RU2401704C1

RU2401704C1 - Air separator of cereals

Info

Publication number: RU2401704C1
Application number: RU2009128432/03A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Романович Озонов (RU); Геннадий Романович Озонов; Владимир Андреевич Сабашкин (RU); Владимир Андреевич Сабашкин; Вадим Павлович Колинко (RU); Вадим Павлович Колинко; Павел Вадимович Колинко (RU); Павел Вадимович Колинко; Николай Фёдорович Гриценко (RU); Николай Фёдорович Гриценко; Илья Викторович Михайлов (RU); Илья Викторович Михайлов; Сергей Иванович Чемоданов (RU); Сергей Иванович Чемоданов; Василий Владимирович Мяленко (RU); Василий Владимирович Мяленко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Сибирская агролизинговая компания" (ООО "Сибагролизинг")
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2010-10-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to device intended for cleaning cereals by airflows and can be used in agriculture, silos, farms etc. Proposed separator comprises bin, feeder, lengthwise separating channel with flat nozzle arranged at its front and screens to level airflow, fan and collectors of fractions. Separator comprises also grids arranged stepwise behind the feeder and displaced along separating channel length. Said grids are made up of shaped rods secured in cantilever on connecting plates and arranged in at least one line. Free ends of said rods are bent in vertical plane. Separator has also device to impart vibration to said grids. Airflow leveling grids feature free area increasing in height from top to bottom and are arranged on separating channel front wall under flat nozzles arranged to feed airflow jets into gaps between grid rods.

EFFECT: increased quality of cleaned grain and higher efficiency.

EFFECT: 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки зерна с помощью воздушных потоков и может быть использовано на селекционных станциях, семенных заводах, зерновых элеваторах, в фермерских хозяйствах, мукомольной и комбикормовой промышленности.The invention relates to a device for cleaning grain using air flows and can be used at breeding stations, seed plants, grain elevators, in farms, milling and animal feed industry.

Известен воздушно-решетный сепаратор зерна [Косилов Н.И., Фоминых А.В. и Чумаков В.Г. Семена по ранжиру и в строй // Журнал «Сельский механизатор». - 2006. №2, с.18-19], содержащий бункер с питателем, сепарирующий канал, три последовательно расположенных каскада решет, совершающих колебательные движения, с цепочно-щеточными механизмами для их очистки, вентиляторы, сборники фракций. Размеры отверстий решет увеличиваются дискретно по каскадам в направлении движения материала, при этом на первом решете просеиваются мелкие, на втором - средние, а на третьем - крупные зерна. Крупные примеси сходят с третьего решета и выводятся из сепаратора шнеком.Known air-sieve grain separator [Kosilov N.I., Fominykh A.V. and Chumakov V.G. Seeds by rank and order // Journal "Rural mechanic". - 2006. No. 2, pp. 18-19], containing a hopper with a feeder, a separating channel, three successively arranged cascades of sieves that perform oscillatory movements, with chain-brush mechanisms for cleaning them, fans, fraction collectors. The size of the holes of the sieves increases discretely along the cascades in the direction of movement of the material, while on the first sieve, small grains are sieved, on the second - medium, and on the third - large grains. Large impurities leave the third sieve and are removed from the separator by a screw.

