RU2344004C1

RU2344004C1 - Grain separator

Info

Publication number: RU2344004C1
Application number: RU2007119858/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Степанович Архипов (RU); Александр Степанович Архипов; Оксана Рамилевна Глухих (RU); Оксана Рамилевна Глухих; Владимир Геннадьевич Чумаков (RU); Владимир Геннадьевич Чумаков
Original assignee: ФГОУ ВПО Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева
Priority date: 2007-05-28
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2009-01-20

Abstract

FIELD: agricultural industry.

SUBSTANCE: invention refers to agricultural engineering, and namely to the devices intended for separating grain mixtures into fractions according to their mechanical-and-physical properties, and can be used for after-harvesting grain processing, as well as for separating loose materials applied in other industries. Grain separator consists of a tank with a measuring device, cone-shaped sieves installed so that they can vibrate about a vertical axis, a central channel and an annular channel which are located coaxially, and a closed aspiration system which includes a fan, a discharge duct, an annular channel section, a suction channel and a cyclone. Measuring device is installed on the top of a cone-shaped distributor the lower base of which is provided with a replaceable ring which serves as a spring-board for grain flow. Under the cone-shaped distributor installed is an inverted cone with a cylindrical adjusting ring. In upper suction channel of the aspiration system there arranged is a convex area with an adjustable section area, under which installed is one or several discharge channels with adjusting shutters between them.

EFFECT: improving separating efficiency of grain flow as well as improving quality of and quantity of fractions obtained.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к технике разделения зерновых смесей на фракции по их физико-механическим свойствам, и может быть использовано для послеуборочной обработки зерна, а также для сепарации сыпучих материалов в других отраслях промышленности.The present invention relates to agricultural machinery, in particular to the technique of separating grain mixtures into fractions according to their physicomechanical properties, and can be used for post-harvest grain processing, as well as for the separation of bulk materials in other industries.

Известны устройства для очистки, сепарации и фракционирования семян зерновых, зернобобовых, масличных и других сельскохозяйственных культур по различию их свойств и признаков. Наиболее близкими к предлагаемому техническому решению являются, например, устройства по А.С. СССР №889143, кл. В07В 1/38, №1819689 А1, кл. В07В 13/00 и зерноочистительная машина по А.С. №1641467 А1, кл. В07В 1/38.Known devices for cleaning, separation and fractionation of seeds of cereals, legumes, oilseeds and other crops by the difference in their properties and characteristics. Closest to the proposed technical solution are, for example, devices according to A.S. USSR No. 889143, cl. B07B 1/38, No. 1819689 A1, cl. V07V 13/00 and grain cleaning machine according to A.S. No. 1641467 A1, cl. B07B 1/38.

Недостатком упомянутых устройств является то, что они выделяют ограниченное количество фракций, это чаще всего несколько отходовых и только одну продовольственную либо семенную, удовлетворяющую по наличию примесей. Известно, что в продовольственных как и в семенных фракциях присутствуют зерна, значительно отличающиеся друг от друга не только внешними признаками (размеры, форма, состояние поверхности, плотность, упругость, коэффициент трения и другие), но и агробиологическими свойствами, например силой роста, энергией прорастания, потенциальной урожайностью, содержанием клейковины и другими. Существует взаимосвязь между внешними и качественными признаками.The disadvantage of these devices is that they emit a limited number of fractions, this is most often a few waste and only one food or seed, satisfying the presence of impurities. It is known that grains are present in food as well as in seed fractions, which significantly differ from each other not only in external attributes (size, shape, surface condition, density, elasticity, coefficient of friction, etc.), but also in agrobiological properties, for example, growth force, energy sprouting, potential yield, gluten content and others. There is a relationship between external and quality attributes.

