RU2692302C1 - Separation method with additional cleaning of grain material and device for its implementation - Google Patents
Separation method with additional cleaning of grain material and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692302C1 RU2692302C1 RU2018118897A RU2018118897A RU2692302C1 RU 2692302 C1 RU2692302 C1 RU 2692302C1 RU 2018118897 A RU2018118897 A RU 2018118897A RU 2018118897 A RU2018118897 A RU 2018118897A RU 2692302 C1 RU2692302 C1 RU 2692302C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separation
- cascade
- grain material
- aerodynamic
- grain
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 16
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 11
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 82
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
- B07B4/02—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures fall
Landscapes
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для воздушной (аэродинамической) сепарации сыпучих материалов и может быть использовано, преимущественно, в сельском хозяйстве для очистки и сортировки семян злаковых, травяных и иных культур на селекционных станциях, в фермерских хозяйствах, в мукомольном и комбикормовом производстве, а также в других отраслях народного хозяйства для разделения загрязненных сыпучих материалов на отдельные фракции.The invention relates to methods and devices for air (aerodynamic) separation of bulk materials and can be used mainly in agriculture for cleaning and sorting seeds of cereal, herbal and other crops at breeding stations, in farms, in the mill and feed mill production, and also in other sectors of the national economy for the separation of contaminated bulk materials into separate fractions.
Из уровня техники известен способ сепарации сыпучих материалов, в том числе и зернового материала, в текучей среде, при котором осуществляют гравитационную подачу частиц, аэродинамическое монотонно возрастающее воздействие на них под острым углом к вертикали каскадом плоских струй для расслоения сыпучей смеси на отдельные фракции, которые гравитационно выходя из зоны аэродинамического воздействия на них, свободно падают вниз и попадают в соответствующие сборники фракций. Особенностью этого способа является то, что перед аэродинамическим воздействием на частицы сыпучей смеси, течение каждой воздушной струи переводят в режим развитой турбулентности путем расширения струй по вертикале до слияния одной струи с другой со сбойной или близкой к ней формой течения и образования в начале каждого межструйного пространства всех смежных струй не менее двух циркуляционных зон, отличающихся друг от друга по величине. Этот способ сепарации осуществляется с помощью аэродинамического сепаратора, содержащего бункер с вибролотком, установленный под ним генератор воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под которой расположены сборники фракций [см. пат. Российской Федерации №2403096 по классам МПК6 В07В 4/02, В07В 11/00 опубликованный 10.11.2010 года].The prior art a method of separation of bulk materials, including grain material, in a fluid medium, in which the gravitational flow of particles is carried out, the aerodynamic monotonously increasing effect on them at an acute angle to the vertical by a cascade of flat jets for separating the bulk mixture into separate fractions, which Gravitationally leaving the zone of aerodynamic impact on them, freely fall down and fall into the corresponding collections of fractions. The peculiarity of this method is that before the aerodynamic impact on the particles of the loose mixture, the flow of each air jet is transferred to the developed turbulence mode by expanding the jets vertically to merge one jet with another with a faulty or close flow pattern and form at the beginning of each interjet space all adjacent jets of at least two circulation zones, differing from each other in size. This method of separation is carried out using an aerodynamic separator containing a hopper with a vibrating channel, an air jet generator installed beneath it, pneumatically connected to a source of pressurized air and a separation chamber, under which fraction collectors are located [see pat Of the Russian Federation №2403096 on classes IPC 6 W07B 4/02, W07B 11/00 published 10.11.2010].
Основным существенным недостатком известного способа сепарации является то, что в процессе разделения сыпучей смеси невозможно извлекать из нее крупные примеси растительного происхождения, в частности, фрагменты колосьев, корневых систем, стеблей, соломы, листьев и т.п. Указанные примеси имеют довольно высокое аэродинамическое сопротивление (парусность). Следовательно, даже имея большой вес, иногда превышающий массу зерен в несколько раз, они (примеси), вместо попадания в первый сборник фракций, предназначенный именно для тяжелых и крупных примесей, подхватываясь потоком воздуха, перемещаются воздушной струей по сепарационной камере и попадают в сборники фракций, предназначенные для уже отсепарированного зернового материала. То есть, при сепарации зернового материала, известный способ не обеспечивает его предварительную очистку, следовательно, не обладает технологической возможностью получения отсепарированного материала требуемого качества.The main significant disadvantage of the known separation method is that in the process of separating the loose mixture it is impossible to extract large impurities of plant origin from it, in particular, fragments of ears, root systems, stems, straw, leaves, etc. These impurities have a rather high aerodynamic drag (windage). Consequently, even having a large weight, sometimes several times exceeding the mass of grains, they (impurities), instead of falling into the first collection of fractions, designed specifically for heavy and large impurities, picked up by the air flow, move with an air jet through the separation chamber and enter into collections of fractions intended for already otseparirovanny grain material. That is, during the separation of the grain material, the known method does not provide its preliminary cleaning, therefore, it does not have the technological ability to obtain a separated material of the required quality.
Указанный существенный недостаток известного способа сепарации зернового материала обусловлен несовершенством конструкции аэродинамического сепаратора, с помощью которого реализуется известный способ. Это связано с тем, что в конструкции сепаратора отсутствует узел, способный предварительно извлекать из сыпучего материала содержащиеся в нем крупные примеси, особенно, растительного происхождения.This significant disadvantage of the known method of separation of grain material due to the imperfection of the design of the aerodynamic separator, which implements the known method. This is due to the fact that there is no node in the separator design that can pre-extract large impurities contained in it, especially those of plant origin, from the bulk material.
