ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
GRAIN-CLEANING MACHINE

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к машинам разделения сыпучих материалов воздушным потоком по аэродинамическим свойствам, и может найти применение при очистке зерна в сельском хозяйстве, в промышленности строительных материалов и других областях.
Известен сепаратор для очистки зерна, включающий аспирационный канал, установленный под углом к горизонтальной плоскости, бункер для зерна, щель для подачи зерна из бункера в аспирационный канал, а также колено, установленное на верхнем конце аспирационного канала для подачи отходов в осадочную камеру (SU 848088, 23.07.1981).
В этом сепараторе зерно из бункера в аспирационный канал течет в виде плотной струи с большой вертикальной скоростью. Воздушный поток не в состоянии протолкнуть все частицы примеси сквозь близко расположенные друг к другу зерна, тем более что время воздействия потока на зерновую смесь ограничено из-за большой скорости падения зерен. Улучшить продувку зерна за счет увеличения скорости воздуха невозможно, так как в этом случае зерно поднимется воздушным потоком до колена в верхней части аспирационного канала и унесется в осадочную камеру вместе с отходами.
Известен сепаратор для очистки зерна, включающий аспирационный канал, установленный под углом к горизонтальной плоскости, и устройство для подачи зерна в аспирационный канал, выполненное в виде щели с перегородкой, разделяющей поток на две струи (SU 1313526, 30.05.1987).
В этом сепараторе продувка зерна улучшается весьма незначительно, так как перегородка имеет малую толщину и струи зерна расположены близко друг к другу.
Известен пневмосепаратор, включающий аспирационный канал, установленный под углом к горизонтальной плоскости, расположенный над каналом бункер для исходного материала с устройством для подачи исходного материала в аспирационный канал. На верхнем конце канала установлено колено, соединяющее его с пылеотделителем и вентилятором. Стенка внутреннего радиуса колена входит внутрь аспирационного канала, перекрывая часть его поперечного сечения (RU 2387490, 27.04.2010). Устройство для подачи материала выполнено в виде нескольких створок, установленных с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей и расположенных одна над другой вдоль стенки бункера, прилегающей к аспирационному каналу. На осях створок закреплены рычаги, связанные между собой тягой, снабженной устройством для фиксации. Ширина створок выполняется в зависимости от расстояния между осями. Выступ внутри аспирационного канала, образованный стенкой колена, препятствует выносу тяжелой фракции в пылеотделитель. Это позволяет увеличить скорость воздуха в аспирационном канале и тем самым повысить качество разделения тяжелой и легкой фракций сыпучего материала. Выступ внутри аспирационного канала улучшает также работу пылеотделителя, так как частицы легкой фракции выступом отклоняются к наружной стенке пылеотделителя, что уменьшает возможность попадания их в вентилятор. За счет поворота створок для подачи исходного материала вокруг горизонтальной оси можно уменьшить скорость подачи, это увеличивает время воздействия воздушного потока на сыпучий материал и, соответственно, повышает качество разделения фракций. Расположение нескольких створок одна над другой вдоль стенки бункера, прилегающей к аспирационному каналу, позволяет распределить сыпучий материал в большом объеме аспирационного канала.
Исследования работы такого пневмосепаратора показали, что скорость и равномерность распределения воздуха в канале вблизи передней стенки, где вводится зерновой материал, и недостаточно высока для эффективного выноса легких частиц из-за большого сопротивления сравнительно плотного зернового потока, в то время как у противоположной стенки, где зерновая струя уже распределилась по высоте в легко продуваемый поток, скорость воздуха слишком высока, что приводит к выносу повышенного количества полноценного зерна вместе с легким компонентом.
В связи с этим производительность семяочистительной машины увеличивают в основном за счет ширины канала, увеличением габаритов, чем обуславливаются большие габариты машин, сложность равномерной загрузки по ширине канала, снижение эффективности разделения зернового материала в сравнении с машинами меньшей производительности.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранная в качестве прототипа аспирационная зерноочистительная машина, включающая аспирационную камеру, стенку колена, выгрузной шнек вывода легких фракций, шкив привода вращения шнека вывода легких фракции, рукоятку управления регулировочным клапаном разряжения в системе аспирации, клапан разряжения в системе аспирации, выходной канал, соединенный мягким соединением к вентилятору низкого давления, П-образные створки, изготовленные из листовой стали, последовательно расположенными одна над другой вдоль входного сечения аспирационной камеры, загрузочное устройство для исходного материала (RU 2462318, 27.09.2012).
