RU2362634C1 - Pneumatic separator for fractional separation and cleaning of grain - Google Patents
Pneumatic separator for fractional separation and cleaning of grain Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362634C1 RU2362634C1 RU2007147735/03A RU2007147735A RU2362634C1 RU 2362634 C1 RU2362634 C1 RU 2362634C1 RU 2007147735/03 A RU2007147735/03 A RU 2007147735/03A RU 2007147735 A RU2007147735 A RU 2007147735A RU 2362634 C1 RU2362634 C1 RU 2362634C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grain
- channel
- separation
- pneumatic
- distribution grid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области пневматического разделения сыпучего, например зернового, материала по плотности и аэродинамическим свойствам.The present invention relates to the field of pneumatic separation of granular, for example grain, material by density and aerodynamic properties.
Известен пневмосепаратор универсальный УПС - 500 для очистки зерна от легких примесей, включающий установленный на раме радиальный вентилятор, переходник с воздуховыравнивающей решеткой, воздушную камеру с питающим устройством и привод с пультом. Пневмосепаратор разработан ОАО Головное специализированное конструкторское бюро «Зерноочистка» [http:www.zernoochistka.ru].Known pneumatic separator universal UPS-500 for cleaning grain from light impurities, including a radial fan mounted on the frame, an adapter with an air-leveling grill, an air chamber with a feeding device and a drive with a remote control. The pneumatic separator was developed by OJSC Head Specialized Design Bureau “Grain Cleaning” [http: www.zernoochistka.ru].
Недостатками известного сепаратора являются низкая эффективность фракционного разделения и очистки зерна, отсутствие предварительной подготовки материала при подаче в воздушную камеру и шиберов для регулирования и установления границ разделения обрабатываемого материала на фракции зерна и отходы. Также недостатками пневмосепаратора являются отсутствие обоснования выбора скорости воздушного потока, большое расстояние относа частиц обрабатываемого материала потоком воздуха в горизонтальном направлении, что приводит к перекрытию зон движений зерен различных фракций и снижению эффективности их разделения и очистки, а также увеличению длины пневмосепарационного канала и, следовательно, сепаратора.The disadvantages of the known separator are the low efficiency of fractional separation and purification of grain, the lack of preliminary preparation of the material when fed into the air chamber and gates to regulate and establish the boundaries of the separation of the processed material into grain fractions and waste. Also, the disadvantages of the pneumatic separator are the lack of justification for choosing the air flow rate, the large distance of the particles of the processed material by the air flow in the horizontal direction, which leads to overlapping zones of grain movements of various fractions and a decrease in the efficiency of their separation and cleaning, as well as an increase in the length of the pneumatic separation channel and, therefore, separator.
Наиболее близким техническим решением из известных по выполняемой функции и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является пневматический классификатор, включающий корпус, сепарационную камеру с разгрузочным и загрузочным устройствами, внутри которой под загрузочным патрубком размещена жалюзийная воздухораспределительная решетка под углом наклона α к горизонту, определяемым расчетной формулой (см. авт. св. №878356, М. Кл. В07В 4/08, опубл. 07.11.1981 г., БИ №41).The closest technical solution known from the function and the achieved result to the proposed invention is a pneumatic classifier, comprising a housing, a separation chamber with discharge and loading devices, inside of which a louvred air distribution grill is placed under the loading nozzle at an angle of inclination α to the horizon determined by the calculation formula ( see ed. St. No. 878356, M. Cl. B07B 4/08, published on November 7, 1981, BI No. 41).
Однако установка решетки под углом α=50…80° к стенке горизонтального канала способствует появлению транспортирующего составляющего аэродинамической силы, увеличивает скорость движения материала по ее поверхности в сторону разгрузочного бункера, уменьшает время обработки материала и снижает эффективность его разделения и очистки.However, the installation of the lattice at an angle α = 50 ... 80 ° to the wall of the horizontal channel contributes to the appearance of the transporting component of the aerodynamic force, increases the speed of movement of the material on its surface towards the discharge hopper, reduces the processing time of the material and reduces the efficiency of its separation and cleaning.
Недостатками известного классификатора являются недостаточно эффективное разделение обрабатываемого материала на фракции при их различной исходной концентрации, невысокая производительность. Определение угла α наклона решета не обеспечивает соответствие скорости воздушного потока к изменяющимся при этом параметрам потока материала и оптимальность режима и эффективность работы классификатора. Изменение величины угла α в зависимости от приведенных в источнике информации величин будет вызывать каждый раз необходимость нежелательного изменения конструкции сепаратора, параметров его распределительной решетки и расположения разгрузочных отверстий бункеров.The disadvantages of the known classifier are insufficiently effective separation of the processed material into fractions at their different initial concentrations, low productivity. Determination of the angle α of the inclination of the sieve does not ensure the correspondence of the air flow velocity to the changing material flow parameters and the optimality of the mode and the efficiency of the classifier. A change in the angle α depending on the values given in the source of information will each time necessitate an undesirable change in the design of the separator, the parameters of its distribution grid and the location of the discharge openings of the bins.