Однако в большинстве случаев технические средства для послеуборочной обработки зерна преследуют цель - доведение зерна до требуемых кондиций по засоренности, причем, даже в тех случаях, когда в процессе обработки на отдельных промежуточных стадиях выделяются отличительные по свойствам фракции, которые затем снова объединяют. Это приводит к увеличению удельных энергозатрат, материалоемкости и других показателей.However, in most cases, the technical means for post-harvest grain processing pursue the goal of bringing the grain to the required condition for contamination, even in cases where distinctive fractions are distinguished in the process of processing at separate intermediate stages, which are then combined again. This leads to an increase in specific energy consumption, material consumption and other indicators.

Предлагаемый сепаратор предназначен для разделения зернового вороха по различным признакам на 5-6 или более фракций за один пропуск с минимальными удельными энергозатратами. Кроме того, сепаратор относительно компактен, прост в эксплуатации и обслуживании.The proposed separator is designed to separate the grain heap according to various criteria into 5-6 or more fractions in one pass with minimal specific energy consumption. In addition, the separator is relatively compact, easy to operate and maintain.

Достигается это тем, что подача зерна на решета осуществляется с помощью пассивного дозатора, установленного на вершине конусного распределителя, к основанию которого крепятся сменные отражательные кольца-трамплины, расширяющие зону рассева зернового потока, скатывающегося с конусного распределителя. При этом внешняя часть потока направляется на решета, а внутренняя поступает по обратному конусу в центральный вертикальный канал и далее в приемник. В верхнем отсасывающем канале аспирационной системы, соединенной с кольцевым вертикальным каналом, расположен выпуклый участок с регулируемой площадью сечения. Непосредственно под этим участком расположены один или несколько отводящих каналов, между которыми установлены одна или несколько подвижных заслонок, обеспечивающих количественное и качественное регулирование содержимого зерновых потоков в отводящих каналах.This is achieved by the fact that the grain is fed to the sieves using a passive batcher installed on top of a cone distributor, to the base of which are attached removable reflective springboard-diving boards, expanding the sieving zone of the grain flow rolling from the cone distributor. In this case, the external part of the flow is directed to the sieves, while the internal part enters through the inverse cone into the central vertical channel and further to the receiver. In the upper suction channel of the aspiration system connected to the annular vertical channel, there is a convex section with an adjustable cross-sectional area. Directly below this section are one or more outlet channels, between which one or more movable shutters are installed, providing quantitative and qualitative control of the contents of grain flows in the outlet channels.

Сепаратор изображен на прилагаемых чертежах, где на фиг.1 представлена общая схема сепаратора, на фиг.2 показан отсасывающий верхний канал аспирационной системы с элементами регулирования параметров сечения и положения заслонок в отводящих каналах, на фиг.3 - тот же канал по сечению А-А.The separator is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a general diagram of the separator, Fig. 2 shows the suction top channel of the suction system with elements for adjusting the parameters of the cross-section and the position of the shutters in the outlet channels, and Fig. 3 shows the same channel along section A BUT.

Основными элементами радиальной части сепаратора являются: бункер 1, дозатор 2, конусный распределитель 3, отражательное кольцо-трамплин 4, обечайка верхнего решета 5, обратный конус 6, верхнее решето 7, нижнее решето 8, центральный вертикальный канал 9, кольцевой канал 10, отводящий отходовый канал 11, регулировочное цилиндрическое кольцо 12, обечайка нижнего решета 13 и щетки 14, служащие для очистки отверстий решет от застрявших зерен или примесей. Аналогичные щетки устанавливаются и под верхним решетом 7.The main elements of the radial part of the separator are: hopper 1, dispenser 2, cone distributor 3, reflective springboard 4, casing of the upper sieve 5, reverse cone 6, upper sieve 7, lower sieve 8, central vertical channel 9, annular channel 10, outlet the waste channel 11, the adjusting cylindrical ring 12, the shell of the lower sieve 13 and the brush 14, which serve to clean the holes of the sieves from stuck grains or impurities. Similar brushes are installed under the upper sieve 7.

