RU2341954C2

RU2341954C2 - Device for loose materials flow separation

Info

Publication number: RU2341954C2
Application number: RU2006146774/12A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Завражнов (RU); Анатолий Иванович Завражнов; Константин Николаевич Тишанинов (RU); Константин Николаевич Тишанинов
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2008-12-27
Also published as: RU2006146774A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: device contains stabilising capacity and taps with valves. The capacity is counterbalanced by springs and executed with moving possibility in a vertical plane on directing with the top and bottom terminators. The taps have vertical sites with valves symmetrically fixed on a shaft. One end of the shaft is connected to the lever located in perpendicular to an axis of a shaft of a plane. The lever is pivotally connected to the draught; the second end is pivotally fixed on the frame.

EFFECT: improvement of quality of separation of flow of loose materials with automatic control of flows of loose material.

2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к вопросам очистки зерна, и предназначено для разделения потока сыпучих материалов.The invention relates to agriculture, namely to the cleaning of grain, and is intended to separate the flow of bulk materials.

Известно устройство для разделения сыпучих материалов на два потока в самотечной трубе (А.С. СССР N1297757, А01F 12/16, В65G 53/00, 1985 г.), содержащее самотечную квадратную трубу, стационарно установленный делитель потока в виде стенки со скошенной передней гранью, отверстие над делителем, подпружиненные пластины в верхней части сечения трубы и отводы.A device for separating bulk materials into two streams in a gravity pipe (AS USSR N1297757, A01F 12/16, B65G 53/00, 1985), containing a gravity square tube, a stationary flow divider in the form of a wall with a beveled front face, a hole above the divider, spring-loaded plates in the upper part of the pipe section and bends.

Недостатком известного устройства является низкий уровень качества разделения потока сыпучего материала из-за того, что в динамическом процессе разделения вероятность сохранения симметрии и плотности потока по сечению мала. При прохождении материала через сечение, которое находится ниже подпружиненных пластин, последние не выполняют функцию формирования симметричного потока (регулирующую функцию). При увеличении расхода, когда нижние кромки подпружиненных пластин начинают погружаться в поток, резко снижается пропускная способность нижнего (свободного) сечения квадратной трубы, так как верхние слои (самые скоростные) начинают тормозиться вышележащими слоями, удерживаемыми кромками подпружиненных пластин. Силовое воздействие верхних слоев сыпучего материала на трехзвенный механизм, который состоит из двух подпружиненных пластин и пружины, не гарантирует его симметричного смещения при растяжении пружины (гибкого звена). Попадание зерновок между витками пружины исключает работоспособность (регулирующую функцию) трехзвенного механизма. Кроме того, наличие подпружиненных пластин снижает диапазон регулирования при использовании делителя в поточных технологических линиях очистки зерна с переменной производительностью, а наличие делителя со скошенной стенкой и подпружиненных пластин повышает травмирование зерновок за счет их столкновения на значительных скоростях.A disadvantage of the known device is the low level of quality of separation of the flow of bulk material due to the fact that in the dynamic process of separation the probability of maintaining symmetry and density of the flow over the cross section is small. When the material passes through a section that is below the spring-loaded plates, the latter do not perform the function of forming a symmetrical flow (regulatory function). With an increase in flow rate, when the lower edges of the spring-loaded plates begin to sink into the stream, the throughput of the lower (free) section of the square pipe decreases sharply, since the upper layers (the fastest) begin to be inhibited by the overlying layers held by the edges of the spring-loaded plates. The force action of the upper layers of bulk material on a three-link mechanism, which consists of two spring-loaded plates and a spring, does not guarantee its symmetrical displacement when the spring (flexible link) is stretched. The ingress of grains between the turns of the spring excludes the operability (regulatory function) of the three-link mechanism. In addition, the presence of spring-loaded plates reduces the range of regulation when using the divider in continuous technological lines for cleaning grain with variable productivity, and the presence of a divider with a beveled wall and spring-loaded plates increases the injury to the kernels due to their collision at significant speeds.

