RU2054336C1

RU2054336C1 - Pneumoclassifier

Info

Publication number: RU2054336C1
Application number: RU93015515A
Authority: RU
Inventors: Хамидулла Хабибуллович Гималов
Original assignee: Хамидулла Хабибуллович Гималов
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: agricultural mechanical engineering. SUBSTANCE: pneumoclassifier includes charging fixture and sections mounted one after another. Each of them is made of vertical aspiration channel whose upper part is in communication with precipitating chamber. By overflow window the chamber is in communication with the middle part of vertical aspiration channel of following section. Pneumoclassifier also has branch pipes with shields. In addition to its main vertical channel mounted between charging fixture and aspiration channel of the first section and communicating with precipitating chamber of the last section by means of horizontal air duct encompassing in overhead part intermediate vertical aspiration channels with their precipitating chambers. The overflow window is made in the form of branch pipe-T-joint one output of which is in communication with precipitating chamber through window formed between lower edge of slide plane of precipitating chamber and the plane of dividing wall of vertical aspiration channel of the following section. The second output of branch pipe-T-joint is in communication with vertical channel of following section. The third output is in communication with atmosphere. Throttle valve is mounted in branch pipe from air intake side. Together with the plane of dividing wall of aspiration channel the throttle valve forms outlet channel in branch pipe. The cross-section of output part of window on dividing wall of channel is more than cross-section of throttling window which in its turn is more than cross-section of input part of overflow window near the foundation of precipitating chamber. Output parts of discharging aspiration channel and, conjugated with it aspiration channel of initial section are disposed lower than corresponding output parts of channels of the remaining sections. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для разделения сыпучих материалов, например семян сельскохозяйственных культур, на фракции по парусности. The invention relates to agricultural machinery, in particular to devices for separating bulk materials, for example seeds of agricultural crops, into fractions by sail.

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.A pneumatic classifier is known, which includes cascade-mounted suction columns with loading windows, units of sequential transportation of material from one suction column to another, communicating the lower part of the previous suction column with the loading window of the previous one, an air separation system, and a loading device for the source material. The serial material conveying unit is made in the form of a package of pitched trays located one above the other, installed under the lower end of the corresponding suction column with a gap relative to it, while the cross-sectional areas of the suction columns are reduced from the upper to the lower [1]
The pneumatic classifier allows you to divide the source material into several fractions according to the number of suction columns.

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.However, the design has a number of significant drawbacks. The classification process is feasible thanks to the sequential transportation of the material along the pitched trays, as a result of which the initial section is raised in comparison with the last to a certain height, ensuring the installation of the pitched angles at an angle of 45 ^about . In this regard, the number of suction columns and the size of the precipitation chambers will affect this height. In the transition from the laboratory model for which the pneumatic classifier is designed to the working machine, the level of the loading hopper will be approximately at a height of 2.5 m, which requires the installation of an additional loader.

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. It is difficult to achieve high-quality separation in large batches on this pneumatic classifier. When separating seeds, it is necessary to perform two tasks: to ensure the possibility of high-quality separation of the "light" fractions, in which the bulk of weeds and impurities are located, and to effectively separate the "heavy" fractions to obtain different-quality seeds. When choosing a technology with a sequential increase in the air flow rate in the columns, it is impossible to achieve a high-quality separation of the "light" fractions, since their separation occurs at elevated concentrations of particles in the separation zone. Do not allow to avoid this disadvantage and the increase in the cross section of the suction columns at high loads. The structural relationship of the columns and the precipitation chambers assumes a column cross section only in the form of a square. The execution of the cross section in the form of a rectangle, which is desirable at high loads, will not provide a uniform diagram of the air flow velocity over the cross section.

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. The choice of another separation technology with a sequential decrease in the air flow rate in the suction columns, firstly, requires a change in the structural relationship of the suction columns and sedimentation chambers; secondly, in contrast to the lack of a pneumatic classifier, it will not provide high-quality separation of "heavy" fractions, since their separation will occur at elevated concentrations of particles in the separation zone.

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. For separation of seeds into fractions at significant loads of the order of 2-2.5 t / h, separation technology with a sequential decrease in the air flow rate in the separated zones is advisable.

