Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD OF CLEANING AND SEPARATING GRANULAR MIXTURE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/083488
Kind Code:
A1
Abstract:
The group of inventions relates to agriculture and can be used for cleaning and simultaneously separating crops. During a cleaning and separation process, a grain mixture is loaded into a hopper for the further provision of said mixture into an inclined rotating drum. The drum is in the form of a spring, on the outside of which are disposed longitudinal reinforcing ribs having mechanical means for the forced stretching of the spring in individual sections. During separation, the grain mixture is directed into endless slots of variable width along the length of the drum. After the separation process is conducted, each fraction of the material is directed into corresponding fraction collectors. Using the group of inventions allows for increasing the efficiency of cleaning and separating granular mixtures.

Inventors:
SUHIN, Vladimir Stepanovich (LNAU, 4-, Lugansk ., 91008, UA)
KALICHAVA, Tamazi Aretaevich (ul. Stefanika 1, Lugansk, 91005, UA)
Application Number:
UA2017/000122
Publication Date:
May 02, 2019
Filing Date:
December 11, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SUHIN, Vladimir Stepanovich (LNAU, 4-, Lugansk ., 91008, UA)
KALICHAVA, Tamazi Aretaevich (ul. Stefanika 1, Lugansk, 91005, UA)
International Classes:
A01F12/44; B07B1/24
Attorney, Agent or Firm:
KALUZHNYY, Valeriy Vilinovich (LYASHENKO, Ekaterina Aleksandrovnaa/ja 175,pr-kt Peremogi, 1, Kiev ., 01135, UA)
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ очистки и сепарации сыпучей смеси, при котором зерновую смесь (зерновой ворох) загружают в бункер с последую- щей гравитационной подачей из него частиц смеси в наклонный вращающийся барабан, в котором смесь при высокоскоростном вращении барабана перемещают вдоль него и равномерно распре- деляют по всей цилиндрической его поверхностью с образованием двухслойной структуры, прижимая нижний статический слой смеси непосредственно к внутренней поверхности барабана центробеж- ными силами, а в верхнем слое сыпучей смеси механическим воз- действием вращающихся лопаток образуют в ней псевдокипящую структуру с одновременным гравитационным сдвигом этой части слоя смеси вдоль барабана и с частично-поступательным перево- дом в нижний статический слой центробежными силами, а также ка- ждую фракцию отсепарированного материала направляют в соот- ветствующие сборники фракций ограничителями, огибающими с внешней стороны барабан, о т л и ч а ю щ и й с я т е м, ч т о сыпучую смесь в барабане направляют в непрерывные винтовые бесконечные щели, ширину которых, в зависимости от технологиче- ских задач, постепенно или дискретно меняют по длине барабана.

2. Устройство для реализации способа очистки и сепарации сы- пучей смеси по п. 1 , содержащее загрузочный бункер и вращающий- ся барабан, установленный под углом к горизонту, под которым рас- положены сборники фракции, а также внутри барабана установлены на валу вращающиеся радиальные сплошные по длине барабана лопатки и щетки, установленные с внешней стороны барабана, ук- рытого с внешней стороны кожухом, разделенным перегородками на секторы по длине, о т л и ч а ю щ е е с я т е м, ч т о бара- бан выполнен в виде пружины, с внешней стороны которой распо- ложены продольные ребра жесткости с механическими средствами принудительного растяжение пружины на отдельных участках.

3. Устройство по п.2, отл и ча ю щееся те , что внутри пружинного барабана коаксиально расположены дополни- тельные барабаны аналогичной конструкции - один или более - в зависимости от технологической необходимости.

Description:
2017/000122

СПОСОБ ОЧИСТКИ И СЕПАРАЦИИ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способам и устройствам для очистки и сепарации сыпучих материалов и может быть использовано, в ос- новном, в сельском хозяйстве для очистки с одновременной сорти- ровкой семян злаковых, травяных и других сельскохозяйственных культур, на элеваторах, селекционных станциях, в фермерских хо- зяйствах, в мукомольном и комбикормовом производстве, а также в химической, угольной и других отраслях промышленности и народ- ного хозяйства.