Известно устройство для разделения потока зерна (Патент РФ N 2067381, А01F 12/46, В65G 53/00, 2004 г.), содержащее входную трубу с двумя отводящими трубами, делитель в виде качающейся призмы с пластинчатыми выпуклыми и плоскими пружинами на ее боковых поверхностях.A device for separating the flow of grain (RF Patent N 2067381, A01F 12/46, B65G 53/00, 2004), containing an inlet pipe with two outlet pipes, a divider in the form of a swinging prism with convex plate and flat springs on its side surfaces .

Недостатком известного устройства является низкое качество разделения потока зерна из-за того, что в отводы направляются пульсирующие потоки - не обеспечивается равномерность отводящих потоков. Кроме того, разделение незаполненного (по сечению входной трубы) потока не гарантирует равенство полупериодов колебаний, а следовательно, не гарантирует качественное разделение потока. Наличие делителя в потоке зерна (даже снабженного пластинчатыми пружинами) повышает уровень травмирования зерновок при значительных скоростях истечения. Попадание пылевидных и соломистых частиц в зазор между торцевыми стенками делителя и отводящих труб снижает работоспособность устройства и качество разделения потока зерна.A disadvantage of the known device is the low quality of the separation of the grain flow due to the fact that pulsating flows are directed to the taps - the uniformity of the tapping flows is not ensured. In addition, the separation of an unfilled (along the inlet pipe section) flow does not guarantee the equality of half-periods of oscillations, and therefore does not guarantee a high-quality flow separation. The presence of a divider in the flow of grain (even equipped with leaf springs) increases the level of injury to the grains at significant flow rates. The ingress of dusty and straw particles into the gap between the end walls of the divider and the discharge pipes reduces the operability of the device and the quality of the separation of the grain flow.

Известно устройство для разделения потока сыпучих материалов (Тишанинов К.Н. Методика исследования процесса разделения потока сыпучих материалов / Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники. - Сб. научных трудов ГНУ ВИИТиН, вып.7, Тамбов, 2005 г., с.46...55), содержащее стабилизирующую емкость с отводами, размещенные в отводах и шарнирно закрепленные на их стенках клапаны, связанные между собой параллелограммным механизмом и уравновешенные противовесом (выбрано в качестве прототипа).A device for separating the flow of bulk materials (Tishaninov K.N. Methodology for studying the process of separating the flow of bulk materials / Improving the efficiency of agricultural machinery. - Collection of scientific works of GNU VIITiN, issue 7, Tambov, 2005, p. 46 .. .55), containing a stabilizing tank with taps, valves located in the taps and pivotally mounted on their walls, connected by a parallelogram mechanism and balanced by a counterweight (selected as a prototype).

Недостатками известного устройства являются низкое качество разделения потока сыпучих материалов и неустойчивость зоны авторегулирования из-за того, что регулирующее воздействие на клапаны, определяемое высотой слоя сыпучего материала в стабилизирующей емкости, подвергается случайному процессу сводообразования над проходным сечением отводов, а взаимосвязь клапанов в отводах посредством параллелограммного механизма, обеспечивающего их синхронное отклонение, требует шарнирного крепления клапанов к разным (нижней и верхней) стенкам отводов. При этом соотношение расходов через отводы меняется на противоположное в зависимости от угла отклонения клапанов от плоскости поперечного сечения.The disadvantages of the known device are the low quality of the separation of the flow of bulk materials and the instability of the autoregulation zone due to the fact that the regulatory effect on the valves, determined by the height of the layer of bulk material in the stabilizing tank, undergoes a random process of formation over the passage cross-section of the taps, and the relationship of the valves in the taps by means of a parallelogram a mechanism providing their synchronous deviation requires articulating valves to different (lower and upper) walls taps. In this case, the ratio of flow rates through bends changes to the opposite depending on the angle of deviation of the valves from the plane of the cross section.

