RU2014163C1

RU2014163C1 - Method for separating seeds

Info

Publication number: RU2014163C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Долгунин; Андрей Александрович Уколов; Вячеслав Яковлевич Борщев; Анатолий Михайлович Климов
Original assignee: Виктор Николаевич Долгунин; Андрей Александрович Уколов; Вячеслав Яковлевич Борщев; Анатолий Михайлович Климов
Priority date: 1991-12-02
Filing date: 1991-12-02
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: method involves feeding of seeds which passed preliminary grading by size and density of particles to fine cleaning on an inclined rough plane mounted at an angle to horizon closer to the angle of natural slope of the material. The seeds are repeatedly fed to the plane in a layer of 3-10 seed diameter thickness. After the seed layer rolls down through the inclined surface the seeds are separated by height into two parts by seed volume ratio of 0.3-0.7. The parts of the rolled down material are moved in counterflow along the lower edge of the plane. The seeds and impurities are discharged at opposite end edges of the plane. The seeds are charged to the inclined plane at distance l from the end edge of the plane at which the impurities are discharged l= Δ·exp[-2.33·10^-2(100-B)-0.9] where L is the distance between the end edges (length) of the plane, B is the seed ratio. EFFECT: improved quality. 2 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам для очистки семян от примесей и может быть использовано в сельском хозяйстве, а также в пищевой промышленности. The invention relates to methods and devices for cleaning seeds from impurities and can be used in agriculture, as well as in the food industry.

Известен способ сепарации семян, включающий классификацию материала по крупности зерна, пневматическую классификацию по плотности и сортировку семян по длине [1]. A known method of separation of seeds, including the classification of material by grain size, pneumatic classification by density and sorting of seeds by length [1].

Недостатками указанного способа определяются, в основном, недостатками операции сортировки семян по их длине, реализуемой в ячеистом сортировщике (триере) и характеризующейся ограниченными возможностями вследствие сепарации семян только по их наименьшему размеру. В связи с этим зерна семян оказываются засоренными примесями, имеющими иную форму и сходную длину. The disadvantages of this method are determined mainly by the disadvantages of the operation of sorting the seeds by their length, implemented in a cellular sorter (trier) and characterized by limited capabilities due to the separation of seeds only by their smallest size. In this regard, seed grains are clogged impurities having a different shape and similar length.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ сепарации семян, включающий операции классификации материала по крупности зерна, фракционирование зерна, выделенного класса крупности по плотности, тонкую очистку семян от примесей путем разделения выделенной фракции по комплексу физико-механических свойств при подаче ее на шероховатую наклонную плоскость и выгрузку готовых семян и примесей [2]. The closest in technical essence to the proposed one is a method of separation of seeds, including the operations of classifying the material by grain size, fractionation of grain, selected class size by density, fine cleaning of seeds from impurities by separating the selected fraction according to a set of physical and mechanical properties when feeding it to a rough inclined the plane and unloading of finished seeds and impurities [2].

Данный способ сепарации характеризуется относительно низкой эффективностью сепарации семян, не имеющих существенной разницы по фрикционным свойствам. В связи с тем, что на стадии тонкой очистки семян обычно имеет место различие их по комплексу физико-механических свойств, то вследствие случайного характера взаимодействия частиц неправильной формы с шероховатой поверхностью и между собой происходит перемешивание материала, снижающее эффективность сепарации. This separation method is characterized by a relatively low separation efficiency of seeds that do not have a significant difference in frictional properties. Due to the fact that at the stage of fine purification of seeds, usually there is a difference in the set of physico-mechanical properties, due to the random nature of the interaction of particles of irregular shape with a rough surface and between them, material is mixed, which reduces the separation efficiency.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности сепарации семян путем обеспечения оптимальных условий процесса разделения по их комплексу физико-механических свойств на наклонной плоскости. The objective of the invention is to increase the efficiency of separation of seeds by ensuring optimal conditions for the separation process for their complex of physico-mechanical properties on an inclined plane.

