Результат интеллектуальной деятельности: СЕПАРАТОР ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ

Изобретение относится к технике для разделения зерна и других сыпучих материалов, для выделения грубых и крупных посторонних и соломистых примесей с целью предохранения от засорения приемно-распределительных устройств последующего зерноочистительного оборудования. Изобретение предназначено для предварительной очистки поступающего от комбайнов или других молотильных устройств вороха зерновых колосовых, зернобобовых, крупяных и кукурузы от легких, крупных и мелких сорных примесей с целью лучшего сохранения зерна, подготовки его к сушке и активному вентилированию, повышения эффективности последующей очистки может найти применение при очистке зерна и семян в сельском хозяйстве и продуктов переработки зерна в мукомольно-крупяной, комбикормовой промышленности, может быть использовано в горнорудной промышленности и строительстве для калибровки материалов разнообразной формы, других отраслях.

Известно устройство для сепарации зерновых материалов, включающее перфорированный барабан, установленный на горизонтальном валу, привод вращательно-колебательного движения барабана, загрузочный бункер и приемники продуктов разделения (SU 1407580, 07.07.1988).

При работе этого сепаратора зерновые материалы лучше разрыхляются на рабочей поверхности барабана. Однако при разделении различных зерновых материалов качество сепарации может снижаться из-за зависимости параметров колебательного и вращательного движения. Из-за колебательного движения перфорированного барабана технологические свойства (биологическая ценность) семян снижаются пропорционально значению амплитуды колебания. Кроме того, механизм привода вращательно-колебательного движения является ненадежным в эксплуатации.

Известно устройство для сепарации зерновых материалов, включающее перфорированный барабан, установленный на горизонтальном валу, привод вращательно-колебательного движения барабана, загрузочный бункер и приемники продуктов разделения. Согласно изобретению соосно с валом барабана установлен основной приводной вал, на перпендикулярном прутке которого расположен кривошипно-шатунныи механизм, при этом шатун соединен со стержнем, закрепленным радиально на валу барабана, причем радиальный стержень выполнен с возможностью колебаний в плоскости, перпендикулярной оси вала. Кроме того, он снабжен виброприводом осевых колебаний, при этом вал барабана расположен на вертикальных стойках, которые выполнены с возможностью колебаний в плоскости, перпендикулярной оси вала, а на конце вала барабана со стороны основного приводного вала и соосно с ним установлена муфта (RU 2275251, 27.04.2006).

Данное устройство для сепарации зерна обеспечивает повышение качества процесса сепарации за счет улучшения расслоения зернового слоя и повышения просеиваемости проходовых частиц через поверхность перфорированного барабана. Улучшение эффективности просеивания достигается за счет наложения сложного силового поля, составляющими которого являются круговые и осевые колебательные движения на зерновой слой, находящийся на цилиндрической перфорированной поверхности.

Недостатком такого устройства для сепарации зерна является снижение прочности зерна различных культур, вызванная сложным колебательным движением цилиндрической перфорированной поверхности.

Исследования работы устройства для сепарации зерна показали повреждение поверхности зерна, его зародыша. Образование внутренних и внешних трещин в теле зерновых произошло за счет ударного воздействия зерна о перфорированную поверхность. Аналогичная зависимость наблюдается и для других видов зерна. Кроме того, механизм привода вращательно-колебательного движения снижает надежность сепаратора в эксплуатации.

Известен сепаратор сыпучих материалов, включающий цилиндрический барабан с отверстиями и установленный в его полости приводной ротор с закрепленными на роторе прутками, расположенными рядами, параллельными оси так, что между концами прутков и поверхностью барабана имеется зазор, и приспособления для загрузки материала и отвода продуктов разделения. Ось барабана наклонена к горизонтальной плоскости, барабан установлен с возможностью вращения вокруг своей геометрической плоскости/оси и имеет индивидуальный привод. Отверстия в барабане выполнены круглыми, при этом прутки выполнены из упругого материала и в диаметральном сечении барабана имеют S-образную форму, величина, зазора между концами прутков и поверхностью полости барабана уменьшается в направлении от загрузочного приспособления к приспособлениям для отвода, продуктов разделения, а величина расстояний между прутками в каждом ряду превышает величину диаметра отверстий в барабане (RU 2130343, 20.05.1999).

Однако указанный сепаратор сыпучих материалов обладает существенным недостатком, так как при поступлении продукта из загрузочного приспособления на поверхность перфорированной поверхности через ее отверстия могут пройти длинномерные (соломистые) частицы. В состав мелкой фракции могут попасть длинномерные крупные частицы, что снижает эффективность разделения продукта на фракции. Из-за недостаточной подвижности частиц продукта на перфорированной поверхности образуется свод слоя продукта, т.е. некоторые мелкие частицы могут быть унесены вместе с крупными. Кроме того, в сепараторе из продукта не отделяются легкие частицы и в отверстиях перфорированной сетки могут застрять крупные частицы.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является скальператор барабанный для предварительной очистки зерна, содержащий корпус, в котором установлен ситовой барабан с горизонтальной осью вращения, закрепленный консольно на приводном валу, состоящий из сферического днища, приемной части и сходовой части, на внутренней поверхности которого приварена винтообразная лопасть, щетку-очиститель с эластичными прутками, расположенную сверху вдоль образующей ситового барабана, приемное устройство, состоящее из патрубка и наклонного лотка корытообразной формы, привод. Привод состоит из мотор-редуктора, соединенного через муфту с приводным валом ситового барабана, и блока частотного преобразователя, соединенного с мотор-редуктором (RU 57153, 10.10.2006).