Известен также способ сепарации с дополнительной очисткой зернового материала и аэродинамический сепаратор для его реализации, описанные в патентах Украины №88528 и №87489 соответственно, сущность которых заключается в следующем.There is also known a method of separation with additional purification of grain material and an aerodynamic separator for its implementation, described in the patents of Ukraine No. 88528 and No. 87489, respectively, the essence of which is as follows.
Способ сепарации с дополнительной очисткой зернового материала, при котором осуществляется виброгравитационная подача частиц материала, аэродинамическое монотонно возрастающее воздействие на них под острым углом к вертикали каскадом плоских струй для расслоения зернового материала на отдельные фракции, которые гравитационно выходя из зоны аэродинамического воздействия, свободно падают на наклонную решетку и, проходя через нее, попадают в соответствующие сборники фракций, а крупные примеси растительного происхождения остаются на указанной наклонной решетке, с которой направляются за пределы сборников фракций [см. пат. Украины №88528 по классам МПК6 В07В 4/02, A01F 12/44 опубликованный 25.03.2014 года в Бюл. №6].Separation method with additional cleaning of grain material, in which vibrogravitational flow of material particles takes place, aerodynamic monotonously increasing effect on them at an acute angle to the vertical by a cascade of flat jets for separating the grain material into separate fractions that gravitationally leaving the aerodynamic impact zone, freely fall on the inclined lattice and, passing through it, fall into the corresponding collections of fractions, and large impurities of plant origin remain on inclined lattice from which they are sent outside the collections of fractions [see pat Of Ukraine No. 88528 in classes IPC 6 WW07B 4/02,
Аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала для реализации вышеописанного способа, содержит бункер с вибролотком, установленный под ним генератор воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под которой расположены сборники фракций, а также в средине сепарационной камеры над сборниками фракций расположено устройство для очистки зернового материала, выполненное в виде двухскатной сборной прутковой решетки, консольные концы ветвей рабочих органов которой свободно опираются на опорные поворотные валы с чистиками, расположенными в промежутках между соседними ветвями рабочих органов, причем каждая ветвь представляет собой прямолинейный пруток с крючком на одном конце, с помощью которого ветвь надевается на центральную ось двухскатной решетки, а также расстояние между ветвями в наборе рабочего органа может изменяться с помощью шайб. Угол наклона ветвей рабочих органов может изменяться путем перемещения в вертикальном направлении центральной оси решетки, или горизонтального перемещения поворотных валов в разные стороны [см. пат. Украины №87489 по классам МПК6 В07В 4/02, A01F 12/44. опубликованный 10.02.2014 года в Бюл. №3].Aerodynamic separator with additional cleaning of grain material for the implementation of the above method, contains a hopper with a vibrating channel, an air jet generator installed below it, pneumatically connected to a source of pressurized air and a separation chamber, under which fraction collectors are located, as well as in the middle of the separation chamber above collectors fractions there is a device for cleaning grain material, made in the form of a double-slope team bar, the cantilever ends of the branches of the working bodies The anans of which freely rest on supporting rotary shafts with chistists located in the intervals between adjacent branches of the working bodies, each branch being a straight bar with a hook at one end, with the help of which the branch is put on the central axis of the double-slope grille, as well as the distance between the branches in The set of the working body can be changed with the help of washers. The angle of inclination of the branches of the working bodies can be changed by moving in the vertical direction the central axis of the grid, or by horizontal movement of the rotary shafts in different directions [see. pat Of Ukraine No. 87489 in classes IPC 6 WW07B 4/02, A01F 12/44. published 10.02.2014 in Bul. Number 3].
Основным недостатком известного способа сепарации является низкое качество конечного продукта, вызванное некачественным разделением на фракции зернового материала. Наличие этого недостатка обусловлено тем, что зерна, после качественного разделения на фракции каскадом воздушных струй, на пути следования в соответствующие сборники фракций, сталкиваются с механическим препятствием - решеткой. Поскольку прутки решетки расположены довольно близко друг к другу (в противном случае крупные примеси будут проходить между прутьями), большая часть зерен, падая на прутья, будут отскакивать от них в хаотическом порядке и попадать в иные сборники фракций, чем предусмотрено технологическими параметрами сепарации. В результате этого наблюдается смешивание зерен и задача разделения зерновой смеси на отдельные фракции не будет полностью решена, следовательно, известный способ не обеспечивает получение конечного продукта сепарации требуемого качества.The main disadvantage of this separation method is the low quality of the final product, caused by poor-quality separation of grain material into fractions. The presence of this drawback is due to the fact that, after a high-quality fractionation by a cascade of air jets, along the route to the corresponding collections of fractions, the grains collide with a mechanical obstacle. Since the bars of the lattice are located fairly close to each other (otherwise large impurities will pass between the rods), most of the grains falling on the rods will bounce off of them in a chaotic order and fall into different collections of fractions than provided by the separation technological parameters. As a result, the mixing of grains is observed and the task of separating the grain mixture into separate fractions will not be completely solved, therefore, the known method does not provide the final separation product of the required quality.
