пневмоклассификатор х.х.гималова

Формула изобретения

1. Пневмоклассификатор, включающий загрузочное приспособление, последовательно установленные секции, каждая из которых выполнена из вертикального аспирационного канала, сообщенного верхней частью с осадительной камерой, сообщенной перепускным окном со средней частью вертикального аспирационного канала последующей секции, патрубки с заслонками, отличающийся тем, что он снабжен разгрузочным аспирационным каналом, установленным между загрузочным приспособлением и аспирационным каналом первой секции по ходу материала и сообщенным с осадительной камерой последней секции посредством горизонтального воздуховода, патрубком-тройником, один выход которого сообщен с осадительной камерой, второй - с вертикальным аспирационным каналом последующей секции, третий - с атмосферой, при этом в последнем выходе патрубка-тройника установлена дроссельная заслонка.

2. Пневмоклассификатор по п.1, отличающийся тем, что сечение выхода патрубка-тройника, сообщенного с вертикальным аспирационным каналом, больше сечения выхода, сообщенного с атмосферой, которое, в свою очередь, больше сечения выхода, сообщенного с осадительной камерой.

3. Пневмоклассификатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что выходная часть разгрузочного канала и аспирационного канала первой секции расположена ниже выходных частей остальных секций.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для разделения сыпучих материалов, например семян сельскохозяйственных культур, на фракции по парусности.

Известен пневмоклассификатор, включающий каскадно установленные аспирационные колонки с загрузочными окнами, узлы последовательной транспортировки материала из одной аспирационной колонки в другую, сообщающие нижнюю часть предыдущей аспирационной колонки с загрузочным окном предыдущей, аэросепарационную систему, загрузочное приспособление исходного материала. Узел последовательной транспортировки материала выполнен в виде пакета расположенных друг над другом скатных лотков, установленных под нижним торцом соответствующей аспирационной колонки с зазором относительно него, при этом площади поперечного сечения аспирационных колонок уменьшаются от верхней к нижней [1]

Пневмоклассификатор позволяет разделить исходный материал на несколько фракций по числу аспирационных колонок.

Однако в конструкции имеется ряд существенных недостатков. Процесс классификации осуществим благодаря последовательной транспортировке материала по скатным лоткам, в результате чего начальная секция поднята в сравнении с последней на определенную высоту, обеспечивающую установку скатных углов под углом 45^о. В связи с этим на эту высоту будет влиять число аспирационных колонок и размеры осадительных камер. При переходе от лабораторной модели, на которую рассчитан пневмоклассификатор, к рабочей машине уровень загрузочного бункера будет находиться примерно на высоте 2,5 м, что требует установки дополнительного загрузчика.

Достигнуть качественного разделения при больших партиях на данном пневмоклассификаторе трудно. При разделении семян необходимо выполнить две задачи: обеспечить возможность качественного выделения "легких" фракций, в которых находится основная масса сорных растений и примесей, и эффективно разделить "тяжелые" фракции для получения разнокачественных семян. При выборе технологии с последовательным возрастанием скорости воздушного потока в колонках невозможно достичь качественного разделения "легких" фракций, так как их разделение происходит при повышенных концентрациях частиц в зоне сепарации. Не позволит избежать этого недостатка и увеличение сечения аспирационных колонок при больших нагрузках. Конструктивная взаимосвязь колонок и осадительных камер предполагает поперечное сечение колонок только в виде квадрата. Выполнение поперечного сечения в виде прямоугольника, что желательно при больших нагрузках, не обеспечит равномерной эпюры скоростей воздушного потока по сечению.

Выбор другой технологии разделения с последовательным уменьшением скорости воздушного потока в аспирационных колонках, во-первых, потребует изменения конструктивной взаимосвязи аспирационных колонок и осадительных камер; во-вторых, в противоположность недостатку пневмоклассификатора, не обеспечит качественного выделения "тяжелых" фракций, так как их разделение будет происходить при повышенных концентрациях частиц в зоне сепарации.

Для разделения семян на фракции при значительных нагрузках порядка 2-2,5 т/ч целесообразна технология разделения с последовательным уменьшением скорости воздушного потока в сепарируемых зонах.

