АСПИРАЦИОННАЯ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
ASPIRATION GRAIN CLEANER

Изобретение относится к технике для разделения зерна и других сыпучих материалов воздушным потоком, 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.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа пневмосепаратор (RU 2387490, 27.04.2010).
Пневмосепаратор включает 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. 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, 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.
Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании такой конструкции аспирационной зерноочистительной машины, которая учитывала бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении качества разделения тяжелой и легкой фракций сыпучих материалов при сохранении равномерности распределения скорости воздушного потока и эффективности разделения зернового материала в аспирационной камере за счет обеспечения стабилизации плотности обрабатываемого зернового потока.
Указанный технический результат в аспирационной зерноочистительной машине разделения сыпучих материалов воздушным потоком по аэродинамическим свойствам, включающей аспирационную камеру и загрузочное устройство подачи исходного материала, достигается тем, что загрузочное устройство для подачи исходного материала выполнено в виде пластины длиной Н, равной не менее 300 мм, расположенной под углом к нормальной составляющей скорости вертикального движения материала вдоль стенки бункера и содержащей наклонные перегородки, высотой h, равной не более 20 мм.
Наклонные перегородки расположены к пластине под углом φ (град.) естественного откоса сыпучей смеси, который больше или равняется углу β (град.) наклона пластины к горизонтальной плоскости и удовлетворяет соотношению arcsin(S/K)≤arcos(f/L), где
S (мм) - длина прилежащего катета наклона пластины к горизонтальной плоскости β;
К (мм) - ширина пластины;
f (мм) - расстояние между наклонными перегородками;
L (мм) - длина наклонной перегородки.
На входящем сечений аспирационной камеры установлены П-образные створки, изготовленные из листовой стали и параллельно расположенные относительно друг друга.
П-образные створки последовательно расположены одна над другой вдоль входного сечения аспирационной камеры.
Применение П-образных створок, установленных на входящем сечений аспирационной камеры, улучшает процесс сепарации, обеспечивает некоторое повышение эффективности разделения зернового материала за счет того, что параллельно расположенные друг к другу П-образные створки, обладая сопротивлением воздушному потоку, способствуют определенному выравниванию его скорости по длине движения падающего материала, а пластина с наклонными перегородками способствует значительному увеличению расстояния между частиц материала и эффективному разобщению материала за счет плотной струи, двигающейся с большой вертикальной скоростью, что облегчает удаление легкой фракции и существенному удлинению времени пребывания исходного материала (вороха) на поверхности воздействия восходящего воздушного потока и, соответственно, повышает качество разделения фракций.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид аспирационной зерноочистительной машины; на фиг.2 - загрузочный бункер аспирационной зерноочистительной машины; на фиг.3 - пластины с наклонными перегородками; на фиг.4 - П-образные створки.
Аспирационная зерноочистительная машина содержит аспирационную камеру 1, стенку колена 2, выгрузной шнек вывода легких фракции 3, шкива привода вращения шнека вывода легких фракции 4, рукоятку управления регулировочным клапаном разряжения в системе аспирации 5, клапан разряжения в системе аспирации 6, выходной канал 7, соединенный мягким соединением (не показано) к вентилятору низкого давления (не показано), П-образные створки 8, изготовленные из листовой стали, последовательно расположенные одна над другой вдоль входного сечения 14 аспирационной камеры 1, загрузочное устройство 9 для исходного материала. Загрузочное устройство 9 состоит из пластины 10 с наклонными перегородками 15, рассекателя 11, регулирующего разделения зерна и равномерность распределения материала в загрузочное устройство 9.
При совместной работе аспирационной зерноочистительной машины с оборудованием для послеуборочной обработки зерна (не показано) важным конструктивным решением является необходимость установки на загрузочное устройство 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 загрузочное устройство 9 и распределяется по пластине 10 с наклонными перегородками 15, которая позволяет дифференцировать плотный слой движущейся массы на разобщенные фракции и увеличить время пребывание частиц под действием сил всасывания восходящего воздушного потока. На пластине 10 с наклонными перегородками 15 начинается торможение потока сыпучего материала за счет того, что на поверхности образуется малоподвижный слой материала.
Над пластиной 10 с наклонными перегородками 15 установлен рассекатель 11 для разделения входящего плотного слоя на два подслоя.
Отделение легких фракций осуществляется восходящим воздушным потоком, генерируемым вентилятором низкого давления (не показано).
Для равномерного распределения восходящего воздушного потока на входном сечении аспирационной камеры 1 устанавливаются П-образные створки 8, изготовленные из листовой стали, последовательно расположенные одна над другой.
В аспирационном камере 1 образуется несколько слоев падающих частиц, которые легко продуваются восходящим потоком воздуха, относительно тяжелые частицы аккумулируются и выводятся наружу (скорость потока уменьшается) через разгрузочный шнек 3 вращающимся шкивом привода вращения шнека вывода легких фракции 4, ременным приводом 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, 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 отделения регулируются регулировочным клапаном при помощи рукоятки управления 5, управляющей регулировочным клапаном разряжения в системе аспирации 6.
Применение предлагаемой аспирационной зерноочистительной машины позволяет значительно повысить качество разделения тяжелой и легкой фракций сыпучих материалов при обработке зерновых материалов различных культур.