Вследствие перечисленных недостатков и отсутствия подготовки исходного материала при подаче в камеру, обоснованности величины скорости потока воздуха, условий обработки частиц по плотности и аэродинамическим свойствам в сепарационной камере с наклонной распределительной решеткой снижаются эффективность и производительность разделения обрабатываемого материала на фракции в классификаторе.Due to these shortcomings and the lack of preparation of the source material when feeding into the chamber, the validity of the value of the air flow rate, the conditions for processing particles by density and aerodynamic properties in a separation chamber with an inclined distribution grid, the efficiency and productivity of separating the processed material into fractions in the classifier are reduced.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении эффективности и производительности разделения зерна на фракции и его очистки от легких примесей, уменьшении габаритного размера по длине сепаратора.The technical result of the invention is to increase the efficiency and productivity of separation of grain into fractions and its purification from light impurities, reducing the overall size along the length of the separator.
Указанный технический результат достигается тем, что в пневматическом сепараторе для фракционного разделения и очистки зерна, включающем вентилятор, загрузочное устройство, соединенное с пневмосепарационным каналом, в котором установлена воздухораспределительная сетка, закрепленная верхней частью под загрузочным устройством, а нижней частью соединенная с бункерами сбора продуктов разделения, согласно изобретению пневмосепарационный канал установлен под углом α=45° к горизонтальной плоскости, а воздухораспределительная сетка закреплена перпендикулярно к стенкам канала, при этом загрузочное устройство снабжено вибропневматическим лотком, в задней части которого выполнены нижнее и верхнее выпускные отверстия, имеющие гибкие соединения соответственно с первым и вторым загрузочными отверстиями, выполненными в верхней стенке канала.The specified technical result is achieved in that in a pneumatic separator for fractional separation and grain cleaning, including a fan, a loading device connected to a pneumatic separation channel in which an air distribution grid is installed, fixed to the upper part under the loading device, and the lower part connected to the separation product collection hoppers , according to the invention, the pneumatic separation channel is installed at an angle α = 45 ° to the horizontal plane, and the air distribution grid is closed captivity perpendicular to the channel walls, wherein the charging device is provided with a pneumatic vibration tray, a rear part which are made lower and upper discharge holes having a flexible joint with the first and second feed openings provided in the upper wall of the channel.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что под передней гранью второго загрузочного отверстия канала закреплена наклонная направляющая пластина с углом β=70-85° и длиной l=(1,5-3)h, где h - толщина слоя зерна на поверхности воздухораспределительной сетки.In addition, this technical result is achieved by the fact that under the front face of the second feed opening of the channel, an inclined guide plate is fixed with an angle β = 70-85 ° and a length l = (1,5-3) h, where h is the thickness of the grain layer on the surface air distribution grid.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в плоскости разгрузочных отверстий бункеров для фракции зерна установлены жалюзийные решета, пластины которых образуют угол 70° к поверхности канала и установлены на расстоянии 6-8 мм друг от друга, причем передние стенки разгрузочных бункеров снабжены подвижными шиберами.In addition, this technical result is achieved by the fact that louvres are installed in the plane of the discharge openings of the bunkers for the grain fraction, the plates of which form an angle of 70 ° to the channel surface and are installed at a distance of 6-8 mm from each other, and the front walls of the discharge bins are equipped with movable gates.
Кроме того, указанный технический результат достигается также тем, что верхняя сторона воздухораспределительной сетки закреплена под кромкой первого загрузочного отверстия канала, а нижняя сторона - к передней кромке разгрузочного отверстия бункера для тяжелой фракции зерна.In addition, the specified technical result is also achieved by the fact that the upper side of the air distribution grid is fixed under the edge of the first feed opening of the channel, and the lower side is to the front edge of the discharge opening of the hopper for a heavy grain fraction.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются новое взаимное расположение конструктивных элементов, а именно пневмосепарационный канал расположен наклонно под углом α=45° к горизонтали, воздухораспределительная сетка установлена перпендикулярно к стенкам канала. Отличительной особенностью является также то, что верхняя стенка пневмосепарационного канала снабжена двумя загрузочными отверстиями, при этом под кромкой первого, по ходу движения потока, отверстия закреплена верхняя сторона воздухораспределительной сетки, которая нижней стороной установлена на передней кромке разгрузочного отверстия бункера для «тяжелой» фракции зерна. Отличием является также наличие наклонной направляющей пластины, установленной под передней гранью второго загрузочного отверстия канала, и жалюзийных решеток с пластинами, установленных в плоскости разгрузочных отверстий бункеров для фракции зерна.Distinctive features of the claimed device are a new mutual arrangement of structural elements, namely, the pneumatic separation channel is inclined at an angle α = 45 ° to the horizontal, the air distribution grid is installed perpendicular to the walls of the channel. A distinctive feature is that the upper wall of the air separation channel is equipped with two loading holes, while under the edge of the first, in the direction of flow, the upper side of the air distribution grid is fixed, which is installed on the front edge of the discharge opening of the hopper for a “heavy” grain fraction . The difference is also the presence of an inclined guide plate installed under the front face of the second feed opening of the channel, and louvres with plates installed in the plane of the discharge openings of the bunkers for grain fractions.
