Способ аэродинамической сепарации зернового вороха и устройство для его осуществления
METHOD FOR AERODYNAMIC SEPARATION OF GRAIN HEAP AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к способам и машинам для очистки зерна.
Известен способ аэродинамического разделения зернового материала, включающий создание восходящего воздушного потока в вертикальном рабочем канале, дозированную подачу в него очищаемого зерна, сбор выдуваемых примесей и приём очищенного зерна в разные ёмкости. Отличительными признаками компонентов смеси являются два взаимосвязанных показателя – скорость витания и коэффициент парусности (Клёнин Н.И. Сельскохозяйственные машины / Н.И. Клёнин, С.Н. Киселёв, А.Г. Левшин. – М.: КолосС, 2008. – С. 575-578). Этот способ заключается в продувании падающего зерна восходящим потоком воздуха. Те фракции, у которых скорость витания меньше скорости воздушного потока, уносятся этим потоком вверх, а более тяжёлые зёрна с повышенной скоростью витания, или малой парусностью, продолжают падение вниз. Недостатком известного способа является невысокое качество разделения из-за неравномерности воздушного потока. Известно, что воздушные потоки, создаваемые вентиляторами, практически всегда турбулентны, у них наблюдаются завихрения и разница скоростей по площади сечения рабочего канала. Всё это отрицательно влияет на качество сепарации.
Техническим результатом предлагаемого способа является улучшение качества аэродинамической сепарации.
Технический результат достигается тем, что способ аэродинамической сепарации зернового вороха, включающий непрерывную дозированную подачу вороха, обработку его в вертикальном рабочем канале и сбор выделенных фракций в приёмном устройстве, отличается тем, что зерновой ворох подаётся в рабочий канал из движущегося по окружности канала окна подачи, в рабочем канале воздух неподвижен, а сбор выделенных фракций осуществляется приёмным устройством, поделённым на отсеки и вращающимся синхронно с окном подачи вороха.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого способа аэродинамической сепарации зернового вороха.
Предлагаемый способ аэродинамической сепарации зернового вороха осуществляется следующим образом. Из загрузочного бункера 1 зерновой ворох поступает в вертикальный рабочий канал 2, а разделённые фракции падают в приёмное устройство 3. В рабочий канал ворох поступает потоком в форме регулируемого по своей ширине сектора, выпадающего из вращающегося днища 4 через окно подачи 5, то есть зона подачи вороха вращается относительно продольной оси рабочего канала. В рабочем канале воздух неподвижен, а зерновой ворох падает под действием гравитации.  У фракций, составляющих ворох, скорости и время падения различны, поэтому они приходят в приёмное устройство 3 в различные отсеки, поскольку это устройство вращается синхронно с днищем 4, то есть с окном подачи 5, через которое ворох входит в рабочий канал. В отсеках приёмного устройства получается классификация компонентов вороха по их аэродинамическим свойствам: чем больше отсеков, тем подробнее классификация. Таким образом, преимущество аэродинамической сепарации зернового вороха в неподвижном воздухе очевидно, и при её конструктивной реализации достигается заявленный технический результат.
Известна воздушно-решётная зерноочистительная машина, включающая загрузочное устройство и пневмосепарирующую систему, которая, в свою очередь, включает рабочий канал, вентилятор и отстойную камеру (патент на полезную модель 74 834 РФ B07B 1/00 (2006.01). В известной полезной модели зерновой ворох дозированно поступает из загрузочного устройства в вертикальный рабочий канал и свободно падает навстречу восходящему потоку воздуха. Зерно продолжает падать на решётную очистку, а лёгкие парусные примеси поднимаются вверх воздушным потоком и попадают в отстойную камеру.
Недостатком известной полезной модели является невысокое качество разделения зернового вороха   пневмосепарирующей системой из-за неравномерности воздушного потока в рабочем канале. Известно, что создаваемые вентиляторами воздушные потоки никогда не бывают ламинарными по всему поперечному сечению канала. В таких потоках существует разница скоростей воздуха по центру канала и возле стенок, кроме того, практически всегда возникает турбулентность. В результате не все примеси уносятся в отстойную камеру, поэтому в машине существует ещё и решётная очистка.
Задача изобретения устройства состоит в том, чтобы реализовать предлагаемый способ аэродинамической сепарации.
В предлагаемом устройстве для аэродинамической сепарации зернового вороха, включающем загрузочный бункер, рабочий канал и приёмное устройство, днище бункера выполнено вращающимся с регулируемым по размеру окном подачи в форме сектора, рабочий канал цилиндрической формы с диаметром, равным диаметру днища загрузочного бункера, разделён на секторы вертикальными перегородками, а приёмное устройство имеет диаметр не меньше диаметра рабочего канала, разделено вертикальными перегородками на отсеки в виде секторов и вращается синхронно с днищем загрузочного бункера, имеющим окно подачи.
На фиг.2 изображён общий вид устройства для аэродинамической сепарации зернового вороха, на фиг. 3 – вращающееся днище бункера с регулируемым окном подачи вороха, на фиг. 4 – поперечное сечение рабочего канала, на фиг. 5 – поперечное сечение приёмного устройства.
Устройство включает загрузочный бункер 1, рабочий канал 2 и приёмное устройство 3. Загрузочный бункер имеет круглое вращающееся днище 4 с регулируемым по размеру окном 5 подачи вороха (фиг. 3). Это окно имеет форму сектора на круглом днище. Рабочий канал 2 разделён на секторы 6 перегородками 7 по всей своей высоте (фиг. 4). Приёмное устройство 3 разделено на отсеки 8 перегородками 9 (фиг. 5).
Устройство для аэродинамической сепарации зернового вороха работает следующим образом. Зерновой ворох непрерывно поступает из загрузочного бункера 1 в рабочий канал 2.  Из бункера он выходит через окно подачи 5 во вращающемся днище 4 таким образом, что не получает горизонтальной скорости, а просто выпадает в разных точках по окружности рабочего канала. В рабочем канале ворох опускается в секторах 6, которые предотвращают круговое движение воздуха и боковые смещения падающих компонентов вороха.  Вместе с днищем 4 синхронно вращается приёмное устройство 3 со своими отсеками 8. Поскольку у фракций вороха время падения в рабочем канале различное, то и в приёмное устройство они будут падать в различные отсеки.
Таким образом, при работе предлагаемого устройства реализуется способ аэродинамической очистки зернового вороха в неподвижном воздухе с бесступенчатым разделением материала по аэродинамическим свойствам частиц, что существенно улучшает качество очистки и даже может применяться для подробной классификации компонентов вороха.