Основным недостатком известного аэродинамического сепаратора является постепенное снижение производительности в процессе эксплуатации вследствие несовершенства его конструкции. Наличие указанного недостатка поясняется следующим. Решетка для очистки зернового материала от примесей находится в статическом состоянии, что способствует загрязнению межпруткового пространства соизмеримыми с ним примесями и так называемыми «всадниками» (ломаная солома, V-образные фрагменты колосьев и проч.), что постепенно снижает пропускную способность решетки, следовательно, и производительность сепаратора. Кроме того, поскольку периметр решетки жесткий, вероятность заклинивания зерен между прутками остается довольно высокой, а чистики размещены только лишь в торце решетки, следовательно, способны очищать не более 5% рабочей площади решетки, что еще в большей степени снижает производительность сепаратора, а также вынуждает периодически останавливать его работу для профилактической очистки решетки.The main disadvantage of the known aerodynamic separator is a gradual decrease in performance during operation due to the imperfection of its design. The presence of this drawback is explained as follows. The grate for cleaning the grain material from impurities is in a static state, which contributes to the pollution of the interwire space with impurities commensurate with it and the so-called "riders" (broken straw, V-shaped fragments of ears, etc.), which gradually reduces the throughput of the lattice, therefore, and separator performance. In addition, since the perimeter of the lattice is hard, the probability of grain jamming between the rods remains quite high, and the cleaners are placed only at the end of the lattice, therefore, they are able to clean no more than 5% of the working area of the lattice, which further reduces the separator’s performance and also forces periodically stop his work for the preventive cleaning of the lattice.
Наиболее близкими по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемыми за прототип, являются способ сепарации с дополнительной очисткой зернового материала и аэродинамический сепаратор «САД» для его реализации, описанные в патентах Украины №118743 и №119017 соответственно, технологическая и конструкторская сущность которых заключается в следующем.The closest in nature and the achieved effect, taken as a prototype, are the separation method with additional purification of the grain material and the aerodynamic separator “GARDEN” for its implementation, described in the patents of Ukraine No. 118743 and No. 119017, respectively, the technological and design essence of which is as follows .
Способ сепарации с дополнительной очисткой зернового материала, при котором осуществляют виброгравитационную подачу частиц материала в зону аэродинамического монотонно возрастающего воздействия на них каскадом плоских струй, отделение крупных примесей и конечное разделение на фракции, причем крупные примеси в смеси зернового материала отделяют и направляют только в первую фракцию или в дополнительный сборник-накопитель одним или несколькими вибропотоками перед виброгравитационной подачей смеси зернового материала в зону аэродинамического воздействия [см. пат. Украины №118743 по классам МПК В07В 4/02, A01F 12/44 опубликованный 28.08.2017 года в Бюл. №16].Separation method with additional purification of grain material, in which vibrogravitational flow of material particles into the zone of aerodynamic monotonously increasing impact on them by a cascade of flat jets, separation of large impurities and final separation into fractions, and large impurities in the mixture of grain material are separated and sent only to the first fraction or in an additional collection drive with one or several vibration streams before vibro-gravitational feeding of the mixture of grain material to the aerodynamic zone nomic impact [see. pat Of Ukraine No. 118743 in classes IPC W07B 4/02,
Аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала с помощью пруткового устройства для реализации вышеописанного способа сепарации, содержащий бункер с вибролотком, установленный под ним генератор воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под которой расположены сборники фракций, при этом прутковое устройство выполнено в виде гребенки, прутки которой имеют концевой загиб верх и через один различную длину или жесткость, установлены консольно в начале вибролотка между ним и выходом из бункера, и снабжены у свободных концов сборником крупных примесей, выполненным в виде одно- или двухскатного виброканала, сообщенного со сборником первой фракции [см. пат. Украины №119017 по классам МПК В07В 4/02, A01F 12/44 опубликованный 11.09.2017 года в Бюл. №17].Aerodynamic separator with additional cleaning of the grain material using a bar device to implement the separation method described above, containing a hopper with a vibrating channel, an air jet generator installed below it, pneumatically connected to an air supply source under pressure and a separation chamber under which fraction collectors are located the device is made in the form of a comb, the rods of which have an end bend to the top and, after one different length or rigidity, are mounted in console Ale vibrating chute between it and the outlet of the hopper and provided at the free ends of the large collection of impurities formed as a single or dual vibrokanala communicated with the collection of the first fraction [see. pat Of Ukraine No. 119017 on the classes IPC
Основным недостатком этого способа сепарации с дополнительной очисткой зернового материала является его низкая производительность. Наличие этого недостатка поясняется следующим. Крупные примеси в смеси зернового материала отделяют и направляют в первую фракцию с помощью пруткового устройства, выполненного в виде гребенки. Гребенка не только является устройством для отделения крупных примесей (положительное свойство), но и сама по себе является механическим препятствием для свободного падения зернового материала в вибролоток (отрицательное свойство). При большой подаче зерновой массы из бункера, она не успевает полностью пройти сквозь гребенку и часть зерна по ней сходит в первый сборник фракций, предназначенный для примесей. Чтобы уменьшить это негативное явление, гребенку колеблют вместе с вибролотком. Понятно, чем выше колебания гребенки, тем выше ее пропускная способность. Однако чрезмерное колебание гребенки приводит к тому, что прутки гребенки входят в резонанс и начинают самопроизвольно колебаться с различной частотой, что приводит к подбрасыванию зерен сепарируемого материала, тем самым способствуя их продвижению к консольному концу гребенки и, далее, опять же в первый сборник фракций. Таким образом, чтобы увеличить производительность процесса сепарации необходимо увеличивать частоту колебаний гребенки, но это приводит также к появлению в прутках гребенки автоколебаний, которые препятствуют прохождению зерен через гребенку, периодически подбрасывая их и продвигая к краю гребенки с дальнейшим сходом в первый сборник фракций. То есть возникает классическое техническое противоречие: гребенку надо колебать, чтобы повысить производительность, и, в тоже время, колеблющаяся гребенка способствует потере части сепарируемого материала, смешивая его с примесями и направляя в первый сборник фракций.The main disadvantage of this separation method with additional purification of the grain material is its low productivity. The presence of this deficiency is explained as follows. Large impurities in the mixture of grain material are separated and sent to the first fraction using a rod device made in the form of a comb. The comb is not only a device for separating large impurities (a positive property), but is also in itself a mechanical obstacle to the free fall of the grain material into the vibratory flow (a negative property). With a large supply of grain mass from the bunker, it does not have time to completely go through the comb and a part of the grain comes down to the first collection of fractions, intended for impurities. To reduce this negative phenomenon, the comb is oscillated along with the vibrating channel. It is clear, the higher the vibrations of the comb, the higher its throughput. However, excessive oscillation of the comb causes the comb rods to enter into resonance and begin to oscillate spontaneously with different frequencies, which leads to the tossing of the grains of the material being separated, thereby contributing to their advancement to the cantilever end of the comb and, further, again into the first collection of fractions. Thus, in order to increase the separation process productivity, it is necessary to increase the frequency of oscillation of the comb, but this also leads to the appearance of self-oscillations in the bars of the comb, which prevent the passage of grains through the comb, periodically throwing them and advancing to the edge of the comb with further gathering into the first collection of fractions. That is, a classical technical contradiction arises: the comb must be oscillated in order to increase productivity, and, at the same time, the oscillating comb promotes the loss of a part of the material being separated, mixing it with impurities and directing it to the first collection of fractions.