Расположение пневмосепарационного канала с углом наклона α=45° к горизонтальной плоскости и установка воздухораспределительной сетки перпендикулярно к его стенкам обеспечивают обоснование режима оптимальной обработки зерна тяжелой (добротной) фракции по относительной скорости воздушного потока V0 из условия равенства аэродинамической силы R=0,5·ξ·ρ·F·V0 2, действующей на зерно на поверхности сетки, и составляющей силы тяжести mg·sin а, направленной в противоположную сторону (см. схему действия сил на зерно на фиг.2). Из вышеприведенного равенства получена формулаThe location of the pneumatic separation channel with an angle of inclination α = 45 ° to the horizontal plane and the installation of an air distribution grid perpendicular to its walls provide the rationale for the optimal processing of grain of a heavy (solid) fraction with respect to the relative air velocity V 0 from the condition of equal aerodynamic force R = 0.5 · ξ · ρ · F · V 0 2 , acting on the grain on the surface of the grid, and component gravity mg · sin and directed in the opposite direction (see the diagram of the action of forces on the grain in figure 2). From the above equality, the formula
где
m - масса зерна;m is the mass of grain;
ξ - коэффициент аэродинамического сопротивления зерна;ξ is the drag coefficient of grain;
ρ - плотность среды;ρ is the density of the medium;
F - среднее значение миделева сечения зерна.F is the average value of the mid-section of the grain.
Полученную формулу используют для расчета скорости воздуха, обеспечивающего обработку зерна «тяжелой» фракции на воздухораспределительной сетке в режиме кипящего слоя и унос потоком воздуха менее плотных зерен основного материала и примесей из слоя в сторону соответствующих отверстий разгрузочных бункеров. При величине скорости V=(0,7…1,0)V0 обтекания воздушным потоком зерна «тяжелой» фракции на сетке, определенной из условия его безотрывного движения по ней, обеспечивается «кипение» слоя (аэрирование слоя), его интенсивная обработка, выделение и унос легких зерен основного материала и зерновок примесей из «кипящего» слоя в сторону к отверстиям бункеров соответствующих фракций, как показывают материалы проведенного исследования (см. Н.А.Урханов. Интенсификация послеуборочной обработки и очистки зерна от примесей по длине. - Улан-Удэ; изд. ВСГТУ, 1999, 318 с.).The obtained formula is used to calculate the air velocity, which ensures the processing of grain of the “heavy” fraction on the air distribution grid in the fluidized bed mode and entrainment by the air flow of less dense grains of the main material and impurities from the layer towards the corresponding openings of the discharge bins. When the velocity V = (0.7 ... 1.0) V 0 flows around the grain of the “heavy” fraction on the mesh, determined from the condition of its continuous motion along it, the layer “boils” (aeration of the layer), its intensive processing, separation and entrainment of light grains of the main material and grains of impurities from the "fluidized" layer to the side to the openings of the bunkers of the corresponding fractions, as shown by the materials of the study (see N.A. Urkhanov. Intensification of post-harvest processing and cleaning of grain from impurities in length. - Ulan -Ude; ed. 1999, 318 pp.).
Повышение эффективности фракционного разделения и очистки зерна воздушным потоком в наклонном канале (при нормальном расположении воздухо-распределительной сетки), например, обосновывается тем, что при изменении массы 1000 зерен пшеницы в пределах 20…40 г (см. Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна, - М.: Колос, 1984 - с.19-20) масса их тяжелой добротной фракции изменяется, примерно, в пределах 30…40 г, а неполноценной - 20…30 г и составляет приблизительно 50% от исходного количества зерна. При этом коэффициент парусности К этих зерен практически не изменяется. Так как скорость воздуха V=(0,7…1,0)V0 определена по средней массе m1=35·10-3 г зерна тяжелой фракции и принято условие его безотрывного движения по воздухораспределительной сетке, то неполноценное зерно (2-го сорта) при m2=25·10-3 г и легкие примеси будут выделяться из слоя зерна тяжелой фракции и уноситься по определенной траектории в соответствующие отверстия разгрузочных бункеров. При этом в поток фракции зерна 2-го сорта будут попадать тяжелые зерновки коротких (куколь, татарская гречишка) и длинных (овсюг) примесей, коэффициенты парусности К1 которых обычно бывают больше К зерна, а масса их 1000 зерновок изменяется в пределах 15…25 г (см. Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. - М.: Колос, 1984 - с.19-20) и в среднем масса их зерновки составляет m2=20·10-3 г. Видно, что часть более плотных зерновых примесей попадает во фракцию зерна 2-го сорта, а другие менее плотные, в значительном количестве от исходного, уносятся вместе с легкими примесями в соответствующий бункер. Такое фракционное разделение и очистка зерна от примесей происходит в результате того, что величина скорости воздушного потока для безотрывного движения зерна 2-го сорта и примесей по сетке существенно меньше расчетной скорости V для зерна тяжелой фракции. В результате обеспечивается отделение неполноценных легких зерен из слоя и повышение эффективности разделения исходного зерна на фракции. При этом около 50…60% исходного материала выделяется в виде «добротного» зерна тяжелой фракции, а остальное разделяется на фракции зерна 2-го сорта в количестве 35…45% от исходного количества с небольшим содержанием