Предшествующий уровень техники

Из уровня техники известен способ сепарации сыпучих смесей, при котором зерновую смесь (ворох) загружают в бункер, откуда она гравитационно подается во вращающийся решетный барабан. В этом барабане зерно подвергается механическому воздействию с помощью вращающихся бичей, которые его перемешивают и пере- мещают вдоль вращающегося решетного барабана. Мелкие фрак- ции сыпучей смеси просыпаются сквозь решетный барабан и соби- раются в первый приемник. Остальная часть (крупная фракция) зернового материала остается в барабане и, продвигаясь вдоль не- го вращающимися бичами, попадает на его край, со которого сходит во второй приемник. Устройство для реализации этого способа вы- полнено в виде горизонтально установленного вращающегося ре- шетного барабана с автономным приводом. Внутри барабана рас- положен под углом вращающийся ротор с бичами V-образной или треугольной формы, расположенных рядами, причем ось симметрии бичей расположена под острым углом к продольной оси барабана. Ротор с бичами имеет автономный привод вращения [см. авт. св. СССР N° 1165495 по классу В07В 1/22 опубликованное 07.07.1985 года в Бюл. N° 25].

Основным недостатком известного способа является ограни- ченность его функциональных возможностей. Наличие этого недос- татка поясняется тем, что при реализации данного способа, зерно- вая смесь не очищается от примесей, а только разделяется на от- дельные фракции. Поэтому в первый приемник попадает мелкая фракция сыпучей смеси, например, зернового материала, вместе с мелкими примесями, а во втором приемнике собирается крупная фракция вместе с крупными примесями, что не позволяет получать качественный конечный продукт: его все равно необходимо подвер- гать дополнительной очистке от примесей.

Основным недостатком известного устройства, реализующего вышеуказанный способ очистки и сепарации сыпучей смеси, явля- ется несовершенство его конструкции, что обусловлено, по крайней мере, двумя факторами. Во-первых, из-за горизонтального распо- ложения вращающегося барабана, он не способен самостоятельно (гравитационно) перемещать смесь вдоль своей внутренней по- верхности. Поэтому в конструкцию необходимо вводить дополни- тельное средство для осуществления принудительного перемеще- ния сепарируемой смеси. Во-вторых, устройство не способно очи- щать сыпучую смесь от нежелательных примесей минерального и биологического происхождения, поскольку в его конструкции не пре- дусмотрено наличия соответствующего технического средства.

Известен также способ сепарации сыпучей смеси, при котором U 2017/000122 зерновую смесь (зерновой ворох) загружают в бункер с последую- щей гравитационной подачей частиц смеси из него в наклонный вращающийся решетный барабан, в котором смесь, во время мед- ленного вращения барабана, благодаря его наклону, гравитационно перемещается вдоль него, а также на смесь механически воздейст- вуют вращающимися лопатками для извлечения крупных фракций с целью предотвращения засорения ими отверстий в решетке бара- бана. Мелкие фракции сепарируемого материала, просыпаясь через решетку барабана, попадают в соответствующий сборник мелких фракций, установленный под барабаном, а крупные фракции соби- раются в другой сборник фракций, установленным под наклонным торцом барабана. Устройство для реализации этого способа сепа- рации сыпучей смеси содержит загрузочный бункер и вращающийся решетный барабан с круглыми отверстиями, установленный под уг- лом к горизонту, под которым расположен сборник мелкой фракции, а под наклонным торцом барабана расположен сборник крупной фракции, а также внутри барабана установлены на валу рядами по его длине вращающиеся лопатки из упругого материала, которые в диаметральном сечении имеют S-образную форму, причем величи- на зазора между концами лопаток и внутренней поверхностью ба- рабана уменьшается в направлении от загрузочного бункера. К тому же, величина расстояния между лопатками в каждом ряду превы- шает величину диаметра отверстий в решетке барабана [см. пат. Российской Федерации N2 2130343 по классу В07В 1/24 опублико- ванный 20.05.1999 года].

