ПНЕВМОСЕПАРАТОР
PNEUMATIC SEPARATOR

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольноэлеваторной и комбикормовой промышленности для очистки сыпучих материалов, преимущественно зерна и зернистых материалов, от легких примесей воздушным потоком.
Известен пневмосепаратор, включающий пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарирующего материала, в котором установлен на валу питатель, выполненный виде рифленого валика с ячейками на наружной стенке [1].
Данное устройство уменьшает неравномерность подачи зернового материала в пневмосепарирующий канал во времени, вызываемую колебаниями уровня зерна над валиком, а также снижает неравномерность его распределения по ширине канала.
Однако при работе данного устройства зерновой материал, попадая в разные точки поверхности ячейки и отталкиваясь от них, движется по различным траекториям, образуя струю. При этом основная часть зернового материала сходит с поверхности ячейки валика в самом начале поворота, а поэтому концентрируется в начале «глубины» струи. Это ведет к неравномерному распределению зернового материала по «глубине» струи, а значит, и по глубине пневмосепарирующего канала. Кроме того, данное устройство не обеспечивает при вводе в канал зернового материала выделения из него соломистых примесей. Наряду с отмеченным при сепарировании зернового материала, имеющего повышенную влажность и высокую удельную подачу, затрудняется выделение соломистых примесей из нижних и средних слоев зернового потока из-за высокой его плотности, вследствие чего данные примеси выводятся с основным продуктом. Все это приводит к снижению качества сепарации зернового материала.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится пневмосепаратор, включающий пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, в котором установлен питатель, поверхность которого выполнена в виде решета однополостного гиперболоида вращения с полой центральной частью, а внутри него установлены на валу активаторы [2].
У известного устройства поверхность решета выполнена в виде однополостного гиперболоида вращения, она достаточно сложна для технического изготовления и требует специально сконструированной оснастки, позволяющей выдерживать строгие размеры поверхностного контура питателя и строгую диаметральность поперечных сечений по всей длине питателя. Поэтому процесс изготовления питателя и данного пневмосепаратора является дорогостоящим.
Кроме того, установленные на валу питателя активаторы, как и сам сплошной вал, перекрывают естественное движение зерновому материалу в центральной части питателя, создавая нагромождение («сгруживание») зернового материала внутри питателя, что, в свою очередь, приводит к снижению предполагаемого эффекта расслоения зернового материала.
Также исполнение вала с активаторами сплошным делает питатель утяжеленным. Это увеличивает общий расход материала на изготовление питателя, обусловливая увеличение себестоимости его изготовления. При этом в процессе эксплуатации пневмосепаратора затрачивается дополнительная энергия на привод питателя, обусловленная его повышенной инерционностью и силами трения в подшипниковых узлах вала, что в целом снижает экономическую эффективность пневмосепаратора.
Сущность предлагаемой разработки состоит в том, что в пневмосепараторе, включающем пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, в котором установлен питатель, поверхность питателя образована двумя симметрично расположенными решетами, выполненными в виде усеченного параболоида вращения и состыкованными диаметрами наибольших оснований, а на внутренней поверхности решета питателя симметрично друг другу расположены гребенчато-планчатые рассекатели-ворошители, причем внутренняя часть питателя является абсолютно полой, а на обоих концах питателя расположены центрирующие обечайки с закрепленными в них полуосями.
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.
Образование поверхности питателя двумя симметрично расположенными решетами, выполненными в виде усеченного параболоида вращения и состыкованными диаметрами наибольших оснований, обусловливает прочность конструкции питателя вследствие выпуклой формы его поверхности. Выпуклая поверхность питателя соответствует значительному противодействию динамической, знакопеременной силе потока зернового материала. Кроме этого выпуклая поверхность питателя проще в изготовлении с технической стороны, чем, например, вогнутая как у однополостного гиперболоида вращения.
Использование в питателе двух полуосей, закрепленных неподвижно в центрирующих обечайках, способствует тому, что центральная часть питателя остается полой, что обусловливает свободное перемещение зернового материала внутри него. Это обстоятельство увеличивает пропускную способность питателя. В тоже время изготовление внутренней части питателя полой обусловливает уменьшение его массы, влекущее снижение нагрузки на подшипниковые узлы и затраты энергии на привод питателя.
Применение гребенчато-планчатых рассекателей-ворошителей, расположенных симметрично друг другу на внутренней поверхности решета питателя, позволяет дополнительно расслаивать гребенками и перемешивать планками зерновой материал внутри питателя, что располагает к быстрому прохождению зернового материала через внутреннюю поверхность решета питателя и равномерному распределению зернового материала в пневмосепарирующем канале.
В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, указанного в цели изобретения, обладает существенными отличиями.
На фигурах 1 и 2 приведены схемы пневмосепаратора и объемного вида питателя. На схеме пневмосепаратора показано направление движения зернового материала, легких примесей и воздушного потока.
1
2
Пневмосепаратор состоит из пневмосепарирующего канала 1 с поперечным окном 2 для ввода зернового материала, в котором на двух полуосях 3, закрепленных каждая в центрирующих обечайках 4, установлен питатель 5. Поверхность питателя 5 длиной L образована двумя симметричными решетами 6 (длиной l и l), поверхность которых выполнена в виде усеченного параболоида вращения и состыкована диаметрами наибольших оснований. На внутренней поверхности решета питателя 5 симметрично друг другу расположены гребенчато-планчатые рассекатели-ворошители 7, изготовленные, например, из пластин. Внутренняя часть 8 питателя 5 выполнена полой.
Пневмосепаратор работает следующим образом.
Очищаемый зерновой материал поступает к питателю 5, вращающемуся на двух полуосях 3. Зерно и мелкие примеси проходят через решетчатую поверхность питателя 5 во внутреннюю полую ее часть 8, где подвергаются воздействию гребенчато-планчатых рассекателей-ворошителей 7, и, пройдя сквозь решето, равномерно через окно 2 распределяются в пневмосепарирующем канале 1. В то же время соломистые примеси до ввода зернового материала в пневмосепарирующий канал 1 выделяются решетчатой поверхностью питателя 5 и подаются в пневмосепарирующий канал 1 выше зоны равномерно поступающего зерна и мелких примесей, облегчая процесс выноса легких примесей воздушным потоком. В пневмосепарирующем канале 1 восходящим воздушным потоком выделяются легкие примеси, поднимаются вверх и удаляются в отходы. Очищенный материал от примесей под действием силы тяжести выводится через нижнее сечение пневмосепарирующего канала 1 наружу.
Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является уменьшение энергопотребления на привод питателя пневмосепаратора, повышение производительности и качества сепарации при обработке зернового материала.
Литература
1. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. - Изд. 2-ое, перераб. и доп. - М.: Колос, 1980. - С.268-270.
7
2. Патент №2153401 РФ, МПК В07В 4/02, 11/06. Пневмосепаратор /А.К.Болотов, В.Е.Сайтов, Р.Г.Гатауллин (РФ). - №99111010/03; заявл. 25.05.99; опубл. 27.07.2000 // Изобретения. Полезные модели. - 2000. - №21(IIч.). - С.424 - прототип.