ОЧИЩАЮЩЕ-КАЛИБРУЮЩАЯ МАШИНА

Усовершенствование относится к устройствам первичной очистки зерна или семян, может быть использовано в зерноперерабатывающей области сельского хозяйства преимущественно при очистке зерновых, зернобобовых, крупяных культур, кукурузы, семян подсолнечника и других масличных культур (далее зерно или семена).
Известно устройство (см. патент Украины на полезную модель №45036, опубл. 26.10.2009, бюл. №20/2009), содержащее вибрационные решета для калибровки зерна или семян.
В известном устройстве при вибрации решета смесь сора, зерна или семян расслаивается. Сор всплывает на поверхность слоя зерна, так как легче зерна, и гравитационно сходит с решета вместе с частью непросеевшегося сквозь решето зерна на последующие решета или в лоток, что снижает качество калибровки зерна и производительность устройства.
Целью усовершенствования является повышение производительности калибровки зерна и повышение качества его очистки от сора.
Указанная цель достигается тем, что очищающе-калибрующая машина, содержащая вибрационные решета для калибровки зерна или семян, согласно усовершенствования, отличающаяся тем, что содержит последовательно расположенные автономные очищающе-калибрующие модули, каждый из которых снабжен вибраторами с дебалансами, вращающимися в противофазе и совершающими вместе с решетами возвратно-поступательные колебания под углом к вектору гравитационного поля Земли, причем над частью поверхности решет каждого модуля установлен аспирационный локальный отсос для удаления сора из калибруемого слоя зерна или семян.
Технический результат: Усовершенствование позволяет повысить производительность калибровки зерна или семян, а также повысить качество очистки зерновой смеси от сора.
Очистка зерна осуществляется в процессе его калибровки аспирационным способом непосредственно с участка решета при возвратно-поступательном встряхивании зерновой смеси от колебаний решета под углом к вектору гравитационного поля Земли. От такого встряхивания зерновая смесь расслаивается и движется по горизонтальному ситу.
Сепарация по плотности в гравитационном поле происходит по той причине, что в процессе вибрации по нормали или под углом к радиусу Земли с частотами 14-16 колебаний в секунду, тяжелое зерно быстро занимает нижние уровни на колеблющейся поверхности решета, а легкие сорные частички вынужденно оказываются на зерне, и для удаления легких частиц требуется меньше расхода аспирационного воздуха, а очистка зерна происходит быстро и эффективно, так как сепарация происходит на проницаемой поверхности узкого участка решета с повышенной скоростью всасывания в полость локального отсоса. Воздушный поток пронизывает (сканирует) поступательно весь слой зерновой смеси с относительно малой скоростью по мере его вынужденного прохождения под щелью аспирационного локального отсоса под действием встряхивания зерновой смеси от колебаний решета под углом к вектору гравитационного поля Земли. До всасывающей щели аспирационного локального отсоса уже должно произойти расслоение зерновой смеси и на поверхности слоя зерна уже всплыл легковитаемый сор, который удаляется через щель аспирационного отсоса, что интенсифицирует очистку зерна от сора в процессе его калиброки на решетах модулей.
Снабжение устройства вибраторами с дебалансами, вращающимися в противофазе и совершающими вместе с решетами возвратно-поступательные колебания под углом к вектору гравитационного поля позволило осуществить движение и разделение зерновой смеси на горизонтальной поверхности решета, что при последовательном наборе машины из множества модулей с различным калибром решет и типов аспирационных локальных отсосов позволило улучшить компактность устройства, его производительность с хорошим качеством калибровки и очистки зерна или семян.
Аспирационный локальный отсос выполнен щелевым и сообщен с каналом отвода сора, аспирационный отсос выполнен с регулируемой величиной зазора между входом в щель аспирационного отсоса и наружной поверхностью решет, что позволяет перестраивать устройство на наилучшую очистку и калибровку под конкретную зерновую культуру.
Для визуальной оценки эффективности аспирации и для ускорения настройки устройства на определенный вид калибруемой зерновой культуры каждый канал отвода сора аспирационного отсоса снабжен индикатором аспирации с устройством для отбора пробы удаляемого материала, что позволяет методом отбора проб визуально достичь наилучшего режима работы машины для ее бесперебойной и эффективной работы на конкретной зерновой культуре.
Другие цели, особенности, преимущества и возможности использования устройства видны из нижеприведенного описания примеров выполнения на основании рисунков. При этом все описанные и/или графически представленные признаки сами по себе или любой разумной комбинации составляют предмет усовершенствования, независимо от общих требований или обратной связи.
Фиг.1. Очищающе-калибрующая машина. Функциональная схема устройства.
Фиг.2. Очищающе-калибрующая машина. Фрагмент схемы локальной аспирации модуля.