Основным недостатком известного способа сепарации сыпучей смеси является низкая эффективность процесса, что обусловлено лишь частичным использованием рабочей (решетной) поверхности барабана - не более 15-20 %, поскольку барабан вращается до- з вольно медленно, а потому, зерновая масса, находящаяся в нем, под действием сил гравитации успевает сдвигаться (сползать) вниз барабана. Именно на этом нижнем участке барабана и происходит процесс сепарации, а остальная часть рабочей решетной поверхно- сти по диаметру барабана остается свободной от зерновой массы, следовательно, рабочая поверхность решетного барабана, в об- щем, используется не полностью, то есть неэффективно. Кроме то- го, недостатком известного способа сепарации сыпучей смеси явля- ется низкое качество конечного продукта, полученного после такого процесса сепарации. Наличие этого недостатка обусловлено тем, что из зерновой смеси в процессе сепарации не могут быть удалены примеси. Поэтому, как и в предыдущем аналоге, в каждом из двух сборников фракций, вместе с отсепарированным материалом, будут находиться и примеси соответствующих размеров: в одном - мел- кие, а во втором - крупные. Также недостатком известного способа сепарации сыпучей смеси является ограниченность его технико- технологических возможностей, в частности, он обеспечивает раз- деление сыпучего материала только на две фракции (барабан по всей своей длине извлекает лишь одну фракцию, а вторая фракция образуется автоматически на выходе из барабана), хотя, например, в сельском хозяйстве, для которого, собственно говоря, и разрабо- тан этот способ, как правило, требуется большее количество фрак- ций: селекционное зерно, товарное, продовольственное, для корм- лен ия скота и т.п.

Основным недостатком известного устройства, применяемого для реализации известного способа сепарации сыпучей смеси, яв- ляется техническое несовершенство его конструкции, что обуслов- лено невозможностью разделять с его помощью зерновую смесь на большее количество фракций, чем две, очищать зерновые смесь от примесей, низкая производительность, из-за невозможности ис- пользования большей части рабочей поверхности решетного бара- бана в процессе сепарации смеси.

Наиболее близкими по своей сущности и достигаемому эффек- ту, принимаемыми за прототипы, являются способ очистки и сепа- рации сыпучей смеси и устройство для его осуществления, техноло- гическая и конструктивная сущность которых заключается в сле- дующем.

Способ очистки и сепарации сыпучей смеси, при котором зер- новую смесь (зерновой ворох) загружают в бункер с последующей гравитационной подачей из него частиц смеси в наклонный вра- щающийся решетный барабан с разными по его длине отверстиями, в котором смесь, во время вращения барабана, перемещается вдоль него, а также на смесь механически воздействуют вращаю- щимися лопатками. При этом сыпучую смесь быстровращающимся движением барабана равномерно распределяют по всей цилиндри- ческой его поверхностью с образованием двухслойной структуры, причем нижний статический слой смеси принудительно прижимают непосредственно к внутренней решетной поверхности барабана центробежными силами, а в верхнем слое механическим воздейст- вием вращающихся лопаток образуют псевдокипящую структуру с одновременным гравитационным смещением этой части слоя смеси вдоль барабана и с частично-постепенным переводом ее в нижней статический слой центробежными силами, а также каждую фракцию отсепарированного материала направляют в соответствующие сборники фракций ограничителями, огибающими с внешней сторо- ны барабан, а отверстия в решетчатом барабане очищают от за- стрявших в них зерен неподвижной щеткой, закрепленной с внеш- ней стороны барабана. Устройство для осуществления описанного способа очистки и сепарации сыпучей смеси содержит загрузочный бункер и вращающийся решетный барабан с отверстиями, установ- ленный под углом к горизонту, под которым расположены сборники фракций, а также внутри барабана установлены на валу вращаю- щиеся лопатки с зазором между концами лопаток и поверхностью барабана. Поверхность барабана разделена на участки с отвер- стиями разного калибра, увеличивающимися по длине барабана в направлении от загрузочного бункера, причем отверстия могут быть как круглым, так и щелевыми, или другой иной формы, в зависимо- сти от вида сепарируемой смеси. Под барабаном расположены со- ответствующее количеству участков с различными отверстиями в барабане количество сборников фракций, а также лопатки выполне- ны сплошными по длине барабана и установлены радиально от оси их вращения, а с внешней стороны барабана установлены щетки для очистки отверстий в барабане. Сам барабан с внешней стороны покрыт кожухом, разделенным перегородками на секторы по длине, причем размер этих секторов соответствует размеру участков с различными отверстиями в барабане [см. патенты Украины N Q 94917 и N° 94916 по классу В07В 1/14 опубликованные 10.12.2014 года в Бюл. N Q 23].