В аспирационной машине ширина воздушного канала не обеспечивает достаточно эффективной воздушной завесы, необходимой для отделения трудноотделимых примесей. В воздушном тракте отсутствуют конструктивные сегменты, исключающие формирование турбулентных пульсаций воздушного потока. При использовании аспирационной машины в составе зерноочистительного оборудования избыточная подача зерновой массы в загрузочный бункер существенно снижает эффективность очистки при перфорации в решетных машинах.
Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании зерноочистительной машины, которая учитывала бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении качества разделения легких фракций сыпучих материалов.
Указанный технический результат в аспирационной зерноочистительной машине разделения сыпучих материалов воздушным потоком по аэродинамическим свойствам, включающей аспирационную камеру, соединенную с загрузочным устройством подачи исходного материала, достигается тем, что загрузочное устройство для подачи исходного материала представляет собой загрузочный бункер, содержащий по меньшей мере два согнутых листовых сегмента, попарно расположенных друг от друга в верхней части воздушного канала, и барьеров, размещенных в нижней части загрузочного бункера.
Ширина воздушного канала расположена в пределах не менее 160 мм и не более 185 мм.
Согнутые листовые сегменты расположены друг от друга на расстоянии 80 мм.
Согнутые листовые сегменты образуют в верхней части воздушного канала конфузорное сечение для распределения воздушного потока.
Барьеры выполнены прямоугольными из листового материала.
В воздушном канале дополнительно установлен согнутой конфигурации клапан из листового материала.
Нижняя часть клапана выполнена с возможностью прикрытия окна воздушного канала, а средняя часть имеет согнутую зону для формирования зерновой массы, дозированно высыпаемой в окно воздушного канала.
На загрузочном устройстве для подачи исходного материала расположена приемная воронка с регулируемыми заслонками.
Приемная воронка имеет регулируемые заслонки в количестве четырех штук, расположенные в ряд вдоль входного сечения аспирационной камеры.
Регулируемые заслонки изготовлены из листового материала и закреплены на осях.
Поставленная задача решается тем, что ширина воздушного канала в аспирационной зерноочистительной машине находится в пределах не менее 160 мм и не более 185 мм, путем установки двух согнутых листовых сегментов, попарно расположенных друг от друга на расстоянии 80 мм, образующих конфузорное сечение, и прямоугольных листовых барьеров, размещенных в нижней части воздушного канала. Конфузорное сечение (конфузор), размещенное в верхней части воздушного канала, обеспечивает требуемый характер распределения воздушного потока, а наличие барьеров позволяет исключить разрыв потока и минимизировать наличие формирующихся локальных турбулентных пульсаций воздушного потока, вызывающее снижение эффективности очистки зерна от присутствующих в ворохе трудноотделимых примесей.
Клапан воздушного канала изготавливается из листового материала сложной согнутой конфигурации. Нижняя часть (конец) - согнутая часть клапана прикрывает окно воздушного канала, а в средней части, согнутой зоне (над клапаном), формируется зерновая масса, дозированно высыпаемая в окно воздушного канала. Усилие прижатия клапана к корпусу загрузочного устройства для подачи исходного материала для дозированной выгрузки массы регулируется противовесами (грузами). Степень открытия клапана регулируется боковой затворкой.
Для предотвращения излишнего переполнения зерна над загрузочным устройством для подачи исходного материала располагается приемная (загрузочная) воронка с регулируемыми заслонками. Излишняя зерновая масса опорожняется каналом в виде зерноотводящей трубы, расположенной под углом в верхней части приемной воронки.
Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию "новизна".
Предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень": улучшение качества разделения легкой фракции сыпучих материалов при обработке зерновых материалов различных культур.
Изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", поскольку может найти применение при разделении сыпучих материалов воздушным потоком по аэродинамическим свойствам в сельском хозяйстве, в промышленности строительных материалов и других областях.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид аспирационной зерноочистительной машины; на фиг. 2 - загрузочное устройство для подачи исходного материала.
Аспирационная зерноочистительная машина содержит аспирационную камеру 1, стенку колена 2, выгрузной шнек вывода легких фракций 3, соединенный с камерой 1 и со шкивом привода вращения шнека вывода легких фракций 4, рукоятку управления 5, управляющую регулировочным клапаном разряжения в системе аспирации 6, выполненным в камере 1, выходной канал 7 камеры 1, соединенный мягким соединением (не показано) к вентилятору низкого давления (не показано), загрузочное устройство для подачи исходного материала 8 (загрузочный бункер), связанное через боковую затворку 17 с камерой 1 и на котором расположена приемная воронка 9.