Задача изобретения решается тем, что в способе сепарации семян, включающем классификацию материала по крупности зерна, фракционирование зерна выделенного класса крупности по плотности, тонкую очистку семян от примесей путем разделения выделенной фракции по комплексу физико-механических свойств при подаче ее на шероховатую наклонную плоскость и выгрузку готовых семян и примесей, плоскость устанавливают под углом к горизонту, близким к углу естественного откоса материала, подачу семян на плоскость осуществляют многократно слоем толщиной, равной 3-11 диаметрам зерна, который разделяют после скатывания по высоте на две части в соотношении 0,3-0,7 по объему зерен и противоточно перемещают полученные части вдоль нижней кромки плоскости, при этом выгрузку семян и примесей производят у противоположных торцевых кромок плоскости, а место загрузки исходных семян после сепарации их по крупности и плотности определяют как
l = L˙ exp (-2,33 ˙ 10²(100-B)-0,9), где l - расстояние от места загрузки до торцевой кромки плоскости, у которой осуществляют выгрузку примесей, м; L - расстояние между торцевыми кромками (длина) плоскости, м; B - выход семян по стадии тонкой очистки, %.The objective of the invention is solved in that in a method of separating seeds, including the classification of material by grain size, fractionation of grain of the selected grain size class by density, fine cleaning of seeds from impurities by separating the selected fraction by the complex of physical and mechanical properties when feeding it to a rough inclined plane and unloading finished seeds and impurities, the plane is set at an angle to the horizon close to the angle of repose of the material, the seeds are fed onto the plane repeatedly with a layer of thickness oh, equal to 3-11 diameters of the grain, which is divided after rolling in height into two parts in the ratio of 0.3-0.7 by volume of grains and countercurrently moving the obtained parts along the lower edge of the plane, while the seeds and impurities are unloaded at opposite end the edges of the plane, and the place of loading of the original seeds after separation by size and density is determined as
l = L˙ exp (-2.33 ˙ 10 ² (100-B) -0.9), where l is the distance from the loading point to the end edge of the plane at which the impurities are unloaded, m; L is the distance between the end edges (length) of the plane, m; B - seed yield at the stage of fine cleaning,%.

На фиг. 1 представлена схема установки, реализующая способ сепарации семян. In FIG. 1 is a diagram of a plant that implements a method for separating seeds.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Исходная зерновая масса подается на наклонный эксцентриковый грохот 1, на котором осуществляется классификация по крупности. На верхнем решете грохота от зерновой массы отделяются крупные примеси, а на нижнем - мелкие примеси. Предварительно разделенная по крупности зерновая смесь выделенного класса крупности направляется на фракционирование по плотности в пневматический сепаратор 2. В пневматическом сепараторе из зерновой массы поперечно направленным воздушным потокам выносятся легкие примеси и направляются в улавливающее оборудование 3. Тяжелые примеси, в наименьшей мере подверженные воздействию потока, проваливаются в бункер тяжелых примесей 4. Плотные семена отдуваются потоком воздуха в приемник семян 5. The initial grain mass is fed to an inclined eccentric screen 1, on which size classification is carried out. Coarse impurities are separated from the grain mass on the upper sieve screen, and fine impurities are separated on the lower screen. The pre-separated grain mixture of the selected size class is sent for density fractionation to a pneumatic separator 2. In the pneumatic separator, light impurities are taken out from the grain mass to transverse air flows and sent to trapping equipment 3. Heavy impurities, which are least affected by the flow, fail into the bunker of heavy impurities 4. Dense seeds are blown off by a stream of air into the seed receiver 5.

Из бункера 5 выделенная фракция семян подается на тонкую очистку на шероховатую наклонную плоскость 6, установленную под углом к горизонту, близким к углу естественного откоса материала, у верхней ее кромки и на определенном удалении от ее торцевых частей, которое определяется в зависимости от выхода продукта. From the hopper 5, the separated seed fraction is fed for fine cleaning to a rough inclined plane 6, set at an angle to the horizon close to the angle of repose of the material, at its upper edge and at a certain distance from its end parts, which is determined depending on the yield of the product.

