ПНЕВМОСЕПАРАТОР ЗЕРНА
GRAIN AIR SEPARATOR

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к устройствам для очистки и сортирования зерна и других сыпучих материалов, состоящих из компонентов, отличающихся скоростями витания.
Известны пневмосепараторы зерна, содержащие раму, приемную камеру, питатель, воздушный канал, осадочную камеру, воздуховод и вентилятор (Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. - М.: «Колос», 1973. - С.169-195). Исходное зерно из приемной камеры пневмосепаратора питателем подается в воздушный канал. Легкие компоненты из исходного зерна (пыль, полова, соломистые частицы и щуплые зерна), имеющие меньшую скорость витания, выносятся воздухом по воздушному каналу в осадочную камеру, а основное зерно, имеющее более высокую скорость витания, опускается вниз по воздушному каналу. Питатель обеспечивает равномерную подачу исходного зерна в воздушный канал по длине поперечного сечения канала и по времени и герметизацию воздушного канала.
Недостатком указанных пневмосепараторов является низкая эффективность процесса сепарации при больших подачах исходного зерна, что обусловливает низкую удельную производительность на единицу длины поперечного сечения воздушного канала. При больших подачах исходное зерно поступает в воздушный канал плотным потоком со значительной толщиной, что затрудняет вынос из него легких частиц. Недостатком пневмосепараторов является также наличие питателя, что усложняет конструкцию, увеличивает стоимость пневмосепараторов и снижает их надежность.
Известен также пневмосепаратор, содержащий раму, приемную камеру, два питателя, воздушный канал с двумя разнесенными по высоте окнами для ввода зерна, осадочную камеру, воздуховод и вентилятор (Бурков А.И., Сычугов Н.П. Зерноочистительные машины. Конструкция, исследование, расчет и испытание. - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000. - С. 108-126), принятый за устройство-прототип. Наличие в устройстве-прототипе двух питателей и воздушного канала с нижним и верхним разнесенными по высоте окнами обеспечивает ввод исходного зерна в воздушный канал двумя потоками, что уменьшает толщину потока зерна, вводимого в воздушный канал, и улучшает условия выделения из него легких частиц. Однако при увеличении подачи зерна происходит взаимодействие потоков зерна, частое соударение удаляемых легких частиц и зерна, что снижает эффективность процесса сепарации и обусловливает недостаточную удельную производительность на единицу длины поперечного сечения воздушного канала. Недостатком устройства-прототипа является также наличие двух питателей, что усложняет конструкцию, увеличивает стоимость пневмосепаратора и снижает его надежность. Таким образом, недостатки указанных выше пневмосепараторов в устройстве-прототипе полностью не устраняются. Это снижает эффективность использования устройства-прототипа на очистке и сортировании зерна и ограничивает возможности его применения.
Задача изобретения - устранение недостатков устройства-прототипа, а именно: повышение эффективности процесса сепарации зерна при больших подачах исходного зерна, упрощение конструкции, уменьшение стоимости и повышение надежности пневмосепаратора.
Данная задача решается следующим образом. В предлагаемом устройстве, содержащем раму, приемную камеру, воздушный канал с нижним и верхним разнесенными по высоте окнами для ввода исходного зерна, осадочную камеру, воздуховод и вентилятор, согласно изобретению, между приемной камерой и воздушным каналом размещен зигзагообразный зерновой канал, который сообщается верхним концом с приемной камерой, а нижним концом - с нижним окном воздушного канала, имеет окно для сопряжения с верхним окном воздушного канала и нижнюю и верхнюю скатные доски, наклоненные в сторону воздушного канала, при этом конец нижней скатной доски располагается у нижнего окна воздушного канала, конец верхней скатной доски располагается у верхнего окна воздушного канала, а сама верхняя доска имеет окно с заслонкой, регулирующей распределение зерна между нижним и верхним окнами воздушного канала. На концах нижней и верхней скатных досок установлены распределительные пальцевые решетки с возможностью регулирования их положения. Для этого распределительные пальцевые решетки и порожки имеют пазы и закрепляются на скатных досках посредством болтовых соединений.
Суть заявленного изобретения поясним на примере. На фиг.1 схематично изображен пневмосепаратор, на фиг.2 - нижняя часть зигзагообразного зернового канала с пальцевыми решетками, на фиг.3 -пальцевая решетка.
