СЕПАРАТОР ЗЕРНА
GRAIN SEPARATOR

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в сельском хозяйстве для предварительной обработки зернового вороха с высоким содержанием незерновых компонентов.
Известен сепаратор зерновой смеси [1], состоящий из установленного на раме устройства для подачи зернового материала и вращающегося цилиндрического барабана с подсевным и проходовым решетами, а также коаксиально расположенного сортировального решета, снабженных рыхлителями, исключающими обратное движения зерна, и цилиндрическими щетками для очистки.
Недостатком этого сепаратора является то, что при достижении определенной величины скорости вращения образуется кольцевой слой неподвижного зернового материала, приводящий к прекращению процесса разделения на фракции. При использовании более низких скоростей наблюдается частичное использование рабочей поверхности решета, вызывающее снижение эффективности сепарирования и производительности сепаратора.
К недостаткам данного сепаратора также можно отнести низкую эффективность выделения мелких примесей на первом подсевном решете, вследствие наличия на поверхности препятствующих их проходу крупных примесей, которые выделяются только на втором проходовом решете, а также низкая эффективность из-за недостаточной производительности решета с внутренней рабочей поверхностью при прохождении через его отверстия большого количества зернового материала.
Известен также сепаратор зерна [2], состоящий из цилиндрической просеивающей поверхности, внутри которой установлена скатная доска в виде пластины с наклонными регулируемыми ребрами, дополнительной пластины, зерносъемника с отражательным щитком и устройством для очистки решета.
Недостатком такого сепаратора является низкое качество очистки от мелких сорных примесей при заданной производительности, особенно в режимах предварительной очистки. Это связано с тем, что управление эффективностью разделения в зависимости от влажности и засоренности осуществляется за счет изменения скорости движения решета и приводит к снижению качества очистки. Также недостатком сепаратора можно считать наличие в его конструкции зерносъемника для снятия слоя зернового материала с поверхности решета, использование которого приводит к травмированию зерна, особенно при повышенной влажности.
Целью изобретения является упрощение конструкции сепаратора, повышение производительности сепаратора и качества очистки зернового материала и разделения его на фракции при предварительной очистке.
Поставленная цель достигается тем, что сепаратор зерна включает загрузочное устройство, установленные соосно колосовое и сортировальное цилиндрические решета, отражательный щиток, скатный и подающий лотки, установленные внутри сортировального цилиндрического решета, и механизм привода, при этом используется колосовое решето с наружной рабочей поверхностью и установленными внутри улавливающим лотком и транспортирующим шнеком, а также распределительный воздуховод, подсоединенный к центробежному вентилятору, с установленными на нем отражательным щитком, скатным и подающим лотками, создающий в зоне движения зернового материала радиально направленный к поверхности сортировального решета воздушный поток, обладающий скоростью, большей скорости витания зерна.
Использование в колосовом решете наружной рабочей поверхности, имеющей ромбические отверстия, превосходящей по своей пропускной способности внутреннюю рабочую поверхность, позволяет повысить производительность сепаратора и качество выделения крупных примесей.
Применение направленного воздушного потока позволяет интенсифицировать процесс очистки на внутренней рабочей поверхности сортировального решета за счет более полного ее использования при движении зернового материала с отставанием от места подачи до верхней точки решета, а также способствует более благоприятному проходу фуражной фракции в отверстия, при этом управлять процессом разделения в зависимости от вида зернового материала, его влажности и засоренности возможно путем изменения скорости воздушного потока.
Повторное воздействие на фуражную фракцию прошедшего сквозь отверстия решета воздушного потока позволяет выделить из нее обладающие меньшей скоростью витания, легкие и мелкие примеси, при этом упрощается конструкция сепаратора за счет исключения дополнительного решета и канала аспирационной системы.
На фиг.1 представлен фронтальный вид сепаратора, на фиг.2 представлен поперечный разрез А-А, а на фиг.3 - поперечный разрез Б-Б, показывающий внутреннюю конструкцию устройства.