Основным недостатком известного способа очистки и сепара- ции сыпучей смеси является низкая эффективность процесса, что обусловлено ограниченностью пропускной возможности самого ба- рабана. Поскольку решетка вращающегося барабана образована отверстиями, то между ними (отверстиями) обязательно должны быть перемычки, причем достаточно широкие, чтобы барабан не по- терял своей общей продольной жесткости, когда в нем находится зерновая масса. Указанные перемычки между отверстиями занима- ют довольно обширную общую площадь барабана, соизмеримую с б U 2017/000122 площадью, занимаемой отверстиями. Однако именно только благо- даря наличию отверстий происходит процесс разделения зерновой смеси на отдельные фракции, а перемычки в этом процессе вообще не принимают никакого участия, даже, наоборот, занимая опреде- ленную площадь на поверхности барабана замедляют (ограничива- ют пропускную способность решетного барабана) процесс разделе- ния зерновой массы на отдельные фракции, что снижают интенсив- ность этого процесса. Но от них (перемычек) избавиться не пред- ставляется возможным, поскольку они, собственно говоря, и обра- зуют решетку в барабане.

Вторым недостатком известного способа очистки и сепарации сыпучего смеси является дискретность процесса разделения смеси на фракции, что обусловлено наличием в решетке барабана отвер- стий неизменных размеров, диаметр которых изменяются дискретно по длине барабана. Чтобы изменить фракционность, например, до- бавить количество фракций или перейти на другую культуру, для этого необходимо менять барабан на другой барабан, с соответст- вующими по размерам отверстиями для решения новых технологи- ческих задач.

Основным недостатком известного устройства, применяемого для реализации известного способа очистки и сепарации сыпучей смеси, является техническое несовершенство его конструкции, в ча- стности, вращающегося барабана, поскольку его решетная поверх- ность образована отверстиями, между которыми имеются перемыч- ки, о негативном влиянии которых (замедление процесса сепара- ции) уже сказано выше.

Вторым недостатком известного устройства является, опять же, техническое несовершенство его барабана, поскольку размеры от- верстий в нем меняются по длине дискретно. Это ограничивает тех- нические возможности такого барабана из-за невозможности изме- нить в нем размер отверстий на желаемый, если в этом возникает технологическая необходимость, например, при переходе на сепа- рацию новой сельскохозяйственной культуру. В силу этого обстоя- тельства, владельцу такого сепарирующего устройства надо иметь в запасе столько барабанов с разными отверстиями (по размерам), сколько культур он планирует сепарировать.

Решаемая задача

В основу изобретения поставлена задача расширения функцио- нально-технических возможностей способа и устройства для очист- ки и сепарации с одновременным повышением их производительно- сти, эффективности и качества процесса очистки и сепарации сыпу- чего смеси путем максимального увеличения пропускной возможно- сти барабана и возможности плавного изменения размеров отвер- стий для прохождения зерен за счет принципиального изменения конструкции барабана.

Сущность изобретения

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе очистки и сепарации сыпучей смеси, при котором зерновую смесь (зерновой ворох) загружают в бункер с последующей гравитацион- ной подачей из него частиц смеси в наклонный вращающийся бара- бан, в котором смесь при высокоскоростном вращении барабана перемещают вдоль него и равномерно распределяют по всей ци- линдрической его поверхностью с образованием двухслойной струк- туры, прижимая нижний статический слой смеси непосредственно к внутренней поверхности барабана центробежными силами, а в 2 верхнем слое сыпучей смеси механическим воздействием вращаю- щихся лопаток образуют в ней п се вдо кипящую структуру с одно- временным гравитационным сдвигом этой части слоя смеси вдоль барабана и с частично-поступательным переводом в нижний стати- ческий слой центробежными силами, а также каждую фракцию от- сепарированного материала направляют в соответствующие сбор- ники фракций ограничителями, огибающими с внешней стороны ба- рабан, согласно предложению, сыпучую смесь в барабане направ- ляют в непрерывные винтовые бесконечные щели, ширину которых, в зависимости от технологических задач, постепенно или дискретно меняют по длине барабана.