В указанном скальператоре для предварительной очистки зерна установлено несъемное жестко закрепленное перфорационное решето, при этом отсутствует возможность замены решет на решето конфигурации и ячейками просвета другой размерности в зависимости от обрабатываемого вида культуры, влажности и засоренности вороха, что снижает эффективность последующей очистки.

В указанном скальператоре для предварительной очистки зерна отсутствует система очистки зерна от взвешенных в воздухе легковесных примесей, легких, крупных и мелких сорных примесей с целью лучшего сохранения зерна, подготовки его к сушке и активному вентилированию, повышения эффективности последующей очистки.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности разделения зернового материала при обработке различных культур на этапе предварительной очистки поступающего от комбайнов или других молотильных устройств вороха зерновых колосовых, зернобобовых, крупяных и кукурузы от легких, крупных и мелких сорных примесей с целью лучшего сохранения зерна, подготовки его к сушке и активному вентилированию, повышения эффективности последующей очистки.

Сущность изобретения заключается в том, что сепаратор предварительной очистки включает решетный цилиндр с перфорированной поверхностью с горизонтальной осью вращения, закрепленной консольно, при этом решетный цилиндр имеет пластину с отверстиями для установки съемных решет различной размерностью ячейки просвета и выполнен со стягивающими прутками, установленными по бокам во внутренней части решетного цилиндра на ушках.

Решетный цилиндр имеет приваренную на внутренней поверхности сходовой части винтообразную лопасть из листовой стали высотой не менее d*5,75≥80 мм и с шагом не мене 100 мм, служащую для интенсификации вывода из машины крупных примесей.

Над корпусом сепаратора расположена аспирационная камера, состоящая из приемной воронки, загрузочного бункера, шнека выгрузки отходов, выгрузного клапана, вентилятора низкого давления и циклона.

При смене вида культуры на другой решетный цилиндр (барабан) имеет пластину с (крепежными) отверстиями для установки съемных решет с размерами ячеек просвета до 16 мм. Для придания решетному цилиндру жесткости по длине барабана внутри съемного решета имеются стягивающие (фиксирующие) прутки диаметром 14…16 мм в количестве 8 шт. Решетный цилиндр со съемным решетом с горизонтальной осью вращения закреплен консольно на приводном валу и является основным рабочим органом машины.

Аспирационная камера установлена поверх корпуса сепаратора и закреплена четырьмя болтами. Аспирационная камера состоит из приемной воронки, камеры аккумулирования щуплого зерна, шелухи, шнека выгрузки примесей, вращающегося ременным приводом от электродвигателя, вентилятора низкого давления, установленного на отдельной съемной раме с циклоном, закрепленным к раме вентилятора.

Приемное устройство состоит из загрузочного бункера, установленного в корпусе аспирационной камеры, и наклонного лотка корытообразной формы.

Эффективность работы сепаратора предварительной очистки, устойчивость показателей качества процесса сепарации, надежность технологического процесса при обработке зерновых материалов различных культур, влажности и засоренности обеспечиваются рациональным выбором решет различной размерности ячейки просвета, соотношениями, связывающими основные параметры высоты лопасти и их шаговое размещения во внутренней полости цилиндрического перфорированного решета, а также установленными регулировочными параметрами восходящего воздушного потока аспирационной камеры.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

Предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень", поскольку достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность: обеспечена эффективность разделения зернового материала на этапе предварительной очистки, поступающего от комбайнов или других молотильных устройств, вороха зерновых колосовых, зернобобовых, крупяных и кукурузы от легких, крупных и мелких сорных примесей.

Изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", поскольку может найти применение для разделения зерна и других сыпучих материалов, для выделения грубых и крупных посторонних и соломистых примесей с целью предохранения от засорения приемно-распределительных устройств последующего зерноочистительного оборудования, может найти применение при очистке зерна и семян в сельском хозяйстве и продуктов переработки зерна в мукомольно-крупяной, комбикормовой промышленности, других отраслях.

Сущность изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный вид сепаратора предварительной очистки (СПО); на фиг. 2 - поперечный вид СПО; на фиг. 3 - общий вид решетного цилиндра (цилиндрического барабана) с пластиной отверстиями для установки сменных решет.