Указанный недостаток способа сепарации с дополнительной очисткой зернового материала обусловлен конструктивным недостатком устройства для его реализации, который заключается в следующем. Поскольку гребенка жестко прикреплена к вибролотку, амплитуда и частота колебаний этих устройств одинаковы, причем по всей длине прутков гребенки, а поскольку последние имеют относительно большую длину (на всю длину вибролотка), колебания концов прутков достаточно интенсивное, что и приводит к подбрасыванию на них зернового материала, не позволяя ему просыпаться сквозь прутки, и ускоренно продвигая к первому сборнику фракций, предназначенному для сбора примесей, что, в итоге, приводит к потере сепарируемого материала.This disadvantage of the separation method with additional purification of the grain material is caused by a structural disadvantage of the device for its implementation, which consists in the following. Since the comb is rigidly attached to the vibrating channel, the amplitude and frequency of oscillations of these devices are the same, and along the entire length of the comb bars, and since the latter have a relatively long length (for the entire length of the vibrating tray), the vibrations of the ends of the bars are quite intense, which causes the grain to be thrown at them material, not allowing it to wake up through the bars, and rapidly moving to the first collection of fractions, designed to collect impurities, which ultimately leads to loss of the separated material.
В основу изобретения поставлена задача повышение производительности процесса сепарации с дополнительной очисткой зернового материала путем создания условий для более интенсивного воздействия на сыпучую зерновую смесь за счет ее перераспределения в пространстве и изменения конструкции гребенки и изменения условий ее колебаний по длине.The basis of the invention is the task of improving the performance of the separation process with additional cleaning of the grain material by creating conditions for a more intense impact on the loose grain mixture due to its redistribution in space and changing the design of the comb and changing the conditions of its oscillations along the length.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе сепарации с дополнительной очисткой зернового материала, при котором осуществляют виброгравитационную подачу частиц материала в зону аэродинамического монотонно возрастающего воздействия на них каскадом плоских струй, отделение крупных примесей и конечное разделение на фракции, причем крупные примеси в смеси зернового материала отделяют и направляют только в первую фракцию или в дополнительныйсборник-накопитель одним или несколькими вибропотоками перед виброгравитационной подачей смеси зернового материала в зону аэродинамического воздействия, согласно предложению, отделение крупных примесей осуществляют многоступенчато с интенсивностью, монотонно возрастающей навстречу зерновому потоку и частотой близкой к его резонансу, при этом интенсивность воздействия на зерновой поток в поперечном направлении подчинена гармоничному закону.The solution of this problem is achieved by the fact that in the known separation method with additional purification of the grain material, in which vibro-gravitational feeding of material particles into the aerodynamic zone monotonically increasing impact on them by a cascade of flat jets, separation of large impurities and final separation into fractions, and large impurities in the mixture the grain material is separated and sent only to the first fraction or to the additional collection drive by one or several vibration flows before the vibrating screen by supplying the mixture of grain material to the aerodynamic impact zone, according to the proposal, the separation of large impurities is carried out multistage with an intensity monotonously increasing towards the grain flow and a frequency close to its resonance, while the intensity of the impact on the grain flow in the transverse direction is subject to a harmonious law.
Решение поставленной задачи достигается также и тем, что аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала с помощью пруткового устройства для реализации вышеописанного способа, содержащий бункер с вибролотком, установленный под ним генератор воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под которой расположены сборники фракций, при этом прутковое устройство выполнено в виде гребенки, прутки которой имеют концевой загиб верх и через один различную длину или жесткость, установлены консольно в начале вибролотка между ним и выходом из бункера, и снабжены у свободных концов сборником крупных примесей, выполненном в виде одно- или двухскатного виброканала, сообщенного со сборником первой фракции, согласно предложению, прутковое устройство выполнено в виде каскада гребенок, которые имеют через один концевые загибы прутков вниз под углом, близким к прямому, при этом начало вибролотка сопряжено с механизмом колебаний, а конец вибролотка имеет упругий подвес.The solution of the task is also achieved by the fact that an aerodynamic separator with additional cleaning of the grain material using a bar device to implement the above method, containing a hopper with a vibrating channel, an air jet generator installed pneumatically connected to a source of pressurized air and a separation chamber which contains collections of fractions, while the bar device is made in the form of a comb, the rods of which have an end bend top and through one different ling or rigidity, cantilevered at the beginning of the vibrating channel between it and the exit from the bunker, and fitted at the free ends with a collection of coarse impurities, made in the form of a single or dual slope channel, communicated with the collection of the first fraction, according to the proposal, the bar device is made in the form of a cascade of combs which have through one end bends of bars downwards at an angle close to a straight line, while the beginning of the vibrating channel is associated with the mechanism of vibrations, and the end of the vibrating channel has an elastic suspension.