Величина шероховатостей на плоскости поддерживается равной половине среднего диаметра частиц выделенной фракции семян для того, чтобы исключить взаимодействие движущихся частиц с шероховатой поверхностью пластины. Подачу семян на наклонную плоскость с целью обеспечения более высокой эффективности отделения семян от примесей по комплексу физико-механических свойств осуществляют многократно слоем толщиной, равной 3-11 диаметрам зерна. Многократная подача зерна на пластину может быть реализована либо с помощью бесконечной ленты, имеющей ширину, равную длине пластины, и подъемные лопасти; либо с помощью внутренней подъемной насадки барабанного аппарата. The roughness on the plane is maintained equal to half the average particle diameter of the selected seed fraction in order to exclude the interaction of moving particles with the rough surface of the plate. The supply of seeds to an inclined plane in order to ensure higher efficiency of separation of seeds from impurities by a set of physical and mechanical properties is carried out repeatedly with a layer thickness of 3-11 grain diameters. Multiple supply of grain to the plate can be realized either with the help of an endless belt having a width equal to the length of the plate, and lifting blades; or using the internal lifting nozzle of the drum apparatus.

При этом на плоскости организуется сдвиговое гравитационное течение зерновой смеси от верхней кромки к нижней, в котором верхние слои материала обгоняют нижние и, взаимодействуя с ними, обмениваются между собой частицами. Как правило, зерна культурных растений на стадии тонкой очистки отличаются от зерен примесей сразу по нескольким признакам: размеру, плотности, форме, шероховатости, упругости (при относительно небольшом различии в указанных свойствах). В сдвиговом потоке на плоскости частицы взаимодействуют между собой. At the same time, a shear gravitational flow of the grain mixture from the upper edge to the lower one is organized on the plane, in which the upper layers of the material overtake the lower ones and, interacting with them, exchange particles between themselves. As a rule, grains of cultivated plants at the stage of fine cleaning differ from impurity grains at once in several ways: size, density, shape, roughness, elasticity (with a relatively small difference in these properties). In a shear flow on a plane, particles interact with each other.

Взаимодействие частиц происходит в режиме столкновения. В результате столкновения частицы в нем участвующие перемещаются в некотором направлении от места столкновения. При этом преимущественное направление перемещения частицы определяется в зависимости от комплекса характерных ей свойств или от степени проявления некоторого доминирующего признака. В результате определенная часть частиц смеси, имеющих похожие свойства, перемещается в направлении к открытой поверхности слоя, а другая часть - в противоположном направлении, т. е. к основанию слоя. Следовательно на наклонной плоскости наблюдается преимущественное движение одних частиц над другими, например, примесей над семенами (см. фиг. 1). Particle interaction occurs in collision mode. As a result of the collision, the particles involved in it move in a certain direction from the place of collision. In this case, the preferred direction of particle movement is determined depending on the complex of its characteristic properties or on the degree of manifestation of some dominant feature. As a result, a certain part of the particles of the mixture having similar properties moves towards the open surface of the layer, and the other part - in the opposite direction, i.e., to the base of the layer. Therefore, on an inclined plane, the predominant movement of some particles over others, for example, impurities over seeds, is observed (see Fig. 1).

После скатывания слой зерна разделяют по высоте на две части в соотношении 0,3-0,7 по объему зерен, например, с помощью продольной перегородки, устанавливаемой с возможностью поступательного перемещения относительно нижней кромки плоскости. After rolling, the grain layer is divided in height into two parts in the ratio of 0.3-0.7 by volume of grains, for example, using a longitudinal partition installed with the possibility of translational movement relative to the lower edge of the plane.

Полученные части ссыпавшегося с пластины материала перемещают противоточно вдоль нижней кромки пластины. Затем эти части материала вновь подают на пластину на ее участки, соседствующие с участком, на котором осуществляется подача исходного материала. На соседних участках пластины процесс разделения частиц в скатывающемся слое повторяется, ссыпающийся материал разделяют аналогичным образом на две части, которые после противоточного перемещения вдоль нижней кромки пластины также возвращают на смежные ее участки, где рассмотренные операции вновь повторяют в последовательности, аналогичной рассмотренной. Таким образом на наклонной пластине организуется многоступенчатая сепарация при противоточном перемещении частиц, различающихся по комплексу физико-механических свойств. При этом каждый из движущихся навстречу друг другу потоков материала обогащается частицами с определенными свойствами (один из потоков обогащается зернами семян, а другой - примесей). Выгрузка семян и примесей производится у противоположных торцевых кромок плоскости. The obtained parts of material poured from the plate are moved countercurrently along the lower edge of the plate. Then, these parts of the material are again fed onto the plate in its sections adjacent to the section where the feed material is supplied. In neighboring sections of the plate, the process of separating particles in a rolling layer is repeated, the coalescing material is divided into two parts in the same way, which, after countercurrent movement along the lower edge of the plate, are also returned to its adjacent sections, where the above operations are repeated in a sequence similar to that considered. Thus, multistage separation is organized on an inclined plate during countercurrent movement of particles that differ in a complex of physical and mechanical properties. Moreover, each of the material flows moving towards each other is enriched with particles with certain properties (one of the flows is enriched with seed grains, and the other with impurities). Unloading of seeds and impurities is carried out at opposite end edges of the plane.