Решение поставленной задачи достигается также и тем, что устройство для реализации вышеописанного способа очистки и се- парации сыпучей смеси, содержащее загрузочный бункер и вра- щающийся барабан, установленный под углом к горизонту, под ко- торым расположены сборники фракции, а также внутри барабана установлены на валу вращающиеся радиальные сплошные по дли- не барабана лопатки и щетки, установленные с внешней стороны барабана, укрытого с внешней стороны кожухом, разделенным пе- регородками на секторы по длине, согласно предложения, барабан выполнен в виде пружины, с внешней стороны которой расположе- ны продольные ребра жесткости с механическими средствами при- нудительного растяжение пружины на отдельных участках. Как ва- риант исполнения, внутри пружинного барабана может быть коакси- ально расположены дополнительные барабаны аналогичной конст- рукции - один или более - в зависимости от технологической необ- ходи мости.

Благодаря выполнению барабана в виде пружины, зерновой материал попадает в соответствующие сборники фракций через сплошные щели проникая между витками пружины, и именно так максимально увеличивается пропускная возможность барабана. В сущности, барабан - это сплошная бесконечная винтовая щель, разделенная перегородками - телом витков, образующих саму пру- жину. Целесообразно использовать пружину с плоскими (ленточны- ми) витками, хотя это и необязательно, однако указанный вид пру- жины позволяет максимально увеличить площадь щелей на фоне максимального уменьшения площади (толщины) тел витков - «пе- ремычек» между витками щели. Можно использовать пружину, на- мотанную из тонкой проволоки, что также позволяет достичь такого же эффекта. Благодаря наличию внешних продольных ребер жест- кости, барабан, несмотря на пружинную конструкцию, становится достаточно жестким, что исключает его деформирование при высо- коскоростном вращении и загрузке любым количеством (по весу) зернового материала. В качестве ребер жесткости могут использо- ваться металлические ленты или прутки - значения не имеет, по- скольку не влияет на сущность предложения. Разумеется, вместо обычных ребер жесткости, может быть применен любой другой из- вестный механизм придания дополнительной жесткости пружинному барабану - это значения не имеет, поскольку не повлияет ни коим образом на сущность предложения. Благодаря наличию средств механического принудительного растяжение витков пружины, бара- бан может настраиваться на любой размер частиц сыпучей среды, например, зерен, следовательно, автоматически становится уни- версальным. В качестве таких механизмов могут быть использованы любые известные зажимы. Благодаря коаксиальному (соосному) расположению в пружинном барабане еще нескольких барабанов, каждый из них может иметь свой персональный размер щелей и именно отбирать только одну соответствующую этим щелям фрак- цию, остальные зерна направлять во внутрь других (внешних) бара- банов, или, если использовать барабаны с одинаковыми щелями - процесс сепарации можно бы многоступенчато повторять, пропуская зерновую массу через несколько барабанов, и именно так макси- мально увеличить качество конечного продукта.

Таким образом, вся совокупность существенных признаков, по- лученных благодаря принципиальному изменению конструкции ба- рабана (с решетной с нерегулируемыми отверстиями на пружинную с бесконечной регулируемой щелью), которая, в свою очередь, по- зволяет изменять ширину щели без ограничений и, тем самым, мак- симально увеличить пропускную возможность барабана, позволяет качественно очищать и сепарировать сыпучую смесь с постоянной и максимально высокой производительностью на фоне существенно- го упрощения конструкции и универсальности устройства, то есть достичь желаемого технического результата, сформулированного в постановке задачи.