Недостатком известного сепаратора является то, что он очень сложен в реализации и малоэффективен в эксплуатации, так как обладает нерациональной технологической схемой сепарации зерна в воздушном потоке, в результате чего аэродинамически легкие, но средние по крупности частицы попадают во фракцию мелких по размерам, но тяжелых по аэродинамическим свойствам. В то же время легкие, но крупные по размерам частицы попадают во фракцию средних по размерам, но тяжелых по аэродинамическим свойствам. Поэтому наиболее чистой может быть только крупная тяжелая фракция, а средняя тяжелая, которая имеет наибольшую биологическую ценность, будет засорена крупными легкими компонентами.A disadvantage of the known separator is that it is very difficult to implement and ineffective in operation, as it has an irrational technological scheme for separating grain in the air flow, as a result of which aerodynamically light but medium-sized particles fall into the fraction of small in size but heavy in size aerodynamic properties. At the same time, light but large particles fall into the fraction of medium in size, but heavy in aerodynamic properties. Therefore, only the coarse heavy fraction can be the purest, and the medium heavy, which has the highest biological value, will be clogged with large light components.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде [RU 2270061 С2, 20.02.2006], содержащее бункер, питатель, продольный сепарирующий канал, который в передней части имеет плоские сопла и выравнивающие решетки, вентилятор, сборники фракций.The closest analogue (prototype) is a device for separating a granular mixture in a fluid [RU 2270061 C2, 02.20.2006], containing a hopper, feeder, longitudinal separation channel, which in the front part has flat nozzles and leveling gratings, a fan, fraction collectors.

Недостатком этого устройства является низкое качество очищенного зерна и недостаточно высокая производительность. Основной причиной этих недостатков является высокая концентрация частиц в зоне ввода в сепарирующий канал, куда зерно из бункера при открытии заслонки поступает по наклонному вибропитателю сплошным непрерывным потоком. Вследствие этого происходят частые соударения частиц, и достаточно много тяжелых частиц выносится во фракцию легких, а легкие увлекаются тяжелыми, не успевают выделиться из смеси и попадают во фракцию тяжелых частиц. Чем больше их концентрация, тем выше количество соударений и ниже качество очистки и, как следствие, вынужденный возврат зерна на повторную очистку, который может достигать 50% от исходной его подачи.The disadvantage of this device is the low quality of refined grains and not high enough productivity. The main reason for these shortcomings is the high concentration of particles in the zone of entry into the separation channel, where the grain from the hopper when opening the damper enters the inclined vibrating feeder in a continuous continuous stream. As a result of this, frequent particle collisions occur, and quite a lot of heavy particles are carried into the lung fraction, and the lungs are carried away by the heavy ones, do not have time to stand out from the mixture and fall into the fraction of heavy particles. The higher their concentration, the higher the number of collisions and the lower the quality of cleaning and, as a result, the forced return of grain for re-cleaning, which can reach 50% of its initial supply.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качества очищенного зерна и увеличение производительности путем обеспечения распределенного ввода зерна в сепарирующий канал и снижения концентрации его частиц в зоне сепарации, то есть устранение причин недостатка сепаратора-прототипа.The task of the invention is to improve the quality of refined grain and increase productivity by providing distributed input of grain into the separation channel and reducing the concentration of its particles in the separation zone, that is, eliminating the reasons for the lack of a prototype separator.

Поставленная задача решена следующим образом.The problem is solved as follows.

Воздушный сепаратор зерна, как и его прототип, включает бункер, питатель, продольный сепарирующий канал, который в передней части имеет плоские сопла и выравнивающие воздушный поток решетки, вентилятор, сборники фракций. В отличие от прототипа этот сепаратор дополнительно снабжен установленными за питателем со смещением по длине сепарирующего канала ступенчато расположенными решетками, выполненными из консольно закрепленных на соединительных планках по крайней мере в один ряд профилированных стержней, свободные концы которых поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны, и устройствами для придания решеткам вибраций. При этом выравнивающие воздушный поток решетки выполнены с дискретно увеличивающимся по высоте сверху вниз живым сечением и установлены на передней стенке сепарирующего канала под плоскими соплами, установленными с возможностью подачи воздушных струй в зазоры между стержнями решетки. Установка в сепарирующем канале решеток указанного исполнения и размещения в совокупности с названными известными признаками изобретения во всех случаях его осуществления обеспечивает распределенный ввод зерна в сепарирующий канал и снижает концентрацию его частиц в зоне сепарации, обеспечивает вывод легких, а также крупных примесей из зоны сепарации основного зерна, обеспечивает более равномерное (дифференцированное) распределение по длине сепарирующего канала зерна согласно его размерам. Иначе говоря, названная новая совокупность общих существенных признаков обеспечивает технический результат, указанный в задаче изобретения.The grain air separator, like its prototype, includes a hopper, feeder, longitudinal separation channel, which in the front part has flat nozzles and leveling airflow grilles, a fan, and fraction collectors. In contrast to the prototype, this separator is additionally equipped with stepwise arranged gratings installed behind the feeder with an offset along the length of the separating channel, made of cantilever mounted on the connecting strips at least one row of profiled rods, the free ends of which are alternately bent in a vertical plane with different radii of curvature, and devices for imparting vibration to the gratings. At the same time, the airflow equalizing gratings are made with a live cross section discretely increasing in height from top to bottom and are mounted on the front wall of the separating channel under flat nozzles installed with the possibility of feeding air jets into the gaps between the grating rods. The installation in the separation channel of the gratings of the indicated design and placement in conjunction with the above-mentioned known features of the invention in all cases of its implementation provides a distributed input of grain into the separation channel and reduces the concentration of its particles in the separation zone, ensures the removal of light as well as large impurities from the separation zone of the main grain , provides a more uniform (differentiated) distribution along the length of the separating channel of grain according to its size. In other words, the named new set of common essential features provides the technical result indicated in the task of the invention.