С целью повышения эффективности процесса сепарации семян их загрузку на наклонную плоскость осуществляют на расстоянии l от торцевой кромки плоскости, у которой осуществляется выгрузка примеси
l = L˙ exp (-2,33˙ 10^-2(100-B)-0,9), где L - расстояние между торцевыми кромками (длина) пластины;
B - выход семян.In order to increase the efficiency of the process of separation of seeds, they are loaded onto an inclined plane at a distance l from the end edge of the plane at which the impurity is unloaded
l = L˙ exp (-2.33˙ 10 ^-2 (100-B) -0.9), where L is the distance between the end edges (length) of the plate;
B - seed yield.

Процесс сепарации семян организуется в режиме их быстрого сдвигового течения, которое сопровождается эффектом разделения сегрегации по комплексу физико-механических свойств (размер, плотность, форма, шероховатость, упругость). Эффект заключается в том, что одни частицы перемещаются к поверхности скатывающегося слоя, а другие погружаются к основанию слоя (см. Классен П.В., Гришаев И.Г. Основы техники гранулирования, с. 63). При этом верхние слои движутся со значительно большими скоростями, чем нижние (см. так же, с. 63). The process of seed separation is organized in the mode of their rapid shear flow, which is accompanied by the effect of separation of segregation according to a set of physical and mechanical properties (size, density, shape, roughness, elasticity). The effect is that some particles move to the surface of the rolling layer, while others sink to the base of the layer (see Klassen P.V., Grishaev I.G. Fundamentals of the granulation technique, p. 63). In this case, the upper layers move with significantly higher speeds than the lower ones (see also, p. 63).

С целью обеспечения интенсивного установившегося сдвигового течения наклонную плоскость выполняют шероховатой и устанавливают под углом к горизонту, близком углу естественного откоса материала. При этом на плоскости образуются условия, приближенные к условию прилипания нижнего слоя частиц. In order to ensure an intense steady-state shear flow, the inclined plane is roughened and installed at an angle to the horizon close to the angle of repose of the material. In this case, conditions are formed on the plane that are close to the condition of adhesion of the lower layer of particles.

Экспериментально доказано, что качество сепарации семян по одному или нескольким доминирующим признакам (размер, плотность, форма, шероховатость, упругость) существенно зависит от толщины движущегося на наклонной плоскости слоя. Это объясняется тем, что четкость разделения неоднородных частиц по высоте слоя зависит от соотношения интенсивностей одновременно протекающих процессов сегрегации и перемешивания. При этом четкость разделения повышается с увеличением отношения интенсивности сегрегации к интенсивности перемешивания. В свою очередь на величину данного соотношения существенное влияние оказывают условия, которые имеют место вблизи верхней и нижней границ слоя (граничные условия). При изменении толщины слоя происходит изменение не только граничных условий по интенсивности процессов и масштабу явлений, но и изменение относительной доли объема слоя, в котором эти явления протекают. It has been experimentally proved that the quality of the separation of seeds according to one or more dominant characteristics (size, density, shape, roughness, elasticity) substantially depends on the thickness of the layer moving on an inclined plane. This is because the clarity of the separation of inhomogeneous particles along the layer height depends on the ratio of the intensities of the simultaneously occurring segregation and mixing processes. In this case, the clarity of separation increases with increasing ratio of segregation intensity to mixing intensity. In turn, the value of this ratio is significantly affected by the conditions that occur near the upper and lower boundaries of the layer (boundary conditions). When the layer thickness changes, not only the boundary conditions change in the intensity of the processes and the scale of the phenomena, but also the relative fraction of the volume of the layer in which these phenomena occur.