Благодаря тому, что на входящий поток зернового материала воздействуют многоступенчато, появляется технологическая возможность многократно (на каждой ступени) снова и снова «ворошить» зерновую массу, тем самым, способствуя ее полному прохождению сквозь механическое препятствие (гребенку), исключая возможность попадание зерна в сборник, предназначенный для примесей.Due to the multistage effect on the incoming flow of grain material, a technological opportunity appears repeatedly (at each stage) to “stir” the grain mass again and again, thereby contributing to its full passage through the mechanical obstacle (comb), excluding the possibility of grain entering the collection designed for impurities.
Благодаря использованию каскада гребенок, появляется техническая возможность перераспределить (растянуть) зерновую массу в пространстве и, тем самым, снизить нагрузку на механическое препятствие (на каждую отдельную гребенку), следовательно, появляется техническая возможность увеличить частоту его колебаний, что, в свою очередь, позволяет увеличить пропускную способность каскада гребенок.Due to the use of the comb cascade, it is technically possible to redistribute (stretch) the grain mass in space and, thereby, reduce the load on the mechanical obstacle (for each individual comb), therefore, it is technically possible to increase the frequency of its oscillations, which, in turn, allows increase the capacity of the cascade combs.
Благодаря тому, что конец вибролотка соединен с упругим подвесом, появляется техническая возможность постепенно уменьшать амплитуду колебаний прутков в каскаде (по сравнению с амплитудой колебаний в начале каскада), тем самым уменьшить подбрасывание зернового материала колеблющимися прутками в конце каскада, что приводит к резкому снижению потерь сепарируемого материала за счет снижения рассева прутками зерновой массы.Due to the fact that the end of the vibrating channel is connected to an elastic suspension, it is technically possible to gradually reduce the amplitude of oscillation of bars in the cascade (compared to the amplitude of oscillations at the beginning of the cascade), thereby reducing the tossing of the grain material by oscillating bars at the end of the cascade, which leads to a sharp decrease in losses the separated material by reducing the sieving rods of grain mass.
Благодаря тому, что концы прутков гребенок через один имеют загиб вниз, в гребенке возникают гармоничные колебания в ее поперечном направлении с различной амплитудой колебаний (прямые и изогнутые прутки входят в резонанс при различной амплитуде), что вызывает самоочистку прутков от застрявших между прутками зерен, поскольку поставить в каскад гребенок автономные чистики не представляется возможным.Due to the fact that the ends of the dies of the combs through one have a bend downward, harmonious oscillations in its transverse direction with different amplitude of oscillations occur in the comb (straight and curved rods enter into resonance at different amplitudes), which causes self-cleaning of the rods from the grains stuck between the rods, it is not possible to cascade the dies in the cascade.
Таким образом, совокупность всех описанных существенных признаков, характеризующих заявленный способ сепарации зернового материала с дополнительной очисткой и аэродинамический сепаратор для его реализации, полученных благодаря внесению конструктивных изменений в очищающее устройство (каскад гребенок) и изменению процесса колебания каскада гребенок - с постепенным затуханием амплитуды, позволило достичь желаемого технического результата, выражающегося в стабилизации, повышении производительности и качества сепарации зернового материала без каких-либо потерь зерна.Thus, the combination of all the essential features described that characterize the claimed method of separating grain material with additional purification and an aerodynamic separator for its implementation, obtained by making design changes to the cleaning device (comb cascade) and changing the oscillation of the comb cascade - with a gradual attenuation of the amplitude, allowed to achieve the desired technical result, which is expressed in stabilization, increase of productivity and quality of separation of grain ma material without any loss of grain.
Дальнейшая сущность предложенных технических решений поясняется иллюстративным материалом, на которых изображено следующее: фиг. 1 - вид сбоку на предложенный аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала, продольный разрез (стрелками показано направление движение воздушного потока и воздушных струй, точками - зерновой материал); фиг. 2 - каскад гребенок, вид в плане.The further essence of the proposed technical solutions is illustrated by an illustrative material, which depicts the following: FIG. 1 is a side view of the proposed aerodynamic separator with additional cleaning of the grain material, a longitudinal section (the arrows indicate the direction of the air flow and air jets, dots show the grain material); FIG. 2 - a cascade of dies, a plan view.
Для понимания сущности предложенного способа сепарации с дополнительной очисткой зернового материала, целесообразно вначале рассмотреть конструкцию предложенного аэродинамического сепаратора, позволяющего реализовать предложенный способ.To understand the essence of the proposed method of separation with additional purification of grain material, it is advisable to first consider the design of the proposed aerodynamic separator, which allows to implement the proposed method.