Поэтому наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является устройство для разделения семян на фракции, содержащее загрузочное приспособление, ряд последовательно чередующихся секций, каждая из которых включает вертикальный аспирационный канал и осадительную камеру, пневмоколлектор и патрубки с заслонками, соединенные с вентилятором [2]

Это устройство в сравнении с вышеописанным аналогом позволяет разделить зерновой материал на ряд фракций, обеспечивает возможность отдельного регулирования режимов разделения с помощью заслонки на каждом патрубке пневмоколлектора.

В то же время данная конструкция имеет ряд существенных недостатков.

Выделение наиболее "тяжелых" полновесных ценных в биологическом отношении семян происходит в начальных аспирационных вертикальных каналах при значительном влиянии нагрузки, то есть увеличение производительности в основном влияет на качество разделения биологически наиболее ценных "тяжелых" фракций. Наличие катушечных питателей с одной стороны обеспечивает изолирование полостей осадительных камер и аспирационных вертикальных каналов, а с другой стороны, травмирует семена, требует дополнительных затрат электроэнергии, двигателей и ременных передач, а также усложняет конструкцию устройства. Исключение любых движущихся, вращающихся деталей и узлов всегда ведет к повышению надежности работы устройства.

Выделение заведомо "легкой" фракции непосредственно в последнюю осадительную камеру исключит влияние на качество выделения основных фракций в аспирационных вертикальных каналах. Около 10-15% примесей будет исключено из процесса разделения, на эту же величину сократится нагрузка сепарируемого материала на начальные каналы. То есть, необходимо "перекачивать" "легкие" фракции из канала в канал до выделения их в канале, а непосредственно направлять в соответствующую камеру, не влияя на эффективность разделения остальных фракций.

Одним из существенных недостатков, влияющих на качество разделения, является то, что сепарируемая смесь не "расслоена". Исходный материал в зоне сепарации в начальный момент поступления в канал сначала расслаивается, то есть "легкие" частицы выводятся наверх в направлении воздушного потока, а "тяжелые" перемещаются вниз против потока воздуха. Для расслоения требуются определенное время и соответствующая зона сепарации. Однако то и другое огpаничено как конструктивными, так и технологическими параметрами. Поэтому сепарируемую смесь целесообразно расслаивать до поступления в зону сепарации, благодаря чему уменьшится взаимное столкновение частиц.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения семян на фракции при одновременном упрощении конструкции пневмоклассификатора.

На фиг. 1 представлена технологическая схема разделения на фракции в пневмоклассификаторе; на фиг. 2 соединение осадительной камеры предыдущей секции с аспирационным каналом последующей секции через патрубок-тройник.

Пневмолкассификатор состоит из загрузочного приспособления 1, последовательно установленных секций, каждая из которых выполнена из вертикально аспирационного канала 2-4. Последняя секция в дополнение к его основному каналу 4 снабжена разгрузочным аспирационным каналом 5, установленным между загрузочным приспособлением 1 и аспирационным каналом 2 первой секции по ходу материала. Разгрузочный канал 5 сообщен с осадительной камерой 6 последней секции посредством горизонтального воздуховода 7, расположенного конструктивно над осадительными камерами 8 и 9. Осадительные камеры соединены через патрубки с заслонками 10-12 и пневмоколлектором 13, который, в свою очередь, связан с вентилятором 14. Каждый аспирационный канал в секции сообщен с осадительной камерой верхней выходной частью, а секции технологически соединены между собой через перепускные окна у основания камер со средней частью последующего аспирационного канала. Перепускные окна выполнены в виде патрубков-тройников, один выход которого сообщен с осадительной камерой через окно 15, образованное между нижней кромкой скатной плоскости 16 осадительной камеры и плоскостью разделительной стенки 17 вертикального канала последующей секции. Второй выход 18 патрубка-тройника сообщен с вертикальным аспирационным каналом последующей секции, а третий выход 19 с атмосферой, при этом в последнем выходе патрубка-тройника установлена дроссельная заслонка.

Окно 15 переходит в канал 21 с постоянным сечением, образованный стенкой 20, которая нижней кромкой ограничивает размер окна 22, связывающего патрубок-тройник с атмосферой.

Для исключения влияния неравномерности скорости воздушного потока по сечению канала в нижних частях аспирационного вертикального канала установлены полки 23.

