УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ СЕМЯН ПО УПРУГОСТИ
DEVICE FOR SEPARATION OF SEEDS BASED ON ELASTICITY

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих материалов по упругости и может быть использовано в сельском хозяйстве, химической и строительной промышленности.
Известно устройство для разделения сыпучих материалов, содержащее питатель-дозатор для поштучной подачи, отражательную пластину с углом наклона и приемники продуктов разделения [Заика П.М., Мазнаев Г.Е. Сепарация семян по комплексу физико-механических свойств. - М.: Колос, 1978, с. 83-88].
Основным недостатком известного устройства является низкая эффективность процесса разделения сыпучих материалов из-за отклонения продольной оси частиц сыпучего материала от траектории их движения на некоторый угол, из-за чего расстояния, которые пролетают частицы с одинаковыми упругими свойствами после отскока от отражательной пластины, изменяются в широких пределах. Также недостатком известного устройства является недостаточно высокая производительность, обусловленная поштучной подачей сепарируемого материала на отражательную пластину.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по выполняемой функции и достигаемому техническому результату является устройство для сепарации семян по упругости, включающее ограждающий кожух, в верхней части которого установлен загрузочно-разгрузочный приемник с выпускной щелью, к которой закреплен кольцевой дозатор. Под приемником одна под другой расположены ступени рабочих органов, выполненные с возможностью перемещения и фиксации их положения по высоте. Каждая ступень содержит последовательно установленные и зафиксированные на направляющей воронкообразный конический питатель, отражательный элемент в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, делитель в виде цилиндрической поверхности соосно с конусом и воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник (скатную доску) с выпускной щелью [RU 2470719, кл. B07B 13/00, 27.12.2012 г.].
Недостатком известного устройства является то, что в нем отсутствуют средства стабилизации для регулирования начальной скорости семян и регулирования нагрузки, поступающих на отражательный элемент. Низкая эффективность сепарации обусловлена рассеканием подаваемого материала в воздушном пространстве при его движении от конического питателя к отражательному элементу и столкновением отразившихся частиц.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности и эффективности сепарации за счет повторного выделения из семенного материала упругих частиц.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для сепарации семян по упругости, включающем корпус, загрузочно-разгрузочный приемник, расположенные в корпусе одна под другой ступени рабочих органов, каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные воронкообразную скатную поверхность, воронкообразный питатель, отражательный элемент в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, приемники фракций, согласно изобретению в каждой ступени под скатной поверхностью расположена коническая направляющая, под воронкообразным питателем установлен разгонный участок, выполненный в виде расположенного большим основанием вниз перфорированного усеченного конуса, при этом коническая направляющая, разгонный участок и отражательный элемент установлены с возможностью перемещения по направляющим, закрепленным к вертикальному валу, скатная поверхность, коническая направляющая и воронкообразный питатель выполняют роль загрузочно-разгрузочного приемника.
Отличительным признаком заявляемого устройства является наличие в каждой ступени рабочих органов новых конструктивных элементов, а именно конической направляющей и разгонного участка, выполненного в виде расположенного большим основанием вниз перфорированного усеченного конуса. Кроме того, отличием является новая последовательность расположения конструктивных элементов в каждой ступени рабочих органов, а также наличие в загрузочно-разгрузочном приемнике скатной поверхности, конической направляющей и воронкообразного питателя.
Установка в загрузочно-разгрузочном приемнике конической направляющей и воронкообразного питателя обеспечивает регулирование колебаний нагрузки и ориентации центра масс зерновых частиц. Падая со скатной поверхности, сепарируемый материал ударяется о коническую направляющую, проходит через зазор между нею и стенкой загрузочно-разгрузочного приемника и падает на воронкообразный питатель. При этом на воронкообразном питателе скорость материала падает практически до нуля и он движется к выходу из питателя по слою продукта под действием силы тяжести под углом естественного откоса с ориентацией частицы зернового материала тяжелой (зародышевой) частью вперед. Таким образом, скорость, с которой продукт поступает на разгонный участок, не зависит от каких-либо внешних факторов, а определяется лишь его физико-механическими свойствами. Использование конической направляющей и воронкообразного питателя служит также для сглаживания колебаний нагрузки, в значительной степени влияющих на качество работы сепаратора. В случае превышения номинального значения нагрузки происходит запирание продуктом щели между конической направляющей и корпусом загрузочно-разгрузочного приемника, и на разгонный участок поступает только установленное количество исходной смеси. Регулирование нагрузки осуществляется путем изменения высоты слоя продукта посредством перемещения воронкообразного питателя или конической направляющей.