Цель изобретения - повышение качества разделения потока сыпучих материалов, расширение зоны авторегулирования.The purpose of the invention is improving the quality of the separation of the flow of bulk materials, expanding the zone of auto-regulation.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для разделения потока сыпучих материалов, содержащем стабилизирующую емкость с отводами и размещенными в них клапанами, согласно изобретению стабилизирующая емкость выполнена подвижной в вертикальной плоскости по направляющим с верхними и нижними ограничителями и уравновешена пружинами, отводы снабжены вертикальными участками, в которых на валу, проходящем через стенки вертикальных участков, симметрично закреплены клапаны, один конец вала снабжен поворотным рычагом, размещенным в перпендикулярной к оси вала плоскости, шарнирно соединенным с тягой, второй конец которой шарнирно прикреплен к раме.This goal is achieved by the fact that in the device for separating the flow of bulk materials containing a stabilizing tank with taps and valves placed in them, according to the invention, the stabilizing tank is movable in a vertical plane along the rails with upper and lower stops and balanced by springs, the taps are equipped with vertical sections, in which the valves are symmetrically fixed on the shaft passing through the walls of the vertical sections, one end of the shaft is equipped with a rotary lever located in a plane perpendicular to the axis of the shaft, pivotally connected to the rod, the second end of which is pivotally attached to the frame.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства для разделения потока сыпучих материалов с крайне нижним положением стабилизирующей емкости и максимально открытыми клапанами, на фиг.2 - вид А на фиг.1 - с крайним верхним расположением стабилизирующей емкости (сплошные линии) при горизонтально расположенных клапанах (отводы перекрыты) и в крайнем нижнем положении стабилизирующей емкости (штрихпунктирные линии). На фиг.2 направляющие условно не показаны.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of a device for separating the flow of bulk materials with the extremely low position of the stabilizing tank and the valves as open as possible, in Fig. 2 - view A in Fig. 1 - with the highest position of the stabilizing tank (solid lines) with horizontally located valves (taps are closed) and in the extreme lower position of the stabilizing tank (dash-dotted lines). In figure 2, the guides are conventionally not shown.

Устройство для разделения потока сыпучих материалов содержит стабилизирующую емкость 1, отводы 2, клапаны 3, вал 4, поворотный рычаг 5, тягу 6, вертикальную часть отводов 7, верхние ползушки 8, нижние ползушки 9, направляющие 10, пружины 11, верхние ограничители 12, нижние упоры 13, фиксаторы 14, раму 15.A device for separating the flow of bulk materials contains a stabilizing tank 1, bends 2, valves 3, a shaft 4, a pivot arm 5, a rod 6, the vertical part of the bends 7, the upper creepers 8, the lower creepers 9, the guides 10, the springs 11, the upper stops 12, lower stops 13, clips 14, frame 15.

Устройство для разделения потока сыпучих материалов работает следующим образом.A device for separating the flow of bulk materials works as follows.

