ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
GRAIN SEPARATOR

Предлагаемое изобретение предназначено для разделения зерновых смесей и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки и сортировки зерна.
Известна зерноочистительная машина, включающая две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующими и воздухоподводящим каналами, загрузочные приспособления, расположенные в стенках пневмосепарирующих каналов, установленный между пневмосепарирующими системами диаметральный вентилятор с всасывающим окном, сообщенным с выходным окном отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы, и нагнетательным патрубком, сопряженным с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы и дополнительно сообщенным с пневмотранспортирующим каналом через дополнительный канал, смежная с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы стенка которого оканчивается напротив нагнетательного патрубка вентилятора распределительной заслонкой, и приспособления для вывода зерна и примесей, а также установленный под пневмосепарирующими системами трехъярусный решетный стан с приемниками разделения продуктов очистки [1].
Недостатком машины является невысокий эффект очистки зернового материала в пневмосепарирующем канале первой пневмосепарирующей системы из-за неравномерного спектра воздушного потока, нагнетаемого диаметральным вентилятором, близко расположенным к зоне сепарации.
Другим недостатком зерноочистительной машины является возможность оседания и накопления части легких примесей на нижней стенке пневмотранспортирующего канала, обуславливающие сужение проходного сечения канала и увеличение аэродинамического сопротивления замкнутой пневмосистемы.
Кроме того, мелкодисперсная пыль в отстойных камерах практически не оседает, циркулирует в замкнутой пневмосистеме, а повторно попадая в технологическую зону пневмосепарации, загрязняет очищенное зерно. Это также ухудшает качество очистки зернового материала.
Наиболее близкой по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится зерноочистительная машина, включающая две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующими и воздухоподводящим каналами, загрузочные приспособления, расположенные в стенках пневмосепарирующих каналов, установленный между пневмосепарирующими системами диаметральный вентилятор с всасывающим окном, сообщенным с выходным окном отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы, и нагнетательным патрубком, сопряженным с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы и дополнительно сообщенным с пневмотранспортирующим каналом через дополнительный канал, смежная с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы стенка которого оканчивается напротив нагнетательного патрубка вентилятора распределительной заслонкой, спиральный корпус вентилятора, сопрягающийся с нижней стенкой пневмотранспортирующего канала и на месте наибольшего раскрытия имеющий окно для сообщения выхлопного диффузора вентилятора с отводом дополнительного канала, в пневмотранспортирующем канале параллельно его нижней стенки расположенную стенку с зазором Δ относительно кромки смежной стенки пневмосепарирующего канала первой пневмосепарирующей системы и дополнительного канала, в выходном окне отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы расположенную регулировочную заслонку, по форме конгруэнтную его криволинейной стенке, и приспособления для вывода зерна и примесей, а также установленный под пневмосепарирующими системами трехъярусный решетный стан с приемниками разделения продуктов очистки [2] - прототип.
Извесная зерноочистительная машина в отличие от аналога имеет повышенное качество очистки зернового материала, выходящего из приспособления вывода первой пневмосепарирующей системы, за счет выравненной структуры воздушного потока в пневмосепарирующем канале и отвода пылевидных примесей через окно, расположенное на месте наибольшего раскрытия спирального корпуса диаметрального вентилятора, во вторую пневмосепарирующую систему.
