ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
GRAIN CLEANING MACHINE

Предлагаемое изобретение предназначено для разделения зерновых смесей и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки зерна.
Известна зерноочистительная машина, включающая воздушную систему с приемной камерой, двумя аспирационными каналами, механизмом регулирования подачи, питающими валиками, расположенными в стенках аспирационных каналов, осадочной камерой с установленным в нее центробежным вентилятором с сетчатым вращающимся пылеотделителем, шнеком вывода отходов и заслонкой регулирования скорости воздушного потока, одноярусный решетный стан со скребковым транспортером [1].
Недостатком известной машины является значительная энергоемкость процесса пневмосепарации, так как очистка запыленного воздуха производится вращающимся пылеотделителем, имеющим высокое аэродинамическое сопротивление, а затем в централизованной воздухоочистительной системе, которая создает дополнительные энергозатраты, делает неустойчивым процесс пневмосепарации ввиду того, что присоединенные к этой же системе другие зерноочистительные устройства создают пульсацию воздушного потока в аспирационных каналах рассматриваемой машины из-за неустойчивой (во времени) подачи очищаемого зернового материала в воздушные системы этих машин. Это затрудняет настройку рабочих скоростей в пневмосепарирующих каналах известной машины. К тому же центробежный вентилятор, установленный в пневмосистему, не обеспечивает равномерной структуры воздушного потока по ширине и глубине аспирационных каналов, что приводит к снижению качества продуктов разделения, усложнению конструкции и эксплуатации машины. Кроме того, отсутствие подсевных (типа В) и сортировочных (типа Г) решет не позволяет разделять зерновой материал на такие фракции, как мелкие примеси, фуражное зерно (дробленое, щуплое, битое зерно), а также выделять трудноотделимые примеси, которые по скорости витания близки к скорости витания основной очищаемой культуры. Наряду с этим устройство имеет лишь только одну заслонку, что делает невозможным независимую корректировку рабочих скоростей в аспирационных каналах. Далее, сложная разветвленная аспирационная сеть в составе с централизованной воздухоочистительной системой увеличивает металлоемкость, усложняет конструкцию и эксплуатацию машины.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится зерноочистительная машина, включающая воздушную систему с приемной камерой, делителем потока зерна, двумя пневмосепарирующими каналами с загрузочными приспособлениями, осадочную камеру с установленным в нее центробежным вентилятором, нагнетательный патрубок которого сопряжен с входом пылеуловителя, оканчивающегося пневмотранспортером, загрузочный транспортер, сообщающийся с приемной камерой, приспособления вывода зерна и примесей, решетный стан и отгрузочный транспортер [2] - прототип.
Данная зерноочистительная машина имеет воздушную систему, подобную описанной воздушной системе зерноочистительной машины. Наличие в прототипе центробежного вентилятора не обеспечивает равномерной структуры воздушного потока по ширине и глубине пневмосепарирующих каналов, что приводит к снижению качества продуктов разделения. Применение в воздуховоде и на входе в пылеотделитель регулировочных заслонок не обеспечивает независимую регулировку скоростей воздуха в пневосепарирующих каналах. Это обусловливается тем, что в ближайшем к вентилятору пневмосепарирующем канале наблюдается большая скорость воздушного потока, чем в дальнем. Поэтому из ближайшего к вентилятору пневмосепарирующего канала зерно будет выноситься с легкими примесями, а в дальнем, наоборот, недоочищаться от легких примесей. Далее, пылеотделитель, сообщающийся через жалюзи и пневмотранспорт с атмосферой загрязняет рабочее место обслуживающему персоналу, превышая предельно-допустимую концентрацию содержания пыли. Такое обстоятельство противоречит санитарным нормам и правилам, обусловливает повышенную заболеваемость в основном органов зрения и дыхания человека. Поэтому воздушная система данной зерноочистительной машины имеет те же недостатки, что и аналог.
Сущность предлагаемого изобретения заключатся в том, что у известной зерноочистительной машины, включающей воздушную систему с приемной камерой, делителем потока зерна, двумя пневмосепарирующими каналами с загрузочными приспособлениями, осадочную камеру с установленным в нее вентилятором, нагнетательный патрубок которого сопряжен с входом пылеуловителя, загрузочный транспортер, сообщающийся с приемной камерой, приспособления для вывода зерна и примесей, решетный стан и отгрузочный транспортер, на выходе осадочной камеры установлен диаметральный вентилятор, нагнетательный патрубок которого сообщается с атмосферой через S-образную жалюзийную плоскость и патрубок на выходе инерционно-жалюзийного пылеуловителя, внизу которого находится приспособление вывода пыли, а на конце смежной стенки пневмосепарирующих каналов и выше, на внутренней стороне внешней стенки дальнего от вентилятора пневмосепарирующего канала установлены регулировочные заслонки, причем под воздушной системой установлены двухъярусные решетные станы с приемниками разделения продуктов очистки крупных и мелких примесей.
