части корпуса правее отверстия выходного патрубка для удаления воздуха и легких примесей, выполненного в левой нижней части корпуса. Входной (нагнетательный) патрубок с вентилятором установлен в верхней части корпуса, левее отверстия для выхода очищенного зерна, выполненного в конце нижней части корпуса и соединенного с бункером для очищенного зерна, имеющим дроссельную заслонку.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности обработки сыпучих материалов, в частности зерна, за счет повышения качества очистки и одновременной сушки и очистки.
Поставленная задача решается за счет того, что в воздушно-шнековом устройстве, включающем корпус с установленным внутри него с возможностью вращения шнеком, образующим совместно с корпусом сепарирующий канал, корпус представляет собой трубу с диаметром, соответствующим внешнему диаметру шнека с зазором между стенкой корпуса и шнеком, допускающим свободное вращение шнека; приемно-загрузочное устройство, расположенное в верхней части корпуса правее выходного патрубка, выполненного в левой нижней части корпуса; входной патрубок, установленный в верхней правой части устройства, отверстие для вывода очищенного зерна; бункер для очищенного зерна, имеющий дроссельную заслонку, в отличие от прототипа нижняя часть корпуса между приемно-загрузочным устройством и отверстием для вывода очищенного зерна выполнена в виде перфорированной поверхности с диаметром отверстий меньшего размера, чем обрабатываемый материал, непосредственно под которой установлен входной короб с заслонкой, при этом всасывающий вентилятор установлен в нижней левой части корпуса непосредственно под выходным патрубком, а во входном патрубке установлены заслонка для регулирования скорости воздушного потока и нагревательный элемент для нагрева поступающего воздуха до температуры, соответствующей технологическим требованиям сушки различных культур.
Технический результат достигается за счет того, что нижняя часть корпуса выполнена в виде перфорированной поверхности, через которую благодаря всасывающему вентилятору, установленному в левой нижней части устройства под выходным патрубком и создающему разрежение, поступает воздушный поток, который создает кипящий слой в сепарируемом материале. Кипящий слой обеспечивает дополнительное перемешивание сыпучего материала и вынос более легких частиц к поверхности слоя. При этом шнек постоянно перемещает материал к выходному отверстию, обеспечивая равномерное распределение зерна в кипящем слое и, соответственно, его равномерную продувку по всей площади кипящего слоя. Благодаря взаимодействию этих признаков происходит повышение качества очистки и появляется возможность повысить производительность сепаратора при сохранении его габаритных размеров. При этом воздух, поступающий из входного патрубка, дополнительно нагревается установленным нагревательным элементом и при прохождении через спиралевидный канал обеспечивает съем влаги из очищаемого материала.
Воздушно-шнековое устройство для очистки и сушки сыпучих материалов можно использовать в фермерских хозяйствах при небольших и средних объемах производства зерна. Оно позволяет в короткие сроки провести качественную обработку зерна.
На фигуре представлена схема агрегата, вид сбоку. Воздушно-шнековое устройство для очистки и сушки сыпучих материалов содержит шнек 1, закрепленный в корпусе 2, который вращается за счет передаточного механизма 6. Корпус 2 представляет собой трубу с диаметром, соответствующим внешнему диаметру шнека с зазором между стенкой корпуса и шнеком, допускающим свободное вращение шнека. Приемно-загрузочное устройство 3 расположено в верхней части корпуса правее выходного патрубка 7, выполненного в левой нижней части корпуса и всасывающего вентилятора 8. Нижняя часть корпуса между приемно-загрузочным устройством 3 и выгрузным отверстием 12 выполнена в виде перфорированной поверхности 5, непосредственно под которой установлен входной короб с заслонкой 4. Корпус 2 соединен с бункером 13, имеющим дроссельную заслонку 14. В правой верхней части корпуса расположен входной патрубок 9 с заслонкой 10 и нагревательным элементом 11.
Воздушно-шнековое устройство работает следующим образом. Сыпучий материал из приемно-загрузочного устройства 3 поступает в корпус 2. Далее он шнеком 1 перемещается в сторону выгрузного отверстия 12. Всасывающий вентилятор 8 создает разрежение в выходном патрубке 7 и в корпусе 2, благодаря чему воздушный поток проходит через входной короб с заслонкой 4. При движении сквозь перфорированную поверхность поток воздуха проходит через слой сыпучего материала, взрыхляя его и вынося легкие примеси на поверхность слоя. В это время воздушный поток, попадающий через входной патрубок 9, нагревается тепловым элементом 11 до необходимой, по технологическим требованиям, температуры и поступает в спиралевидный канал, образованный корпусом 2 и шнеком 1, где он подхватывает легкие частицы и уносит их в сторону выходного патрубка 7, при этом, он производит съем влаги из сепарируемого материала. Температура теплового элемента подбирается, исходя из обрабатываемого сырья, например, при сушке продовольственного зерна температура воздуха составляет 100…140°С, при сушке семенного зерна 80…100°С. Очищенное сырье выводится шнеком 1 через отверстие 12 в бункер 13. Эффект очистки зерна усиливается благодаря созданию кипящего слоя, закручиванию воздушного потока в сепарирующем канале и постоянном перемешивании продукта. Вращение шнека обеспечивает постоянство толщины кипящего слоя, что приводит к равномерности давления, воздействующего на кипящий слой по всей его площади. Съем влаги, производимый нагретым воздухом, позволяет привести такие материалы, как зерно, к кондиционной влажности, кроме того, различные стебли и оболочки при потере влаги становятся легче и беспрепятственно уносятся воздушным потоком, что способствует повышению эффективности очистки.
Устройство имеет возможность регулировки скорости подачи воздуха за счет изменения положения заслонок во входном патрубке и входном коробе, частоты вращения шнека, изменения его размеров, изменения температуры воздуха с помощью нагревательного элемента.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения способствует повышению эффективности обработки сыпучих материалов, в частности повышению качества очистки зерна от легких примесей и одновременной сушки, снижению себестоимости обработки зерна и расширению сферы его использования как в крупных сельскохозяйственных предприятиях, так и в фермерских хозяйствах.