СПО содержит корпус 1 сварной конструкции из листовой стали и представляющий собой закрытую со всех сторон съемными крышками рабочую камеру для размещения решетного цилиндра 2 со съемным решетом 3, фиксируемым к пластине 27 винтовыми болтами. К корпусу приварены шесть стоек 17, имеющих опорные пластины с отверстиями для крепления сепаратора анкерными болтами. На одной торцевой стенке корпуса 1 имеется отверстие для вывода приводного вала 5, установленного на двух подшипниковых опорах 6 и приводящегося во вращение соосно-цилиндрическим мотор-редуктором 7. На другой торцевой стенке корпуса 1 имеется отверстие для монтажа и демонтажа (при ремонте барабана) цилиндра 2, закрываемого съемной крышкой 29. При смене вида культуры на другой решетный цилиндр 2 имеет пластину 27 с отверстиями для установки съемных решет 3 с размерами ячеек просвета не менее 14 мм. Цилиндр 2 со съемным решетом 3 с горизонтальной осью вращения закреплен консольно на приводном валу 5 и является основным рабочим органом машины. Решетный цилиндр 2 состоит из торцевых дисков 21 и 22, бокового диска 24, прутков 25 для придания решетному цилиндру 2 жесткости, втулки 23 для установки вала 5 и стягивающих прутков 26 диаметром 14…16 мм в количестве 8 шт., закрепленных на ушках 28. На внутренней поверхности сходовой части решетного цилиндра 2 приварена из листовой стали винтообразная лопасть 4 высотой не менее d*5,75≥80 мм с шагом не мене 100 мм, служащая для ускорения вывода из машины примесей, где d - диаметр ячейки просвета решета.

Привод машины состоит из муфты и соосно-цилиндрического мотор-редуктора 7.

Роликовая щетка-очиститель14 с эластичными прутками расположена сверху вдоль решетного цилиндра 2, закреплена в держателе и прижимается пружиной к наружной поверхности цилиндра 2 (барабана). Один конец пружины закреплен регулируемым болтом, что дает возможность задавать силу прижима щетки.

Приемное устройство состоит из наклонного лотка 9,корытообразной формы.

Аспирационная камера 11 состоит из приемной воронки 18, загрузочного бункера 10, шнека выгрузки отходов 12, вращающегося ременным приводом от электродвигателя, выгрузного клапана 20, открывающегося под действие силы тяжести накопленной массы, вентилятора низкого давления 13, генерирующего восходящий воздушный поток и закрепленного к раме 8 болтами. К раме 8 вентилятора 13 крепится циклон 19.

Рабочий процесс осуществляется следующим образом.

Поступление зерна в решетный цилиндр 2 происходит через приемную воронку 18, загрузочный бункер 10, а затем попадает в наклонный лоток 9.

В загрузочном бункере 10 аспирационной камеры 11 при помощи рассекателей обеспечивается разделение потока и равномерное распределение зерна по глубине канала. При помощи клапана загрузочного бункера 10 зерно образует равномерный поток (завесу). Равномерность зернового потока регулируется при помощи противовесов.

Вентилятором 13 формируется восходящая воздушная завеса, необходимая для дифференциации зернового вороха в канале.

Для аккумулирования тяжелых примесей (щуплого зерна, шелухи и т.п) и выноса в корпусе аспирации устанавливается шнек 12, приводящийся в движение от электродвигателя ременным приводом. Для эффективного функционирования аспирационной камеры 11 на выходе шнека 12 устанавливается клапан 20.

Взвешенные в воздухе частицы (пыль) вентилятором 13 выводятся в циклон 19.

Решетный цилиндр 2 приводится во вращательное движение при помощи приводного вала 5, двух подшипниковых опор 6 и соосно-цилиндрического мотор-редуктора 7.

Зерновая масса калибруется на перфорированной поверхности решетного цилиндра 2 и попадает приемник 15. Крупные отходы не просыпаются через перфорированную поверхность, а высыпаются в приемник 16.

На внутренней поверхности сходовой части решетного цилиндра 2 приварена из листовой стали винтообразная лопасть 4, способствующая ускоренному выводу крупных компонентов.

Для очистки перфорированной поверхности решетного цилиндра 2 от застрявших в них зерен предусмотрена система очистки сит - щетка-очиститель 14. Щетка-очиститель 14 с пружинами расположена сверху вдоль решетного цилиндра 2 (перфорированного цилиндрического барабана 2) и закреплена в держателе. Во время вращения решетного цилиндра 2 щетка-очиститель 14 системы очистки решет/сит катится по поверхности решетного цилиндра 2 и проталкивает застрявшие элементы вовнутрь.

Оптимальные условия работы СПО, обеспечивающие надежность технологического процесса при обработке зерновых материалов различных культур, обеспечиваются рациональным выбором решет различной размерности ячейки просвета, соотношениями, связывающими основные параметры высоты лопасти и их шаговое размещение во внутренней полости (цилиндрического перфорированного) решета, а также установленными регулировочными параметрами восходящего воздушного потока аспирационной камеры.

Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить эффективность разделения зернового материала на этапе предварительной очистки при обработке различных культур и повышает эффективность последующей очистки.