RU2791837C1

RU2791837C1 - Method for aerodynamic separation of grain heap and device for its implementation

Info

Publication number: RU2791837C1
Application number: RU2022126032A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Василенко; Сергей Владимирович Василенко; Владимир Иванович Оробинский; Денис Николаевич Посохов
Filing date: 2022-10-05
Publication date: 2023-03-13

Abstract

FIELD: agricultural engineering.

SUBSTANCE: methods and machines for cleaning grain. The device for aerodynamic separation of a grain heap consists of a loading hopper, an operating channel and a receiving device. The bottom of the hopper is made rotating with a size-adjustable supply window in the form of a sector. The operating channel is cylindrical in shape with a diameter equal to the diameter of the bottom of the hopper, divided into sectors by vertical partitions. The receiving device has a diameter not less than the diameter of the operating channel, it is divided by vertical partitions into compartments in the form of sectors and rotates synchronously with the bottom of the loading hopper with a supply window. With the help of the device, a method of aerodynamic separation of a grain heap is carried out, including a continuous dosed supply of a heap, processing it in a vertical operating channel and collecting the separated fractions in a receiving device. The grain heap is fed into the operating channel from the supply window moving around the circumference of the channel, the air is stationary in the operating channel, and the collection of the separated fractions is carried out by a receiving device divided into compartments and rotating synchronously with the heap supply window.

EFFECT: improved quality of aerodynamic separation.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к способам и машинам для очистки зерна. The invention relates to agricultural production and agricultural engineering, in particular, to methods and machines for cleaning grain.

Известен способ аэродинамического разделения зернового материала, включающий создание восходящего воздушного потока в вертикальном рабочем канале, дозированную подачу в него очищаемого зерна, сбор выдуваемых примесей и приём очищенного зерна в разные ёмкости. Отличительными признаками компонентов смеси являются два взаимосвязанных показателя – скорость витания и коэффициент парусности (Клёнин Н.И. Сельскохозяйственные машины / Н.И. Клёнин, С.Н. Киселёв, А.Г. Левшин. – М.: КолосС, 2008. – С. 575-578). Этот способ заключается в продувании падающего зерна восходящим потоком воздуха. Те фракции, у которых скорость витания меньше скорости воздушного потока, уносятся этим потоком вверх, а более тяжёлые зёрна с повышенной скоростью витания, или малой парусностью, продолжают падение вниз. Недостатком известного способа является невысокое качество разделения из-за неравномерности воздушного потока. Известно, что воздушные потоки, создаваемые вентиляторами, практически всегда турбулентны, у них наблюдаются завихрения и разница скоростей по площади сечения рабочего канала. Всё это отрицательно влияет на качество сепарации. A known method of aerodynamic separation of grain material, including the creation of an ascending air flow in a vertical working channel, a dosed supply of the cleaned grain into it, the collection of blown impurities and the reception of the cleaned grain in different containers. The distinguishing features of the components of the mixture are two interrelated indicators - the speed of soaring and the coefficient of windage (Klyonin N.I. Agricultural machines / N.I. Klyonin, S.N. Kiselev, A.G. Levshin. - M .: KolosS, 2008. - pp. 575-578). This method consists in blowing the falling grain with an ascending air flow. Those fractions whose soaring speed is less than the speed of the air flow are carried upwards by this flow, and heavier grains with an increased soaring speed, or a small windage, continue to fall down. The disadvantage of the known method is the low quality of separation due to uneven air flow. It is known that the air flows generated by fans are almost always turbulent, they have turbulences and a difference in speeds over the cross-sectional area of the working channel. All this negatively affects the quality of separation.

Техническим результатом предлагаемого способа является улучшение качества аэродинамической сепарации.The technical result of the proposed method is to improve the quality of aerodynamic separation.

Технический результат достигается тем, что способ аэродинамической сепарации зернового вороха, включающий непрерывную дозированную подачу вороха, обработку его в вертикальном рабочем канале и сбор выделенных фракций в приёмном устройстве, отличается тем, что зерновой ворох подаётся в рабочий канал из движущегося по окружности канала окна подачи, в рабочем канале воздух неподвижен, а сбор выделенных фракций осуществляется приёмным устройством, поделённым на отсеки и вращающимся синхронно с окном подачи вороха.The technical result is achieved by the fact that the method of aerodynamic separation of the grain heap, including continuous metered supply of the heap, processing it in a vertical working channel and collecting the separated fractions in the receiving device, is characterized in that the grain heap is fed into the working channel from the supply window moving along the circumference of the channel, in the working channel, the air is stationary, and the collection of the separated fractions is carried out by a receiving device, divided into compartments and rotating synchronously with the heap supply window.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого способа аэродинамической сепарации зернового вороха. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed method for the aerodynamic separation of a grain heap.

