RU2654985C1

RU2654985C1 - Fractional pneumatic separator

Info

Publication number: RU2654985C1
Application number: RU2017106474A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Бурков; Андрей Леонидович Глушков; Виктор Алексеевич Лазыкин
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-05-23

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to devices for cleaning grain and seeds of various agricultural crops by means of an air flow and can be used in agriculture and elevator industry. Fractional pneumatic separator includes a pneumatic separating channel, equipped in the lower part with a support grid, input and output devices of the material, in the upper part - by a tap and a solid partition divided into two parts, a separation chamber communicating with the outlet of the pneumatic separation channel and provided with a partition with a rotatable flap mounted on its upper edge and devices for discharging the fractions of the precipitated material, a sedimentation chamber with a light impurity release device, a diametric fan with a regulator of air flow, inertial louvered-countercurrent dust collector, installed in the upper part of the sedimentation chamber and having a common adjacent wall with a separation chamber. Also the entrance window and the initial section of the dust collector are connected with the separation chamber, and its air outlet chamber - with the inlet window of a diametric fan. Also the support grid is located under the first part of the pneumatic separating channel. Also suction window of the second part of the pneumatic separating channel is communicated with the atmosphere and is located below the plane of the support grid. Also the outer wall of the channel at the interface with the end of the support grid is provided with an air supply pipe, and at the upper edge of the continuous partition of the pneumatic separating channel, an adjusting flap is installed.

EFFECT: technical result is a decrease in the specific energy consumption and an increase in the efficiency of seed cleaning.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки зерна и семян различных сельскохозяйственных культур с помощью воздушного потока и может быть использовано в сельском хозяйстве и элеваторной промышленности.The invention relates to a device for cleaning grain and seeds of various crops using air flow and can be used in agriculture and the elevator industry.

Известен фракционный пневмосепаратор, включающий пневмосепарирующий канал, снабженный в нижней части устройствами ввода и вывода материала, а в верхней части - отводом, разделительную камеру, сообщенную с отводом пневмосепарирующего канала и снабженную устройством вывода легких примесей, диаметральный вентилятор с регулятором расхода воздуха, установленный в верхней части осадочной камеры инерционный жалюзийно-противоточный пылеуловитель, имеющий общую смежную стенку с разделительной камерой, а его воздухоотводящая камера - с входным окном диаметрального вентилятора (патент РФ №2460592, МПК В07В 4/02. Пневмосепарирующее устройство зерно- и семяочистительной машины / Бурков А.И., Глушков А.Л., Лазыкин В.А. - №2010141200/03; Заявлено 07.10.2010 // Открытия, Изобретения. - 2012. - №25).Known fractional pneumatic separator, including pneumatic separation channel, equipped in the lower part with devices for input and output of material, and in the upper part, with a branch, a separation chamber communicated with a branch of pneumatic separation channel and equipped with a device for outputting light impurities, a diametrical fan with an air flow regulator installed in the upper parts of the sedimentary chamber an inertial louvre-countercurrent dust collector having a common adjacent wall with a separation chamber, and its air outlet chamber with an inlet diameter window of the diametrical fan (RF patent No. 2460592, IPC B07B 4/02. Pneumo-separating device of a grain and seed cleaning machine / Burkov A.I., Glushkov A.L., Lazykin V.A. - No.20141200 / 03; Claimed 07.10. 2010 // Discoveries, Inventions. - 2012. - No. 25).