Аспирационная часть (система) сепаратора включает в себя вентилятор 15, нагнетательный канал 16, регулятор воздушного потока 17, циклон 18, всасывающий воздушный канал 19, отводящий зерновой канал 20, регулировочную заслонку 21 и потолочную шиберную заслонку 22 с наружным шаровым шарниром 23 и механизмом перемещения 24.The aspirator part (system) of the separator includes a fan 15, a discharge channel 16, an air flow regulator 17, a cyclone 18, a suction air channel 19, a grain outlet 20, an adjustment flap 21 and a ceiling gate valve 22 with an external ball joint 23 and a movement mechanism 24.

Конусы решета подвешены к корпусу сепаратора, например, с помощью рычагов 25 с шаровыми шарнирами на концах, а щетки внешними окончаниями через ролики опираются на кольцевые направляющие дорожки 26. Это обеспечивает возможность колебания решет и вращения щеток вокруг вертикальной оси.The cones of the sieve are suspended from the separator body, for example, by means of levers 25 with ball joints at the ends, and the brushes with outer ends rely on the guide rails 26 through the rollers. This allows the sieves to oscillate and the brushes to rotate about a vertical axis.

Механизмы привода решет и щеток не представлены.Mechanisms for driving sieves and brushes are not represented.

Рабочий процесс осуществляется следующим образом.The workflow is as follows.

Зерновой поток из бункера 1 через окна дозатора 2 поступает на конусный распределитель 3. При перемещении по конусной поверхности распределителя частицы зернового потока рассредоточиваются, толщина слоя уменьшается и может достичь значений менее одного элементарного слоя. При этом скорость отдельных частиц дифференцируется в зависимости от ряда внешних признаков, например, таких как форма, состояние поверхности, соотношение размеров, плотность и других. Продолжая скатываться по распределителю, компоненты зернового потока взаимодействуют у основания конуса с кольцевым отражателем-трамплином 4 и отлетают на разное расстояние от внешней его кромки. Этот поток частиц делится цилиндрическим кольцом 12 на два потока. Первый поток это те частицы, которые отлетают от трамплина на большее расстояние, то есть в процессе перемещения по конусу 3 приобрели большую скорость. Они устанавливаются обечайкой 5 и поступают на верхнее конусное решето 7. Второй поток ограничивается регулируемым по высоте цилиндрическим кольцом 12 и подается на обратный конус 6, с которого сходит в центральный вертикальный канал 9. По качественному составу в этом потоке сосредотачиваются преимущественно частицы соломы, элементы колосков, семена некоторых сорняков и другие примеси. В первом потоке преобладают более плотные, круглые и гладкие частицы.The grain flow from the hopper 1 through the windows of the dispenser 2 enters the conical distributor 3. When moving along the conical surface of the distributor, the particles of the grain flow are dispersed, the layer thickness decreases and can reach values of less than one elementary layer. In this case, the speed of individual particles is differentiated depending on a number of external signs, for example, such as shape, surface condition, aspect ratio, density, and others. Continuing to roll down the distributor, the components of the grain flow interact at the base of the cone with an annular reflector-springboard 4 and fly off at different distances from its outer edge. This particle stream is divided by a cylindrical ring 12 into two streams. The first stream is those particles that fly away from the springboard at a greater distance, that is, in the process of moving along cone 3 they have acquired a greater speed. They are installed by the shell 5 and fed to the upper conical sieve 7. The second flow is limited by a height-adjustable cylindrical ring 12 and is fed to the return cone 6, from which it descends into the central vertical channel 9. Mostly straw particles and spikelet elements are concentrated in this stream in terms of quality composition. , seeds of some weeds and other impurities. The first stream is dominated by more dense, round and smooth particles.