В стабилизирующую емкость 1, которая находится в крайнем верхнем положении (фиг.2) и уравновешивается пружинами 11, когда клапаны 3, размещенные в вертикальной части 7 отводов 2, занимают горизонтальное положение, подается сыпучий материал. По мере накопления сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1 последняя с массой сыпучего материала начинает растягивать пружины 11 и перемещаться вертикально вниз по направляющим 10, взаимодействующим с верхними ползушками 8 и нижними ползушками 9. При этом вал 4 с закрепленными на нем клапанами 3 начинает поворачиваться по часовой стрелке посредством поворотного рычага 5, кинематически связанного с рамой 15 посредством тяги 6. Клапаны 3 поворачиваются совместно с валом 4 и увеличивают проходное сечение вертикальных частей 7 отводов 2, через которые начинает истекать сыпучий материал. В некоторый момент времени, когда в стабилизирующей емкости 1 накапливается достаточная масса сыпучего материала для того, чтобы обеспечить необходимый его расход (Q) через отводы 2, процесс стабилизируется. Вариация величины Q сопровождается взаимосвязанными колебаниями высоты (Н) сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1, степени растяжения пружин 11, угла поворота вала 4 с клапанами 3, и процесс протекает в авторегулируемом режиме. Пропускная способность отводов 2 при вертикальном положении клапанов 3 больше Q даже при минимальной (H_min) высоте сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1. Поэтому клапаны 3 в процессе разделения потока сыпучего материала всегда занимают промежуточное положение между горизонтальным и вертикальным. Возможное начальное динамическое воздействие падающего потока сыпучего материала ограничивается нижними упорами 13, взаимодействующими с нижними ползушками 9. Возврат стабилизирующей емкости 1 в верхнее исходное положение под действием пружин 11 ограничивается верхними упорами 12, взаимодействующими с вертикальными ползушками 8. Осевое смещение вала 4 ограничивается фиксаторами 14. Наличие подвижной стабилизирующей емкости 1, перемещаемой в вертикальной плоскости, уравновешенной пружинами 11, обеспечивает истечение сыпучих материалов через отводы 2 заполненным потоком, что является необходимым и достаточным условием качества разделения потока по расходу. Кроме того, вся масса сыпучего материала, находящегося в стабилизирующей емкости 1, определяет величину управляющего воздействия на клапаны 3. За счет величины поперечного (горизонтального) сечения промежуточной емкости 1, которое несоизмеримо больше сечения столба сыпучего материала над сечением отводов, управляющее воздействие на клапаны 3 может быть увеличено на несколько порядков, что позволяет расширить зону авторегулирования по величине Q и обеспечить высокий уровень технологической надежности устройства для разделения потока сыпучих материалов. Размещение клапанов 3 в вертикальных участках 7 отводов 2 позволяет осуществить синхронный привод клапанов 3, обеспечить одинаковые условия истечения сыпучих материалов независимо от степени их открытия (угла поворота) и максимально приблизить клапаны 3 к нижней части стабилизирующей емкости 1, что снижает вероятность механического повреждения частиц, сыпучих материалов (зерновок, в частности). Наличие стабилизирующей емкости 1 в устройстве для разделения потока сыпучих материалов, уравновешенной пружинами 11, также способствует повышению качества разделения потока по показателю повреждаемости частиц, так как они сталкиваются с уже накопленным в ней сыпучим материалом и это столкновение амортизируется материалом и пружинами 11. Наличие верхних 12 и нижних 13 ограничителей на направляющих 10 снижает динамические нагрузки на поворотный рычаг 5 и тягу 6 и исключает попадание поворотного рычага 5 в «мертвую зону». Крепление тяги 6, шарнирно связанной с поворотным рычагом 5, закрепленным на валу 4, к раме 15 обеспечивает поворот клапанов 3 (открытие отводов 2) на величину, зависящую от массы сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1 и жесткости пружин 11. Большей массе соответствует большая степень открытия клапанов 3, когда подаваемый и отводимые потоки выравниваются, а слой сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1 устанавливается на некоторой высоте, меньшей высоты стенок стабилизирующей емкости 1.In the stabilizing tank 1, which is in its highest position (Fig. 2) and balanced by the springs 11, when the valves 3 located in the vertical part 7 of the taps 2 occupy a horizontal position, bulk material is supplied. As bulk material accumulates in the stabilizing tank 1, the last one with a mass of bulk material begins to stretch the springs 11 and move vertically down the guides 10, interacting with the upper half 8 and lower half 9. 