Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам для воздушной сепара- ции сыпучих материалов и может быть использовано, преимуще- ственно, в сельском хозяйстве для очистки и сортировки семян зла- ковых, травяных и иных культур на селекционных станциях, в фер- мерских хозяйствах, в мукомольном и комбикормовом производстве, а также в других отраслях народного хозяйства для разделения за- грязненных сыпучих материалов на отдельные фракции.

Предшествующий уровень техники

Из уровня техники известен аэродинамический сепаратор для сепарации с дополнительной очисткой зернового материала, со- держащий бункер с вибролотком, установленный под ним генератор каскада воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под кото- рой расположены сборники фракций, а также в средине сепараци- онной камеры над сборниками фракций расположено устройство для очистки зернового материала, выполненное в виде двухскатной сборной прутковой решётки, консольные концы ветвей рабочих ор- ганов которой, свободно опираются на опорные поворотные валы с чистиками, расположенными в промежутках между соседними вет- вями рабочих органов, причем каждая ветвь представляет собой прямолинейный пруток с крючком на одном конце, с помощью кото- рого 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 решётки, или горизонтального перемещения пово- ротных валов в разные стороны [см. патент Украины Ne 87489 по классам МПК ⁶ В07В 4/02, A01 F 12/44 опубликованный 10.02.2014 го- да в Бюл. N° 3].

Основным недостатком известного аэродинамического сепара- тора является постепенное снижение производительности в про- цессе эксплуатации вследствие несовершенства его конструкции. Наличие указанного недостатка поясняется следующим. Решётка для очистки зернового материала от примесей находится в статиче- ском состоянии, что способствует загрязнению межпруткового про- странства соизмеримыми с ним примесями и так называемыми «всадниками» (ломаная солома, V-образные фрагменты колосьев и проч.), что постепенно снижает пропускную способность решётки, следовательно, и производительность сепаратора. Кроме того, по- скольку периметр решётки жёсткий, вероятность заклинивания зе- рен между прутками остается довольно высокой, а чистики разме- щены только лишь в торце решётки, следовательно, способны очи- щать не более 5 % рабочей площади решётки, что ещё в большей степени снижает производительность сепаратора, а также вынуж- дает периодически останавливать его работу для профилактической очистки решётки.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемым за прототип, является аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала, содержащий бункер с вибролотком, установленный под ним генератор каскада воздуш- ных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную камеру, под которой расположены сборники фракций, причём в начале вибролотка между ним и выхо- дом из бункера установлена скальператорная гребёнка, консольные прутки которой имеют различную длину или жесткость, имеют кон- цевой загиб, и снабжены у свободных концов сборником крупных примесей, выполненным в виде одно- или двухскатного виброкана- ла, сообщенного со сборником первой фракции [см. патент Украины No u2017 01874 по классам В07В 4/02, A01 F 12/44 поданную 27.02.2017 года покоторой принято решение в выдаче патента].

Основным недостатком известного технического решения яв- ляется то, что скальператорная гребёнка установлена стационарно. Сущность этого недостатка поясняется следующим. Если в бункер подается предварительно очищенный зерновой материал, по в скальператорной решётке вообще нет необходимости. Она только лишь снижает производительность работы сепаратора, создавая дополнительное механическое препятствие для свободной подачи зернового материала в сепарационную камеру. Если же зерновой материал загрязнён примесями, то использование такой скальпера- торной гребёнки оправдано, даже если снижается производитель- ность процесса сепарации. Поскольку гребёнка установлена стаци- онарно, она, естественно, не может учитывать состояние (загряз- нённость) исходного сырья, что является конструктивным недостат- ком известного аэродинамического сепаратора.

Решаемая задача

В основу изобретения поставлена задача дальнейшего усовер- шенствования известного аэродинамического сепаратора путём расширения его функциональных возможностей за счёт возможно- сти изменения пространственного положения (угла установки или уклона) скальператорной гребёнки в зависимости от степени загряз- нения исходного зернового материала для обеспечения максималь- ной производительности сепаратора независимо от состояния ис- ходного сырья.