Недостатком данного фракционного пневмосепаратора является низкая четкость сепарации легких компонентов в разделительной камере из-за их смешивания в отводе пневмосепарирующего канала и большие габаритные размеры по высоте, обусловленные большой длиной жалюзийного очистителя.The disadvantage of this fractional air separator is the low clarity of separation of light components in the separation chamber due to their mixing in the outlet of the air separation channel and the large overall dimensions in height due to the long length of the louvre cleaner.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является фракционный пневмосепаратор, включающий пневмосепарирующий канал, снабженный в нижней части опорной сеткой, устройствами ввода и вывода материала, а в верхней части - отводом и разделенный по глубине на две части сплошной перегородкой, разделительную камеру, сообщенную с отводом пневмосепарирующего канала и снабженную перегородкой с установленной на ее верхней кромке поворотной заслонкой и устройствами вывода фракций осажденного материала, осадочную камеру с устройством вывода легких примесей, диаметральный вентилятор с регулятором расхода воздуха, инерционный жалюзийно-противоточный пылеуловитель, установленный в верхней части осадочной камеры и имеющий общую смежную стенку с разделительной камерой, входное окно и начальный участок которого сообщены с разделительной камерой, а его воздухоотводящая камера - с входным окном диаметрального вентилятора (патент РФ №2519237, МПК В07В 4/00. Пневмосепаратор / Бурков А.И., Глушков А.Л., Лазыкин В.А. - №2012153621/03; Заявлено 11.12.2012 // Открытия, Изобретения. - 2014. - №16 - прототип).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a fractional pneumatic separator, including a pneumatic separating channel, equipped in the lower part with a support grid, material input and output devices, and in the upper part with a tap and divided into depth into two parts by a solid partition, a separation chamber connected with the outlet of the air separation channel and equipped with a baffle with a rotary damper mounted on its upper edge and devices for precipitating fractions of the deposited material, sedimentary chamber with a device for removing light impurities, a diametrical fan with an air flow regulator, an inertial louvre-countercurrent dust collector installed in the upper part of the sedimentary chamber and having a common adjacent wall with a separation chamber, the inlet window and the initial section of which are in communication with the separation chamber, and its air outlet chamber - with an inlet window of a diametrical fan (RF patent No. 2519237, IPC V07B 4/00. Pneumoseparator / Burkov A.I., Glushkov A.L., Lazykin V.A. - No. 2012153621/03; Stated December 11, 2012 // Discoveries, Inventions. - 2014. - No. 16 - prototype).

Наличие в пневмосепарирующем канале и его отводе сплошной перегородки позволяет наиболее легкие примеси (легкая фракция), выделенные в первой части канала, вводить в разделительную камеру сверху, а выделенные во второй части канала более тяжелые легкие примеси (средняя фракция) - в среднюю часть камеры и за счет этого более четко их разделять. Этому способствует также наличие в разделительной камере перегородки с установленной на ее верхней кромке поворотной заслонкой. Расположение начального участка жалюзийного очистителя в разделительной камере уменьшает габаритный размер пневмосепаратора по высоте.The presence of a continuous septum in the pneumatic separation channel and its outlet allows the lightest impurities (light fraction) isolated in the first part of the channel to be introduced into the separation chamber from above, and heavier light impurities (middle fraction) isolated in the second part of the channel can be introduced into the middle part of the chamber and due to this, to separate them more clearly. This is also facilitated by the presence of a partition in the separation chamber with a rotary damper mounted on its upper edge. The location of the initial section of the louvre cleaner in the separation chamber reduces the overall height of the air separator.

Недостатком прототипа является высокий расход энергии на процесс сепарации из-за наличия опорной сетки в обеих частях пневмосепарирующего канала, имеющей большое гидравлическое сопротивление, а также недостаточная эффективность функционирования второй части канала при обработке семенного материала с высокими скоростями витания компонентов из-за отсутствия возможности устанавливать оптимальное соотношение скоростей воздушного потока в обеих частях канала.The disadvantage of the prototype is the high energy consumption for the separation process due to the presence of a support grid in both parts of the air separation channel having high hydraulic resistance, as well as the insufficient efficiency of the second part of the channel when processing seed material with high components speed because of the inability to establish the optimal ratio of air flow rates in both parts of the channel.

Задача, которую необходимо решить, заключается в снижении удельного расхода энергии и повышении эффективности очистки семян.The problem that needs to be solved is to reduce the specific energy consumption and increase the efficiency of seed cleaning.