коротких и длинных примесей и отходов, состоящих из коротких, длинных и легких примесей. На повышение эффективности фракционного разделения и очистки зерна дополнительно оказывает влияние то, что в предлагаемом пневмосепараторе применено загрузочное устройство с известным вибропневматическим лотком, обеспечивающим предварительное разделение исходного зернового материала путем расслоения в вибролотке на тяжелую нижнюю и легкую верхнюю части слоя, их подачи в пневмосепарационный канал двумя отдельными потоками. Первый поток зерен тяжелой фракции из нижней части слоя поступает через нижнее выпускное отверстие в задней стенке лотка в первое загрузочное отверстие канала и на воздухораспределительную сетку, а второй поток сравнительно легких зерен и примесей поступает через верхнее выпускное отверстие лотка во второе загрузочное отверстие канала и по поверхности наклонной направляющей пластины поступает к месту интенсивной обработки воздухом в канале и направления выделенных фракций в отверстия соответствующих разгрузочных бункеров.The increase in the efficiency of fractional separation and grain cleaning by air flow in an inclined channel (with a normal arrangement of the air distribution grid), for example, is justified by the fact that when the mass of 1000 grains of wheat changes within 20 ... 40 g (see Sokolov A.Ya. Technological equipment grain storage and processing enterprises, - M .: Kolos, 1984 - p.19-20) the mass of their heavy solid fraction varies approximately in the range of 30 ... 40 g, and inferior - 20 ... 30 g and approximately 50% of initial amount of grain. In this case, the windage coefficient K of these grains practically does not change. Since the air velocity V = (0.7 ... 1.0) V 0 is determined by the average mass m 1 = 35 · 10 -3 g of the grain of the heavy fraction and the condition for its continuous movement along the air distribution grid is accepted, the defective grain (2nd varieties) at m 2 = 25 · 10 -3 g and light impurities will be separated from the grain layer of the heavy fraction and carried along a certain path into the corresponding openings of the discharge bins. At the same time, heavy grains of short (cockle, Tatar buckwheat) and long (oatmeal) impurities, the windage coefficients K 1 of which are usually greater than K grain, and their mass of 1000 grains varies within 15 ... 25, will fall into the stream of the grain fraction of the 2nd grade g (see Sokolov A.Ya. Technological equipment for grain storage and processing enterprises. - M .: Kolos, 1984 - p.19-20) and the average weight of their grain is m 2 = 20 · 10 -3 g. Visible that some of the denser grain impurities fall into the grain fraction of the 2nd grade, while others are less dense, in a significant amount ETS from the source, are carried along with the light impurities in the appropriate bin. Such fractional separation and purification of grain from impurities occurs as a result of the fact that the value of the air flow rate for the uninterrupted movement of grain of the 2nd grade and impurities along the grid is significantly less than the calculated velocity V for the grain of the heavy fraction. The result is the separation of inferior light grains from the layer and increasing the efficiency of separation of the original grain into fractions. At the same time, about 50 ... 60% of the source material is allocated in the form of a "solid" grain of a heavy fraction, and the rest is divided into fractions of grain of the 2nd grade in the amount of 35 ... 45% of the initial amount with a small content of short and long impurities and wastes consisting of short, long and light impurities. The increase in the efficiency of fractional separation and grain cleaning is additionally influenced by the fact that the proposed pneumatic separator uses a loading device with a known vibropneumatic tray, which provides preliminary separation of the initial grain material by separation in a vibratory tray into the heavy lower and light upper parts of the layer, their feeding into the pneumatic separation channel by two in separate threads. The first stream of heavy fraction grains from the lower part of the layer enters through the lower outlet in the rear wall of the tray into the first feed opening of the channel and onto the air distribution grid, and the second stream of relatively light grains and impurities enters through the upper outlet of the tray into the second feed opening of the channel and along the surface the inclined guide plate enters the place of intensive air treatment in the channel and the direction of the selected fractions into the holes of the corresponding discharge bins.
Установка жалюзийных решеток в плоскости отверстий бункеров для зерна тяжелой и легкой фракции на нижней стенке канала способствует сохранению устойчивого движения воздушного потока в зоне их обработки и выделения и направления фракций зерна в соответствующие разгрузочные бункера за счет уменьшения деформации поля скоростей и направления воздушного потока на рассматриваемом участке канала.The installation of louvres in the plane of the openings of the grain bins for heavy and light fractions on the lower wall of the channel helps to maintain a stable movement of the air flow in the processing zone and the allocation and direction of grain fractions in the corresponding discharge bins by reducing the deformation of the velocity field and the direction of the air flow in the considered section channel.