Сепаратор зерна содержит цилиндрический барабан, состоящий из двух соосно расположенных горизонтальных решет: колосового 1 с наружной и сортировального 3 с внутренней рабочей поверхностью. Колосовое решето 1 жестко закреплено на приводном валу 17 и имеет отверстия ромбической формы, необходимые для выделения из зернового вороха соломистых и других крупных примесей, а устройство для подачи, состоящее из бункера 19, активного питателя 21 и заслонки 18, обеспечивает равномерную подачу зернового вороха в заданном количестве на его поверхность. Сортировальное решето 3 установлено на трех приводных 11 и поддерживающих 24 прорезиненных роликах, а сверху удерживается подпружиненной цилиндрической щеткой 7, обеспечивающей прижатие его к приводным роликам и передачу вращения посредством фрикционной передачи. Размеры отверстия сортировального решета 3 прямоугольной или круглой формы выполнены обеспечивающими проход фуражной фракции, содержащей также легкие и мелкие примеси. Передаточные отношения механизма привода 16 обоих решет одинаковы, что обеспечивает равную скорость вращения и кинематический режим и равномерную передачу крутящего момента. Очистка решет осуществляется пассивными цилиндрическими щетками 7 и 14. Внутри колосового решета установлен шнек 2, жестко закрепленный на ведущем валу 17 и предназначенный для перемещения зернового материала к сортировальному решету 3. Желоб шнека одновременно является улавливающим лотком 13 для сбора зернового материала, прошедшего через отверстия колосового решета 1. Внутри сортировального решета 3 располагается неподвижное устройство, состоящее из жестко закрепленного распределительного воздуховода 6 и установленного на нем отражательного щитка 4, скатного 25 и подающего 26 лотков, а для перемещения зернового материала вдоль решета на отражательной щитке 4 и скатном лотке 25 предусмотрены наклонные ребра 5.
Центробежный вентилятор 8 при помощи распределительного воздуховода 6 создает воздушный поток, направленный радиально к поверхности сортировального решета 3 со скоростью, большей скорости витания зерна, а наклонные направляющие 23 позволяют распределять его равномерно в вертикальной плоскости в зоне движения зернового материала. Изменение размера входного отверстия вентилятора 8 с помощью заслонки 9 позволяет изменять скорость воздушного потока и управлять процессом разделения на внутренней поверхности сортировального решета.
Сепаратор работает следующим образом. Зерновой ворох с помощью питателя 21 равномерным потоком по наклонному лотку 20 в заданном количестве, регулируемом с помощью заслонки 18, поступает на наружную рабочую поверхность колосового решета 1. При этом возникает относительное движение между ворохом и поверхностью решета, обеспечивающее интенсивное просеивание через ромбические отверстия зернового материала и мелких примесей, а крупные примеси идут сходом в приемник 15. Прошедшие во внутрь решета зерновой материал и мелкие примеси улавливаются лотком 13 и транспортируются шнеком 2 на подающий лоток 26, а затем на внутреннюю поверхность сортировального решета 3. За счет вращения решета 3 и воздействия радиального воздушного потока, создаваемого центробежным вентилятором 8 при помощи распределительного воздуховода 6, образуется зерновой слой, движущийся по поверхности с отставанием от места подачи до верхней точки. В результате этого происходит выделение через прямоугольные отверстия сортировального решета фуражной фракции, которая направляется в сборник 12. Повторное воздействие на фуражную фракцию прошедшего сквозь отверстия решета воздушного потока позволяет выделить из нее обладающие меньшей скоростью витания, легкие и мелкие примеси, которые, совершив полет по удлиненной траектории, собираются в приемник 27, используя кожух 22 как направляющую поверхность.
Семенная фракция продолжает относительное движение по поверхности сортировального решета 3, и после достижения наивысшей точки подъема на нее прекращается воздействие воздушного потока, в результате чего происходит отрыв от поверхности решета. Совершив полет по параболической траектории, семенная фракция улавливается отражательным щитком 4 и, перемещаясь со смещением вдоль оси за счет наклонных ребер 5 по лоткам 25 и 26, повторно направляется на поверхность сортировального решета 3, и далее процесс разделения повторяется. Совершив несколько полукольцевых циклов движения для более качественной очистки, семенная фракция идет сходом в приемник 10.
Использование колосового решета с наружной рабочей поверхностью и распределительного воздуховода позволяет упростить конструкцию сепаратора, повысить производительность и качество очистки зернового материала.
Литература
1. А.с. 1591860, МКИ A01F 12/44, В07В 1/18. Сепаратор зерновой смеси / П.В.Яговкин, В.А.Дурченков, С.Д.Гущин, А.Н.Игуменов. №4185194/30-15; заявлено 20.01.87 // Открытия. Изобретения. 1990. №27.
2. А.с. 1181724, МКИ В07В 1/22. Быстроходное цилиндрическое решето / М.В.Киреев, Н.М.Чумаков, №3743511/29-03; заявлено 20.02.84 // Открытия. Изобретения. 1985. №36.