Предложенный аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала содержит бункер 1 для загрузки зернового материала с вибролотком 2, который связан с устройством его колебаний, выполненным в виде эксцентрика 3. Под вибролотком 2 установлен генератор 4 воздушных потоков, связанный с источником 5 подачи воздуха под давлением, и сепарирующую камеру 6. Под сепарирующей камерой 6 расположены сборники фракций 7 (I, II, III, IV, V). Под вибролотком 2 расположен упругий подвес 8.The proposed aerodynamic separator with an additional cleaning of the grain material contains a
В начале вибролотка 2 между ним и выходом из бункера 1 установлен каскад гребенок 9, каждая из которых состоит из консольных прутков 10. Прутки 10 гребенках 9 каскада имеют через один имеют концевой загиб, направленный вниз под углом, близким к прямому. Под свободными консольными концами прутков 10 последней гребенки 9 каскада расположен сборник крупных примесей, выполненный в виде двухскатного канала 11, сообщенного со сборником первой фракции 7 (I). В зависимости от конкретных условий эксплуатации, размеров и производительности сепаратора, канал 11 может быть выполнен односкатным, а также он может быть направлен в отдельный бункер накопитель примесей (этот вариант сепаратора не показан).At the beginning of the vibrating
Принцип работы предложенного аэродинамического сепаратора поясняется совместно с описанием предложенного способа сепарации с дополнительной очисткой зернового материала.The principle of operation of the proposed aerodynamic separator is explained together with the description of the proposed separation method with additional purification of the grain material.
Зерновой материал, подлежащий сепарированию, загружают в бункер 1 аэродинамического сепаратора, откуда он попадает на первую гребенку 9 каскада. Благодаря тому, что каскад гребенок 9 находится над вибролотком 2 и жестко связан с ним, последний, колеблясь сам, приводит каскад гребенок 9 также в колебательное движение. При этом, благодаря тому, что прутки 10 гребенки 9 закреплены консольно (открытый контур), они колеблются автономно. Также, благодаря тому, что виблоток 2 механически связан с упругим подвесом 8, амплитуда колебаний виблотка 2 и каскада гребенок 9 меняется по их длине, уменьшаясь в направлении к упругому подвесу. Также, благодаря чередующимся загибам концов прутков 10, в гребенках 9 возникают поперечные гармоничные колебания, благодаря которым происходит самоочистка гребенок 9 от застрявших между прутками 10 зерен сепарируемого зернового потока. Зерновой материал, проходя через каскад, на первой колеблющейся гребенки 9, распределяется по ней и большая часть его частиц (зерен), за исключением крупных примесей, попадают на вибролоток 2. Оставшаяся часть зерна (не успевшая просочиться сквозь первую гребенку 9) попадает на вторую гребенку 9 каскада, где процесс отделения зерна от примесей продолжается. Если указанный процесс не завершился, что характерно для высокой подачи зернового материала, то остатки зерна сходят на третью гребенку 9, на которой процесс отделения зерен от примесей завершается. (Если необходимо, количество гребенок может быть увеличено до требуемой величины). Весь зерновой материал, прошедший сквозь гребенки 9, собирается в вибролотке 2, откуда он гравитационно подается в сепарирующую камеру 6. Крупные примеси остаются на прутках 10 гребенок 9 и, благодаря их наклону (в соответствии с наклоном вибролотка 2) перемещаются к консольному краю последней в каскаде гребенки 9, и откуда попадают на двухскатный канал 11, по которому самостоятельно (скат) попадают в сборник первой фракции 7 (I) или в отдельный бункер-накопитель (не показан) по соответствующим направляющим ручьям 12. Меняя плавно или дискретно режимы колебания всего каскада гребенок 9, в зависимости от вида, типа и физического состояния сыпучего материала, в том числе и зерновой материала, всегда можно подобрать режим сепарации, обеспечивающий максимальное качество конечного продукта.Grain material to be separated, is loaded into the
Зерновой материал, попадающий в сепарационную камеру 6, под воздействием каскада воздушных струй, выходящих из генератора 3, разделяется на отдельные фракции воздушными потоками, которые попадают в соответствующие для них сборники фракций 7 (II, III, IV, V).Grain material falling into the
Таким образом, предложенные в данных технических решениях непрерывная очистка зернового материала без снижения производительности работы аэродинамического сепаратора, приводит к получению качественно нового технического результата, в сравнении с известными аналогами, выражающемуся в полной предварительной очистке зернового материала от крупных примесей на пути его следования в сепарационную камеру, где он качественно, поскольку отсутствуют препятствия для дестабилизации воздействия каскада воздушных струй на сыпучую смесь, разделяется на отдельные фракции, причем этот результат достигается без увеличения габаритных размеров сепаратора и дополнительных источников энергии.Thus, the continuous cleaning of the grain material proposed in these technical solutions without compromising the performance of the aerodynamic separator results in a qualitatively new technical result, in comparison with the known analogues, expressed in complete preliminary cleaning of the grain material from large impurities on its way to the separation chamber where it is of high quality, since there are no obstacles to destabilize the impact of the cascade of air jets on the loose mixture, section It can be divided into separate fractions, and this result is achieved without increasing the overall dimensions of the separator and additional energy sources.