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.
Установка диаметрального вентилятора в воздушную систему вместо центробежного вентилятора обеспечивает равномерную по ширине и глубине пневмосепарирующих каналов структуру воздушного потока, необходимую для качественной очистки зернового материала.
Кроме того, установка диаметрального вентилятора на выходе осадочной камеры уменьшает сопротивление воздушного тракта пневмосистемы, что снижает затраты энергии на привод вентилятора. К тому же, такая установка вентилятора позволяет равномерно без вихреобразования удалять воздушный поток из осадочной камеры, что также влияет на более равномерную аспирацию воздушного потока в пневмосепарирующих каналах, улучшая качество очистки зернового материала.
В результате сообщения нагнетательного патрубка вентилятора через жалюзийную плоскость инерционно-жалюзийного пылеотделителя с атмосферой происходит наиболее эффективная очистка загрязненного пылевидными частицами воздушного потока, что позволяет выбрасывать очищенный воздух от пыли непосредственно в атмосферу. При этом применение в пылеотделителе S-образной жалюзийной плоскости способствует относительно наиболее полному отделению пыли силами инерции от воздушного потока. Установка внизу пылеотделителя приспособления вывода пыли позволяет производить сбор и вывод пыли в требуемом направлении без загрязнения окружающей среды. Данные обстоятельства делают рассматриваемую машину экологичеси приемлимой и позволяют применять ее для обработки зернового материала в складских и других помещениях закрытого типа.
Далее, в результате того, что на конце смежной стенки пневмосепарирующих каналов и выше, на внутренней стороне внешней стенки дальнего от вентилятора пневмосепарирующего канала установлены регулировочные заслонки, появляется возможность независимого регулирования скорости воздушного потока в каждом пневмосепарирующем канале, что благоприятствует более эффективному процессу пневмосепарации очищаемого зернового материала, обусловливая равномерное выделение легких примесей в обоих пневмосепарирующих каналах. К тому же, данное расположение заслонок позволяет регулировать скорость воздушного потока в каналах независимо от частоты вращения рабочего колеса вентилятора, что исключает применение на валу вентилятора вариатора для изменения скоростных режимов в пневмосепараирующих каналах и, в результате, уменьшается металлоемкость воздушной системы зерноочистительной машины.
Применение двухъярусного верхнего и нижнего решетного станов с приемниками разделения продуктов очистки, установленных под воздушной системой, позволяют разделять зерновой материал на фракции крупных сорных примесей (решета Б1 и Б2), мелких примесей (решета В1 и В2) и продовольственное зерно, а в случае применения вместо решет В1 и В2, других (решет Г1 и Г2) - получать семена первого сорта и фуражное зерно (дробленое, щуплое и битое зерно) проходом через эти решета. Кроме того, в результате рационального применения этих решетных станов снижаются затраты энергии на очистку зерна. Это обусловлено тем, что в результате подбора решет для соответствующего качества очистки зернового материала повышается производительность зерноочистительного комплекса за счет отделения значительной массы сорных и зерновых примесей на решетах до поступления в следующую по технологической линии зерноочистительную (семяочистительную) машину.
В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, значительно превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта обладает существенными отличиями.
На фигуре представлена схема зерноочистительной машины, где стрелками показано движение очищаемого зернового материала, воздушного потока, примесей и очищенного зерна.
Основные рабочие органы зерноочистительной машины - воздушная система и двухъярусный двухрешетный стан, а также загрузочный и отгрузочный транспортеры (на схеме не показаны).
Воздушная система состоит из диаметрального вентилятора 1, установленного на выходе осадочной камеры 2, пневмосепарирующих каналов 3 и 4, инерционно-жалюзийного пылеотделителя 5 с расположенной внутри нее S-образной жалюзийной плоскостью 6, приемной камеры 7 с делителем потока зерна 8, загрузочных приспособлений 9 и 10, расположенных в стенках каналов 3 и 4, приспособлений для вывода зерна 11 и 12, а также примесей 13 и 14. Нагнетательный патрубок вентилятора 1 сопряжен с инерционно-жалюзийным пылеотделителем 5. На конце смежной стенки 15 пневмосепарирующих каналов 3 и 4, и выше, на внутренней стороне внешней стенки 16 установлены регулировочные заслонки 17 и 18.