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.Therefore, the closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical solution is a device for separating seeds into fractions containing a loading device, a series of successively alternating sections, each of which includes a vertical suction channel and a precipitation chamber, a pneumatic collector and nozzles with dampers connected to the fan [2]
This device, in comparison with the analogue described above, allows you to divide the grain material into a number of fractions, provides the ability to separately control the separation modes using the damper on each pipe of the air manifold.

В то же время данная конструкция имеет ряд существенных недостатков. At the same time, this design has a number of significant drawbacks.

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. Isolation of the most “heavy” biologically valuable seeds of full value occurs in the initial aspiration vertical channels with a significant influence of the load, that is, an increase in productivity mainly affects the quality of separation of the most biologically most valuable “heavy” fractions. The presence of coil feeders, on the one hand, provides isolation of the cavities of the precipitation chambers and aspiration vertical channels, and on the other hand, injures the seeds, requires additional energy, engines and belt drives, and also complicates the design of the device. The exclusion of any moving, rotating parts and assemblies always leads to increased reliability of the device.

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. Isolation of a known “light” fraction directly into the last sedimentation chamber will exclude the influence on the quality of the isolation of the main fractions in the aspiration vertical channels. About 10-15% of impurities will be excluded from the separation process, the load of the separated material on the initial channels will be reduced by the same amount. That is, it is necessary to "pump" the "light" fractions from channel to channel before separating them in the channel, and directly direct them to the appropriate chamber without affecting the separation efficiency of the remaining fractions.

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. One of the significant drawbacks affecting the quality of separation is that the separated mixture is not "stratified". The initial material in the separation zone at the initial moment of entry into the channel is first stratified, that is, the "light" particles are discharged upward in the direction of the air flow, and the "heavy" ones move down against the air stream. Separation requires a certain time and an appropriate separation zone. However, both are limited by both structural and technological parameters. Therefore, it is advisable to delaminate the separated mixture before entering the separation zone, thereby reducing the mutual collision of particles.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения семян на фракции при одновременном упрощении конструкции пневмоклассификатора. The aim of the invention is to increase the efficiency of separation of seeds into fractions while simplifying the design of the pneumatic classifier.

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. In FIG. 1 is a flow chart of fractionation in a pneumatic classifier; in FIG. 2 connection of the precipitation chamber of the previous section with the suction channel of the subsequent section through the pipe-tee.

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. The pneumatic cassifier consists of a loading device 1, sequentially installed sections, each of which is made of a vertically suction channel 2-4. The last section in addition to its main channel 4 is equipped with a discharge suction channel 5, installed between the loading device 1 and the suction channel 2 of the first section along the material. The discharge channel 5 is in communication with the precipitation chamber 6 of the last section by means of a horizontal duct 7 structurally located above the precipitation chambers 8 and 9. The precipitation chambers are connected through nozzles with shutters 10-12 and a pneumatic manifold 13, which, in turn, is connected to the fan 14. Each the suction channel in the section is in communication with the precipitation chamber with the upper outlet part, and the sections are technologically interconnected through the bypass windows at the base of the chambers with the middle part of the subsequent suction channel a. The bypass windows are made in the form of branching tees, one outlet of which is connected to the precipitation chamber through a window 15 formed between the lower edge of the ramp plane 16 of the precipitation chamber and the plane of the dividing wall 17 of the vertical channel of the subsequent section. The second outlet 18 of the pipe-tee is in communication with the vertical aspiration channel of the subsequent section, and the third outlet 19 is with the atmosphere, and a throttle valve is installed in the last output of the pipe-tee.

Окно 15 переходит в канал 21 с постоянным сечением, образованный стенкой 20, которая нижней кромкой ограничивает размер окна 22, связывающего патрубок-тройник с атмосферой. The window 15 passes into the channel 21 with a constant cross-section, formed by the wall 20, which the lower edge limits the size of the window 22, connecting the pipe-tee to the atmosphere.

Для исключения влияния неравномерности скорости воздушного потока по сечению канала в нижних частях аспирационного вертикального канала установлены полки 23. To eliminate the effect of uneven air flow velocity over the channel cross section, shelves 23 are installed in the lower parts of the aspiration vertical channel.

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. The cross section of the outlet 18 of the pipe-tee connected with the vertical suction channel is made larger than the cross section of the outlet 19 communicated with the atmosphere, which, in turn, is larger than the cross section of the outlet 15 communicated with the precipitation chamber.