Перечень иллюстративного материала

Дальнейшая сущность предложенных технических решений по- ясняется совместно с иллюстративным материалом, на котором изображено следующее:

фигура 1 - предложенное устройство во время очистки и сепа- рации сыпучей смеси, вид сбоку, разрез для лучшего показа конст- рукции;

фигура 2 - то же самое, вид с торца, поперечное сечение;

фигура 3 - предложенное устройство с двойным барабаном (двумя коаксиальными барабанами), вид сбоку, разрез;

фигура 4 - фрагмент пружинного барабана с ребром жесткости и механизмом принудительного растяжение пружины (механиче- ским) зажимом), вид в плане;

фигура 5 - принципиальная схема работы пружинного барабана на примере сепарации угля.

Описание предпочтительного варианта изобретения

Предложенное устройство для очистки и сепарации сыпучего сыпучей смеси содержит загрузочный бункер 1 и вращающийся ба- рабан 2, установленный под углом а к горизонту, что обеспечивает возможность гравитационного перемещения зерновой массы вдоль барабана. Тело барабана 2 выполнено в виде пружины, зазоры 3 между витками 4 которой выполняют функцию щелей, через кото- рые осуществляется процесс разделения зерновой массы на от- дельные фракции. Пружинная конструкция барабана 2, благодаря спиральной навивки витков 4, также гарантирует гравитационное перемещение зерновой массы вдоль барабана 2, обеспечивая не- прерывность процесса распределения сыпучей смеси (зерновой массы) внутри барабана 2 и ее продвижения к его торцу. С внешней стороны барабана 2 установлены продольные ребра 5 жесткости, предотвращающие деформацию барабана 2 при его загрузке зерно- вым материалом (пружины, по своей природе имеют низкую жест- кость на изгиб), следовательно, стабилизируют размер зазоров 3 между витками 4 (однако, если для изготовления пружины исполь- зован достаточно жесткий материал, например, рессорная сталь) потребность в ребрах 5 отпадает). На ребрах 5 установлены меха- нические передвижные зажимы 6, с помощью которых можно прину- дительно и локально раздвигать витки 4 пружины на некоторых от- дельных ее участках, и именно так изменять ширину зазоров 3 для прохождения сквозь них зерен соответствующей фракции. С помо- щью зажимов 6 поверхность пружинного барабана 2 разделена на участки А, Б, В, Г (как пример, указанных участков может быть и больше в зависимости с технологическими задачами сепарации) с зазорами 3 различной ширины, увеличивающимися по длине бара- бана 2 в направлении от загрузочного бункера 1. Такое конструктив- ное исполнение рабочей поверхности барабана 2 обеспечивает возможность извлекать из сыпучей смеси несколько фракций, и именно так расширить функциональные возможности устройства. Зазоры 3 образуют непрерывные винтовые щели. Такое конструк- тивное исполнение щелей в барабане 2 позволяет сепарировать любые материалы и именно так расширить область использования устройства, а также максимально увеличить его пропускную воз- можность (витки 4 пружины выполняют лишь роль перегородок ме- жду щелями). Под барабаном 2 расположены сборники 7 фракций для отсепарированного материала, количество которых соответст- вует количеству участков А, Б, В, Г в барабане 2. Первый сборник 7 фракций (расположенный со стороны загрузочного бункера 1 ) может использоваться для сбора пылевидных и мелких примесей, осталь- ные - для сбора различных фракций сепарируемого материала. Под наклонным торцом (на выходе) барабана 2 расположен последний сборник 7 для сбора крупных примесей, а также продолговатых примесей растительного происхождения, например, стеблей, колос- ков, корневых систем растений. Такое расположение сборников 7 фракций (крайние - для примечей, средние - для отсепарированно- го материала) позволяет очищать сыпучую смесь от нежелательных примесей любого размера и происхождения. Внутри барабана 2 ус- тановлены на валу по его длине вращающиеся лопатки 8. Концы лопаток 8 находятся над поверхностью барабана 2 с зазором. Такое конструктивное решение позволяет осуществлять механическое P T/UA2017/000122 воздействие на сыпучий материал без повреждения и травмирова- ния зерен при высокоскоростном вращении барабана 2. С внешней стороны барабан 2 покрыт кожухом 9, который разделен перегород- ками 10 (ограничителями) на секторы, размер которых соответству- ет размеру участков А, Б, В, Г. С внешней стороны барабана 2 ус- тановлены щетки 11 для очистки зазоров 3 в барабане 2 от за- стрявших в них зерен.

