Пневмоклассификатор зерносоломистых смесей
PNEUMATIC CLASSIFIER OF GRAIN-AND-STRAW MIXTURES

Изобретение относится к области научно-исследовательского оборудования для определения физико-механических характеристик сельскохозяйственных материалов, в частности, зерносоломистых смесей.
Известны, так называемые, пневмоколонки для определения критической скорости витания различных частиц, в том числе, зерна, семян, соломы, половы, шелухи и т.п. Подобного типа пневмоколонки могут быть аналогами предлагаемому классификатору. Они представляют собой вертикально поставленную трубу или короб с сетчатым дном, через которое снизу-вверх подается воздушный поток с регулируемой скоростью. На дно сетки помещается исследуемая частица. Та скорость воздуха, при которой частица отрывается от сетки, но не покидает пределы трубы (короба), и находится во взвешенном состоянии является критической скоростью витания этой частицы.
Недостатком подобных пневмоколонок является то, что они предназначены для изучения парусных свойств отдельных частиц и они не могут быть использованы для изучения парусных свойств различных смесей, в том числе зерносоломистых, состоящих из целого, щуплого и дробленого зерна, соломистых частиц разного размера.
Известно устройство для разделения зерносоломистого вороха по патенту РФ № 2595144, МПК В 07 В 4/02, А 01 F 12/44, 2015 г., в котором питатель выполнен в виде воронкообразного бункера с кольцевым дозатором, под которым установлен конический разбрасыватель зерносоломистого вороха. Приемные камеры для сбора фракций выполнены в виде кольцевых воронкообразных осадочных камер. Предусмотрено три осадочные камеры: соответственно для зерна, мелких соломистых частиц и половы. Это устройство является прототипом предлагаемого классификатора.
Известное устройство имеет ряд недостатков. По своему назначению это устройство является разновидностью самостоятельного промышленного изделия – сепаратора для разделения зерна от соломы без фиксации скоростей витания каждой фракции. Фракций в этой смеси может быть больше трех. Оно не выполняет функции определения физико-механических характеристик сельскохозяйственных материалов, так как зерно и солома фактически представляют неоднородные фракции, а с распределением по определенным признакам. К примеру, зерно распределяется на целое, дробленое, щуплое и т.п.  Парусность их разная и под действием центробежных сил они движутся по разным траекториям и расстояниям от точки вылета. Эти параметры, как и скорость витания отдельных частиц, остаются неизвестными.
Фракционный состав соломы не однороден и скорость витания ее составляющих разные, но известный сепаратор это не определяет.
Недостатком прототипа является большая трудоемкость сбора фракций вороха по осадочным кольцеобразным камерам. Доступ к ним усложнен самой их конструкцией расположения. По своей конструкции и габаритам он не может быть использован в конструкции серийных зерноуборочных комбайнов и стационарных зерноочистительных машин.
Технической задачей предлагаемого изобретения является определение парусности различных фракций зерносоломистых смесей.
Поставленная техническая задача достигается тем, что пневмоклассификатор зерносоломистых смесей, включающий приемный бункер-накопитель для смеси, дозатор подачи смеси, вентилятор, и пробосборники для сбора фракций, согласно изобретению, снабжен датчиками скорости воздушного потока, один из которых закреплен на выходе раструба вентилятора, а другие – на проволочных струнах, закрепленных над пробосборниками по три на каждый из них, при этом струны закреплены на стойках, расположенных по периметру общего каркаса и закрыты вертикальными прозрачными шторами с торцов, приемный бункер-накопитель размещен над вентилятором, установленным с возможностью изменения угла наклона воздушного потока, и смещен назад на 10 см относительно бункера-накопителя таким образом, что падающая исследуемая смесь не попадала на корпус вентилятора, ширина выходного окна раструба вентилятора равна ширине приемного бункера-накопителя.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема пневмоклассификатора, на фиг. 2 – то же, вид сверху.
Пневмоклассификатор состоит из приемного бункера-накопителя смеси 1, имеющего дозирующее устройство 2 для равномерной подачи смеси, которые закреплены друг с другом на одном каркасе, представленном на фиг. 3, вентилятора 3, датчика 4, фиксирующего значение начальной скорости воздушного потока показанном на фиг. 4, пробосборников 5, общего каркаса 6. Скорость частиц фиксируется датчиками конечной скорости 7, расположенными над пробосборниками 5, и закреплены на струне из проволоки (на фиг. не показаны). Струны закреплены на стойках (на фиг. не показаны), расположенных по периметру общего каркаса 6 и закрыты с торцов вертикальными прозрачными шторами 8. Ширина выходного окна раструба вентилятора 3 равна ширине приемного бункера-накопителя 1.