На решетах зерновой поток делится по размерам. Сходовая фракция с верхнего решета - крупные примеси - поступают также в центральный вертикальный канал 9, а проходовая фракция подается на нижнее решето 8 и в кольцевой канал 10. Сходовая фракция с нижнего решета также поступает в кольцевой канал, а проходовая часть, содержащая мелкие примеси, самотеком поступает по отходовому каналу 11 в приемник I. Крупные примеси, сошедшие с верхнего решета, и второй поток, поступивший по обратному конусу в центральный канал 9, отводятся в приемник II.On sieves, the grain flow is divided by size. The sediment fraction from the upper sieve — coarse impurities — also enters the central vertical channel 9, and the passage fraction is fed to the lower sieve 8 and to the annular channel 10. The debris fraction from the lower sieve also enters the annular channel, and the passage containing fine impurities gravity flows through the waste channel 11 to the receiver I. Large impurities coming off the upper sieve, and the second stream coming through the return cone into the central channel 9, are diverted to the receiver II.

Сходовая фракция с нижнего решета и часть проходовой фракции верхнего решета по кольцевому каналу 10 под действием гравитационных сил устремляется вниз и оказывается во встречном воздушном потоке аспирационной системы. Тяжелые и плотные частицы, преодолевая встречный воздушный поток, поступают в приемник III, а зерно увлекается в верхний отводящий канал, где в зоне выпуклого участка распределяется в приемники IV и V, которых может быть несколько.The sediment fraction from the lower sieve and part of the passage fraction of the upper sieve along the annular channel 10 rushes down under the influence of gravitational forces and ends up in the oncoming air stream of the aspiration system. Heavy and dense particles, overcoming the oncoming air flow, enter receiver III, and the grain is carried away to the upper outlet channel, where in the zone of the convex section it is distributed into receivers IV and V, which may be several.

Изменяя положение заслонки 21, установленной между отводящими каналами, а также поднимая или опуская шиберную заслонку 22 с помощью шарнира 23 и механизма перемещения 24, регулируют скоростной напор воздушного потока, добиваясь осаждения фракций зерна в приемники IV и V, и вынос легких примесей в циклон 18, из которого они поступают в приемник VI.By changing the position of the shutter 21 installed between the outlet channels, and also raising or lowering the slide gate 22 using the hinge 23 and the movement mechanism 24, the air flow velocity head is regulated, achieving the deposition of grain fractions in receivers IV and V, and the removal of light impurities into the cyclone 18 from which they arrive at receiver VI.

Скомпонованная таким образом аспирационная система позволяет в широком диапазоне регулировать качественные и количественные характеристики всех фракций зернового вороха. Так, например, с помощью заслонки 17 можно изменять скоростной напор воздуха в вертикальном участке кольцевого канала, что позволяет направлять в приемник III либо тяжелые примеси, либо фракцию зерновую, а в приемники IV, V и VI - менее плотное зерно и легкие примеси.The suction system arranged in such a way allows to regulate in a wide range the qualitative and quantitative characteristics of all fractions of the grain heap. So, for example, using the damper 17, you can change the air pressure in the vertical section of the annular channel, which allows you to send heavy impurities or grain fraction to receiver III, and less dense grain and light impurities to receivers IV, V and VI.

Сепаратор может использоваться на различных стадиях послеуборочной обработки семян сельскохозяйственных культур и в ряде промышленных производств.The separator can be used at various stages of post-harvest seed treatment of crops and in a number of industrial plants.

Claims

Grain separator, including a hopper with a dispenser, conical sieves installed with the possibility of oscillation around the vertical axis, the central and annular channels located coaxially, an aspiration closed system that combines a fan, a discharge channel, a section of the annular channel, a suction channel and a cyclone, characterized in that the dispenser is mounted on top of a cone distributor, the lower base of which has an interchangeable ring that serves as a springboard for grain flow, is installed under the cone distributor a reverse cone with a cylindrical adjustment ring, and in the suction upper channel of the aspiration system there is a convex section with an adjustable cross-sectional area, under which one or more outlet channels with adjustment flaps are installed between them.