ВИБРОПНЕВМОСЕПАРАТОР
PNEUMATIC VIBRATION SEPARATOR

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам для очистки семян и предназначено для окончательной очистки семян и выделения трудноотделимых примесей из основного материала.
Известен вибропневмосепаратор с прямоточной декой, включающий корпус, в котором расположены: приемный бункер, вакуумная камера, делитель псевдоожиженного слоя, приемники фракций семян, прямоточная дека, к которой жестко закреплены качающиеся опоры. Вибропривод располагается под декой. Электродвигатель - асинхронный двигатель вращения через ременную передачу соединен с механизмом преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, соединенным с корпусом при помощи тяги, жестко связанной с корпусом.
Недостатками известного вибропневмосепаратора с прямоточной декой являются пониженные технико-экономические показатели из-за увеличенных массогабаритных показателей привода (В.М.Дринча, Л.М.Суконкин Исследование параметров вибропневмосепараторов с прямоточной декой // Техника в сельском хозяйстве, 1997, №5-13 с.: ил.; В.М.Дринча Исследование вибропневмосепараторов с плоскими цилиндрическими деками // МЭСХ, 2001, №5-6 с.: ил.).
Целью изобретения является улучшение технико-экономических показателей (снижение стоимости, габаритных размеров и массы привода, повышение коэффициента полезного действия, надежности и производительности вибропневмосепаратора с прямоточной декой).
Поставленная цель достигается тем, что вибропневмосепаратор с прямоточной декой, содержащий корпус, снабженный приемным бункером, вакуумной камерой, делителем псевдоожиженного слоя, приемниками фракций семян, прямоточной декой, к которой жестко закреплены качающиеся опоры, электродвигатель, согласно изобретению снабжен пружиной, размещенной со стороны приемников фракций семян, один конец которой соединен с корпусом, а второй конец закреплен на неподвижной опоре, системой управления двигателем, вход которой соединен с трехфазной сетью переменного тока, а электродвигатель совершает линейное поступательное движение и выполнен в виде трехфазного линейного асинхронного двигателя, причем электродвигатель расположен не под прямоточной декой, а напротив приемного бункера, вторичным элементом трехфазного линейного асинхронного двигателя является тяга, жестко связанная с корпусом и расположенная со стороны привода, при этом обмотка трехфазного линейного асинхронного двигателя соединена с выходом системы управления двигателем.
Благодаря тому, что вибропневмосепаратор с прямоточной декой снабжен пружиной, размещенной со стороны приемников фракций семян, один конец которой соединен с корпусом, а второй конец закреплен на неподвижной опоре, системой управления двигателем, вход которой соединен с трехфазной сетью переменного тока, а электродвигатель совершает линейное поступательное движение и выполнен в виде трехфазного линейного асинхронного двигателя, причем вторичным элементом трехфазного линейного асинхронного двигателя является тяга, жестко связанная с корпусом и расположенная со стороны привода, при этом обмотка трехфазного линейного асинхронного двигателя соединена с выходом системы управления двигателем, происходит улучшение технико-экономических показателей (снижается масса и габариты, удешевляется привод, повышается надежность и производительность работы вибропневмосепаратора с прямоточной декой).
На чертеже представлена схема вибропневмосепаратора с прямоточной декой. Сущность изобретения поясняется чертежом.
Вибропневмосепаратор с прямоточной декой содержит корпус 11, снабженный приемным бункером 1, вакуумной камерой 3, делителем псевдоожиженного слоя 4, приемниками фракций семян 5, прямоточной декой 2, к которой жестко закреплены качающиеся опоры 7, тягу 6, жестко связанную с корпусом 11 и расположенную со стороны привода, пружину 10, размещенную со стороны приемников фракций семян, один конец которой соединен с корпусом 11, а второй конец закреплен на неподвижной опоре, систему управления двигателем 9, вход которой соединен с трехфазной сетью переменного тока, трехфазный линейный асинхронный двигатель 8. Вторичным элементом трехфазного линейного асинхронного двигателя является тяга 6, жестко связанная с корпусом 11 и расположенная со стороны привода. Обмотка трехфазного линейного асинхронного двигателя соединена с выходом системы управления двигателем 9.
Вибропневмосепаратор с прямоточной декой работает следующим образом.