Недостатком машины является также невысокий эффект очистки зернового материала, обусловленный, как и в аналоге, циркуляцией в замкнутой пневмосистеме с воздушным потоком трудноосаждаемых в отстойных камерах примесей (пыли), которые, вновь поступая в технологическую зону пневмосепарации, повторно загрязняют очищенное зерно в зоне его вывода из пневмосепарирующего канала второй пневмосепарирующей системы.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известной зерноочистительной машины, включающей две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепарирующими и воздухоподводящим каналами, загрузочные приспособления, расположенные в стенках пневмосепарирующих каналов, установленный между пневмосепарирующими системами диаметральный вентилятор с всасывающим окном, сообщенным с выходным окном отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы, и нагнетательным патрубком, сопряженным с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы и дополнительно сообщенным с пневмотранспортирующим каналом через дополнительный канал, смежная с пневмосепарирующим каналом первой пневмосепарирующей системы стенка которого оканчивается напротив нагнетательного патрубка вентилятора распределительной заслонкой, спиральный корпус вентилятора, сопрягающийся с нижней стенкой пневмотранспортирующего канала и на месте наибольшего раскрытия имеющий окно для сообщения выхлопного диффузора вентилятора с отводом дополнительного канала, в пневмотранспортирующем канале параллельно его нижней стенки расположенную стенку с зазором Δ относительно кромки смежной стенки пневмосепарирующего канала первой пневмосепарирующей системы и дополнительного канала, в выходном окне отстойной камеры второй пневмосепарирующей системы расположенную регулировочную заслонку, по форме конгруэнтную его криволинейной стенке, и приспособления для вывода зерна и примесей, а также установленный под пневмосепарирующими системами трехъярусный решетный стан с приемниками разделения продуктов очистки, отстойная камера первой пневмосепарирующей системы сообщена со входом пылеотделителя, образованного смежной с воздухоподводящим каналом второй пневмосепарирующей системы стенкой и обращенной к ней стенкой, сопряженной одним концом с наружной стенкой отстойной камеры первой пневмосепарирующей системы, а другим концом соединенной со смежной с воздухоподводящим каналом второй пневмосепарирующей системы стенкой, причем смежная с воздухоподводящим каналом второй пневмосепарирующей системы стенка пылеотделителя на входном участке снабжена шарнирно закрепленной регулировочной заслонкой, ниже которой образовано окно, сообщающее пылеотделитель с воздухоподводящим каналом второй пневмосепарирующей системы.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
Сообщение отстойной камеры первой пневмосепарирующей системы со входом пылеотделителя обусловливает осаждение в последнем трудноосаждаемых в отстойной камере примесей (пыли), а затем отвод их наружу. Это исключает загрязнение очищенного зерна на выходе из пневмосепарирующего канала второй пневмосепарирующей системы и повышает его качество очистки.
Образование пылеотделителя смежной с воздухоподводящим каналом второй пневмосепарирующей системы стенкой и обращенной к ней стенкой, сопряженной одним концом с наружной стенкой отстойной камеры первой пневмосепарирующей системы, а другим концом соединенной со смежной с воздухоподводящим каналом второй пневмосепарирующей системы стенкой обеспечивает снижение металлоемкости при изготовлении машины и соответственно его себестоимости.
Сообщение пылеотделителя с воздухоподводящим каналом второй пневмосепарирующей системы через окно, расположенное в их смежной стенке ниже шарнирно закрепленной регулировочной заслонки, обусловливает отвод из пылеотделителя очищенного воздуха от пыли в воздухоподводящий канал. Это обстоятельство обеспечивает качественное осаждение пыли в пылеотделителе, снижает аэродинамическое сопротивление замкнутой пневмосистемы и соответственно уменьшает энергопотребление на генерирование воздушного потока вентилятором.
Размещение на входном участке смежной с воздухоподводящим каналом второй пневмосепарирующей системы стенки пылеотделителя, шарнирно закрепленной регулировочной заслонкой, позволяет регулировать количество поступления запыленного воздуха в пылеотделитель для обеспечения эффективного осаждения пыли в последнем.
В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, значительно превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.
На чертеже представлена схема зерноочистительной машины, где стрелками показано направление движения очищаемого зернового материала, воздушного потока, примесей и очищенного зерна.
Основные рабочие органы зерноочистительной машины - замкнутая пневмосистема и трехъярусный решетный стан.