С целью снижения вредного влияния перемешивания частиц в слое на процесс многоступенчатой сепарации семян с противотоком неоднородных зерен толщину слоя поддерживают равной 3-11 диаметрам зерна. Существенность предложенного соотношения толщины скатывающегося слоя показана экспериментальным путем. In order to reduce the harmful effect of mixing particles in the layer on the process of multi-stage separation of seeds with a countercurrent of inhomogeneous grains, the layer thickness is maintained equal to 3-11 grain diameters. The significance of the proposed ratio of the thickness of the rolling layer is shown experimentally.

Исследования проведены на лабораторном сепараторе, представляющем собой аппарат с вращающимся барабаном диаметром 0,5 м, длиной 1,5 м и производительностью 200 кг/час. На внутренней поверхности барабана, который выполняет роль дозатора при многократной подаче смеси на плоскость, имеются радиальные подъемные лопасти. В центральной части барабана продольно ему закреплена неподвижная сепарирующая насадка, выполненная в виде наклонной шероховатой плоскости. Под нижней кромкой пластины продольно закреплена перегородка, служащая для разделения потока скатывающихся семян на две части по высоте слоя. С целью регулирования соотношения частей перегородка закреплена с возможностью поступательного перемещения. По обе стороны перегородки закреплены отклоняющие элементы, выполненные в виде наклонных пластин, которые по одну сторону перегородки направлены к одному торцу шероховатой плоскости и к противоположному торцу на другой стороне перегородки. The studies were conducted on a laboratory separator, which is a device with a rotating drum with a diameter of 0.5 m, a length of 1.5 m and a capacity of 200 kg / h. On the inner surface of the drum, which acts as a dispenser for multiple supply of the mixture to the plane, there are radial lifting blades. In the central part of the drum, a stationary separating nozzle made in the form of an inclined rough plane is fixed longitudinally to it. Under the lower edge of the plate, a partition is longitudinally fixed, which serves to divide the flow of sliding seeds into two parts along the height of the layer. In order to regulate the ratio of parts, the partition is fixed with the possibility of translational movement. Deflecting elements are made on both sides of the partition, made in the form of inclined plates, which on one side of the partition are directed to one end of the rough plane and to the opposite end on the other side of the partition.

Загрузочное устройство аппарата выполнено в виде шнекового питателя, установленного с торца барабана. Питатель установлен с возможностью перемещения вдоль барабана, что обеспечивает возможность изменения места загрузки материала в зависимости от выхода готовых семян. The loading device of the device is made in the form of a screw feeder installed from the end of the drum. The feeder is installed with the ability to move along the drum, which provides the ability to change the loading location of the material depending on the yield of finished seeds.

Необходимая толщина скатывающегося по шероховатой плоскости слоя семян устанавливается путем регулирования скорости вращения барабана. The required thickness of the seed layer sliding along the rough plane is established by adjusting the speed of rotation of the drum.

Выгрузка семян и примесей осуществляется за счет переполнения барабана с противоположных его торцов. Unloading of seeds and impurities is carried out due to overflow of the drum from its opposite ends.

Эксперименты проведены на семенах пшеницы "Мироновская" с примесью семян ржи в количестве 38 шт/кг и семенах ячменя пивоваренного с примесью семян овсюга в количестве 65 шт/кг; которые были предварительно отсепарированы по крупности (на решетках) и плотности (в воздушном потоке) на сепараторе ЗАВ-10. The experiments were carried out on Mironovskaya wheat seeds with an admixture of rye seeds in an amount of 38 pcs / kg and brewing barley seeds with an admixture of oatmeal seeds in an amount of 65 pcs / kg; which were previously separated by size (on the gratings) and density (in the air flow) on the ZAV-10 separator.

Результаты экспериментальных исследований влияния толщины скатывающегося слоя на качество сепарации, полученные в лабораторном сепараторе при выходе 70%, приведены в табл. 1. The results of experimental studies of the influence of the thickness of the rolling layer on the quality of separation, obtained in a laboratory separator at a yield of 70%, are given in table. 1.