9. The shaft 4 with the valves 3 fixed on it starts to turn clockwise arrow by means of a rotary lever 5 kinematically connected with the frame 15 by means of a rod 6. Valves 3 rotate together with the shaft 4 and increase the flow area of the vertical parts 7 of the taps 2, es that particulate material begins to flow. At some point in time, when a sufficient mass of bulk material is accumulated in the stabilizing tank 1 in order to ensure its necessary flow rate (Q) through taps 2, the process stabilizes. The variation in the value of Q is accompanied by interrelated fluctuations in the height (H) of the bulk material in the stabilizing tank 1, the degree of tension of the springs 11, the angle of rotation of the shaft 4 with valves 3, and the process proceeds in automatic control mode. The throughput capacity of taps 2 with the vertical position of the valves 3 is greater than Q even with a minimum (H _min ) height of the bulk material in the stabilizing tank 1. Therefore, the valves 3 during the separation of the flow of bulk material always occupy an intermediate position between horizontal and vertical. The possible initial dynamic effect of the incident flow of bulk material is limited by the lower stops 13, interacting with the lower creepers 9. The return of the stabilizing tank 1 to the upper initial position under the action of the springs 11 is limited by the upper stops 12, interacting with the vertical creepers 8. The axial displacement of the shaft 4 is limited by the latches 14. The presence of a movable stabilizing tank 1, moved in a vertical plane balanced by the springs 11, ensures the flow of bulk materials through cut bends 2 filled flow, which is a necessary and sufficient condition for the quality of the separation of the flow by flow. In addition, the entire mass of bulk material located in the stabilizing tank 1 determines the magnitude of the control action on the valves 3. Due to the cross-sectional (horizontal) section of the intermediate tank 1, which is incommensurably larger than the cross-section of the bulk material column over the cross-section of the taps, the control action on the valves 3 can be increased by several orders of magnitude, which allows you to expand the auto-regulation zone in terms of Q and provide a high level of technological reliability of the device for separating the flow of all materials. Placing the valves 3 in the vertical sections 7 of the outlets 2 allows for the synchronous drive of the valves 3, to ensure the same conditions for the expiration of bulk materials regardless of the degree of their opening (angle of rotation) and to bring the valves 3 closer to the lower part of the stabilizing tank 1, which reduces the likelihood of mechanical damage to particles, bulk materials (grains, in particular). The presence of a stabilizing tank 1 in the device for separating the flow of bulk materials balanced by the springs 11 also helps to improve the quality of the separation of the flow in terms of damage to particles, since they collide with the bulk material already accumulated in it and this collision is amortized by the material and springs 11. The presence of the upper 12 and the lower 13 stops on the guides 10 reduces the dynamic load on the pivot arm 5 and rod 6 and eliminates the ingress of the pivot arm 5 into the “dead zone”. The fastening of the rod 6, pivotally connected to the pivoting lever 5, mounted on the shaft 4, to the frame 15 provides the rotation of the valves 3 (opening of the taps 2) by an amount depending on the mass of bulk material in the stabilizing tank 1 and the stiffness of the springs 11. A larger degree corresponds to a large degree the opening of the valves 3, when the feed and exhaust flows are aligned, and the layer of bulk material in the stabilizing tank 1 is set at a certain height less than the height of the walls of the stabilizing tank 1.

Применение предложенного устройства, например, в качестве делителя потока зерна, направляемого в триерные блоки зерноочистительных агрегатов, позволит обеспечить повышение качества выделения сорной и зерновой примесей из основной культуры при равной подаче зерносмеси в триерные цилиндры.The use of the proposed device, for example, as a divider of the grain flow directed to the inlet blocks of grain cleaning units, will allow improving the quality of the separation of weed and grain impurities from the main crop with an equal supply of grain mixture into the indent cylinders.

Claims

A device for separating the flow of bulk materials containing a stabilizing tank with taps, valves placed in them, characterized in that the stabilizing tank is movable in a vertical plane along the rails with upper and lower stops and balanced by springs, taps are provided with vertical sections in which on the shaft passing through the walls of the vertical sections, the valves are symmetrically fixed, one end of the shaft is equipped with a rotary lever placed in a plane perpendicular to the axis of the shaft, hinges but coupled with the rod, the second end of which is pivotally attached to the frame.