Наличие в каждой ступени разгонного участка, выполненного в виде расположенного большим основанием вниз перфорированного усеченного конуса, позволяет частицам двигаться вдоль перфорированной поверхности разгонного участка без отрыва от ее поверхности, что способствует уменьшению отклонения частиц от линии подачи и приводит к повышению эффективности сепарации при разделении зерновых частиц с различными физико-механическими свойствами и тем самым повышению производительности сепаратора.
В каждой ступени рабочих органов последним установлен отражательный элемент, выполненный в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, что позволяет сепарировать семенные частицы по упругости, что приводит к эффективности выделения из исходной смеси упругих частиц.
Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемого устройства обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и эффективности выделения из исходной смеси полноценных компонентов.
Сравнение заявляемого сепаратора с прототипом позволило установить соответствие критерию «новизна».
Предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность повышения эффективности процесса сепарации.
Изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть использовано в сельском хозяйстве при сепарации семян зерновых.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на чертеже показана конструктивно-технологическая схема заявляемого сепаратора.
Устройство для сепарации семян по упругости включает корпус, состоящий из внутреннего 1 и внешнего 2 цилиндрических транспортирующих каналов. Во внутреннем канале 1 расположены одна под другой ступени рабочих органов. Каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные воронкообразную скатную поверхность 3, коническую направляющую 4, воронкообразный питатель 5, разгонный участок 6 и отражательный элемент 7. Коническая направляющая 4 и отражательный элемент 7 выполнены в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса. Разгонный участок 6 выполнен в виде расположенного большим основанием вниз перфорированного усеченного конуса. Коническая направляющая 4, разгонный участок 6 и отражательный элемент 7 установлены с возможностью перемещения по направляющим 8, закрепленным на вертикальном валу 9. Скатная поверхность 3, коническая направляющая 4 и воронкообразный питатель 5 выполняют роль загрузочно-разгрузочного приемника 10. Ступени рабочих органов установлены во внутреннем транспортирующем канале 1. Для регулирования положения воронкообразного питателя 5 имеется устройство 11, установленное с возможностью перемещения по направляющим, закрепленным на стенках загрузочно-разгрузочного приемника 10 (первая ступень) и внутреннего канала 1 (последующие ступени). В нижней части канала 1 имеется воронкообразный приемник 12 и выгрузное окно 13. Канал 2 снабжен цилиндрическим приемником 14 и выгрузным окном 15.
Устройство для сепарации семян по упругости работает следующим образом. Исходный продукт, имеющий произвольное значение начальной скорости, поступает в воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник 10 первой ступени рабочего органа. Продукт с воронкообразной скатной поверхности 3, падая, ударяется о коническую направляющую 4. При проходе через зазор между нею и стенкой загрузочно-разгрузочного приемника 10 скорость продукта падает практически до нуля, и продукт движется к выходу из загрузочно-разгрузочного приемника под действием силы тяжести под углом естественного откоса по слою продукта, расположенного на воронкообразном питателе 5, с ориентацией частицы зернового материала тяжелой (зародышевой) частью вперед. В случае превышения номинального значения нагрузки происходит запирание продуктом щели между конической направляющей 4 и стенкой загрузочно-разгрузочного приемника 10, и на разгонный участок 6 поступает только установленное количество исходной смеси. Перфорация разгонного участка 6 позволяет частицам двигаться без отрыва от его поверхности, и, разгоняясь по разгонному участку 6, продукт ударяется о разделяющий отражательный элемент 7. Упругие частицы после соударения с отражательным элементом 7 перелетают кромку канала 1 и поступают в приемник 14. Остальной семенной материал поступает на вторую ступень рабочего органа. На второй и третьей ступенях процесс сепарации семян повторяется. Частицы крупной фракции, выделенные на трех ступенях, объединяются в приемнике 14 и выводятся через окно 15, а неупругая фракция с отражательного элемента 7 третьей ступени поступает в приемник 12 и выводится через окно 13.