Исходные не отсортированные семена подаются на корпус 11 в приемный бункер 1. Корпус 11 снабжен качающимися опорами 7 и приводится в колебательное движение трехфазным линейным асинхронным двигателем 8, пружиной 10, размещенной со стороны приемников фракций семян, один конец которой соединен с корпусом 11, а второй конец закреплен на неподвижной опоре, и тягой 6, жестко связанной с корпусом 10 и являющейся вторичным элементом трехфазного линейного асинхронного двигателя 8. Работой трехфазного линейного асинхронного двигателя управляет система управления двигателем 9, периодически подавая и отключая питание на его обмотку по сигналу датчиков положения корпуса 11. При перемещении под действием сил инерции, возникающих при колебании корпуса 10, вдоль прямоточной деки 2 псевдоожиженный слой, созданный при помощи вакуумной камеры 3, перемещается по направлению к делителю псевдоожиженного слоя 4, где и происходит его сортирование, после чего семена попадают в приемники фракций семян 5. Далее процесс сортирования семян продолжается до полного сортирования всей необходимой массы. Таким образом, по завершении полного цикла процесса сортирования семян в приемниках фракций оказываются фракции семян разного размера.
Согласно теории линейных асинхронных двигателей (Фридкин П.А. Безредукторный дугостаторный электропривод. - Л.: Энергия, 1970; Веселовский О.Н., Коняев А.Ю., Сарапулов Ф.Н. Линейные асинхронные двигатели. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 256 с.: ил.) скорость движения вторичного элемента определяется выражением:
1
где τ - полюсное деление двигателя, м; f - частота напряжения сети переменного тока, Гц.
Из (1) следует, что за счет правильного выбора величины полюсного деления τ трехфазного линейного асинхронного двигателя, соответствующего требуемой для данного технологического процесса сортирования семян скорости движения вторичного элемента трехфазного линейного асинхронного двигателя, обеспечивается повышение качества разделения и повышение производительности работы вибропневмосепаратора с прямоточной декой.
Для преобразования поступательного движения трехфазного линейного асинхронного двигателя в колебательное движение корпуса вибропневмосепаратора обмотка трехфазного линейного асинхронного двигателя подключена к питающей сети через систему управления двигателем, а к корпусу вибропневмосепаратора со стороны приемников фракций семян присоединена пружина, закрепленная на неподвижной опоре. При подаче питания на обмотку трехфазного линейного асинхронного двигателя он перемещает тягу вместе с корпусом вибропневмосепаратора, растягивая закрепленную к корпусу пружину. При достижении корпусом заданного системой управления положения, по сигналу датчика положения система управления отключает обмотку трехфазного линейного асинхронного двигателя от сети. За счет запасенной пружиной потенциальной энергии при перемещении корпус вибропневмосепаратора возвращается в первоначальное положение, при этом с датчика системы управления двигателем поступает сигнал на включение питания на обмотку трехфазного линейного асинхронного двигателя. Далее указанный цикл работы повторяется (Аипов Р.С. Колебательный линейный электропривод машин в сельскохозяйственном производстве // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2005. №11).Таким образом, система управления дает возможность изменять амплитуду и частоту колебания за счет настройки момента включения и отключения трехфазного линейного асинхронного двигателя.
Из этого следует, что существует возможность регулирования частоты колебания корпуса вибропневмосепаратора и получения таких значений частот колебаний, при которых достигается наиболее интенсивное разделение псевдоожиженного слоя на фракции, что позволяет, в свою очередь, существенно повысить качество разделения и пропускную способность вибропневмосепаратора (Послеуборочная обработка семян зерновых культур: / ВАСХНИЛ. - М.: Агропромиздат, 1986. - 44 с.: ил. - б/ц.). Необходимость в изменении частоты колебаний корпуса вибропневмосепаратора возникает в зависимости от вида, сорта, влажности семян.
Наличие в кинематической схеме привода пружины, размещенной со стороны приемников фракций семян, один конец которой соединен с корпусом, а второй конец закреплен на неподвижной опоре, позволяет уменьшить потребляемую из сети электроэнергию за счет возврата корпуса в первоначальное положение под действием потенциальной энергии пружины, накопленной при перемещении, что способствует повышению коэффициента полезного действия.
Благодаря применению в приводе вибропневмосепаратора трехфазного линейного асинхронного двигателя, вторичным элементом которого является тяга, жестко связанная с корпусом и расположенная со стороны привода, осуществляется непосредственный привод вибропневмосепаратора. Это упрощает кинематическую схему привода, повышает надежность и коэффициент полезного действия, снижает массу, габариты и стоимость вибропневмосепаратора.
При таком исполнении вибропневмосепаратора упрощается его кинематическая схема привода, снижаются масса, габариты и стоимость, повышаются надежность, коэффициент полезного действия и производительность.