Предлагаемый способ аэродинамической сепарации зернового вороха осуществляется следующим образом. Из загрузочного бункера 1 зерновой ворох поступает в вертикальный рабочий канал 2, а разделённые фракции падают в приёмное устройство 3. В рабочий канал ворох поступает потоком в форме регулируемого по своей ширине сектора, выпадающего из вращающегося днища 4 через окно подачи 5, то есть зона подачи вороха вращается относительно продольной оси рабочего канала. В рабочем канале воздух неподвижен, а зерновой ворох падает под действием гравитации. У фракций, составляющих ворох, скорости и время падения различны, поэтому они приходят в приёмное устройство 3 в различные отсеки, поскольку это устройство вращается синхронно с днищем 4, то есть с окном подачи 5, через которое ворох входит в рабочий канал. В отсеках приёмного устройства получается классификация компонентов вороха по их аэродинамическим свойствам: чем больше отсеков, тем подробнее классификация. Таким образом, преимущество аэродинамической сепарации зернового вороха в неподвижном воздухе очевидно, и при её конструктивной реализации достигается заявленный технический результат. The proposed method of aerodynamic separation of the grain heap is carried out as follows. From the hopper 1, the grain heap enters the vertical working channel 2, and the separated fractions fall into the receiving device 3. The heap enters the working channel as a stream in the form of a sector adjustable in its width, falling out of the rotating bottom 4 through the supply window 5, that is, the supply zone the heap rotates relative to the longitudinal axis of the working channel. In the working channel, the air is stationary, and the grain heap falls under the influence of gravity. The fractions that make up the heap have different falling speeds and times, so they come to the receiving device 3 in different compartments, since this device rotates synchronously with the bottom 4, that is, with the feed window 5, through which the heap enters the working channel. In the compartments of the receiving device, a classification of the heap components is obtained according to their aerodynamic properties: the more compartments, the more detailed the classification. Thus, the advantage of aerodynamic separation of the grain heap in still air is obvious, and with its constructive implementation, the claimed technical result is achieved.

Известна воздушно-решётная зерноочистительная машина, включающая загрузочное устройство и пневмосепарирующую систему, которая, в свою очередь, включает рабочий канал, вентилятор и отстойную камеру (патент на полезную модель 74 834 РФ B07B 1/00 (2006.01). В известной полезной модели зерновой ворох дозированно поступает из загрузочного устройства в вертикальный рабочий канал и свободно падает навстречу восходящему потоку воздуха. Зерно продолжает падать на решётную очистку, а лёгкие парусные примеси поднимаются вверх воздушным потоком и попадают в отстойную камеру. An air-sieve grain cleaning machine is known, including a loading device and a pneumatic separating system, which, in turn, includes a working channel, a fan and a settling chamber (utility model patent 74 834 RF B07B 1/00 (2006.01). In the well-known utility model, a grain heap dosed comes from the loading device into the vertical working channel and freely falls towards the ascending air flow.The grain continues to fall on the sieve cleaning, and light sail impurities rise up the air flow and enter the settling chamber.

Недостатком известной полезной модели является невысокое качество разделения зернового вороха пневмосепарирующей системой из-за неравномерности воздушного потока в рабочем канале. Известно, что создаваемые вентиляторами воздушные потоки никогда не бывают ламинарными по всему поперечному сечению канала. В таких потоках существует разница скоростей воздуха по центру канала и возле стенок, кроме того, практически всегда возникает турбулентность. В результате не все примеси уносятся в отстойную камеру, поэтому в машине существует ещё и решётная очистка. The disadvantage of the known utility model is the low quality of separation of the grain heap pneumoseparating system due to uneven air flow in the working channel. It is known that the air flows created by fans are never laminar over the entire cross section of the channel. In such flows, there is a difference in air speeds in the center of the channel and near the walls, in addition, turbulence almost always occurs. As a result, not all impurities are carried away to the settling chamber, so there is also a sieve cleaning in the machine.

Задача изобретения устройства состоит в том, чтобы реализовать предлагаемый способ аэродинамической сепарации. The objective of the invention of the device is to implement the proposed method of aerodynamic separation.