Существенное отличие предложенных способа сепарации зернового материала с дополнительной очисткой и аэродинамического сепаратора, с помощью которого реализуется указанный способ, от ранее известных подобных технических решений, заключается в создании благоприятных специальных условий для одновременной очистки и сепарации зернового материала с одной технологической позиции за счет перераспределения зернового потока на каскаде гребенок, давая возможность зернам полностью пройти сквозь гребенки независимо от производительности сепаратора, а также в изменении условий колебания каскада гребенок по его длине и в поперечном направлении. Указанные отличительные особенности, в совокупности, обеспечиваются переменной вибрацией каскада гребенок, которые позволяют перераспределить по своей поверхности каскада всю зерновую массу, благодаря совмещению каскада с вибролотком, расположением гребенок еще до входа в сепарационную камеру и снабжением консольного участка каскада (последней гребенки) одно- или двускатным каналом для отвода крупных примесей за пределы сепарационной камеры, что позволяет получить высококачественный конечный продукт без потерь. Ни один из известных способов воздушной сепарации и аэродинамических сепараторов не могут одновременно обладать всеми перечисленными свойствами, поскольку, либо содержат громоздкие очистители, установленные над бункером (например, см. патенты UA 79394, UA 79394), что приводит к значительному возрастанию размеров сепараторов, либо очистители расположены непосредственно в сепарационной камере, нарушая процесс аэродинамического разделения смеси на отдельные фракции, поскольку становятся препятствием на пути воздушных потоков с заданными параметрами (например, см. патенты RU 2401704, SU 1176976), либо вообще не обеспечивают очистку сепарируемого материала от крупных примесей из-за отсутствия в их конструкциях очищающих приспособлений, что позволяет их считать не способными обеспечить получение конечного продукта требуемого качества, определяемого техническими условиями.The essential difference between the proposed method of separating grain material with additional purification and an aerodynamic separator with which this method is implemented, from previously known similar technical solutions, is to create favorable special conditions for simultaneous cleaning and separation of grain material from one technological position due to redistribution of grain flow on the combs cascade, allowing the grains to pass completely through the combs, regardless of the performance of the parator, as well as changing the conditions of oscillation of the cascade of combs along its length and in the transverse direction. These distinctive features, in aggregate, are provided by variable vibration of the cascade of dies, which allow redistributing the entire grain mass over its cascade surface due to combining the cascade with the vibrating tray, arranging the dies even before entering the separation chamber and supplying the cantilever section of the cascade (last comb) with one or more gable channel for removal of large impurities outside the separation chamber, which allows to obtain high-quality final product without loss. None of the known methods of air separation and aerodynamic separators can simultaneously possess all of the listed properties, because either they contain bulky cleaners installed above the bunker (for example, see patents UA 79394, UA 79394), which leads to a significant increase in the size of separators, or the cleaners are located directly in the separation chamber, disrupting the process of aerodynamic separation of the mixture into separate fractions, since they become an obstacle to the air flow with specified steam eters (for example, see patents RU 2401704, SU 1176976), or do not provide cleaning of the separated material from large impurities at all due to the lack of cleaning devices in their structures, which allows them to be considered incapable of ensuring the final product of the required quality determined by technical conditions .
Предложенные технические решения проверены на практике и реализованы в конструкциях серийно изготавливаемого номенклатурного ряда аэродинамических сепараторов серии САД (Сепаратор АэроДинамический), выпускаемых ООО «НПФ «Аэромех».The proposed technical solutions have been tested in practice and implemented in the designs of the mass-produced nomenclature series of aerodynamic separators of the CAD series (AeroDynamic Separator), produced by OOO NPF Aeromekh.
К техническим преимуществам предложенных технических решений, по сравнению с прототипами, можно отнести следующее:The technical advantages of the proposed technical solutions, compared with the prototypes, include the following:
- повышение качества процесса сепарации за счет предотвращения попадания крупных примесей в сепарационную камеру;- improving the quality of the separation process by preventing large impurities from entering the separation chamber;
- непрерывность процесса очистки и сепарации за счет придания отдельным элементам (пруткам) узла очисти (каскаду гребенок) персональных автоколебательных движений для исключения возможности заклинивания между ними зерен очищаемого зернового материала;- the continuity of the process of cleaning and separation by giving individual parts (rods) of the site clean (cascade of combs) personal auto-oscillatory movements to eliminate the possibility of wedging between the grains of the grain material being cleaned;
- возможность придания гребенке колебательных движений без дополнительного затрат за счет того, что она жестко связана с вибролотком;- the possibility of imparting oscillatory movements to the comb at no additional cost due to the fact that it is rigidly connected with the vibrating channel;
- стабильность пропускной способности каскада гребенок за счет исключения заклинивания между ее прутками зерен сепарируемого материала;- stability of the throughput of the cascade of dies due to the elimination of jamming of grains of the material being separated between its rods;
- увеличение пропускной способности каскада гребенок за счет распределения под действием вибрации зернового материала по всей его поверхности;- increase the capacity of the cascade of dies due to the distribution under the action of vibration of the grain material across its surface;
- стабильность воздействия каскадом воздушных струй на сепарируемый материал за счет вынесения каскада гребенок за пределы сепарационной камеры;- the stability of the impact of the cascade of air jets on the material to be separated due to the removal of a cascade of dies outside the separation chamber;
- отсутствие потерь зернового материала за счет полного прохождения частиц сквозь прутки каскада гребенок, а также за счет затухания колебаний по длине каскада гребенок в сторону последней;- no loss of grain material due to the complete passage of particles through the rods of the comb cascade, as well as due to the damping of oscillations along the length of the comb cascade towards the latter;
- возможность автоматического отвода крупных примесей еще до входа в сепарационную камеру за счет наличия одно- или двухскатного канала, сообщенного с первым сборником фракций.- the possibility of automatic removal of large impurities even before entering the separation chamber due to the presence of a single or dual slope channel communicated with the first collection of fractions.