Установка пневмосепарационного канала с углом наклона α=45° к горизонтали уменьшает зону разделения обрабатываемого материала воздушным потоком, обеспечивает уменьшение габаритного размера по длине сепаратора, увеличение эффективности обработки зерна, как было обосновано выше. Уменьшение длины и увеличение интенсивности сепарации материала в наклонном канале объясняется тем, что обработка зерна тяжелой фракции обеспечивается при условии его безотрывного движения по сетке, наличии составляющей аэродинамической силы R·sinα (см. схему на фиг.2) и скорости воздуха V=(0,7…1,0)V0. Величина скорости воздуха V существенно выше относительной скорости обтекания зерна на наклонной сетке в горизонтальном канале известного устройства по прототипу, потому что в этом случае незначительна составляющая силы тяжести зерна, действующая в направлении, противоположном действию аэродинамической силы. При этом в горизонтальном канале известного устройства увеличено транспортирующее действие аэродинамической силы R потока на зерно. Если не сохранить условие равенства между силами аэродинамического действия потока воздуха на зерно и его составляющей силы тяжести, действующей в противоположном направлении, и сделать первую больше второй, то практически отпадает необходимость в установлении наклонной сетки и обработка будет происходить в режиме транспортирования зерна воздушным потоком в горизонтальном направлении действия силы R и резко сократится время действия воздуха на зерно в пределах длины пневмосепаратора, указанного прототипом.The installation of a pneumatic separation channel with an angle of inclination α = 45 ° to the horizontal reduces the separation zone of the processed material by the air flow, provides a reduction in overall size along the length of the separator, and an increase in the efficiency of grain processing, as was justified above. The decrease in length and the increase in the intensity of separation of the material in the inclined channel is explained by the fact that the processing of the grain of the heavy fraction is provided provided that it is continuously moving along the grid, the presence of the aerodynamic force component R · sinα (see the diagram in figure 2) and the air velocity V = (0 , 7 ... 1,0) V 0 . The magnitude of the air velocity V is significantly higher than the relative velocity of the flow of grain on an inclined grid in the horizontal channel of the known device of the prototype, because in this case the component of the gravity of the grain is negligible, acting in the opposite direction to the aerodynamic force. Moreover, in the horizontal channel of the known device, the transporting effect of the aerodynamic force R of the flow on the grain is increased. If the condition of equality between the aerodynamic forces of the air flow on the grain and its component of gravity acting in the opposite direction is not kept and the first is larger than the second, then there is practically no need to establish an inclined mesh and processing will occur in the mode of grain transportation by air flow in horizontal the direction of action of the force R and the time of the action of air on the grain will be sharply reduced within the length of the pneumatic separator specified by the prototype.
Оптимальность значения угла α=45° объясняется тем, что при этом значении обеспечивается равенство между составляющими аэродинамической силы, действующей в горизонтальном (R·cosα) и вертикальном (R·sinα) направлениях. При значении α=0, т.е. в горизонтальном канале, аэродинамическая сила R·cosα=R полностью действует в направлении канала и обеспечивает режим транспортирования материала, а при α=90° составляющая аэродинамической силы R·sinα=R обеспечивает разделение частиц сыпучего материала в вертикальном канале. Следовательно при α=45° обеспечивается оптимальная схема разделения материала в вертикальном и горизонтальном направлениях при уменьшении рабочей скорости потока в два раза и, следовательно, снижении затрат энергии.The optimality of the value of the angle α = 45 ° is explained by the fact that with this value equality is ensured between the components of the aerodynamic force acting in the horizontal (R · cosα) and vertical (R · sinα) directions. If α = 0, i.e. in the horizontal channel, the aerodynamic force R · cosα = R acts completely in the direction of the channel and provides the mode of transportation of the material, and at α = 90 ° the component of the aerodynamic force R · sinα = R ensures the separation of particles of bulk material in the vertical channel. Therefore, at α = 45 °, an optimal scheme for separating the material in the vertical and horizontal directions is ensured by halving the working flow rate and, consequently, reducing energy costs.
В совокупности конструктивные особенности предлагаемого пневмосепаратора обеспечивают оптимальные параметры интенсивной обработки и разделения исходного зернового материала и повышение эффективности его фракционного разделения и очистки от легких примесей, уменьшение габаритного размера сепаратора по длине.In total, the design features of the proposed pneumatic separator provide optimal parameters for intensive processing and separation of the initial grain material and increase the efficiency of its fractional separation and purification from light impurities, reducing the overall size of the separator in length.
Таким образом, новая совокупность перечисленных конструктивных особенностей и элементов, находящихся во взаимосвязи друг с другом приводит к усилению технического свойства конструкции пневматического сепаратора, выражающегося в изменении существующей технологии и режима обработки зернового материала, в повышении эффективности фракционного разделения зерна и его очистки от легких примесей, создании энерго- и материалосберегающего сепаратора.Thus, the new combination of the listed design features and elements that are interconnected with each other leads to an increase in the technical properties of the design of the pneumatic separator, expressed in a change in the existing technology and processing regime of grain material, in increasing the efficiency of fractional separation of grain and its cleaning from light impurities, the creation of energy and material-saving separator.
Сравнение предлагаемого пневматического сепаратора е другими известными техническими решениями из уровня техники патентной и научно-технической документации позволило установить, что авторами не выявлены решения, включающие совокупность признаков, сходных или эквивалентных заявляемым.Comparison of the proposed pneumatic separator with other known technical solutions from the prior art of patent and scientific and technical documentation made it possible to establish that the authors have not identified solutions that include a combination of features similar or equivalent to those claimed.
Сущность предлагаемой конструкции пневматического сепаратора поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен поперечный разрез пневмосепаратора, на фиг.2 - схема технологического процесса фракционного разделения зерна и его очистки от легких примесей.The essence of the proposed design of the pneumatic separator is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a cross section of a pneumatic separator, figure 2 is a diagram of the technological process of fractional separation of grain and its cleaning from light impurities.