Выходная часть разгрузочного аспирационного канала 5 и аспирационного канала 2 первой секции расположена ниже выходных частей остальных секций. The output part of the discharge suction channel 5 and the suction channel 2 of the first section is located below the output parts of the remaining sections.

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. Thus, the separated material released into the intermediate sedimentation chamber does not immediately enter the vertical channel of the next section, but through this tee. At the same time, the cross section of its outputs is selected in such a way as to reduce the relationship between adjacent cavities of the precipitation chamber and the subsequent vertical channel, as well as to simplify the design of the pneumatic classifier.

Пневмоклассификатор работает следующим образом. Pneumatic classifier works as follows.

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. The grain material is fed into the loading device 1 and through the window controlled by the shutter, it is directed to the discharge suction channel 5. In the discharge channel 5, the shutter sets the air flow rate equal to or lower than in the main suction channel 4 of the last section, to isolate mainly sex, chaff and other impurities related to airborne impurities. In channels 2 and 3 of the intermediate sections, the air flow rate is set in decreasing order from the maximum speed of grains soaring in channel 2 to the minimum speed of full grains in channel 4. With this technological setting of separation modes in the aspiration channels of the pneumatic classifier in the unloading channel 5, the main part 70-80% of air-separated impurities in the precipitation chamber 6, which could be released in the main channel 4. Pre-cleaned grain material with a load reduced in s avnenii an initial 10-15% chute enters the suction channel 2. Overcoming stream moving through the air passage and repeatedly interspersing the shelves 23 in the lower part of the heaviest output mineral impurities, stones, unthreshed spikes and other heavy impurities. In their absence, which is determined by a preliminary analysis of grain samples, the air flow rate is set so that 20-30% of the most biologically most valuable grains stand out in the lower part.

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. In the suction channel 2, the remaining part of the grain material is taken up by an upward air flow into the settling chamber 8, where the exhaust air stream is sucked out by the fan 14 through a nozzle with a shutter 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. The precipitated material accumulates at the bottom due to gravitational forces. The air flow that is sucked in through the pipe-tee creates an ejection effect, which contributes to the unhindered removal of the deposited material from the chamber 8, despite the difference in air flow in the vertical air ducts of adjacent sections. In the aspiration vertical channel 3, the middle fraction is discharged through its lower part, comprising 40-30% of the initial intake. In the intake pipe 19, the grain material is pre-stratified before entering the channel 3, the lightest are discharged into the upper layers, therefore, the effect of mutual collision of particles of different fractions on the quality of separation is reduced. The preliminary selection of the lightest part of the impurities in the discharge channel 5 eliminates the need for "pumping" a certain part of the impurities from one section to another, which would not only affect the quality of separation in the channels, but would also not ensure stable removal of material from the previous suction channel due to the existing gradient in air flow in adjacent sections.

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. In channel 4, the remaining waste fraction not separated in discharge channel 5 is removed from the grain material. The separation process occurs under more favorable conditions due to a decrease in load, therefore, the quality of separation of the waste fraction in the last suction channel is significantly improved.

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. The absence of rotating parts for honey sections, the elimination of the need for completing the pneumatic classifier with an additional electric drive allows to simplify the design, reduce energy consumption and increase the reliability of its operation. An additional effect in increasing the efficiency of separation into fractions is associated with the preservation of the sowing qualities of seeds due to the exclusion of their injury by rotating reel feeders in comparison with the prototype.

Claims

1. Pneumatic classifier, including loading device, successively installed sections, each of which is made of a vertical suction channel communicated by the upper part with a precipitation chamber, communicated by a bypass window with the middle part of the vertical suction channel of the subsequent section, nozzles with shutters, characterized in that it is equipped a discharge suction channel installed between the loading device and the suction channel of the first section along the material and communicated with by the packing chamber of the last section by means of a horizontal duct, a pipe-tee, one outlet of which is in communication with the precipitation chamber, the second with a vertical suction channel of the next section, the third with the atmosphere, and a throttle valve is installed in the last outlet of the tee-pipe.

2. The pneumatic classifier according to claim 1, characterized in that the outlet cross section of the tee fitting in communication with the vertical suction channel is larger than the outlet cross section communicated with the atmosphere, which, in turn, is larger than the outlet cross section communicated with the precipitation chamber.

3. The pneumatic classifier according to claims 1 and 2, characterized in that the output part of the discharge channel and the suction channel of the first section is located below the output parts of the remaining sections.