Перечень обозначений на чертежах.
1 - первый модуль;
2 - второй модуль;
3 - третий модуль.
4 - четвертый модуль.
5 - пятый модуль.
6 - шестой модуль.
7 - седьмой модуль.
8 - решето (сито).
9 - вибратор.
10 - электродвигатель.
11 - амортизатор.
12 - аспирационный локальный отсос.
13 - аспирационная сеть.
14 - канал.
15 - индикатор аспирации.
16 - устройство отбора пробы удаляемого материала.
17 - регулировочная заслонка.
18 - аспирационная установка.
19 - фильтр.
20 - крупный сор.
21 - мелкий тяжелый сор.
22 - мелкое дробленое и щуплое зерно (фураж).
23 - очищенное зерно.
24 - мелкие кондиционные семена.
25 - средние кондиционные семена.
26 - недомолот и нестандартные по форме семена.
27 - крупные кондиционные семена.
Очищающе-калибрующая машина содержит очищающий комплекс (линию) оборудования полной очистки зерновой смеси от сора и семенной комплекс (линию) оборудования калибровки зерна.
2
В конкретном примере очищающе-калибрующая машина состоит из комплекса очистки зерновой смеси, содержащего последовательно включенные по ходу движения зерновой смеси четыре модуля (рассева) 1-4 очистки зерновой смеси и последовательно следующим за комплексом очистки комплекс калибровки зерна, содержащий три модуля 5-7 калибровки, которые последовательно включены по ходу движения зерна на решетах 8. Каждый из модулей или рассевов имеет величину площади решет 8, до 4 м.
Каждый из модулей снабжен вибраторами 9 с дебалансами, вращающимися в противофазе. Вибраторы направленного импульса с полной разгрузкой радиального усилия на опоры ротора электродвигателя 10. Потребление электроэнергии в 2-3 меньше, чем у аналогичных очистительных машин. Вибратор 9 позволяет за счет изменения взаимного положения дебалансов регулировать величину импульса практически монотонно (12 положений). Корпус вибратора 9 выполнен монолитным с ответным местом для консольного расположения фланцевого электродвигателя 10. Для компенсации возможной несоосности валов вибратора 9 и электродвигателя 10 (каждый на двух собственных опорах), передача крутящего момента осуществляется через эластичную муфту. Поскольку модули 1-7 безопорные (3 степени свободы) и вся подводимая энергия расходуется только на его колебания, то мощность, потребляемая двумя вибраторами 9, не превышает 0,5 кВт. Отработавший свой ресурс электродвигатель 10 легко меняется.
Вибраторы 9 закреплены с двух противоположных боковых сторон модулей 1-7 с возможностью синхронного поворота осей вращения, дебалансов вибраторов 9 под углом к вектору гравитационного поля Земли. Каждый из модулей 1-7 установлен горизонтально на автономных пружинных амортизаторах 11.
Вибраторы 9 имеют возможность совершать вместе с решетами 8 и аспирационными отсосами 12 возвратно-поступательные колебания под углом к вектору гравитационного поля Земли.
Аспирационный локальный отсос 12 выполнен щелевым и сообщен с аспирационной сетью 13.
Аспирационный локальный отсос 12 выполнен с регулируемой величиной зазора между входом в щель аспирационного локального отсоса 12 и наружной поверхностью решет 8.
Для визуальной оценки эффективности аспирации и при настройке устройства каждый канал 14 отвода сора аспирационного локального отсоса 12 снабжен индикатором 15 аспирации с устройством 16 для отбора пробы удаляемого материала. На выходе индикатора 15 установлена регулировочная заслонка 17.
Ко входу аспирационной установки 18 подключена аспирационная сеть 13, с которой сообщены аспирационные локальные отсосы 12 модулей 2-4. Над частью поверхности решет 8 по ширине их средней части установлен, по меньшей мере, один аспирационный локальный отсос 12 для удаления сора из калибруемого слоя зерна или семян. На выходе аспирационной установки подключен фильтр 19.
В очищающее-калибрующей машине выполнена удобная и быстрая замена сит. Решета 8 съемные. На машине решето 8 меняется от 2 до 3 минут без какой-либо его доработки. То есть просто требуемое решето 8 кладется на место предыдущего и прижимается в модулях 1-7 специальным прижимным устройством, на котором дополнительно при помощи четырех гаек закреплены ворошители. Ворошитель позволяет воздействовать на зерно в процессе его движения по ситу так, что вся поверхность решета 8 покрыта зерном. С целью повышения качества калибровки зерна, ворошитель изготавливается из резинового шнура и устанавливается на определенной высоте над решетом 8. В каждом конкретном случае высота его установки может изменяться непосредственно в процессе работы.