Предлагаемый пневматический сепаратор включает пневмосепарационный канал 1, установленный под углом α=45° к горизонтальной плоскости. Канал 1 соединен с загрузочным устройством 2, снабженным вибропневматическим лотком 3. В задней стенке лотка 3 по ширине выполнены нижнее 4 и верхнее 5 выпускные отверстия. Нижнее 4 отверстие лотка 3 имеет гибкое соединение с первым 6 загрузочным отверстием, а верхнее 5 отверстие имеет гибкое соединение со вторым 7 загрузочным отверстием, выполненными в верхней стенке канала 1.The proposed pneumatic separator includes a pneumatic separation channel 1, installed at an angle α = 45 ° to the horizontal plane. Channel 1 is connected to a loading device 2 equipped with a vibropneumatic tray 3. In the rear wall of the tray 3, the lower 4 and upper 5 outlet openings are made in width. The lower 4 hole of the tray 3 has a flexible connection with the first 6 loading hole, and the upper 5 hole has a flexible connection with the second 7 loading hole made in the upper wall of the channel 1.
В канале 1 перпендикулярно к его стенкам установлена воздухораспределительная сетка 8 (гладкая металлотканая сетка №12). Верхняя сторона сетки 8 жестко закреплена под кромкой передней грани первого загрузочного отверстия 6. Нижняя сторона сетки 8 закреплена к передней кромке разгрузочного отверстия бункеров 9 сбора продуктов разделения, а именно бункера для тяжелой основной фракции зерна.In channel 1, an air distribution grid 8 (smooth metal-woven mesh No. 12) is installed perpendicularly to its walls. The upper side of the mesh 8 is rigidly fixed under the edge of the front edge of the first feed hole 6. The lower side of the mesh 8 is fixed to the front edge of the discharge opening of the bins 9 for collecting separation products, namely, the hopper for a heavy main grain fraction.
Под передней гранью второго загрузочного отверстия 7 закреплена наклонная направляющая пластина 10 с углом β=70-85° и длиной l=(1,5-3)h, где h - толщина сплошного слоя зерна на поверхности воздухораспределительной сетки 8.An inclined guide plate 10 is fixed under the front face of the second loading hole 7 with an angle β = 70-85 ° and a length l = (1,5-3) h, where h is the thickness of a continuous layer of grain on the surface of the air distribution grid 8.
В плоскости разгрузочных отверстий бункеров 9 для фракции зерна установлены жалюзийные решета 11, пластины которых образуют угол 70° к поверхности канала 1 и установлены на расстоянии 6-8 мм друг от друга. К передним стенкам бункеров 9 шарнирно установлены подвижные шибера 12. Шибер первого бункера для зерна тяжелой фракции образует зазор 13 с кромкой поверхности сетки 8 для прохода частиц минеральной примеси в бункер 14. Щелевой зазор может быть размером с=b=2…5 мм, где b - максимальная ширина зерна тяжелой фракции, мм. Над лотком 3 установлен аспирационный кожух 15, соединенный посредством тройника с каналом 1 сепаратора. На тройнике установлен поворотный шибер 16. Пневмосепарационный канал 1 соединен посредством патрубка с циклоном 17, на котором установлен центробежный вентилятор 18. Разгрузочное отверстие бункеров 9 и циклона 17 снабжены шлюзовыми затворами, а выпускное отверстие бункера 14 закрыто затвором для периодического выпуска минеральной примеси.In the plane of the discharge openings of the bins 9 for the grain fraction installed louvres sieves 11, the plates of which form an angle of 70 ° to the surface of the channel 1 and are installed at a distance of 6-8 mm from each other. Movable gates 12 are pivotally mounted to the front walls of the bins 9. The gate of the first grain hopper forms a gap 13 with the edge of the mesh surface 8 for the passage of mineral particles into the hopper 14. The gap gap can be of size = b = 2 ... 5 mm, where b is the maximum grain width of the heavy fraction, mm Above the tray 3, an aspiration casing 15 is installed, connected by a tee to the channel 1 of the separator. A rotary gate 16 is installed on the tee 16. The pneumatic separation channel 1 is connected via a nozzle to a cyclone 17 on which a centrifugal fan 18 is installed. The discharge opening of the hoppers 9 and cyclone 17 are equipped with lock gates, and the outlet opening of the hopper 14 is closed by a shutter for periodic discharge of mineral impurities.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Исходный зерновой материал, подлежащий фракционному разделению и очистке от легких примесей, через загрузочное устройство 2 подают в наклонный пневмосепарационный канал 1. Вибропневматический лоток 3 загрузочного устройства 2 обеспечивает расслоение и предварительное разделение обрабатываемого материала по плотности и аэродинамическим свойствам на два потока. Более тяжелая и плотная нижняя часть - первый поток проходит через нижнее отверстие 4 в задней стенке лотка 3 в первое загрузочное отверстие 6 - попадает на воздухораспределительную сетку 8, на которой обрабатывается воздушным потоком в режиме безотрывного движения по ней, и поступает в бункер 9 для тяжелой основной фракции зерна. Через щелевой зазор 13 частицы минеральной примеси попадают в бункер 14, из которого периодически производится их выпуск открытием затвора. При режиме движения аэрированного зернового слоя незначительна вероятность попадания зерна в такой зазор 13.The source grain material to be fractionally separated and cleaned of light impurities through a loading device 2 is fed into an inclined pneumatic separation channel 1. The vibro-pneumatic tray 3 of the loading device 2 provides separation and preliminary separation of the processed material in density and aerodynamic properties into two streams. The heavier and denser lower part - the first stream passes through the lower hole 4 in the rear wall of the tray 3 into the first loading hole 6 - enters the air distribution grid 8, on which it is processed by the air flow in the mode of continuous movement along it, and enters the hopper 9 for heavy the main grain fraction. Through the slotted gap 13, the particles of mineral impurities enter the hopper 14, from which they are periodically released by opening the shutter. When the mode of movement of the aerated grain layer is insignificant, the probability of grain falling into such a gap 13.
