УНИВЕРСАЛЬНЫЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКОЙ ЗЕРНОВОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к устройствам для воздушной сепарации сыпучих материалов и может быть использована, преимущественно в сельском хозяйстве для очистки и сортировки семян злаковых, травяных и иных культур на селекционных станциях, в фермерских хозяйствах, в мукомольном и комбикормовом производстве, а также в других отраслях народного хозяйства для разделения загрязненных сыпучих материалов на отдельные фракции.
6
Из уровня техники известен аэродинамический сепаратор для сепарации с дополнительной очисткой зернового материала, содержащий бункер с вибролотком, установленный под ним генератор каскада воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под которой расположены сборники фракций, а также в средине сепарационной камеры над сборниками фракций расположено устройство для очистки зернового материала, выполненное в виде двухскатной сборной прутковой решетки, консольные концы ветвей рабочих органов которой свободно опираются на опорные поворотные валы с чистиками, расположенными в промежутках между соседними ветвями рабочих органов, причем каждая ветвь представляет собой прямолинейный пруток с крючком на одном конце, с помощью которого ветвь надевается на центральную ось двухскатной решетки, а также расстояние между ветвями в наборе рабочего органа может изменяться с помощью шайб. Угол наклона ветвей рабочих органов может изменяться путем перемещения в вертикальном направлении центральной оси решетки, или горизонтального перемещения поворотных валов в разные стороны [см. патент Украины №87489 по классам МПК В07В 4/02, A01F 12/44 опубликованный 10.02.2014 года в Бюл. №3].
Основным недостатком известного аэродинамического сепаратора является постепенное снижение производительности в процессе эксплуатации вследствие несовершенства его конструкции. Наличие указанного недостатка поясняется следующим. Решетка для очистки зернового материала от примесей находится в статическом состоянии, что способствует загрязнению межпруткового пространства соизмеримыми с ним примесями и так называемыми «всадниками» (ломаная солома, V-образные фрагменты колосьев и проч.), что постепенно снижает пропускную способность решетки, следовательно, и производительность сепаратора. Кроме того, поскольку периметр решетки жесткий, вероятность заклинивания зерен между прутками остается довольно высокой, а чистики размещены только лишь в торце решетки, следовательно, способны очищать не более 5% рабочей площади решетки, что еще в большей степени снижает производительность сепаратора, а также вынуждает периодически останавливать его работу для профилактической очистки решетки.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемым за прототип, является аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала, содержащий бункер с вибролотком, установленный под ним генератор каскада воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под которой расположены сборники фракций, причем в начале вибролотка между ним и выходом из бункера установлена скальператорная гребенка, консольные прутки которой имеют различную длину или жесткость, имеют концевой загиб, и снабжены у свободных концов сборником крупных примесей, выполненным в виде одно- или двухскатного виброканала, сообщенного со сборником первой фракции [см. патент Украины № u2017 01874 по классам В07В 4/02, A01F 12/44 поданную 27.02.2017 года].
Основным недостатком известного технического решения является то, что скальператорная гребенка установлена стационарно. Сущность этого недостатка поясняется следующим. Если в бункер подается предварительно очищенный зерновой материал, по в скальператорной решетке вообще нет необходимости. Она только лишь снижает производительность работы сепаратора, создавая дополнительное механическое препятствие для свободной подачи зернового материала в сепарационную камеру. Если же зерновой материал загрязнен примесями, то использование такой скальператорной гребенки оправдано, даже если снижается производительность процесса сепарации. Поскольку гребенка установлена стационарно, она, естественно, не может учитывать состояние (загрязненность) исходного сырья, что является конструктивным недостатком известного аэродинамического сепаратора.
В основу полезной модели поставлена задача дальнейшего усовершенствования известного аэродинамического сепаратора путем расширения его функциональных возможностей за счет возможности изменения пространственного положения (угла установки или уклона) скальператорной гребенки в зависимости от степени загрязнения исходного зернового материала для обеспечения максимальной производительности сепаратора независимо от состояния исходного сырья.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в аэродинамическом сепараторе с дополнительной очисткой зернового материала, содержащем бункер с вибролотком, установленный под ним генератор каскада воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под которой расположены сборники фракций, причем в начале вибролотка между ним и выходом из бункера установлена скальператорная гребенка, консольные прутки которой имеют различную длину, имеют концевой загиб, и снабжены у свободных концов сборником крупных примесей, выполненным в виде двухскатного виброканала, сообщенного со сборником первой фракции, согласно предложению, с целью оперативного выключения скальперации и установки оптимального угла уклона гребенки, последняя снабжена поворотным механизмом, выполненным в виде трапеции, снабженной фиксаторами выбранного положения.
Благодаря возможности изменения пространственного положения скальператорной гребенки по отношению к выходному отверстию из бункера, появляется техническая возможность учитывать степень загрязненности исходного сырья, путем полного или частичного выключения скальперации из процесса сепарации за счет соответствующего поворота гребенки, вплоть до ее полного отклонения от выходного отверстия из бункера в случае подачи уже очищенного зернового материала.
Благодаря наличию фиксатора, скальператорная гребенка может оставаться под заданным углом любое время и выполнять свое функциональное назначение без изменения производительности во времени.
Благодаря выполнению поворотного механизма в виде трапеции, вся гребенка, независимо от ее ширины, поворачивается параллельно по всей своей плоскости, что создает одинаковые условия прохождения через нее зернового материала по всей ее площади.
Таким образом, совокупность всех описанных существенных признаков, характеризующих заявленный аэродинамический сепаратор для сепарации зернового материала с дополнительной очисткой, полученных благодаря внесенным конструктивным изменениям в скальператорную гребенку, выполнив ее технически поворотной позволяет достичь желаемого технического результата, выражающегося в стабилизации производительности работы агрегата на максимальном уровне независимо от степени загрязненности исходного зернового материала.