Под воздушной системой расположены решетные станы 19 и 20, имеющие выгрузные приспособления очищенного зерна 21 и отходов 22. Верхние ярусы обоих решетных станов имеют колосовые решета Б1 и Б2 с приемниками крупных примесей I и III, а в нижнем ярусе установлены подсевные решета В1 и В2 (или Г1 и Г2) с приемниками II и 22 мелких примесей для верхнего 19 и нижнего 20 решетных станов. Каждый стан подвешен к раме на подвесках. Решетные станы колеблются благодаря приводному механизму во взаимопротивоположных направлениях с целью уравновешивания инерционных сил. Для очистки решет под ними установлены колеблющиеся щетки (на схеме не показаны).
Зерноочистительная машина работает следующим образом.
Очищаемый зерновой материал загрузочным траспортером (на схеме не показано) подается в приемную камеру 7, где делитель 8 распределяет материал на две равные части, которые через загрузочные приспособления 9 и 10 поступают в пневмосепарирующие каналы 3 и 4. В каналах 3 и 4 легкие примеси отделяются и уносятся потоком воздуха, создаваемым вентилятором 1, в осадочную камеру 2, где осаждаются и приспособлением 13 выводятся за пределы воздушной системы. Очищенный от легких примесей воздух с пылью из осадочной камеры 2 засасывается вентилятором 1 и подается в инерционно-жалюзийный пылеотделитель 5. В пылеотделителе 5 воздух очищается от пыли и затем выбрасывается в атмосферу через патрубок 23. Из пневмосепарирующих каналов 3 и 4 зерно, очищенное от легких примесей, приспособлениями 11 и 12 подается на решета Б1 верхнего и нижнего решетных станов, где делится на две примерно равные по массе, но различные по размерам зерен части. Более крупное зерно сходом с решет Б1 поступает на решета Б2, на котором отделяются крупные сорные примеси и сходом поступают в наклонные приемники I и III, а с них за счет вибрации решетных станов в приемник 22 и выводятся за пределы машины.
Очищенное зерно через решета Б1 и Б2 подается на подсевные решета В1 и В2, где проходом выделяются мелкие примеси (частицы минерального и органического происхождения, мелкие семена сорняков) и поступают в наклонный приемник II, а из него и нижнего яруса нижнего решетного стана 20 поступают в приемник 22 и выводятся вместе с крупными сорными примесями за пределы машины. Очищенное зерно сходом решет В1 и В2 поступает в приспособление 21 и выводится за пределы машины отгрузочным траспортером (на схеме не показано).
При необходимости получения семян первого сорта решета В1 и В2 заменяют на решета Г1 и Г2. При этом с решет Г1 и Г2 сходом выходит зерно первого сорта, поступает в приспособление 21, а затем выводится за пределы машины. Проход через решета Г1 и Г2 поступает с решетных станов 19 и 20 в приемник 22 и выводится за пределы машины.
Поступление исходного зернового материала в машину вначале регулируют заслонкой нории или бункера-питателя. Равномерность распределения зернового материала по ширине машины регулируют изменением усилия поджатия клапана распределительного шнека приемной камеры 7. После того, как величина подачи и равномерность распределения по ширине машины установлены, приступают к регулировке воздушного потока в пневмосепарирующих каналах 3 и 4 заслонками 17 и 18, таким образом, чтобы установить максимальный вынос легких примесей из каналов 3 и 4. При этом в осадочную камеру 2 не должны выноситься воздушным потоком зерна основной культуры. В процессе работы скорость воздушного потока в каналах 3 и 4 периодически корректируют в зависимости от содержания легких примесей, их влажности и коэффициента парусности. Для получения высокого качества зерна надо правильно подобрать решета. Подбирают решета для каждой вновь очищаемой партии зернового материала, а контролируют это после пробной очистки зерна, осмотрев выход фракций [3].
Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является повышение качества очистки зернового материала, быстрота и простота настройки всей зерноочистительной машины на оптимальный режим работы, удобство обслуживания машины.
Литература
1. Машины для послеуборочной обработки зерна / Б.С. Окнин, И.В. Горбачев, А.А. Терехин, В.М. Соловьев. - М.: Агропромиздат, 1987. - С.15-17.
2. Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскокозяйственные машины. - Изд. 6-е, перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989. - С.304-307 - прототип.
3. Настройка и регулировка машин для послеуборочной обработки зерна и семян / А.Н. Зюмин, A.M. Корн, А.Б. Голубкевич, Г.С. Окунь // Библиотека механизатора, вып. ГАК СССР. - М.: ПИК Агро НИИТЭИИТО, 1987. - 64 с.