Верхняя часть слоя - второй поток из более легких зерен и примесей - проходит через верхнее отверстие 5 лотка во второе загрузочное отверстие 7 и по поверхности наклонной пластины 10 поступает в канал 1 на расстоянии l=(1,5…3)h от поверхности сетки 8, примерно, к верхней границе аэрированного слоя зерна тяжелой фракции на поверхности сетки с таким расчетом, чтобы обеспечивалась интенсивная обработка зерна второго сорта с примесями воздушным потоком при падении, их четкое разделение на фракции и разгрузка в соответствующие бункера 9 (см. фиг.2). Большая часть зерновок примесей по длине и легкие примеси поступают в разгрузочный бункер для отходов. Расстояние между смежными пластинами решета 11 обеспечивают проход зерен в бункера и поддержание устойчивого режима движения потока воздуха и эффективной обработки материала в канале. Повышению эффективности фракционного разделения и очистки зерна от легких примесей в наклонном канале сепаратора способствует использование вибропневматического лотка известной конструкции для предварительного расслоения исходного материала в слое на нижнюю часть, обогащенную зернами тяжелой фракции, и верхнюю с преимущественным содержанием легких зерен и примесей. Процессу расслоения и предварительного разделения слоя на две части способствует создание необходимого вакуума в аспирационном кожухе 15 лотка 3 с помощью регулируемого шибера 16.The upper part of the layer — the second stream of lighter grains and impurities — passes through the upper hole 5 of the tray into the second loading hole 7 and enters the channel 1 along the surface of the inclined plate 10 at a distance l = (1.5 ... 3) h from the surface of the mesh 8 , approximately, to the upper boundary of the aerated layer of grain of the heavy fraction on the surface of the mesh in such a way as to ensure intensive processing of grain of the second grade with impurities in the air flow when falling, their clear separation into fractions and unloading in the corresponding hopper 9 (see figure 2) . Most of the impurity grains along the length and light impurities enter the discharge hopper for waste. The distance between adjacent plates of the sieve 11 provides the passage of grains into the hopper and maintaining a stable mode of movement of the air flow and efficient processing of the material in the channel. The use of a vibropneumatic tray of known design for preliminary separation of the starting material in the layer into the lower part enriched with heavy fraction grains and the upper one with the predominant content of light grains and impurities helps to increase the efficiency of fractional separation and purification of grain from light impurities in the inclined channel of the separator. The process of separation and preliminary separation of the layer into two parts is facilitated by the creation of the necessary vacuum in the suction casing 15 of the tray 3 using an adjustable gate 16.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает создание материало- и энергосберегающего технологического процесса пневматического сепаратора, позволяющего разделение исходного зернового материала на несколько фракций: чистого «тяжелого» добротного зерна, составляющего примерно 55…60% от количества исходной смеси; зерна второго сорта 35…40% с небольшим содержанием коротких и длинных примесей; легких примесей до 5%.Thus, the present invention provides for the creation of a material and energy-saving technological process of a pneumatic separator, which allows the separation of the initial grain material into several fractions: pure "heavy" quality grain, which is approximately 55 ... 60% of the amount of the initial mixture; grains of the second grade 35 ... 40% with a small content of short and long impurities; light impurities up to 5%.
Выделение чистой добротной фракции обеспечивает увеличение качества зерна и получение дохода от его реализации, а выделение незначительной части коротких и длинных примесей в отдельную фракцию из зерна второго сорта обеспечивает уменьшение триерной очистки в среднем на 50…60% и соответственно уменьшает в последующем расход энергии на очистку зерна на триерах. Полное выделение легких примесей растительного происхождения позволяет использовать эти примеси для фуражных целей в хозяйствах, а выделение минеральной примеси из обрабатываемого материала на пневматическом сепараторе обеспечивает повышение качества зерна на переработку без применения дорогостоящей камнеотделительной машины.Isolation of pure quality fraction provides an increase in grain quality and income from its sale, and the separation of an insignificant part of short and long impurities into a separate fraction from second-grade grain provides an average reduction of trimeric cleaning by 50 ... 60% and consequently reduces subsequent energy consumption for cleaning grain on the triera. The full separation of light impurities of plant origin allows the use of these impurities for feed purposes on farms, and the separation of mineral impurities from the processed material on a pneumatic separator improves the quality of grain for processing without the use of an expensive stone separation machine.