Сущность изобретения

Решение поставленной задачи достигается тем, что в аэроди- намическом сепараторе с дополнительной очисткой зернового ма- териала, содержащем бункер с вибролотком, установленный под ним генератор каскада воздушных струй, пневматически связанный с источником подачи воздуха под давлением и сепарационную ка- меру, под которой расположены сборники фракций, причём в нача- ле вибролотка между ним и выходом из бункера установлена скаль- ператорная гребёнка, консольные прутки которой имеют различную длину или жесткость, имеют концевой загиб, и снабжены у свобод- ных концов сборником крупных примесей, выполненным в виде од- но- или двухскатного виброканала, сообщенного со сборником пер- вой фракции, согласно предложению, с целью оперативного выклю- чения скальперации и установки оптимального угла уклона гребен- ки, последняя снабжена поворотным механизмом, выполненным, например, в виде трапеции, снабжённой фиксаторами выбранного положения.

Благодаря возможности изменения пространственного положе- ния скальператорной гребёнки по отношению к выходному отвер- стию из бункера, появляется техническая возможность учитывать степень загрязнённости исходного сырья, путём полного или ча- стичного выключения скальперации из процесса сепарации за счёт соответствующего поворота гребёнки, вплоть до её полного откло- нения от выходного отверстия из бункера в случае подачи уже очи- щенного зернового материала.

Благодаря наличию фиксатора, скальператорная гребёнка мо- жет оставаться под заданным углом любое время и выполнять своё функциональное назначение без изменения производительности во времени.

Благодаря выполнению поворотного механизма в виде трапе- ции, вся гребёнка, независимо от её ширины, поворачивается па- раллельно по всей своей плоскости, что создаёт одинаковые усло- вия прохождения через неё зернового материала по всей её площа- ди.

Таким образом, совокупность всех описанных существенных признаков, характеризующих заявленный аэродинамический сепа- ратор для сепарации зернового материала с дополнительной очист- кой, полученных благодаря внесенным конструктивным изменениям в скальператорную гребёнку, выполнив её технически поворотной позволяет достичь желаемого технического результата, выражаю- щегося в стабилизации производительности работы агрегата на максимальном уровне независимо от степени загрязнённости ис- ходного зернового материала.

Перечень фигур иллюстративных материалов

Дальнейшая сущность предложенного технического решения поясняется иллюстративным материалом, на которых изображено следующее:

Фигура 1 - вид сбоку на предложенный аэродинамический се- паратор с дополнительной очисткой зернового материала, продоль- ный разрез;

Фигура 2 - скальператорная гребёнка, вид в плане, в рабочем положении. Одинарными стрелками показано направление движе- ния воздуха в сепарационной камере, тройными стрелками - выход из сепаратора отсепарированного зернового материала, светлыми точками - зерновой материал, римскими цифрами обозначены сборники фракций;

Фигура 3 - скальператорная гребёнка, вид в плане, в нерабочем положении;

Фигура 4 - поперечный разрез предложенного аэродинамиче- ского сепаратора с двухскатным виброканалом;

Фигура 5 - то же самое, с односкатным виброканалом;

Фигура 6 - предложенный сепаратор с односкатным виброкана- лом, вид в плане.

Описание предпочтительного варианта изобретения

Предложенный аэродинамический сепаратор с дополнительной очисткой зернового материала содержит бункер 1 для загрузки зер- нового материала с вибролотком 2, установленный под ними гене- ратор 3 каскада воздушных потоков, связанный с источником 4 по- дачи воздуха под давлением, и сепарационную камеру 5. Под сепа- рационной камерой 5 расположены сборники фракций 6 (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX).

В начале вибролотка 2 между ним и выходом из бункера 1 уста- новлена скальператорная гребёнка 7. Под свободным консольным концом гребёнки 7 расположен сборник крупных примесей, выпол- ненный в виде двухскатного канала 8, сообщенного со сборником первой фракции 6 (I). В зависимости от конкретных условий эксплу- атации, размеров и производительности сепаратора, канал 8 может быть выполнен односкатным, а также он может быть направлен в отдельный бункер накопитель примесей (этот вариант сепаратора не показан). Скальператорная гребёнка 7 (см. фиг. 2) содержит набор кон- сольных прутков 9 которые имеют различную длину или жесткость, а также имеют концевой загиб 10. Гребёнка 7 установлена на трапе- ции 1 1 с возможностью поворота относительно оси 12. Угол уклона гребёнки 7 обеспечивается поворотом оси с помощью рукоятки 13, а выбранное положение фиксируется с помощью зажима 14.