Кроме того, в конкретных исполнениях данного сепаратора решетки снабжены устройствами для регулировки углов их наклона. Это обеспечивает оптимальный режим подачи зерна в сепарирующий канал и создает наиболее эффективный для воздушной сепарации его слой на решетках.In addition, in specific versions of this separator, the grilles are equipped with devices for adjusting their tilt angles. This ensures the optimal mode of feeding grain into the separation channel and creates the layer most effective for air separation on the gratings.

Кроме того, устройства для придания решеткам вибраций выполнены с возможностью регулирования режимов вибрации. Это исключает образование застойных зон и обеспечивает надежность работы при использовании сепаратора на операциях первичной очистки и сортирования.In addition, devices for imparting vibration lattices are configured to control vibration modes. This eliminates the formation of stagnant zones and ensures reliable operation when using the separator in the operations of primary cleaning and sorting.

Техническое решение иллюстрировано чертежами.The technical solution is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен воздушный сепаратор зерна, продольный вертикальный разрез, пример, схема; на фиг.2 - решетка, вид сбоку, пример; на фиг.3 - решетка, вид сверху; на фиг.4 - сечение А-А фиг.2; на фиг.5 - сечение Б-Б фиг.2; на фиг.6 - сечение В-В фиг.2.Figure 1 shows an air grain separator, a longitudinal vertical section, an example, a diagram; figure 2 - lattice, side view, an example; figure 3 - lattice, top view; figure 4 is a section aa of figure 2; figure 5 is a section bB of figure 2; figure 6 is a section bb In figure 2.