Создание и применение предлагаемого пневматического сепаратора возможно в условиях хозяйства и не требует больших материальных и денежных затрат, позволяет хозяйствам решать проблему подготовки и переработки зерна на месте его производства, повысить прибыль от его реализации зерноперерабатывающим предприятиям и создавать свой семенной материал.The creation and use of the proposed pneumatic separator is possible in a farm environment and does not require large material and monetary costs, allows farms to solve the problem of preparing and processing grain at the place of production, increase the profit from its sale to grain processing enterprises and create their own seed material.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007147735/03A RU2362634C1 (en) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | Pneumatic separator for fractional separation and cleaning of grain |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007147735/03A RU2362634C1 (en) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | Pneumatic separator for fractional separation and cleaning of grain |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2362634C1 true RU2362634C1 (en) | 2009-07-27 |
Family
ID=41048394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007147735/03A RU2362634C1 (en) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | Pneumatic separator for fractional separation and cleaning of grain |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2362634C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462318C1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-09-27 | Айрат Мунирович Гимадиев | Aspiration grain cleaner |
| CN114433498A (en) * | 2022-01-18 | 2022-05-06 | 北矿机电科技有限责任公司 | Feeding structure, uniform material distribution system and material distribution method |
| RU2813277C1 (en) * | 2023-04-25 | 2024-02-08 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Separator for cleaning grain samples obtained during testing of combine harvesters |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2110959A (en) * | 1981-12-17 | 1983-06-29 | Faber Prest | Separation of mixtures in a wind tunnel |
| SU1296236A1 (en) * | 1985-06-14 | 1987-03-15 | Головное Специализированное Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Воронежзерномаш" | Apparatus for granular materials |
| SU1479141A1 (en) * | 1987-02-17 | 1989-05-15 | Ю. А. Иванов | Device for sorting loose material by density |
| RU2131785C1 (en) * | 1998-05-21 | 1999-06-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства | Loose material pneumatic separator |
| RU2132754C1 (en) * | 1998-02-24 | 1999-07-10 | Кубанский государственный аграрный университет | Bulk mixture separation apparatus |
-
2007
- 2007-12-20 RU RU2007147735/03A patent/RU2362634C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2110959A (en) * | 1981-12-17 | 1983-06-29 | Faber Prest | Separation of mixtures in a wind tunnel |
| SU1296236A1 (en) * | 1985-06-14 | 1987-03-15 | Головное Специализированное Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Воронежзерномаш" | Apparatus for granular materials |
| SU1479141A1 (en) * | 1987-02-17 | 1989-05-15 | Ю. А. Иванов | Device for sorting loose material by density |
| RU2132754C1 (en) * | 1998-02-24 | 1999-07-10 | Кубанский государственный аграрный университет | Bulk mixture separation apparatus |
| RU2131785C1 (en) * | 1998-05-21 | 1999-06-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства | Loose material pneumatic separator |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462318C1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-09-27 | Айрат Мунирович Гимадиев | Aspiration grain cleaner |
| CN114433498A (en) * | 2022-01-18 | 2022-05-06 | 北矿机电科技有限责任公司 | Feeding structure, uniform material distribution system and material distribution method |
| RU2813277C1 (en) * | 2023-04-25 | 2024-02-08 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Separator for cleaning grain samples obtained during testing of combine harvesters |
| RU2815804C1 (en) * | 2023-08-29 | 2024-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Air separator of horizontal type for grain cleaning |
| RU223675U1 (en) * | 2023-11-30 | 2024-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина" (ФГБОУ ВО Омский ГАУ) | PNEUMATIC SEPARATOR FOR FRACTIONAL SEPARATION AND CLEANING OF GRAIN |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9022222B2 (en) | Device for the selective granulometric separation of solid powdery materials using centrifugal action, and method for using such a device | |
| JPH0651176B2 (en) | Equipment for dry cleaning of granular food and feed and separation of various pieces | |
| CN105268641A (en) | Grain winnowing vibration screen | |
| CN102921636A (en) | Authigenic medium vibrated fluidized bed dry separating method and separating machine | |
| HU208501B (en) | Apparatus for separating heavy particles from granular materials | |
| Aldoshin et al. | Work improvement of air-and-screen cleaner of combine harvester | |
| RU2401704C1 (en) | Air separator of cereals | |
| RU2362634C1 (en) | Pneumatic separator for fractional separation and cleaning of grain | |
| CN110124996A (en) | Energy-saving air-flow powder concentrator | |
| US7523831B2 (en) | Classification of splinters and wood chips | |
| US1135304A (en) | Separator. | |
| RU2448783C1 (en) | Air separator with rotary barriers for upflow separation of cereals and other loose materials | |
| CN111774305B (en) | Vibration screen lower half concentrated wind power powder selecting machine | |
| CN205146695U (en) | Grain selection by winnowing shale shaker | |
| RU2503169C2 (en) | Separator of grain mixture | |
| US3720307A (en) | Pneumatic classifier with grating | |
| RU2611176C1 (en) | Universal grain-cleaning machine | |
| RU2462318C1 (en) | Aspiration grain cleaner | |
| CN206083142U (en) | Novel two proportion grain preparators of double entry | |
| CN203030530U (en) | Authigenic medium vibrated fluidized bed dry method sorter | |
| RU2166383C2 (en) | Grain cleaning machine | |
| RU2223154C2 (en) | Air-sieve type grain cleaner | |
| RU89826U1 (en) | GRAIN AIR SEPARATOR | |
| CN105499134B (en) | A kind of automatic charging is classified blowing machine triumphantly | |
| CN212597149U (en) | The lower half of the vibrating screen concentrating wind powder separator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171221 |