Устройство работает следующим образом.
С рассева первичной очистки, зерновая смесь поступает на очищающе-калибрующую машину, состоящую из последовательно расположенных модулей 1-7.
Модули 1-7 приводятся в колебательные движения вибраторами 9 с дебалансами, вращающимися в противофазе и совершающими вместе с решетами 8 возвратно-поступательные колебания под углом к вектору гравитационного поля Земли, позволяющими регулировать амплитуду, частоту колебаний, а также направление вектора импульса, т.е. скорость движения зерна по рассеву, путем поворота вибратора 9.
Крупный сор 20 задерживают решетами первого модуля 1. Пыль, легковитаемый сор отбираются из зерновой смеси с решет 8 в первом модуле 1 с помощью аспирационной установки 18 с воздушным фильтром 19. Очищенная и частично обеспыленная зерновая смесь с первого модуля 1 самотеком под действием вибрации поступает на второй модуль 2. Во втором модуле 2 удаляют из зерновой смеси с решет 8 мелкий тяжелый сор 21. Далее из зерновой смеси удаляют с решет 8 третьего модуля 3 мелкое дробленое и щуплое зерно (фураж) 22. С четвертого модуля 4 сходит очищенное зерно 23 и поступает в комплекс, состоящий из модулей 5-7 калибровки зерновой смеси на семена различного калибра. В пятом модуле 5 отсеваются мелкие кондиционные семена 24, в шестом модуле 6 отсеваются средние кондиционные семена 25, в седьмом модуле 7 отсеваются недомолот и нестандартные по форме семена 26. Крупные кондиционные семена 27 сходят с решета 8 модуля 7.
Над модулями могут устанавливаться аспирационные отсосы 12 для удаления пыли и легковитаемого сора из калибруемого слоя зерна или семян.
В каждом автономном модуле перед аспирацией через отсосы 12 используется сепарация (расслоение) зерна или семян по плотности за счет гравитационного поля, в результате чего слой смеси зерна или семян расслаивается. Из смеси на поверхность более тяжелой фракции зерновой смеси всплывают легкие частицы, которые затем удаляются через аспирационные отсосы 12.
Сепарация по плотности в гравитационном поле происходит по той причине, что в процессе вибрации по нормали или под углом к радиусу Земли с частотами от 14 до 16 колебаний в секунду, тяжелое зерно быстро занимает нижние уровни на колеблющейся поверхности решета 8, а легкие сорные частички вынужденно оказываются на зерне, и для удаления легких частиц через отсосы 12 требуется меньше расхода аспирационного воздуха из сети 13, так как сепарация происходит на проницаемой поверхности узкого участка решета 8. Воздушный поток пронизывает (сканирует) весь слой зерновой смеси с малыми скоростями по мере его вынужденного прохождения под щелью аспирационного отсоса 12. Перед всасывающей щелью аспирационного отсоса 12 уже должно произойти расслоение зерновой смеси и на поверхности слоя зерна находится легковитаемый сор, который удаляется через щель аспирационного отсоса 12, что интенсифицирует очистку зерна от сора в процессе его калиброки на решете 8.
Для оценки эффективности аспирации на каждом канале 14 отвода сора устанавливается индикатор 15 аспирации с устройством 16 для отбора пробы удаляемого материала, которые работают следующим образом. Аспирационный поток воздуха с сором, проходя через индикатор 15 аспирации, замедляется в самом широком его сечении пропорционально увеличению площади, и частички, скорость витания которых ниже скорости движения воздуха, чем в канале 14 отвода сора, попадают в индикатор 15 сепарации, стенки которого выполнены из прозрачного акрила, и, в зависимости от того, что мы видим в индикаторе 15 аспирации, позволяет нам заслонкой 17 регулировать режим аспирации. Для более строгого анализа, удаляемый через отсосы 12 материал легко извлекается из индикатора аспирации 15 без изменения режима работы через устройство 16 отбора пробы удаляемого материала.
Очистка решет 8 производится упруго-эластичными шариками снизу решет 8, которые при возвратно-поступательных колебаниях решет 8 под углом к вектору гравитационного поля Земли освобождают из отверстий решет 8 частицы зерна или семян, или сора, которые застряли в отверстиях решет 8, что обеспечивает длительную бесперебойную работу машины.
Весь отбираемый сорный материал по каналам переменного сечения может поступать в осадительные камеры, откуда через шлюзовой затвор удаляться на машину по брикетированию растительных отходов, либо для других целей.
Предлагаемая обработка зерна позволяет выполнить его очистку от примесей разного рода, не допускает травмированность зерна, что улучшает его сохранность. На очищающе-калибрующие модули 1-7 устанавливаются решета 8 Фадеева повышенной проницаемости, исключающие травмирование зерна.