Экономический эффект от внедрения предложенных технических решений, по сравнению с использованием прототипов, получают за счет повышения качества готового продукта, увеличение его выхода вследствие отсутствия потерь, снижение затрат на очистку зернового материала и стоимости аэродинамического сепаратора.The economic effect of the introduction of the proposed technical solutions, compared with the use of prototypes, is obtained by improving the quality of the finished product, increasing its output due to the absence of losses, reducing the cost of cleaning the grain material and the cost of an aerodynamic separator.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118897A RU2692302C1 (en) | 2018-05-22 | 2018-05-22 | Separation method with additional cleaning of grain material and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118897A RU2692302C1 (en) | 2018-05-22 | 2018-05-22 | Separation method with additional cleaning of grain material and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2692302C1 true RU2692302C1 (en) | 2019-06-24 |
Family
ID=67038272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018118897A RU2692302C1 (en) | 2018-05-22 | 2018-05-22 | Separation method with additional cleaning of grain material and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2692302C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4295963A1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-27 | Ost - Ostschweizer Fachhochschule | Clearing device for clearing a cutting edge of a bulk material sorting installation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4486300A (en) * | 1981-09-01 | 1984-12-04 | William Prieb | Specific gravity grain grader |
| RU86895U1 (en) * | 2009-03-23 | 2009-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "АЭРОМЕХ" (ООО "НПФ "АЭРОМЕХ") | INSTALLATION AIR SYSTEM FOR AIR SEPARATION OF BULK MIXTURE IN A FLUID |
| RU2391150C1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "АЭРОМЕХ" (ООО "НПФ "АЭРОМЕХ") | Pneumatic system for installation of loose mixture air separation in fluid medium |
| RU2622977C2 (en) * | 2012-08-17 | 2017-06-21 | Елена Ивановна Кострубяк | Method for postharvest treatment of grain and seeds |
| RU179365U1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-05-11 | Владимир Степанович Сухин | UNIVERSAL AERODYNAMIC SEPARATOR WITH ADDITIONAL CLEANING OF GRAIN MATERIAL |
-
2018
- 2018-05-22 RU RU2018118897A patent/RU2692302C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4486300A (en) * | 1981-09-01 | 1984-12-04 | William Prieb | Specific gravity grain grader |
| RU86895U1 (en) * | 2009-03-23 | 2009-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "АЭРОМЕХ" (ООО "НПФ "АЭРОМЕХ") | INSTALLATION AIR SYSTEM FOR AIR SEPARATION OF BULK MIXTURE IN A FLUID |
| RU2391150C1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "АЭРОМЕХ" (ООО "НПФ "АЭРОМЕХ") | Pneumatic system for installation of loose mixture air separation in fluid medium |
| RU2622977C2 (en) * | 2012-08-17 | 2017-06-21 | Елена Ивановна Кострубяк | Method for postharvest treatment of grain and seeds |
| RU179365U1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-05-11 | Владимир Степанович Сухин | UNIVERSAL AERODYNAMIC SEPARATOR WITH ADDITIONAL CLEANING OF GRAIN MATERIAL |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4295963A1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-27 | Ost - Ostschweizer Fachhochschule | Clearing device for clearing a cutting edge of a bulk material sorting installation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2391150C1 (en) | Pneumatic system for installation of loose mixture air separation in fluid medium | |
| US20090178957A1 (en) | Apparatuses and methods for separating mixed materials | |
| WO2018156095A1 (en) | Method for separating granular material and aerodynamic separator | |
| WO2019022690A1 (en) | Universal aerodynamic separator with additional cleaning of grain material | |
| US545185A (en) | Coffee-cleaner | |
| RU2692302C1 (en) | Separation method with additional cleaning of grain material and device for its implementation | |
| US11325158B2 (en) | Sieve device for fine cleaning of grainy material | |
| US3817375A (en) | Separating device | |
| WO2019231428A1 (en) | Method for separating granular material and device for carrying out same | |
| RU2336131C1 (en) | Device for separation of loose mixture in fluid medium | |
| RU184205U1 (en) | AERODYNAMIC SEPARATOR WITH ADDITIONAL CLEANING OF GRAIN MATERIAL | |
| CN105830631B (en) | A kind of threshing screening plant for combine harvester | |
| RU2694601C2 (en) | Method of separation with additional cleaning of grain material and aerodynamic separator "garden" for its implementation | |
| RU179365U1 (en) | UNIVERSAL AERODYNAMIC SEPARATOR WITH ADDITIONAL CLEANING OF GRAIN MATERIAL | |
| US2764293A (en) | High speed vacuum separator | |
| RU182574U1 (en) | MOBILE GRAIN CLEANING DEVICE | |
| CN208162040U (en) | A kind of device for fruit classification screening | |
| US3443565A (en) | Grain threshing,cleaning and separating device | |
| UA132979U (en) | AERODYNAMIC SEPARATOR WITH ADDITIONAL CLEANING OF GRAIN MATERIAL | |
| RU66983U1 (en) | HIGH FREQUENCY JET GENERATOR FOR SEPARATION OF BULK MIXTURE IN A FLUID | |
| RU2270061C2 (en) | Device for separation of loose mixture in fluid medium | |
| WO1995026140A1 (en) | A device and a method for processing crustaceans | |
| UA133692U (en) | METHOD OF SEPARATION WITH ADDITIONAL CLEANING OF GRAIN MATERIAL | |
| UA119017U (en) | AERODYNAMIC SEPARATOR "GARDEN" WITH ADDITIONAL CLEANING OF GRAIN MATERIAL | |
| RU2340411C1 (en) | High-frequency jet generator to separate loose mix in fluid medium |