Предложенный способ очистки и сепарации сыпучего смеси осуществляется с помощью вышеописанного устройства следую- щим образом.

Сыпучую смесь (зерновую массу, зерновой ворох), подлежащую сепарации, загружают в бункер 1 , из которого она гравитационно подается в полость быстро вращающегося пружинного барабана 2. Во время высокоскоростного вращения барабана 2 сыпучая смесь сразу же распределяется равномерным слоем по всему диаметру барабана 2, прижимаясь к его поверхности центробежными силами, возникающими при высокой скорости вращения барабана 2. Сыпу- чий материал, в зависимости от размера частиц, проникает в зазоры 3 соответствующей ширины, из которых попадает в соответствую- щие для них сборники 7 фракций. Рассыпанию (разлетанию) отсе- парированного материала вокруг устройства препятствует кожух 9, а смешиванию фракций между собой препятствуют перегородки 10. Оставшаяся в барабане 2 часть сыпучего материала, особенно его верхний слой, подвергается механическому воздействию лопаток 8, которые интенсивно перемешивают его, в результате чего в этом слое возникает эффект псевдокипящей смеси. Это, во-первых, пре- дупреждает возможность образования статических сводов из сыпу- чей смеси в барабане 2, во-вторых, обеспечивает гравитационное перемещение смеси вдоль барабана 2, благодаря его наклону на угол а в направлении от бункера 1 , в-третьих, в псевдокипящем слое частицы материала многократно переориентируются в про- странстве, что способствует их проникновению в зазоры 3 барабана 2, что приводит, в итоге, повышению эффективности процесса се- парации и производительности работы устройства. При этом сыпу- чая смесь в барабане проходит поочередно участки А, Б, В, Г, при- чем нижняя его часть прижимается к поверхности барабана 2 и раз- деляется на отдельные фракции, а остальная часть продолжает на- ходиться в псевдокипящем состоянии. Общий слой сыпучей смеси постепенно уменьшается, и в конце барабана 2 исчезает совсем, оставляя на выходе барабана 2 только крупные и продолговатые примеси, которые сходят с барабана 2 и гравитационно попадают в последний сборник 7. Внешне зазоры 3 барабана 2 контактируют с щетками 11 (очистителями) и очищаются от заклиненных и за- стрявших в них частиц (зерен) материала. Такой очистке зазоры 3 частично подвергаются и с середины барабана 2, поскольку псевдо- кипящий слой сыпучего материала, находясь в подвижном (подкину- том) состоянии, центробежными силами частично перемещается радиально и механически воздействует на заклиненные и застряв- шие в зазорах 3 зерна, «проталкивая» их через зазоры 3 или пово- рачивая (переориентируя) их в барабане 2.

Таким образом, в предложенном устройстве, благодаря внесе- нию определенных конструктивных изменений в его барабан, реа- лизуется новый максимально продуктивный процесс одновременной очистки и сепарации сыпучей смеси.

Существенное отличие заявляемых объектов, от ранее извест- ных, заключается в том, что барабан выполнен в виде пружины, за- зоры между витками которой выполняют функцию непрерывных винтовых щелей с переменной шириной по ее длине, которую мож- но регулировать зажимами. Указанные отличительные особенности, в совокупности, позволяют максимально увеличить ту часть поверх- ности барабана (проходную для зерен), через которую происходит процесс очистки и сепарации сыпучей смеси с повышением качест- ва конечного продукта, а возможность постепенного или дискретно- го изменения ширины щелей, позволяет один и тот же барабан ис- пользовать для решения различных технологических задач и для обработки семян различных сельскохозяйственных культур. Ни один из известных способов очистки и сепарации сыпучей смеси, а также устройств для их осуществления, не могут одновременно обладать всеми перечисленными свойствами, поскольку вообще не содержат в своем составе всей совокупности существенных признаков, при- сущих предлагаемым техническим решением.