Дальнейшая сущность предложенного технического решения поясняется иллюстративным материалом, на которых изображено следующее: фиг. 1 - вид сбоку на предложенный аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала, продольный разрез. Одинарными стрелками показано направление движения воздуха в сепарационной камере, тройными стрелками - выход из сепаратора отсепарированного зернового материала, светлыми точками - зерновой материал, римскими цифрами обозначены сборники фракций; фиг. 2 - скальператорная гребенка, вид в плане, в рабочем положении; фиг. 3 - скальператорная гребенка, вид в плане, в нерабочем положении; фиг. 4 - поперечный разрез предложенного аэродинамического сепаратора.
Предложенный аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала содержит бункер 1 для загрузки зернового материала с вибролотком 2, установленный под ними генератор 3 каскада воздушных потомков, связанный с источником 4 подачи воздуха под давлением, и сепарационную камеру 5. Под сепарационной камерой 5 расположены сборники фракций 6 (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX).
В начале вибролотка 2 между ним и выходом из бункера 1 установлена скальператорная гребенка 7. Под свободным консольным концом гребенки 7 расположен сборник крупных примесей, выполненный в виде двухскатного канала 8, сообщенного со сборником первой фракции 6 (I).
Скальператорная гребенка 7 (см. фиг. 2) содержит набор консольных прутков 9 которые имеют различную длину, а также имеют концевой загиб 10. Гребенка 7 установлена на трапеции 11 с возможностью поворота относительно оси 12. Угол уклона гребенки 7 обеспечивается поворотом оси с помощью рукоятки 13, а выбранное положение фиксируется с помощью зажима 14.
Принцип работы предложенного аэродинамического сепаратора для сепарации с дополнительной очисткой зернового материала заключается в следующем.
Зерновой материал, подлежащий сепарированию, загружают в бункер 1 аэродинамического сепаратора, откуда он попадает на гребенку 7. Благодаря тому, что гребенка 7 находится над вибролотком 2 и связана с ним, последний, колеблясь сам, приводит гребенку 7 также в колебательное движение. При этом благодаря тому, что прутки 9 гребенки 7 закреплены консольно (открытый контур), а также имеют разную длину, каждый из них колеблется автономно со своей индивидуальной амплитудой и частотой колебаний. Зерновой материал, проходя через колеблющуюся гребенку 7, расслаивается и его частицы (зерна), за исключением крупных примесей, попадают на вибролоток 2, откуда гравитационно подается в сепарирующую камеру 5. Крупные примеси остаются на прутках 9 гребенки 7 и, благодаря ее наклону (в соответствии с наклоном вибролотка 2) перемещаются к консольному краю гребенки 7, откуда попадают на двухскатный канал 8, по которому самостоятельно (скат) попадают в сборник первой фракции 6 (I) или в отдельный бункер-накопитель (не показан) по соответствующим каналам 15.
Если зерновой материал поступает в бункер 1 уже очищенным, гребенку 7 поднимают вверх с помощью рукоятки 13 и фиксируют в этом положении с помощью зажима 14 (см. фиг. 3).
Зерновой материал, попадающий в сепарационную камеру 5, под воздействием каскада воздушных струй, выходящих из генератора 3, разделяется на отдельные фракции воздушными потоками, которые попадают в соответствующие для них сборники фракций 6 (II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX).
Таким образом, предложенная в данном техническом решении непрерывная очистка зернового материала независимо от степени его загрязненности без снижения производительности работы аэродинамического сепаратора, приводит к получению качественно нового технического результата, в сравнении с известными аналогами, выражающемуся в стабилизации максимальной производительности и оперативном введении или исключении процесса скальперации исходного сырья.
Существенное отличие предложенного аэродинамического сепаратора для сепарации зернового материала с дополнительной очисткой, от ранее известных подобных технических решений, заключается в возможности включения в процесс сепарации по мере необходимости процесса скальпе-рации за счет введения в поток исходного сырья гребенки и ее фиксации в данном положении простым зажимом. Указанная отличительная особенность обеспечивается выполнение гребенки поворотной без ее демонтажа и размещением на трапеции. Ни один из известных аэродинамических сепараторов не могут одновременно обладать перечисленными свойствами, поскольку, либо содержат громоздкие очистители, установленные над бункером (например, см. патенты UA 79394, UA 79394), что приводит к значительному возрастанию размеров сепараторов, либо очистители расположены непосредственно в сепарационной камере, нарушая процесс аэродинамического разделения смеси на отдельные фракции, поскольку становятся препятствием на пути воздушных потоков с заданными параметрами (например, см. патенты RU 2401704, SU 1176976), либо вообще не обеспечивают очистку сепарируемого материала от крупных примесей из-за отсутствия в их конструкциях очищающих приспособлений, что позволяет их считать не способными обеспечить получение конечного продукта требуемого техническими условиями качества.
Предложенное техническое решение проверено на практике и реализовано в конструкциях серийно изготавливаемого номенклатурного ряда аэродинамических сепараторов серии САД (Сепаратор АэроДинамический), выпускаемых ООО «НПФ «Аэромех».
К техническим преимуществам предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, можно отнести следующее:
- обеспечение максимальной производительности сепаратора независимо от степени загрязнения исходного сырья за счет того, что скальператорная гребенка вводится в действие по мере необходимости;
- стабилизация качества очистки за счет того, что гребенка установлена на трапеции, способной поворачиваться относительно оси крепления;
- возможность оперативного изменения угла установки гребенки за счет наличия зажима.
Экономический эффект от внедрения предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет повышения качества готового продукта и повышение производительности работы аэродинамического сепаратора независимо от степени загрязненности исходного сырья.