Анализ полученных результатов показывает, что оптимальный диапазон толщины скатывающегося слоя при реализации способа сепарации по комплексу физико-механических свойств равен 3-11 диаметрам зерна. При уменьшении толщины скатывающегося слоя содержание примеси в продукте резко увеличивается, т.е. качество сепарации значительно снижается. Данное снижение качества сепарации может быть объяснено, по-видимому, увеличением интенсивности процесса перемешивания частиц в слое малой толщины, возрастающего вследствие активного взаимодействия частиц с шероховатой плоскостью и сильного разрыхления слоя. An analysis of the results shows that the optimal range of thickness of the rolling layer when implementing the separation method for the complex of physical and mechanical properties is 3-11 grain diameters. With a decrease in the thickness of the rolling layer, the impurity content in the product increases sharply, i.e. separation quality is significantly reduced. This decrease in the quality of separation can be explained, apparently, by an increase in the intensity of the process of mixing particles in a layer of small thickness, which increases due to the active interaction of particles with a rough plane and strong loosening of the layer.

При толщине слоя, превышающей 11 диаметров зерна, эффективность сепарации снижается, по-видимому, по причине уменьшения относительной подвижности частиц, проходящей вследствие снижения скорости сдвига. With a layer thickness exceeding 11 grain diameters, the separation efficiency decreases, apparently due to a decrease in the relative mobility of the particles, which is due to a decrease in the shear rate.

Практическая реализация операции тонкой очистки семян предполагает деление слоя на две части после его скатывания по наклонной плоскости. Полученные части противоточно перемещают вдоль нижней кромки плоскости. В общем случае эти потоки не равны между собой, поскольку разница между ними является условием обеспечения требуемого выхода семян. Установлено, что наиболее высокая эффективность сепарации достигается при делении ссыпающегося потока по высоте слоя в соотношении 0,3-0,7 по объему зерен. The practical implementation of the operation of fine cleaning of seeds involves dividing the layer into two parts after it is rolled down on an inclined plane. The resulting parts are countercurrently moved along the lower edge of the plane. In the general case, these flows are not equal to each other, since the difference between them is a condition for ensuring the required seed yield. It was found that the highest separation efficiency is achieved by dividing the coalescing flow along the layer height in the ratio of 0.3-0.7 by volume of grains.

Существенность указанного соотношения доказана экспериментально. Экспериментальные исследования заключались в анализе распределения зерен семян и примесей по высоте слоя на наклонной плоскости на ее ссыпном пороге, вследствие их сегрегации в сдвиговом потоке. The significance of this relationship is proved experimentally. The experimental studies consisted in the analysis of the distribution of seed grains and impurities along the height of the layer on an inclined plane at its bulk threshold, due to their segregation in the shear flow.

Исследования проведены на лабораторной установке, состоящей из наклонного канала прямоугольного сечения, установленного под углом к горизонту. Под нижним концом канала размещена приемная емкость. Дно канала выполнено шероховатым, величина шероховатости равна половине среднего диаметра зерен. Плоскость ската устанавливается под углом, близким углу покоя исследуемой зерновой массы. Исследование проведено на семенах пшеницы с примесью семян ржи в количестве 38 шт/кг и семенах ячменя с примесью семян овсюга в количестве 65 шт/кг. Длина скатывающегося слоя в опытах поддерживалась настолько большой, чтобы достигалось равновесие в процессе сегрегации, т.е. с увеличением длины глубина разделения не изменялась. Толщина скатывающегося слоя во всех опытах поддерживалась постоянной и равной 6 диаметрам зерна. После наступления установившегося течения зерновой массы в канале ей откpывался доступ в приемную емкость. The studies were conducted in a laboratory setup consisting of an inclined channel of rectangular cross section, installed at an angle to the horizontal. Under the lower end of the channel there is a receiving tank. The bottom of the channel is made rough, the roughness is equal to half the average diameter of the grains. The slope plane is set at an angle close to the rest angle of the studied grain mass. The study was conducted on wheat seeds with an admixture of rye seeds in an amount of 38 pcs / kg and barley seeds with an admixture of oatmeal seeds in an amount of 65 pcs / kg. The length of the rolling layer in the experiments was maintained so large that equilibrium was achieved during segregation, i.e. with increasing length, the separation depth did not change. The thickness of the rolling layer in all experiments was maintained constant and equal to 6 grain diameters. After the onset of the steady flow of grain mass in the channel, she was given access to the receiving tank.