В предлагаемом устройстве для аэродинамической сепарации зернового вороха, включающем загрузочный бункер, рабочий канал и приёмное устройство, днище бункера выполнено вращающимся с регулируемым по размеру окном подачи в форме сектора, рабочий канал цилиндрической формы с диаметром, равным диаметру днища загрузочного бункера, разделён на секторы вертикальными перегородками, а приёмное устройство имеет диаметр не меньше диаметра рабочего канала, разделено вертикальными перегородками на отсеки в виде секторов и вращается синхронно с днищем загрузочного бункера, имеющим окно подачи. In the proposed device for aerodynamic separation of a grain heap, including a loading hopper, a working channel and a receiving device, the bottom of the hopper is made rotating with a size-adjustable supply window in the form of a sector, a working channel of a cylindrical shape with a diameter equal to the diameter of the bottom of the loading hopper is divided into vertical sectors partitions, and the receiving device has a diameter not less than the diameter of the working channel, is divided by vertical partitions into compartments in the form of sectors and rotates synchronously with the bottom of the loading hopper, which has a supply window.

На фиг.2 изображён общий вид устройства для аэродинамической сепарации зернового вороха, на фиг. 3 – вращающееся днище бункера с регулируемым окном подачи вороха, на фиг. 4 – поперечное сечение рабочего канала, на фиг. 5 – поперечное сечение приёмного устройства. Figure 2 shows a General view of the device for the aerodynamic separation of the grain heap, in Fig. 3 - rotating bottom of the bunker with an adjustable heap supply window, in Fig. 4 - cross section of the working channel, in Fig. 5 - cross section of the receiving device.

Устройство включает загрузочный бункер 1, рабочий канал 2 и приёмное устройство 3. Загрузочный бункер имеет круглое вращающееся днище 4 с регулируемым по размеру окном 5 подачи вороха (фиг. 3). Это окно имеет форму сектора на круглом днище. Рабочий канал 2 разделён на секторы 6 перегородками 7 по всей своей высоте (фиг. 4). Приёмное устройство 3 разделено на отсеки 8 перегородками 9 (фиг. 5). The device includes a loading hopper 1, a working channel 2 and a receiving device 3. The loading hopper has a round rotating bottom 4 with a heap supply window 5 adjustable in size (Fig. 3). This window has the shape of a sector on a round bottom. The working channel 2 is divided into sectors 6 by partitions 7 along its entire height (Fig. 4). The receiving device 3 is divided into compartments 8 by partitions 9 (Fig. 5).

Устройство для аэродинамической сепарации зернового вороха работает следующим образом. Зерновой ворох непрерывно поступает из загрузочного бункера 1 в рабочий канал 2. Из бункера он выходит через окно подачи 5 во вращающемся днище 4 таким образом, что не получает горизонтальной скорости, а просто выпадает в разных точках по окружности рабочего канала. В рабочем канале ворох опускается в секторах 6, которые предотвращают круговое движение воздуха и боковые смещения падающих компонентов вороха. Вместе с днищем 4 синхронно вращается приёмное устройство 3 со своими отсеками 8. Поскольку у фракций вороха время падения в рабочем канале различное, то и в приёмное устройство они будут падать в различные отсеки. Device for aerodynamic separation of grain heap works as follows. The grain heap continuously flows from the loading hopper 1 into the working channel 2. It leaves the hopper through the supply window 5 in the rotating bottom 4 in such a way that it does not receive horizontal speed, but simply falls out at different points along the circumference of the working channel. In the working channel, the pile descends in sectors 6, which prevent the circular movement of air and lateral displacements of the falling components of the pile. Together with the bottom 4, the receiving device 3 rotates synchronously with its compartments 8. Since the fractions of the heap have different falling times in the working channel, they will also fall into the receiving device into different compartments.

Таким образом, при работе предлагаемого устройства реализуется способ аэродинамической очистки зернового вороха в неподвижном воздухе с бесступенчатым разделением материала по аэродинамическим свойствам частиц, что существенно улучшает качество очистки и даже может применяться для подробной классификации компонентов вороха. Thus, during the operation of the proposed device, a method is implemented for aerodynamic cleaning of a grain heap in still air with a stepless separation of the material according to the aerodynamic properties of the particles, which significantly improves the quality of cleaning and can even be used for a detailed classification of the heap components.

Claims

1. A device for aerodynamic separation of a grain heap, including a loading hopper, a working channel and a receiving device, characterized in that the bottom of the hopper is made rotating with a sector-shaped feed window adjustable in size, the working channel is made cylindrical with a diameter equal to the diameter of the bottom of the loading hopper , is divided into sectors by vertical partitions, and the receiving device has a diameter not less than the diameter of the working channel, is divided by vertical partitions into compartments in the form of sectors and rotates synchronously with the bottom of the loading hopper, which has a supply window.

2. The method of aerodynamic separation of a grain heap, performed by the device according to p. the supply window, the air is stationary in the working channel, and the collection of the separated fractions is carried out by a receiving device, divided into compartments and rotating synchronously with the heap supply window.