Поставленная задача решена с помощью фракционного пневмосепаратора, включающего пневмосепарирующий канал, снабженный в нижней части опорной сеткой, устройствами ввода и вывода материала, а в верхней части - отводом и разделенный по глубине на две части сплошной перегородкой, разделительную камеру, сообщенную с отводом пневмосепарирующего канала и снабженную перегородкой с установленной на ее верхней кромке поворотной заслонкой и устройствами вывода фракций осажденного материала, осадочную камеру с устройством вывода легких примесей, диаметральный вентилятор с регулятором расхода воздуха, инерционный жалюзийно-противоточный пылеуловитель, установленный в верхней части осадочной камеры и имеющий общую смежную стенку с разделительной камерой, входное окно и начальный участок которого сообщены с разделительной камерой, а его воздухоотводящая камера - с входным окном диаметрального вентилятора, при этом опорная сетка расположена под первой частью пневмосепарирующего канала, всасывающее окно второй части пневмосепарирующего канала сообщено с атмосферой и расположено ниже плоскости опорной сетки, наружная стенка канала в месте сопряжения с концом опорной сетки снабжена воздухоподводящим патрубком, а на верхней кромке сплошной перегородки пневмосепарирующего канала установлена регулировочная заслонка.The problem is solved with the help of a fractional pneumatic separator, including a pneumatic separating channel, equipped in the lower part with a support grid, material input and output devices, and in the upper part with a tap and divided into two parts in depth by a solid partition, a separation chamber communicated with the pneumatic separating channel and equipped with a partition with a rotary shutter installed on its upper edge and devices for removing fractions of the deposited material, a sedimentary chamber with a device for removing light impurities , a diametral fan with an air flow regulator, an inertial louvre-countercurrent dust collector installed in the upper part of the sedimentation chamber and having a common adjacent wall with a separation chamber, the inlet window and the initial section of which are in communication with the separation chamber, and its air outlet chamber with the inlet window of the diametrical fan while the support grid is located under the first part of the air separation channel, the suction window of the second part of the air separation channel is in communication with the atmosphere and is located but below the plane of the support grid, outer channel wall at the interface with the end of the reference grid is provided with air supply pipe and on the upper edge of the continuous channel walls pneumoseparating installed an adjusting damper.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.As a result of the analysis of literary sources, no identical execution of the proposed device was found. Moreover, distinctive features from the prototype signs give the claimed combination of new properties, manifested in a positive effect.

Отсутствие опорной сетки во второй части пневосепарирующего канала уменьшает гидравлическое сопротивление пневмосистемы и снижает расход энергии на очистку семян. При обработке семенного материала с высокими скоростями витания компонентов средней фракции повышение скорости воздушного потока во второй части канала достигается путем увеличения общих расходов воздуха и за счет перераспределения их между первой и второй частями канала, что позволяет не только снизить расход энергии на процесс сепарации, но и повысить эффективность очистки семян. Повышение эффективности очистки семян обусловлено также расположением всасывающего окна второй части канала ниже опорной сетки и установкой на его наружной стенке в месте сопряжения с концом опорной сетки воздухоподводящего патрубка.The absence of a support grid in the second part of the pneumatic separation channel reduces the hydraulic resistance of the pneumatic system and reduces the energy consumption for seed cleaning. When processing seed with high soaring speeds of the components of the middle fraction, an increase in the air flow rate in the second part of the channel is achieved by increasing the total air flow and by redistributing them between the first and second parts of the channel, which not only reduces the energy consumption for the separation process increase the efficiency of seed cleaning. The increase in the efficiency of seed cleaning is also due to the location of the suction window of the second part of the channel below the support grid and installation on its outer wall at the interface with the end of the support grid of the air supply pipe.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.As a result, when the proposed device is operating, a positive effect is achieved that exceeds the effect of the prototype. A new set of features of the claimed device, providing a positive effect, has significant differences.

На чертеже представлена схема фракционного пневмосепаратора.The drawing shows a diagram of fractional pneumatic separator.