Замкнутая пневмосистема, включающая две пневмосепарирующие системы, состоит из диаметрального вентилятора 1, установленного между пневмосепарирующими системами, пневмосепарирующих каналов 2 и 3, пневмотранспортирующего канала 4, нагнетательного патрубка 5, воздухоподводящего канала 6, отстойных камер 7 и 8, загрузочных приспособлений 9 и 10, расположенных в стенках каналов 2 и 3, приспособлений для вывода зерна 11 и 12, а также примесей 13 и 14. Загрузочное приспособление 9 имеет направляющую решетку 15, под которой расположена пневмокамера 16, сообщающаяся при помощи окна 17 с пневмосепарирующим каналом 2 под сходом зернового материала с направляющей решетки 15. В отстойной камере 8 установлена жалюзийная плоскость 18 для более эффективного осаждения примесей. Нагнетательный патрубок 5 диаметрального вентилятора 1 сопряжен с пневмосепарирующим каналом 2 и сообщается дополнительно с пневмотранспортирующим каналом 4 через дополнительный канал 19, смежная с пневмосепарирующим каналом 2 стенка 20 которого оканчивается напротив нагнетательного патрубка 5 вентилятора 1 распределительной заслонкой 21. Причем спиральный корпус вентилятора 1 сопрягается с нижней стенкой пневмотранспортирующего канала 4 и на месте наибольшего раскрытия имеет окно 22 для сообщения выхлопного диффузора вентилятора 1 с отводом дополнительного канала 19. Всасывающее окно 23 вентилятора 1 сообщается с выходным окном отстойной камеры 7, в которой расположена регулировочная заслонка 24, по форме конгруэнтная его криволинейной стенке. В отводе пневмосепарирующего канала 2 установлена регулировочная заслонка 25. Ниже кромки смежной стенки пневмосепарирующего 2 и дополнительного 19 каналов, образуя зазор Δ, установлена параллельно нижней стенке пневмотранспортирующего канала 4 прямолинейная плоскость 26. Отстойная камера 8 сообщена с воздухоподводящим каналом 6 и с входом пылеотделителя 27, образованного смежной стенкой 28 и стенкой 29. Внизу пылеотделителя 27 имеется приспособление 30 для вывода пыли за пределы машины. На смежной стенке 28 имеется окно 31, сообщающее пылеотделитель 27 с воздухоподводящим каналом 6, а на конце смежной стенки 28 установлена шарнирно закрепленная заслонка 32.
Под замкнутой пневмосистемой расположен решетный стан, состоящий из верхнего и среднего 33, а также нижнего 34 ярусов. В верхнем ярусе размещены колосовые решета Б1 и Б2 с приемниками крупных примесей 35 и дробленого, щуплого и битого зерна 36, а в среднем ярусе установлены сортировальные решета Г1 и Г2. Нижний ярус имеет подсевные решета В1 и В2 с приемниками мелких примесей 37 и зерна второго сорта 38. Стан подвешен к раме на подвесках и решета колеблются благодаря приводному механизму во взаимопротивоположных направлениях с целью уравновешивания инерционных сил. Для очистки решет под ними установлены колеблющиеся щетки (не показаны).
Зерноочистительная машина работает следующим образом.
Очищаемый зерновой материал через загрузочное приспособление 9 поступает на направляющую решетку 15, где послойно разрыхляется воздушным потоком, поступающим в камеру 16 через окно 17. Далее послойно разрыхленный зерновой материал поступает в пневмосепарирующий канал 2 первой пневмосепарирующей системы, где равномерно распределяется по его ширине. В пневмосепарирующем канале 2 из зернового материала восходящим воздушным потоком, создаваемым вентилятором 1, выделяются легкие сорные примеси и по пневмотранспортирующему каналу 4 уносятся в отстойную камеру 8, где осаждаются и приспособлением 14 выводятся за пределы машины.
Часть очищенного от легких примесей воздуха из отстойной камеры 8 поступает в воздухоподводящий канал 6. Кроме того, выходящий через жалюзи жалюзийной плоскости 18, установленной в отстойной камере 8, запыленный воздушный поток за счет центробежно-гравитационных сил отбрасывается к наружной стенке 29 отстойной камеры 8 и сходит вдоль стенки 29 в пылеотделитель 27, где пыль осаждается и приспособлением 30 выводится из машины, а очищенный от пыли воздух через окно 31 в смежной стенке 28, поступая в воздухоподводящий канал 6, сливается с основным воздушным потоком, очищенным от легких примесей, и подается в пневмосепарирующий канал 3 второй пневмосепарирующей системы.
