ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР
PNEUMATIC SEPARATOR

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки сыпучих материалов, преимущественно зерна и зернистых материалов, от легких примесей воздушным потоком.
Известен пневматический сепаратор, включающий пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, загрузочный бункер со скатной плоскостью и питателем [1].
Данное устройство эффективно работает при сравнительно малой производительности, когда зерновой материал подается из бункера по скатной плоскости в пневмосепарирующий канал тонким слоем. При больших нагрузках материал сходит со скатной плоскости плотным слоем и разрыхляется лишь у противоположной от окна входа материала стенки пневмосепарирующего канала. Основная часть воздуха проходит через разрыхленную часть зернового потока, вследствие того, что она имеет меньшее сопротивление движению воздуха. Поэтому скорости воздушного потока распределяются неравномерно по глубине пневмосепарирующего канала, что приводит к ухудшению качества очистки зернового материала и выносу полноценного зерна в отходы.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится пневматический сепаратор, содержащий пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, в котором установлен на валу питатель, выполненный в виде рифленого валика с ячейками на наружной цилиндрической поверхности [2] - прототип.
Недостатком данного устройства является то, что зерновой материал, истекающий из ячеек валика, распределяется по глубине пневмосепарирующего канала неравномерно. При этом концентрация материала более значительна у стенки канала, расположенной напротив питателя. Кроме того, при увеличении удельной подачи материала происходит сгруживание его у данной стенки. Это обуславливается тем, что исходный материал, поступающий в питатель, от кромок ячеек валика в пневмосепарирующем канале движется по параболическим траекториям, близко расположенным к его стенке, противолежащей питателю. Поэтому основная часть воздуха в канале проходит через более разрыхленную часть зернового потока вследствие того, что она имеет меньше сопротивление движению воздуха. Скорости воздушного потока вследствие отмеченного в канале распределяются неравномерно, что приводит к ухудшению качества очистки зернового материала и выносу части полноценного зерна в отходы.
Сущность предлагаемой разработки состоит в том, что в пневматическом сепараторе, содержащем пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, в котором установлен на валу питатель, выполненный в виде рифленого валика с ячейками на наружной цилиндрической поверхности, в стенке, противолежащем питателю, выполнено окно, сообщающее пневмосепарирующий канал с отводным каналом, имеющем в нижней части на расстоянии 1,5…2,0 h от питателя впускное отверстие в пневмосепарирующий канал, причем впускное отверстие снабжено скатной плоскостью, оканчивающейся горизонтальным участком.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
Наличие окна в стенке, противолежащей питателю, и сообщение пневмосепарирующего канала через данное окно с отводным каналом обеспечивает отвод сконцентрированного и сгружаемого у данной стенки зернового материала. Вследствие этого по глубине пневмосепарирующего канала сохраняется равномерно разрыхленный зерновой поток, обусловливающий равномерное распределение скорости воздушного потока, а соответственно более высокий эффект очистки зерна.
Применение в нижней части отводного канала впускного отверстия позволяет поступающей в него части зернового материала направляться на повторную очистку в пневмосепарирующий канал. В результате повторного поступления части зернового материала в пневмосепарирующий канал противоположно вводимому основному его потоку с использованием скатной плоскости, оканчивающейся горизонтальным участком, достигается равномерное распределение по глубине канала зернового материала. Скорость воздушного потока вследствие отмеченного в пневмосепарирующем канале распределяется равномерно, что приводит к повышению качества очистки зернового материала и снижению выноса полноценного зерна с легкими примесями в отходы.
Расположение у отводного канала впускного отверстия в пневмосепарирующий канал на расстоянии 1,5…2,0 h обеспечивает разделение зернового материала на два потока, что уменьшает его толщину, способствует большему разрыхлению и снижению вероятности столкновения легких частиц и полновесного зерна. Данное обстоятельство обусловливает повышение эффективности очистки зернового материала, в особенности при высоких удельных нагрузках [3].
В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.
На фигуре представлена схема пневматического сепаратора, где стрелками показано направление движения зернового материала, легких сорных примесей, очищенного материала и воздушного потока.
Пневматический сепаратор состоит из вертикального пневмосепарирующего канала 1 с поперечный окном 2 для ввода исходного зернового материала, в котором установлен на валу 3 питатель 4, выполненный в виде рифленого валика с ячейками 5 на наружной цилиндрической поверхности. Со стороны стенки, противоположной питателю 4, выполнено окно 6, через которое пневмосепарирующий канал 1 сообщается с отводным каналом 7. Отводной канал 7 в нижней части на расстоянии 1,5…2,0 h от питателя 4 имеет впускное отверстие 8 в пневмосепарирующий канал 1. Впускное отверстие 8 снабжено скатной плоскостью 9, оканчивающейся горизонтальным участком 10.
Пневматический сепаратор работает следующим образом.
Исходный зерновой материал вращающимся с угловой скоростью ω на валу 3 питателем 4, выполненным в виде рифленого валика с ячейками 5 на наружной цилиндрической поверхности, через окно 2 подается в вертикальный пневмосепарирующий канал 1, где восходящим воздушным потоком выделяются легкие примеси, поднимаются вверх и удаляются в отходы. Средняя фракция и часть полноценного зерна и легких примесей, движущихся по параболическим траекториям, близко расположенным к стенке, противолежащей питателю 4, поступают через окно 6 в отводной канал 7, где под действием силы тяжести движутся вниз и достигают скатной плоскости 9, на которой, разгоняясь через горизонтальный участок 10 и впускное отверстие 8, направляются на повторную очистку в пневмосепарирующий канал 1, равномерно распределяясь в нем. При этом не выделенная ранее часть легких примесей из потока зернового материала удаляется также воздушным потоком в отходы. Очищенный материал от легких примесей под действием силы тяжести выводится через нижнее сечение пневмосепарирующего канала 1 наружу.
Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является существенное повышение качества очистки зернового материала и снижение потерь полноценного зерна в отходы с легкими примесями.
Литература
1. Малис А.Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потоком. - М.: Машгиз, 1962. - С.36-45.
2. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. - Изд.2-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1980. - С.268-270.
3. Бурков А.И., Сычугов Н.П. Зерноочистительные машины. Конструкция, исследование, расчет и испытание. - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000. - С.115.