УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОРОННЫЙ ЭЛЕКТРОСЕПАРАТОР
UNIVERSAL CORONA ELECTROSTATIC SEPARATOR

Изобретение относится к электросепарации семян зерновых культур по степени травмированности.
Известен электрокоронный сепаратор (А.С. №484010, М. Кл. B03C 7/02, Бюл. №34, 15.09.75), состоящий из загрузочного бункера, горизонтального ленточного транспортера, коронирующего электрода. Однако известный электрокоронный сепаратор не позволяет разделять зерно по степени травмированности.
Известен коронный элекросепаратор (№68366, МПК B03C 7/02, Бюл. №33, 27.11.2007), взятый в качестве прототипа и состоящий из загрузочного бункера, источника высокого напряжения, электродвигателя, коронирующего электрода и осадительного электрода, выполненного в виде транспортерной ленты из полупроводящего материала, вращающейся на двух заземленных токопроводящих цилиндрах, классификатора и щеточки для удаления налипших частиц.
На сепараторе веер разделения компонентов смеси определяется электрическими свойствами частиц за счет различия различий поверхностного сопротивления.
Недостатком прототипа является то, что данный коронный электросепаратор не достаточно хорошо разделяет поток зерна, который содержит битые зерна, шелуху, мусор и зерна других культур. Для хорошего разделения необходимо предварительно разделять зерно до соразмерной кондиции на других сепараторах.
Технической задачей решения является повышение качества разделения зернового потока на семена одной культуры, одинаковые по диэлектрическим свойствам и размерам, но различные по степени травмированности с помощью одного сепаратора.
Для решения этой цели сепаратор имеет ряд конструктивных особенностей.
Универсальный коронный электросепаратор содержит загрузочный бункер, источник высокого напряжения, электродвигатель, коронирующий и полупроводящий заземленный осадительный электроды, классификатор. Осадительный электрод выполнен в виде транспортерной ленты из электропроводящего материала, способного менять собственное электрическое сопротивление под воздействием оптического излучения. Устройство дополнительно содержит последовательно установленные ИК-нагреватель, выполненный с возможностью изменения зоны нагрева, устройство забора воздуха и размещенное под транспортерной лентой устройство нижнего поддува, оптический облучатель, при этом транспортерная лента выполнена перфорированной с канавками.
Размещение ИК-нагревателя, зона действия которого может меняться, тем самым меняя зону нагрева, позволяет варьировать время ИК-нагрева зерна, тем самым меняя продолжительность поверхностной сушки зерна (удаление влаги с поверхности, на которую в первую очередь и направлена ИК-сушка).
Размещение устройства забора воздуха и размещенного под транспортерной лентой устройства нижнего поддува позволяет удалять сорный компонент из зернового вороха, интенсифицировать процесс влагоудаления и понижать температуру зерна при нагревании, сохраняя, тем самым, его жизнеспособность.
Выполнение осадительного электрода в виде транспортерной ленты из электропроводящего материала перфорированной с канавками обеспечивает зернам основной культуры большую поверхность соприкосновения с электропроводящей поверхностью ленты, тем самым увеличивая действие электрической силы, прижимающей зерна к ленте. Транспортерная лента может менять свое сопротивление, в зависимости от облучающего воздействия оптического облучателя. Это позволяет разделять зерновой поток на семена и примеси, а также целые и травмированные семена одной культуры, одинаковые по диэлектрическим свойствам и размерам, но различные по степени травмированности, в необходимом диапазоне, с помощью одного сепаратора.
Совокупность существенных признаков представленного технического решения, а именно наличие ИК-нагревателя, оптического облучателя, транспортерной ленты из электропроводящего материала, позволяющих получить новый экономический эффект - разделение семян зерновых культур, различных по поверхностному сопротивлению, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлено схематически заявляемое устройство, на фиг. 2 - часть транспортерной ленты и ее продольный разрез.
Универсальный коронный электросепаратор содержит электродвигатель 6, оптический облучатель 10, загрузочный бункер 4, ИК-нагреватель 5, источник высокого напряжения 7, коронирующий электрод 1, осадительный электрод, выполненный в виде транспортерной ленты 2 из электропроводящего материала, способного менять собственное электрическое сопротивление под воздействием оптического излучения, которая вращается на двух заземленных токопроводящих цилиндрах, устройство забора воздуха 9, устройство нижнего поддува 11, классификатор 8, щеточки для удаления налипших частиц 3.
Сепаратор работает следующим образом.
Зерновой поток из загрузочного бункера 4 попадает на транспортерную ленту 2. При движении на транспортерной ленте зерно попадает в зону нагрева, ширина которой определяется ИК-нагревателем 5, в результате чего нагревается и попадает в зону обдува и удаления примесей, в которой подсушивается устройствами нижнего поддува 11 и забора воздуха и мелких примесей 9. Целые зерна выделят меньше влаги, чем зерна с поврежденными оболочками, тем самым меньше изменят свое сопротивление. Примеси, которые могут быть подняты воздушным потоком, удаляются, в результате чего остаются только соразмерные зерна, одинаковые по плотности и размерам, но различные по степени травмированности. Далее зерна попадают в зону зарядки, которая находится под коронирующим электродом 1, который может менять свои размеры и перемещаться относительно осадительного электрода 2, и приобретают электрический заряд. Семена при попадании в зону облучения, находящуюся под оптическим облучателем 10, просвечиваются оптическим излучением. Зерна, различные между собой по степени травмированности, будут по-разному пропускать оптическое излучение, в результате чего электропроводящий материал транспортерной ленты 2 будет по-разному изменять свое электрическое сопротивление. При подаче напряжения на коронирующий электрод 1 возникает поле коронного разряда. Зерно из бункера 4 поступает в зону зарядки между коронирующим 1 и осадительным 2 электродами, в результате чего приобретает электрический заряд. Электрический заряд, полученный частицей, зависит от электрических свойств зерна.
Сила взаимодействия частицы и полупроводящей ленты определяется поверхностным сопротивлением частицы и проводимостью транспортерной ленты 2. Частицы с меньшим поверхностным сопротивлением разряжаются быстрее, чем с большим сопротивлением. Сумма сил, которая и определяет угол отрыва частицы от транспортерной ленты в зоне разрядки и сепарации, раскладывается на три составляющие: сила взаимодействия заряженной частицы с плоскостью ленты; сила тяжести и центростремительная сила. Первая сила прижимает частицу к ленте, она зависит от величины заряда частицы, центробежная сила отталкивает ее, а сила тяжести в верхнем полуцилиндре прижимает ее к ленте, в нижнем - отрывает от него.
В зависимости от суммарного действия сил распределение частиц образует веер. Частицы с малым контактным сопротивлением быстрее отбрасываются силами инерции с поверхности ленты. Частицы с большим контактным сопротивлением несут на себе заряд, тем самым прижимаются к ней электрическими силами.
Угол отрыва зерна от вращающегося электрода определяется поверхностным сопротивлением. Чем меньше электрическое сопротивление зерна, тем быстрее они отрываются от поверхности вращающегося электрода. В результате зерна распределяются по классам в приемном устройстве по степени травмированности.
Электросепаратор семян позволяет проводить разделение семян одной культуры, одинаковых по диэлектрическим свойствам и размерам, но различных по степени травмированности за счет различий поверхностного сопротивления и тем самым сепарировать трудноразделимые зерновые смеси.