Из пневмосепарирующего канала 2 зерно, очищенное от легких примесей, приспособлением 11 подается на решето Б1, где делится на две примерно равные по массе, но различные по размерам зерен части. Более крупное зерно сходом с решета Б1 поступает на решето Б2, где отделяются крупные сорные примеси, которые сходом с решета Б2 поступают в приемник 35 и выводятся за пределы машины. Очищенное более крупное зерно проходом через решето Б2 по скатной доске поступает на конец решета Г2. Менее крупное зерно через решето Б1 подается на сортировальные решета Г1 и Г2, через которые проходят мелкое (щуплое) зерно и примеси. Окончательно очищенные семена с решет Г1 и Г2 поступают через загрузочное приспособление 10 во второй пневмосепарирующий канал 3. В канале 3 из смеси зерна воздушным потоком выносятся битые и щуплые зерна. Они попадают в отстойную камеру 7, осаждаются в ней и выводятся через приспособление 13 в приемник 36, из которого затем - за пределы машины. Воздушный поток из отстойной камеры 7 с трудноосаждаемыми пылевидными примесями вновь поступает в колесо диаметрального вентилятора 1. При выходе из колеса вентилятора 1 частицы пылевидных примесей под действием центробежных сил отбрасываются к периферии и, двигаясь по спиральному корпусу выхлопного диффузора вентилятора 1, попадают в окно 22, по которому далее под действием нагнетательного потока воздуха поступают в отвод дополнительного канала 19 и вместе с основным потоком воздуха направляются по пневмотранспортирующему каналу 4 в отстойную камеру 8, где и осаждаются. Очищенный воздух от пылевидных примесей по нагнетательному патрубку 5 вентилятора 1 вновь поступает в пневмосепарирующий канал 2 для выполнения последующего технологического процесса. Очищенное в канале 3 зерно первого сорта выгрузным устройством 12 удаляется за пределы пневмосистемы. Проход через решета Г1 и Г2 поступает на подсевные решета В1 и В2. Сход с решет В1 и В2 представляет собой очищенное зерно второго сорта, которое поступает в приемник 38 и удаляется за пределы машины. Мелкие примеси (частицы минерального и органического происхождения, мелкие семена сорняков) проходом через решета В1 и В2 поступают в приемник 37 и удаляются за пределы машины.
Поступление исходного зернового материала в машину вначале регулируют заслонкой нории или бункера-питателя. Равномерность распределения зернового материала по ширине машины регулируют изменением усилия поджатия клапана распределительного шнека у загрузочного приспособления 9. После того как величина подачи и равномерность распределения по ширине машины установлены, приступают к регулировке воздушного потока в пневмосепарирующих каналах 2 и 3 заслонками 21, 24, 25. Вначале требуемую величину скорости воздуха в пневмосепарирующем канале 3 второй пневмосепарирующей системы устанавливают поворотом заслонки 24. Затем поворотом распределительной заслонки 21 изменяют соотношение воздушного потока, поступающего из нагнетательного патрубка 5 вентилятора 1 в первый пневмосепарирующий канал 2 и дополнительный канал 19 таким образом, чтобы установить максимальный вынос легких примесей из канала 2. При этом в отстойную камеру 8 не должны выноситься воздушным потоком зерна основной культуры. В процессе работы дополнительную регулировку скорости воздушного потока в канале 2 производят заслонкой 25.
Для получения высокого качества зерна надо правильно подобрать решета. Подбирают решета для каждой вновь очищаемой партии зернового материала, а контролируют это после пробной очистки зерна, осмотрев выход фракций.
Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является повышение качества очистки зернового материала, быстрота и простота настройки всей зерноочистительной машины на оптимальный режим работы, удобство обслуживания машины.
Литература
7
1. Патент №2198040 РФ, МКИ B07B 4/02, B02B 1/02. Зерноочистительная машина / В.Е.Саитов, Р.Г.Гатауллин. - №2000131016/13; Заявлено 13.12.2000 // Изобретения. Полезные модели. - 2003. - №4.
7
2. Патент №2283704 РФ, МКИ B07B 4/02, A01F 12/44. Зерноочистительная машина / В.Е.Саитов, Р.Г.Гатауллин. - №2004135685/03; Заявлено 06.12.2004 // Изобретения. Полезные модели. - 2006. - №26 - прототип.