Приемная воронка 9 содержит корпус 16, в котором размещены четыре регулируемые заслонки 18, расположенные в ряд и изготовленные из листового материала. Каждая регулируемая заслонка 18 закреплена на оси 19 и последовательно расположена одна над другой вдоль входного сечения аспирационной камеры 1. Оси 19 связаны с рычагом 20, выполненным с возможностью возвратно-поступательного движения посредством поворота рычажка 21. Корпус 16 приемной воронки 9 выполнен с зерноотводящей трубой 22, расположенной под углом в верхней части приемной воронки 9.
Устройство для подачи исходного материала 8 состоит из боковой затворки 10, рассекателя 11, регулирующего разделения зерна и равномерность распределения материала, по меньшей мере двух согнутых листовых сегментов 23, попарно расположенных друг от друга в верхней части воздушного канала, ширина которого находится в пределах не менее 160 мм и не более 185 мм, и барьеров 14 из листового материала, имеющих прямоугольную форму и размещенных в нижней части загрузочного бункера - загрузочного устройства для подачи исходного материала 8.
Согнутые листовые сегменты 23 расположены друг от друга на расстоянии 80 мм. и образуют в верхней части воздушного канала конфузорное сечение для распределения воздушного потока.
В воздушном канале устройства для подачи исходного материала 8 установлен согнутой конфигурации клапан 15 из листового материала. Нижняя часть клапана 15 выполнена с возможностью прикрытия окна воздушного канала, а средняя часть имеет согнутую зону для формирования зерновой массы, дозированно высыпаемой в окно воздушного канала.
При совместной работе аспирационной зерноочистительной машины с оборудованием для послеуборочной обработки зерна (не показано), важным конструктивным решением является необходимость установки на устройстве для подачи исходного материала 8 клапана потока 12, а также противовесов 13, для равномерности выхода предварительно очищенного материала.
Работает аспирационная зерноочистительная машина следующим образом.
Подлежащий разделению исходный материал подается в приемную воронку 9, через регулируемые заслонки 18 и рассекается согнутыми пластинами 11 и 23, которые позволяют дифференцировать плотный слой движущейся массы на два подслоя.
Для избыточного стравливания зерновой массы в корпусе 16 приемной воронки 9 имеется зерноотводящая труба 22.
Зерновая масса накапливается над клапаном 12, который дозированно высыпает зерновую массу в окно воздушного канала. Усилие прижатия клапана 12 к корпусу загрузочного устройства 8 регулируется противовесами 13.
Степень открытия клапана 12 регулируется боковой затворкой 10.
Отделение легкой фракции осуществляется восходящим воздушным потоком, генерируемым вентилятором низкого давления (не показано).
Для активизации восходящего воздушного потока и обеспечения требуемого характера распределения потока в воздушном канале располагают два согнутых листовых сегмента, а именно согнутой конфигурации клапаны 15.
Всасываемый восходящий поток проходит через барьеры 14, равномерно расположенные друг от друга в нижней части воздушного канала.
В аспирационной камере 1 образуется несколько слоев падающих частиц, которые легко продуваются восходящим потоком воздуха, относительно тяжелые частицы аккумулируются и выводятся наружу (скорость потока уменьшается) через выгрузной (разгрузочный) шнек 3, вращающийся от шкива привода 4 посредством ременного привода электродвигателя (не показано), при этом частицы легкой фракции через выходной канал 7 поднимаются вверх и уносятся в пылеулавливатель, установленный за вентилятором (не показано).
При больших скоростях воздуха частицы тяжелой фракции также увлекаются вверх, но под действием силы тяжести отклоняются к нижней стенке аспирационной камеры 1, ударяются о выступающую стенку колена 2 и теряют скорость. После этого они ссыпаются вниз по нижней стенке аспирационной камеры 1, выгрузному шнеку вывода легких фракций 3.
Разряжение, а значит, и скорость воздушного потока в аспирационной камере 1, регулируется рукояткой управления 5, управляющей регулировочным клапаном разряжения 6.
Применение предлагаемой аспирационной зерноочистительной машины позволяет значительно повысить качества разделения тяжелой и легкой фракций сыпучих материалов при обработке зерновых материалов различных культур.