УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ СЕМЯН ПО УПРУГОСТИ
DEVICE FOR SEED SEPARATION ON ELASTICITY

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих зерновых материалов по упругим свойствам и может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке семян.
Известны устройства для разделения сыпучих материалов по упругим свойствам, содержащие питатель-дозатор для подачи сыпучего материала, рабочую поверхность и отражательную поверхность, жестко соединенную с рабочей, привод в виде вибратора направленного действия и приемники продуктов разделения [Зайка П.М., Мезнев Т.Е. Сепарация семян по комплексу физико-механических свойств. - М.: Колос, 1978, с. 142-144.]
Основным недостатком известных устройств является низкая эффективность процесса разделения из-за изменения кинематических параметров движения рабочего органа (амплитуды и частоты колебаний), а также недостаточная производительность, обусловленная поштучной подачей сепарируемого материала на рабочую поверхность.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по выполняемой функции и достигаемому эффекту является сепаратор для разделения сыпучих материалов по упругим свойствам, включающий загрузочно-разгрузочный приемник, кольцевой дозатор и зафиксированный на направляющей конический питатель, расположенные одна под другой ступени рабочих органов, выполненные с возможностью перемещения и фиксации их положения по высоте, каждая ступень рабочих органов содержит отражательный элемент в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, делитель в виде цилиндрической поверхности соосно с конусом и воронкообразную скатную доску с выпускной щелью. Питатель выполнен воронкообразным и закреплен на фиксаторе, скатная доска снабжена кольцевым дозатором и выполняет роль загрузочно-разгрузочного приемника, при этом каждая ступень рабочих органов содержит последовательно расположенные питатель, отражательный элемент, делитель и загрузочно-разгрузочный приемник с кольцевым дозатором (RU 2470719 C1, кл. В07В 13/00, 27.12.2012. Бюлл. №36).
Недостатком известного устройства является низкая эффективность сепарации из-за отсутствия средств стабилизации начальной скорости и регулирования ориентации центра масс частиц сыпучего материала, поступающего на разделяющую сепарирующую поверхность, где над ним находится отражательная поверхность жестко соединенная с сепарирующей. Рассекание подаваемого материала в воздушном пространстве при его движении от бункера-дозатора к отражательной пластине, а следовательно, и вероятности травмирования зародыша зерновых частиц, так как частицы зерна падают тяжелой зародышевой частью вперед.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разделения сыпучих материалов по упругим свойствам и уменьшение травмированности зародышей зерновок.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для сепарации семян по упругости, включающем загрузочно-разгрузочный приемник, воронкообразный питатель, под которым одна под другой расположены ступени рабочих органов, выполненные с возможностью перемещения и фиксации их положения на направляющей, проходящей по оси корпуса устройства, каждая ступень рабочих органов включает отражательную поверхность в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, воронкообразную скатную доску с выпускной щелью, согласно изобретению загрузочно-разгрузочный приемник снабжен зафиксированной на осевой направляющей корпуса конической направляющей и расположенным под ней воронкообразным питателем, каждая ступень рабочих органов содержит последовательно расположенные разгонный участок, отражательную поверхность, жестко соединенную с сепарирующей поверхностью, установленной в цилиндрическом приемнике, выполненным заодно с воронкообразной скатной доской с выпускной щелью, при этом разгонный участок расположен между воронкообразным питателем и сепарирующей поверхностью, и имеет криволинейную гофрированную поверхность, состоящую из конической поверхности, переходящей в поверхность в виде усеченного конуса, установленного большим основанием вниз, вершиной конической поверхности разгонный участок зафиксирован на направляющей, проходящей по оси корпуса устройства, под воронкообразным питателем, сепарирующая поверхность выполнена в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, образующая которого параллельна образующей конуса отражательной поверхности.
Отличием заявляемого устройства от наиболее близкого аналогичного решения является наличие новых конструктивных элементов, а именно установка в загрузочно-разгрузочном приемнике конической направляющей и воронкообразного питателя, а также новое выполнение ступени рабочих органов, а именно установка в ней разгонного участка, сепарирующей поверхности, установленной в цилиндрическом приемнике.
Установка в загрузочно-разгрузочном приемнике конической направляющей и воронкообразного питателя позволяет регулировать подачу зернового материала в сепарирующий канал и сделать ее равномерной. Кроме того, коническая направляющая позволяет подавать зерновой материал под углом естественного откоса и ориентировать частицы зернового материала тяжелой (зародышевой) частью вперед. Скорость потока зерновых частиц, выходящих из воронкообразного питателя, определяется коэффициентом внутреннего трения и направлена вертикально вниз. Объединение в одном устройстве конической направляющей и воронкообразного питателя позволяет сглаживать колебания нагрузки, т.к. при повышении номинальной нагрузки происходит запирание продуктом кольцевой щели между конической направляющей и корпусом загрузочно-разгрузочного приемника и в сепарирующий канал поступает только установленное количество исходной смеси. Таким образом, происходит сглаживание колебаний нагрузки и ориентация центра масс частиц сыпучего материала относительно сепарирующего канала, что обеспечивает повышение производительности и эффективности разделения сыпучих материалов.