Ссыпавшуюся в емкость зерновую массу разделяли по объему на две части таким образом, чтобы они соответствовали разделению скатывающегося слоя по высоте на ссыпном пороге заданному соотношению. Полученные части материала анализировались на содержание в них ключевого компонента (зерен примесей). Эффективность сепарации оценивали по величине разности концентраций ключевого компонента в названных частях потока. Очевидно, чем больше величина этой разности, тем выше качество разделения. The grain mass poured into the container was divided by volume into two parts so that they corresponded to the separation of the rolling layer in height at the bulk threshold to a predetermined ratio. The obtained parts of the material were analyzed for the content of a key component (impurity grains) in them. The separation efficiency was evaluated by the difference in the concentrations of the key component in the named parts of the stream. Obviously, the larger the value of this difference, the higher the separation quality.

Результаты экспериментального исследования влияния соотношения частей потока на качество сепарации семян приведены в табл. 2. The results of an experimental study of the influence of the ratio of the parts of the stream on the quality of the separation of seeds are given in table. 2.

Анализ полученных результатов показывает, что оптимальное соотношение частей скатывающегося потока, соответствующее максимальной эффективности предлагаемого способа сепарации семян равно 0,3-0,7. Деление ссыпающегося потока в другом соотношении приводит к уменьшению эффективности разделения. Данное обстоятельство можно объяснить гипотетически следующим образом. An analysis of the results shows that the optimal ratio of the parts of the rolling stream, corresponding to the maximum efficiency of the proposed method of separation of seeds is 0.3-0.7. The division of the coalescing stream in a different ratio leads to a decrease in the separation efficiency. This circumstance can be explained hypothetically as follows.

В быстром гравитационном потоке на шероховатой наклонной плоскости имеют место особые условия перемещения частиц в приграничных областях потока. В верхней части слоя располагается, так называемое, "облако частиц", в котором частицы перемещаются в разреженном состоянии с большими вылетами над поверхностью. В нижней части слоя реализуются условия "прилипания" с проскальзыванием частиц, расположенных над частицами, прилегающими непосредственно к шероховатой поверхности. В общем случае условия, имеющие место в приграничных областях слоя, тормозят процесс разделения (сегрегации) частиц. Вследствие этого концентрация примесей в этих областях остается близкой к исходной. In a fast gravitational flow on a rough inclined plane, there are special conditions for the movement of particles in the border regions of the flow. In the upper part of the layer is the so-called “particle cloud”, in which particles move in a rarefied state with large projections above the surface. In the lower part of the layer, "sticking" conditions are realized with the slipping of particles located above the particles adjacent directly to the rough surface. In the general case, the conditions that occur in the boundary regions of the layer inhibit the process of separation (segregation) of particles. As a result, the concentration of impurities in these regions remains close to the initial one.

При разделении потока по высоте слоя на две части в соотношении, выходящем за пределы рекомендуемого диапазона (0,3-0,7), одна из частей оказывается по составу близкой к исходной смеси, что и может быть причиной снижения эффективности сепарации. When dividing the stream by the height of the layer into two parts in a ratio that goes beyond the recommended range (0.3-0.7), one of the parts is close in composition to the initial mixture, which may be the reason for the decrease in separation efficiency.

Существенность признака, касающегося места загрузки зерновой массы на наклонную плоскость, также доказана экспериментальным путем. Экспериментальные исследования проведены на сепараторе с вращающимся барабаном диаметром 1,3 м и длиной 6,0 м, производительностью 7000 кг/час, устройство которого аналогично устройству лабораторного сепаратора, использованного в исследованиях влияния толщины слоя на эффективность сепарации. Исследования проведены на семенах пшеницы и ячменя, использованных в предшествующих экспериментах. Эксперимент заключался в оценке качества сепарации в зависимости от координаты загрузки исходного материала при различных выходах семян. Качество сепарации определялось по содержанию примесей в готовых семенах. Толщина слоя на наклонной плоскости поддерживалась равной 7-8 диаметрам зерен. The significance of the sign regarding the place of loading of the grain mass on an inclined plane is also proved experimentally. Experimental studies were carried out on a separator with a rotating drum with a diameter of 1.3 m and a length of 6.0 m, with a capacity of 7000 kg / h, the device of which is similar to the device of the laboratory separator used in studies of the effect of layer thickness on separation efficiency. The studies were carried out on the seeds of wheat and barley used in previous experiments. The experiment consisted in assessing the quality of separation depending on the coordinate of the feed of the starting material at different seed yields. The quality of separation was determined by the content of impurities in the finished seeds. The layer thickness on an inclined plane was maintained equal to 7-8 grain diameters.