Вентилятор 3 расположен под приемным бункером-накопителем 1 и имеет возможность вручную менять угол наклона α создаваемого им воздушного потока, выходящего из его раструба, как в процессе, так и перед проведением исследования, таким образом, чтобы исследуемый материал, находящийся в этом потоке, был распределен по всей длине пробосборников 5. Вентилятор 3 установлен с возможностью смещения назад по вертикальной оси на расстояние до 10 см от бункера-накопителя для того, чтобы поступающая масса полностью захватывалась создаваемым воздушным потоком и не попадала на корпус вентилятора 3. Датчик 4 начальной скорости воздушного потока, расположен на выходе раструба вентилятора 3. Пробосборники 5 уложены в одном общем каркасе 6 и располагаются поперек направления движения потока исследуемых частиц, захватываемых воздухом от вентилятора 3. Общий каркас 6 имеет возможность перемещаться вперед или назад от вентилятора 3, а вентилятор закреплен жестко со смещением назад относительно бункера-накопителя. Датчики 7 конечной скорости расположены над пробосборниками 5 по три штуки на каждый пробосборник 5 и закреплены на струнах из проволоки. Прозрачные шторы 8 закреплены на вертикальных стойках и служат для визуального наблюдения за траекториями различных частиц зерносоломистой смеси.
Технологический процесс классификатора протекает следующим образом.
Перед началом работы оператор определяет тип исследуемых культур и в зависимости от этого смещается общий каркас с находящимися в нем пробосборниками вперед или назад для получения достоверных данных по парусности частиц в процессе исследований. Если исследуемые частицы легкие, то общий каркас смещается вперед от вентилятора, а если наоборот более тяжелые, то он перемещается назад к вентилятору.
В приемный бункер-накопитель 1 засыпается исследуемая смесь. В нижней части бункера-накопителя 1 имеется дозирующее устройство 2 количества подаваемой смеси. Падающая сверху вниз смесь встречается с поперечным воздушным потоком от вентилятора 3 и в зависимости от парусности составляющих ее частиц рассыпается на отдельные однородные фракции, собираемые в пробосборников 5. По ходу движения воздуха, его параметры в различных точках фиксируются датчиками начальной 4 и конечной скорости 7.
После истечения заданной порции смеси в приемном бункере-накопителе 1, согласно методике по ГОСТ 30483-97 анализируется состав и общее количество материала, собранного в отдельные пробосборники 5. Отношение суммарной массы материала, собранного во все пробосборники 5, ко времени истечения смеси из бункера 1 определяет производительность. Масса материала, собранного в каждый пробоотборник 5, дает возможность построить график распределения различных частиц вороха по длине пути пролета частиц. Датчики 7 фиксируют конечную скорость движения частиц. Меняя массу подачи смеси из приемного бункера 1 и скорость потока воздуха при разных углах его наклона к горизонту, можно получить информацию по парусности разных составляющих зерносоломистой смеси, что необходимо для проектирования разных пневмосепарирующих систем.
Предлагаемое устройство не сепаратор в общепринятом смысле, а именно классификатор составляющих зерносоломистого вороха частиц в широком диапазоне их распределения по физико-механическим  параметрам. Сбор фракций происходит как минимум на десяти пробосборникам. Это научно-исследовательское оборудование, которое позволяет определить такие параметры вороха как количественное содержание и массу всех компонентов вороха, параметры траекторий их движения, скорость витания и т.п. при разных подачах вороха и начальной скорости воздуха на выходе вентилятора.
Предлагаемая конструкция пневмоклассификатора зерносоломистых смесей практически копирует традиционные решетные станы и полученные материалы исследований, могут быть использованы для модернизации серийных зерноочистительных машин.
Классификатор предназначен для изучения парусных свойств не только отдельных частиц, но и различных смесей. Получаемая информация нужна при исследовании работы и обосновании параметров воздушно-решетных очисток зерноуборочных комбайнов и других пневмоаппаратов зерноочистительных машин и им подобных технических средств.
Использование изобретения позволит определять парусность различных частиц соломистого вороха.