Установка разгонного участка между воронкообразным питателем и сепарирующей поверхностью и выполнение его в виде криволинейной гофрированной конической поверхности позволяет стабилизировать движение частиц (предотвратить их отклонение от траектории движения) перед их попаданием на сепарирующую поверхность, что предотвращает рассеивание траектории частиц с одинаковыми упругими свойствами, а это способствует повышению качества процесса сепарации. Увеличение радиуса кривизны гофрированной конической поверхности в направлении от загрузочного конца к разгрузочному позволяет частицам двигаться вдоль криволинейной гофрированной конической поверхности без отрыва от ее поверхности с ориентацией зерновой частицы тяжелой зерновой частью вперед, что способствует уменьшению отклонений частиц от линии подачи и приводит к повышению эффективности процесса сепарации. При этом стабилизированные зерновые частицы после схода с разгонного участка, ударяются боком, а не тяжелой зародышевой частью, об сепарирующую поверхность, что уменьшает травмирование зародышей зерновок.
Установка образующей сепарирующей поверхности параллельно образующей отражательной поверхности позволяет интенсифицировать технологический процесс, что приводит к повышению эффективности процесса сепарации. Зазор между сепарирующей наклонной поверхностью и отражательной наклонной поверхностью устанавливают меньше высоты отскока семян от сепарирующей наклонной поверхности, что способствует повышению качества процесса сепарации.
Сравнение заявляемого устройства с прототипом позволило установить соответствие критерию «новизна».
Сущность изобретения пояснена чертежом, где приведен продольный разрез предлагаемого устройства.
Устройство для сепарации семян по упругости состоит из единого цилиндрического корпуса 1, в котором расположен сепарирующий канал 2. Для подачи семенных зерновых материалов в сепарирующий канал 2 на корпусе 1 установлен загрузочно-разгрузочный приемник 3, в котором установлено устройство для регулирования колебания нагрузки и ориентации центра масс зерновых частиц, включающее коническую направляющую 4 и расположенный под ней воронкообразный питатель 5. Коническая направляющая 4 зафиксирована на направляющей 6, проходящей по оси корпуса устройства. Под приемником 3 одна под другой расположены ступени рабочих органов, выполненные с возможностью перемещения и фиксации их положения на направляющей, проходящей по оси корпуса устройства. Каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные и зафиксированные на направляющей 6 разгонный участок 7, отражательную поверхность 8, жестко соединенную посредством рычага 9 с сепарирующей поверхностью 10, установленной в цилиндрическом приемнике 11, выполненным заодно с воронкообразной скатной доской 12 с выпускной щелью 13. Разгонный участок 7 расположен между воронкообразным питателем 5 и сепарирующей поверхностью 10. Разгонный участок 7 имеет криволинейную гофрированную поверхность, состоящую из конической поверхности, переходящей в поверхность в виде усеченного конуса, установленного большим основанием вниз. Вершиной конической поверхности разгонный участок 7 зафиксирован на направляющей 6 под воронкообразным питателем 5, т.е. радиус кривизны конической поверхности увеличивается от загрузочного конца к разгрузочному. Сепарирующая поверхность 10 и отражательная поверхность 8 выполнены в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса. Образующая конуса сепарирующей поверхности 10 параллельна образующей конуса отражательной поверхности 8. Под цилиндрическим корпусом 1 и последней нижней ступенью рабочих органов расположены приемники фракции 14 и 15 с выгрузными окнами 16 и 17.
Заявляемое устройство для сепарации семян по упругости работает следующим образом.
Семенной сыпучий материал, например зерно, имеющий произвольное значение начальной скорости, поступает в загрузочно-разгрузочный приемник 3. Далее в результате удара о коническую направляющую 4 и прохождения через зазор между нею и стенкой загрузочно-разгрузочного приемника 3, скорость семян падает практически до нуля и движется под углом естественного откоса по слою продукта на питателе 5 с ориентацией центра масс зерновой частицы вперед. Через выпускную щель питателя 5 материал поступает под действием силы тяжести на криволинейную гофрированную коническую поверхность разгонного участка 7. При движении по криволинейной гофрированной конической поверхности семенного зернового материала с ориентацией центра масс зерновые частицы приобретают требуемую начальную скорость их движения. Стабилизированные зерновые материалы после схода с разгонного участка 7, ударяются боком (а не тяжелой зародышевой частью) об сепарирующую поверхность 10, в результате чего упругие семенные частицы зернового материала после соударения перелетают верхнюю кромку отражательной поверхности 8 и поступают в приемник 14. Остальной семенной зерновой материал ударяется об отражательную поверхность 8 и по скатной воронкообразной доске 12 движется с ориентацией центра масс зерновых частиц к выпускной щели 13 и через нее попадает на криволинейную гофрированную коническую поверхность разгонного участка 7 второй ступени. На второй и третьей ступенях процесс сепарации повторяется. Частицы упругой фракции, выделенные на трех ступенях, объединяют в приемнике 14 и выводят через окно 16. Неупругая фракция со скатной воронкообразной доски 12 третьей ступени поступает в приемник 15 и выводится через окно 17.