Результаты экспериментальных исследований приведены на фиг. 2 в виде графических зависимостей содержания примеси в готовых семенах от расстояния между координатной загрузки и торцовой кромкой плоскости, у которой осуществляют выгрузку примесей. При этом результаты исследований на семенах ячменя изображены на фиг. 2 сплошными линиями, а на семенах пшеницы - пунктирными. Эксперименты проведены при различном выходе чистых семян: 1-80%; 2-70%; 3-60%; 4-50%. Полученные результаты свидетельствуют о наличии функциональной взаимосвязи между оптимальной координатой загрузки исходных семян и выходом очищенного продукта (координаты оптимальной загрузки для различных семян при одинаковом выходе практически совпадают). Анализ и обработка экспериментальных данных позволили получить следующую формулу для определения места загрузки исходных семян на наклонную плоскость после сепарации их по крупности и плотности:
l = L˙ exp(-2,33 ˙10^-2(100-B)-0,9), где l - расстояние от места загрузки исходной смеси от торца пластины, у которого осуществляется выгрузка примеси; L - расстояние между торцевыми кромками (длина) пластины, B - выход.The results of experimental studies are shown in FIG. 2 in the form of graphic dependences of the impurity content in the finished seeds on the distance between the coordinate loading and the end edge of the plane at which the impurities are unloaded. In this case, the results of studies on barley seeds are shown in FIG. 2 by solid lines, and by dashed lines on wheat seeds. The experiments were carried out with different yield of pure seeds: 1-80%; 2-70%; 3-60%; 4-50%. The results obtained indicate the presence of a functional relationship between the optimal loading coordinate of the source seeds and the yield of the purified product (the coordinates of the optimal loading for different seeds with the same yield practically coincide). Analysis and processing of experimental data allowed us to obtain the following formula for determining the loading location of the original seeds on an inclined plane after separating them by size and density:
l = L˙ exp (-2.33 ˙10 ^-2 (100-B) -0.9), where l is the distance from the place of loading of the initial mixture from the end face of the plate at which the impurity is unloaded; L is the distance between the end edges (length) of the plate, B is the output.

Таким образом, в общем случае, место загрузки исходных семян на наклонную плоскость располагают ближе к ее торцевой кромке, у которой осуществляют выгрузку примесей. Thus, in the General case, the place of loading of the original seeds on an inclined plane is located closer to its end edge, which carry out the unloading of impurities.

Отклонение места загрузки зерновой смеси от расчетного в ту или другую сторону приводит к существенному снижению эффективности сепарации. Deviation of the loading place of the grain mixture from the calculated one way or the other leads to a significant decrease in separation efficiency.

Claims

SEPARATION SEPARATION METHOD, including classification of seeds by size, fractionation of seeds of a selected size class by density, fine cleaning of seeds from impurities by separating the selected fraction by a set of physical and mechanical properties when feeding it to a rough inclined plane of the separator and unloading finished seeds and impurities, characterized in that the supply of seeds for the separation of the selected fraction according to the set of physical and mechanical properties is performed on the rough plane of the separator, which is set at an angle to th izontu, close to the angle of repose of the material at a location which is determined by the formula
l = L · exp [-2.33 - 10 ^-2 (100 - B) - 09],
where l is the distance from the loading point to the end edge of the plane at which the impurities are unloaded, m;
L is the distance between the end edges of the plane, m;
B - seed yield at the stage of fine cleaning,%;
and feeding the seeds to the rough plane of the separator is carried out repeatedly with a layer of a thickness of 3 to 11 grain diameters, the separation of which is carried out into two parts in a volume ratio of seeds of 0.3 - 0.7, the resulting parts are moved countercurrently along the lower edge of the rough plane of the separator, and the seeds are unloaded and impurities are produced at opposite end edges of the rough plane of the separator.