Предложенные технические решения проверены на практике. Предложенный способ очистки и одновременной сепарации сыпу- чей смеси, а также устройство для его осуществления, не содержат в своем составе технологических операций, режимов обработки или конструктивных элементов, деталей, кинематических схем и узлов, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития науки и техники, в частности, в области сельскохозяйст- венного машиностроения, следовательно, считаются соответст- вующими критерию «промышленная применимость» поскольку мо- гут быть реально изготовлены и реализованы в сепараторах для се- парации зерна и семян злаковых культур.

В известных источниках патентной, научно-технической и дру- гой информации не обнаружено аналогичных или подобных техни- ческих решений, содержащих в своем составе всю совокупность существенных признаков, присущих предложенным способу очистки и сепарации сыпучих материалов и устройству для его осуществле- ния, поэтому предложенные технические объекты считаются соот- ветствующими критерию «новизна».

Поскольку для специалистов в данной области знаний указан- ные существенные признаки не вытекают и вообще не могут выте- кать из существующего уровня техники, а также технический резуль- тат, заключающийся в удовлетворении определенной потребности потребителей в одновременном качественной, производительной и эффективной сепарации и очистке сыпучих материалов, попытки получить который до этого времени не удавался специалистам, можно сделать вывод о соответствии предлагаемых технических решений критерию «изобретательский уровень».

Технические преимущества изобретения

К техническим преимуществам предлагаемых технических ре- шений, по сравнению с прототипами, можно отнести следующее:

- максимальное повышение производительности процесса очи- стки с сепарации сыпучей смеси за счет выполнения барабана в ви- де бесконечной сплошной щели, что позволяет максимально увели- чить пропускную возможность барабана;

- упрощение конструкции и технологии изготовления барабана благодаря использованию для него пружины;

- универсальность устройства за счет возможности изменения ширины щелей между витками пружины.

Экономический эффект от внедрения предложенных техниче- ских решений, по сравнению с использованием прототипов, получа- ют за счет повышения качества готового продукта, производитель- ности и универсальности устройства, а также за счет снижения стоимости оборудования для достижения такого же эффекта, но с помощью традиционных сепараторов.

Социальный эффект от внедрения предложенных технических решений, по сравнению с использованием прототипов, получают за счет повышения культуры производства вследствие предотвраще- ния запыленности и засорение зоны работы устройства.

После описания предлагаемых технических решений специали- стам в данной области знаний должно быть очевидным, что все вы- шеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничитель- ным, будучи представленным данным примером. Многочисленные варианты реализации предлагаемых технических решений, в част- ности, пружин, зажимов, ребер жесткости, приводов вращения и т.д., могут изменяться в широком диапазоне в зависимости от характе- ристик сыпучей смеси, сферы использования предложений, постав- ленных задач, желаемых размеров производства и т.п., и, разумеет- ся, находятся в пределах одного из обычных и естественных подхо- дов в данной области знаний и рассматриваются находящимися в пределах объема предлагаемых технических решений.

Квинтэссенцией предлагаемых технических решений является то, что устройство имеет барабан, выполненный в виде пружины, зазоры между витками которой обеспечиваю разделения зерновой смеси на желаемые фракции, причем размер, в частности, ширину, этих зазоров можно локально принудительно изменять, и именно эти обстоятельства позволили приобрести предложенному способу очистки и сепарации и устройства для его осуществления вышепе- речисленные и другие преимущества. Использование только от- дельных из предложенных технологических или конструкторских усовершенствований, естественно, ограничивает спектр преиму- ществ, перечисленных выше, и не могут считаться новыми технико- технологическими решениями в данной области знаний, поскольку другие, подобные описанным способу очистки и сепарации сыпучей смеси и устройства для его реализации уже не требуют какого-либо творческого подхода от конструкторов и инженеров, и не могут счи- таться результатами их творческой деятельности или новыми объ- ектами интеллектуальной собственности, в соответствии с дейст- вующим законодательством.