Воздушный сепаратор зерна (фиг.1) содержит бункер 1 с заслонкой 2, вибропитатель 3, решетки 4, продольный сепарирующий канал 5, вибропривод 6 и устройства 7 для регулировки углов наклона решеток 4. Передняя стенка сепарирующего канала 5 снабжена в верхней части плоскими соплами 8, а под ними установлены выравнивающие воздушный поток решетки 9, которые для более эффективного распределения потока выполнены с дискретно увеличивающимся по высоте сверху вниз живым сечением. Внизу сепарирующего канала 5 расположены сборники фракций 10 с шарнирно закрепленными между ними делителями 11. В верхней части задней стенки сепарирующего канала 5 имеется окно для подсоединения его посредством воздухопровода 12 к вентилятору 13. Решетки 4 крепятся к боковым стенкам сепарирующего канала 5 шарнирно посредством соединительной планки 14 (фрагмент) (фиг.2 и 3), где в один ряд консольно установлены профилированные стержни 15 и 16, свободные концы которых поочередно отогнуты в вертикальной плоскости с разными радиусами кривизны (фиг.2-6). Решетки 4 могут быть снабжены индивидуальными виброприводами или имеют устройства 17 в виде системы рычагов (фиг.1), обеспечивающие их колебания от вибропривода 6. В последнем случае первая по направлению движения зерна решетка 4 может быть закреплена непосредственно на выходном торце вибропитателя 3. Кроме того, вибропривод 6 имеет регулируемые режимы вибрации.The air grain separator (Fig. 1) contains a hopper 1 with a shutter 2, a vibratory feeder 3, a grill 4, a longitudinal separation channel 5, a vibrator 6 and a device 7 for adjusting the angle of inclination of the grilles 4. The front wall of the separating channel 5 is equipped with flat nozzles 8 in the upper part and beneath them there are installed equalizing airflow grilles 9, which for a more efficient distribution of the flow are made with a live section that is discretely increasing in height from top to bottom. At the bottom of the separating channel 5 there are fraction collectors 10 with dividers 11 pivotally mounted between them 11. In the upper part of the rear wall of the separating channel 5 there is a window for connecting it through the air duct 12 to the fan 13. The grilles 4 are hinged to the side walls of the separating channel 5 by means of a connecting strip 14 (fragment) (FIGS. 2 and 3), where profiled rods 15 and 16 are cantilevered in one row, the free ends of which are alternately bent in a vertical plane with different radii of curvature (FIGS. 2-6) . The grilles 4 can be equipped with individual vibrodrives or have devices 17 in the form of a system of levers (Fig. 1), which ensure their vibrations from the vibrodriver 6. In the latter case, the first lattice 4 in the direction of grain movement can be mounted directly on the output end of the vibratory feeder 3. In addition The vibrator 6 has adjustable vibration modes.

Воздушный сепаратор зерна работает следующим образом (фиг.1). Из бункера 1 дозированное заслонкой 2 зерно вибропитателем 3 подается на ступенчато расположенные решетки 4. Здесь зерно за счет вибрации стержней 15, 16 (фиг.2 и 3) и направленного прохода снизу в зазоры между стержнями воздушных струй, подаваемых соплами 8, переходит в псевдоожиженное состояние и расслаивается. При этом легкие и крупные примеси «всплывают» в верхние слои и выпадают в сепарирующий канал 5 лишь на сходе с решеток 4, а тяжелые частицы «тонут» в нижние слои. Благодаря тому что стержни 15 и 16 выполнены с разными радиусами кривизны, зазор a между ними постепенно увеличивается по направлению движения зерна (a₃>a₂>a₁) (фиг.4, 5 и 6). В таком случае частицы зерна дифференцированно просыпаются сквозь решетки 4 по размерам в соответствующие зоны сепарирующего канала 5, а перекрытие решеток 4 одна другой по высоте исключает случайное попадание пересыпающихся крупных частиц в зону сепарации мелких. Тем самым уменьшается вероятность соударений различных фракций в сепарирующем канале 5 и повышается качество сепарации.The air grain separator works as follows (figure 1). From the hopper 1, the grain dosed by the shutter 2 is fed by vibrating feeder 3 to the stepwise arranged gratings 4. Here, due to vibration of the rods 15, 16 (FIGS. 2 and 3) and directed passage from below into the gaps between the rods of the air jets supplied by nozzles 8, it passes into the fluidized condition and exfoliates. In this case, light and large impurities “float” into the upper layers and fall into the separation channel 5 only at the exit from the gratings 4, and heavy particles “sink” into the lower layers. Due to the fact that the rods 15 and 16 are made with different radii of curvature, the gap a between them gradually increases in the direction of movement of the grain (a ₃ > a ₂ > a ₁ ) (Figs. 4, 5 and 6). In this case, the grain particles differentially wake up through the gratings 4 in size to the corresponding zones of the separating channel 5, and the overlapping of the gratings 4, one another in height, eliminates the accidental ingress of large particles that are pouring into the separation zone of small ones. Thereby, the probability of collisions of various fractions in the separating channel 5 is reduced and the quality of separation is improved.