На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - рама пневмосепаратора, 2 - приемная камера, 3 - зигзагообразный зерновой канал, 4 - воздушный канал, 5 - осадочная камера, 6 - воздуховод, 7 - вентилятор, 8 - верхняя скатная доска, 9 - нижняя скатная доска; 10 - верхняя пальцевая решетка, 11 - нижняя пальцевая решетка, 12 - заслонка для распределения зерна между верхним и нижним окнами воздушного канала, 13 - заслонка для регулирования воздушного потока, 14 - шнек для вывода легких частиц из осадочной камеры, 15 - траверса пальцевой решетки, 16 - пальцы пальцевой решетки, И3 - исходное зерно, ЛК - легкие крупные частицы, ЛМ - легкие мелкие частицы, ОЗ - обработанное зерно. На фиг.1 стрелками со сплошной линией обозначена траектория движения основного зерна, стрелками со штриховой линией - траектория движения выделяемой легкой фракции, стрелками с пунктирной линией - траектория движения воздуха.
Пневмосепаратор работает следующим образом. Исходное зерно ИЗ из приемной камеры 2 перемещается по зигзагообразному зерновому каналу 3. В процессе движения по зигзагообразному каналу 3 вследствие переменного ускорения и ударов об элементы зигзагообразного канала 3 зерновой поток разрыхляется. Повышается его текучесть, вследствие чего отдельные легкие частицы (соломистые частицы, полова, щуплые легковесные зерна) как бы «всплывают». При перемещении зерна по верхней скатной доске 8 эти частицы концентрируются в верхнем слое зернового потока. С верхней скатной доски 8 зерновой поток поступает на верхнюю пальцевую решетку 10. Крупные легкие частицы ЛК и вместе с ними часть мелких легких частиц верхнего слоя зернового потока перемещаются по верхней пальцевой решетке 10, сходят с нее в верхнее окно воздушного канала 4 и выносятся воздушным потоком в осадочную камеру 5. Остальные мелкие легкие частицы ЛМ и другие компоненты верхнего слоя зернового потока проходят между пальцами 16 верхней пальцевой решетки 10 и также поступают в верхнее окно воздушного канала. В воздушном канале 4 мелкие легкие частицы ЛМ выносятся воздушным потоком в осадочную камеру 5, а более тяжелые компоненты (обработанное зерно) ОЗ под действием силы тяжести опускаются вниз и выводятся из воздушного канала 4.
Остальная часть зернового потока проходит в окно верхней скатной доски 8, регулируемое заслонкой 12, и поступает по зигзагообразному зерновому каналу 3 по нижней скатной доске 9 через нижнюю пальцевую решетку 11 в нижнее окно воздушного канала. Проходя через нижнюю пальцевую решетку 11, зерновой поток дополнительно разрыхляется и в виде веера поступает в воздушный канал 4. В воздушном канале 4 легкие частицы ЛМ из зернового потока выносятся в осадочную камеру 5, а более тяжелые компоненты (обработанное зерно) ОЗ под действием силы тяжести опускаются вниз и выводятся из воздушного канала 4.
Благодаря каскадной пересыпке зерна в зигзагообразном зерновом канале 3 обеспечивается равномерная подача исходного зерна в воздушный канал 4 по длине его поперечного сечения и по времени. За счет сопротивления перемещению воздуха в зигзагообразном зерновом канале 3 и приемной камере 2 герметизируется воздушный канал 4. Исключение питателей ведет к упрощению конструкции, уменьшению стоимости пневмосепаратора и повышению его надежности.
Вследствие разделения потока исходного зерна легкие частицы вводятся в воздушный канал 4 выше, чем остальные компоненты, что создает лучшие условия для выноса легких частиц из воздушного канала 4 в осадочную камеру 5, чем в устройстве-прототипе.
Рассмотренный пример подтверждает возможность реализации заявленного технического решения.
Заявленное техническое решение сохраняет все достоинства и устраняет недостатки устройства-прототипа. Оно обеспечивает достижение технического результата, указанного в задаче изобретения, то есть повышение эффективности процесса сепарации зерна при больших подачах исходного зерна, упрощение конструкции, уменьшение стоимости и повышение надежности пневмосепаратора.