Сечение выхода 18 патрубка-тройника, сообщенное с вертикальным аспирационным каналом, выполнено по размерам больше сечения выхода 19, сообщенного с атмосферой, которое, в свою очередь, больше сечения выхода 15, сообщенного с осадительной камерой.

Выходная часть разгрузочного аспирационного канала 5 и аспирационного канала 2 первой секции расположена ниже выходных частей остальных секций.

Таким образом, сепарируемый материал, выделенный в промежуточную осадительную камеру, не сразу попадает в вертикальный канал следующей секции, а через данный патрубок-тройник. При этом сечение его выходов подобрано таким образом, чтобы уменьшить взаимосвязь между смежными полостями осадительной камеры и последующего вертикального канала, а также упростить конструкцию пневмоклассификатора.

Пневмоклассификатор работает следующим образом.

Зерновой материал подают в загрузочное приспособление 1 и через регулируемое заслонкой окно направляют в разгрузочный аспирационный канал 5. В разгрузочном канале 5 заслонкой устанавливают скорость воздушного потока, равную или меньшую, чем в основном аспирационном канале 4 последней секции, для выделения преимущественно половы, мякины и других примесей, относящихся к воздушноотделимым примесям. В каналах 2 и 3 промежуточных секций скорость воздушного потока устанавливается в порядке убывания от максимальной скорости витания зерновок в канале 2 до минимальной скорости витания полноценных зерен в канале 4. При такой технологической настройке режимов сепарации в аспирационных каналах пневмоклассификатора в разгрузочном канале 5 выносится основная часть до 70-80% воздушноотделимых примесей в осадительную камеру 6, которая могла бы выделиться в основном канале 4. Предварительно очищенный зерновой материал с нагрузкой, уменьшенной в сравнении с начальной на 10-15% по скатному лотку поступает в аспирационный канал 2. Преодолевая поток движущегося через канал воздуха и многократно пересыпаясь по полкам 23, в нижнюю часть выводятся наиболее тяжелые минеральные примеси, камни, необмолоченные колоски и другие тяжелые примеси. При их отсутствии, что определяется при предварительном анализе проб зерна, скорость воздушного потока устанавливается такой, чтобы в нижнюю часть выделилось 20-30% биологически наиболее ценных зерен.

В аспирационном канале 2 оставшаяся часть зернового материала восходящим воздушным потоком выносится в осадительную камеру 8, где поток отработавшего воздуха отсасывается вентилятором 14 через патрубок с заслонкой 10.

Осадившийся материал за счет сил гравитации накапливается в нижней части. Воздушный поток, всасываемый через патрубок-тройник, создает эжектирующий эффект, что способствует беспрепятственному выводу осадившегося материала из камеры 8, несмотря на разницу в расходе воздуха в воздушных вертикальных каналах смежных секций. В аспирационном вертикальном канале 3 через нижнюю его часть выводится средняя фракция, составляющая 40-30% от исходного поступления. В воздухозаборном патрубке 19 зерновой материал перед входом в канал 3 предварительно расслаивается, наиболее легкие выводятся в верхние слои, поэтому уменьшается влияние взаимного столкновения частиц различных фракций на качество разделения. Предварительное выделение наиболее легкой части примесей в разгрузочном канале 5 исключает необходимость "перекачивания" определенной части примесей из одной секции в другую, которая влияла бы не только на качество разделения в каналах, но и не обеспечивала бы стабильного вывода материала из предыдущего аспирационного канала вследствие существующего градиента в расходе воздуха в соседних секциях.

В канале 4 выносится из зернового материала оставшаяся отходовая фракция, не выделенная в разгрузочном канале 5. Процесс разделения происходит при более благоприятных условиях вследствие уменьшения нагрузки, поэтому качество выделения отходовой фракции в последнем аспирационном канале значительно повышается.

Отсутствие вращающихся деталей меду секциями, исключение необходимости комплектования пневмоклассификатора дополнительным электроприводом позволяет упростить конструкцию, снизить энергозатраты и повысить надежность его работы. Дополнительный эффект в повышении эффективности разделения на фракции связан с сохранением посевных качеств семян из-за исключения их травмирования вращающимися катушечными питателями в сравнении с прототипом.