Посредством регулируемого вибропривода 6 и устройств 17, а также устройств 7 для регулировки угла наклона решеток 4 настраивают оптимальный режим подачи зерна в сепарирующий канал 5 и обеспечивают наиболее эффективный для воздушной сепарации его слой на решетках 4.By means of an adjustable vibro-drive 6 and devices 17, as well as devices 7 for adjusting the angle of inclination of the grids 4, the optimal mode of grain supply to the separation channel 5 is adjusted and the layer most effective for air separation on the grids 4 is set.

Решетки 9 способствуют созданию выровненного воздушного потока по вертикальному сечению сепарирующего канала 5.The grilles 9 contribute to the creation of a aligned air flow along the vertical section of the separating channel 5.

Количество сборников фракций 10 может быть различным в зависимости от производительности сепаратора и его назначения (предварительная, первичная очистка или сортирование). На схеме для примера представлен сепаратор с шестью сборниками. В зависимости от выполняемой операции, состава исходного зерна и требований к качеству конечных продуктов эти сборники могут быть использованы по различным вариантам. Например, при предварительной очистке продовольственного или семенного зерна сборники 10 на сепараторе могут быть распределены по следующим назначениям (фиг.1): I - тяжелые примеси (песок, галька, металлические предметы); II и III - фракции основного зерна; IV - возвратная фракция; V - фуражные отходы; VI - легкие примеси (неиспользуемые отходы). При использовании сепаратора на операциях первичной очистки и сортирования: I - тяжелые примеси; II - фракция основного зерна; III и V - возвратные фракции; IV - фуражные отходы; VI - легкие примеси.The number of fraction collectors 10 may be different depending on the performance of the separator and its purpose (preliminary, primary cleaning or sorting). The diagram shows an example of a separator with six collectors. Depending on the operation performed, the composition of the initial grain and the quality requirements of the final products, these collections can be used in various ways. For example, during the preliminary cleaning of food or seed grain, the collectors 10 on the separator can be distributed according to the following purposes (Fig. 1): I - heavy impurities (sand, pebbles, metal objects); II and III - fractions of the main grain; IV - return fraction; V - feed waste; VI - light impurities (unused waste). When using a separator for primary cleaning and sorting operations: I - heavy impurities; II - fraction of the main grain; III and V - return fractions; IV - feed waste; VI - light impurities.

Делителями 11, отклоняя их в нужном направлении, подбирают необходимое соотношение фракций между собой.Dividers 11, deflecting them in the right direction, select the necessary ratio of fractions among themselves.

Вентилятор 13 обеспечивает необходимые аэродинамические параметры воздушного потока (расход воздуха и разрежение) в сепарирующем канале 5, которые дополнительно настраивают регулировочной заслонкой (не показана), например, установленной в воздухопроводе 12.The fan 13 provides the necessary aerodynamic parameters of the air flow (air flow and vacuum) in the separation channel 5, which are additionally adjusted by an adjustment flap (not shown), for example, installed in the air duct 12.

Использование заявляемого изобретения позволяет повысить качество очищенного зерна и увеличить производительность.Using the claimed invention improves the quality of refined grains and increase productivity.

Claims

1. An air grain separator, including a hopper, a feeder, a longitudinal separating channel, which in the front part has flat nozzles and equalizing the air flow of the grill, a fan, fraction collectors, characterized in that it is equipped with stepwise arranged grilles installed behind the feeder with an offset along the length of the separating channel made of cantilever mounted on the connecting strips in at least one row of profiled rods, the free ends of which are alternately bent in a vertical plane with different and radii of curvature, and means for imparting grating vibrations, thus equalizing air flow grille formed with discretely increasing in height from top to bottom living section and mounted on the front wall of the separating channel to a flat nozzles installed to supply air jets at gaps between the lattice rods.

2. The air separator according to claim 1, characterized in that the sieves are equipped with devices for adjusting their tilt angles.

3. The air separator according to claim 1, characterized in that the device for imparting vibration lattices is configured to control vibration modes.