Принцип работы предложенного аэродинамического сепаратора для сепарации с дополнительной очисткой зернового материала за- ключается в следующем.

Зерновой материал, подлежащий сепарированию, загружают в бункер 1 аэродинамического сепаратора, откуда он попадает на гребёнку 7. Благодаря тому, что гребёнка 7 находится над вибро- лотком 2 и связана с ним, последний, колеблясь сам, приводит гре- бенку 7 также в колебательное движение. При этом благодаря тому, что прутки 9 гребёнки 7 закреплены консольно (открытый контур), а также имеют разную длину или жёсткость, каждый из них колеблет- ся автономно со своей индивидуальной амплитудой и частотой ко- лебаний. Зерновой материал, проходя через колеблющуюся гребён- ку 7, расслаивается и его частицы (зёрна), за исключением крупных примесей, попадают на вибролоток 2, откуда гравитационно подаёт- ся в сепарирующую камеру 5. Крупные примеси остаются на прутках 9 гребёнки 7 и, благодаря её наклону (в соответствии с наклоном вибролотка 2) перемещаются к консольному краю гребёнки 7, откуда попадают на двухскатный канал 8, по которому самостоятельно (скат) попадают в сборник первой фракции 6 (I) или в отдельный бункер-накопитель (не показан) по соответствующим каналам 15.

Если зерновой материал поступает в бункер 1 уже очищенным, гребёнку 7 поднимают вверх с помощью рукоятки 13 и фиксируют в этом положении с помощью зажима 14 (см. фиг. 3). Зерновой материал, попадающий в сепарационную камеру 5, под воздействием каскада воздушных струй, выходящих из генера- тора 3, разделяется на отдельные фракции воздушными потоками, которые попадают в соответствующие для них сборники фракций 6

(II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX).

Таким образом, предложенная в данном техническом решении непрерывная очистка зернового материала независимо от степени его загрязнённости без снижения производительности работы аэро- динамического сепаратора, приводит к получению качественно но- вого технического результата, в сравнении с известными аналогами, выражающемуся в стабилизации максимальной производительно- сти и оперативном введении или исключении процесса скальпера- ции исходного сырья.

Существенное отличие предложенного аэродинамического се- паратора для сепарации зернового материала с дополнительной очисткой, от ранее известных подобных технических решений, за- ключается в возможности включения в процесс сепарации по мере необходимости процесса скальперации за счёт введения в поток ис- ходного сырья гребёнки и её фиксации в данном положении про- стым зажимом. Указанная отличительная особенность обеспечива- ется выполнение гребёнки поворотной без её демонтажа и разме- щением на трапеции. Ни один из известных аэродинамических се- параторов не могут одновременно обладать перечисленными свой- ствами, поскольку, либо содержат громоздкие очистители, установ- ленные над бункером (например, см. патенты UA79394, UA79394), 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. па- тенты RU2401704, SU1176976), либо вообще не обеспечивают очистку сепарируемого материала от крупных примесей из-за отсут- ствия в их конструкциях очищающих приспособлений, что позволяет их считать не способными обеспечить получение конечного продук- та требуемого техническими условиями качества.

Предложенное техническое решение проверено на практике и реализовано в конструкциях серийно изготавливаемого номенкла- турного ряда аэродинамических сепараторов серии САД (Сепаратор Аэродинамический), выпускаемых ООО «НПП «Аэромех».

Технические преимущества изобретения

К техническим преимуществам предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, можно отнести следующее:

- обеспечение максимальной производительности сепаратора независимо от степени загрязнения исходного сырья за счёт того, что скальператорная гребёнка вводится в действие по мере необхо- димости;

- стабилизация качества очистки за счёт того, что гребёнка установлена на трапеции, способной поворачиваться относительно оси крепления;

- возможность оперативного изменения угла установки гребёнки за счёт наличия зажима.

Экономический эффект от внедрения предложенного техниче- ского решения, по сравнению с использованием прототипа, получа- ют за счёт повышения качества готового продукта и повышение производительности работы аэродинамического сепаратора неза- висимо от степени загрязнённости исходного сырья.