Фракционный пневмосепаратор состоит из пневмосепарирующего канала 1, разделительной камеры 2, осадочной камеры 3, инерционного жалюзийно-противоточного пылеуловителя 4, диаметрального вентилятора 5. Пневмосепарирующий канал 1 снабжен в нижней части устройствами 6 и 7 ввода и вывода очищаемого материала, в верхней - отводом 8 и разделен по глубине на две части I и II сплошной перегородкой 9, на верхнем конце которой установлена регулировочная заслонка 10. Первая часть I пневмосепарирующего канала 1 оборудована опорной сеткой 11, которая соединена с устройством ввода 6 и установлена с зазором относительно сплошной перегородки 9. Всасывающее окно второй части II пневмосепарирующего канала 1 сообщено с атмосферой и расположено ниже плоскости опорной сетки 11. Наружная стенка 12 пневмосепарирующего канала в месте сопряжения с концом опорной сетки 11 снабжена воздухоподводящим каналом 13. Входное окно разделительной камеры 2 сообщено с отводом 8 пневмосепарирующего канала 1, а выходное окно - с входным патрубком 14 жалюзийно-противоточного пылеуловителя 4. Разделительная камера 2 разделена на две секции А и Б перегородкой 15 с установленной на ее верхней кромке поворотной заслонкой 16. Секции А и Б снабжены устройствами 17 и 18 вывода семенной и фуражной фракций. Жалюзийно-противоточный пылеуловитель 4 установлен в осадочной камере 3 и имеет общую смежную стенку 19 с разделительной камерой 2. Инерционный пылеуловитель 4 состоит из последовательно установленных жалюзийного 20 и противоточного 21 очистителей, общей воздухоотводящей камеры 22, сообщенной с входным окном диаметрального вентилятора 5. Пылеосадительная камера инерционного жалюзийно-противоточного пылеуловителя 4 совмещена с нижней частью осадочной камеры 3 и снабжена устройством 23 вывода легких примесей. Начальный участок 24 жалюзийного очистителя 20 расположен над разделительной камерой 2 и примыкает к верхней стенке 25 пневмосепаратора. В выходном патрубке диаметрального вентилятора 5 установлен регулятор расхода воздуха 26.The fractional pneumatic separator consists of a pneumatic separating channel 1, a separation chamber 2, a sedimentary chamber 3, an inertial louvre countercurrent dust collector 4, a diametrical fan 5. The pneumatic separating channel 1 is equipped with devices 6 and 7 for input and output of the material to be cleaned, at the top with a tap 8 and is divided in depth into two parts I and II by a solid partition 9, at the upper end of which an adjusting flap 10 is installed. The first part I of the air separation channel 1 is equipped with a support grid 11, which is connected with an input device 6 and installed with a gap relative to the solid partition 9. The suction window of the second part II of the air separation channel 1 is in communication with the atmosphere and is located below the plane of the support grid 11. The outer wall 12 of the air separation channel at the interface with the end of the support grid 11 is provided with an air supply channel 13. The input window of the separation chamber 2 is communicated with a tap 8 of the pneumatic separating channel 1, and the output window is connected with the input pipe 14 of the louvered countercurrent dust collector 4. The separation chamber 2 is divided into two sections A and B by a partition 15 installed on the upper edge of the rotary damper 16. Sections A and B are equipped with devices 17 and 18 output seed and forage fraction. The louvered countercurrent dust collector 4 is installed in the sedimentation chamber 3 and has a common adjacent wall 19 with a separation chamber 2. The inertial dust collector 4 consists of sequentially installed louvered 20 and counterflow 21 cleaners, a common air exhaust chamber 22 in communication with the inlet window of the diametrical fan 5. Dust collecting chamber inertial louvre-countercurrent dust collector 4 is combined with the lower part of the sedimentary chamber 3 and is equipped with a device 23 output light impurities. The initial section 24 of the louver cleaner 20 is located above the separation chamber 2 and is adjacent to the upper wall 25 of the air separator. In the outlet pipe of the diametrical fan 5, an air flow regulator 26 is installed.

Фракционный пневмосепаратор работает следующим образом.Fractional air separator works as follows.

Очищаемый материал устройством 6 подается в первую часть I пневмосепарирующего канала 1 и движется по опорной сетке 11. Воздушный поток, создаваемый диаметральным вентилятором 5, проходит сквозь опорную сетку 11 и продувает находящийся на ней очищаемый материал. В начальной стадии продувки материал разрыхляется и из него выносится вверх по крутой траектории самая легкая фракция, которая через отвод 8 поступает в верхнюю часть разделительной камеры 2. Отдельные полноценные зерновки, щуплое, дробленое зерно движутся по более пологим траекториям и ударяются о сплошную перегородку 9, замедляют свое движение, а затем, находясь в зоне малых скоростей воздуха, падают вниз на движущийся по опорной сетке 11 основной поток очищаемого материала. После очистки от самых легких примесей материал сходом с опорной сетки 11 идет во вторую часть II пневмосепарирующего канала 1, где сначала разрыхляется струей воздуха, поступающего по воздухоподводящему каналу 13, а затем продувается равномерным потоком воздуха, всасываемым из атмосферы, с более высокими скоростями, чем в первой части I канала. Здесь выделяются оставшиеся легкие примеси, щуплое, дробленое и мелкое зерно основной культуры (средняя фракция), которые поднимаются вверх и тоже направляются через отвод 8 в разделительную камеру 2. Под воздействием горизонтального воздушного потока и силы тяжести выделенные в пневмосепарирующем канале 1 компоненты материала движутся в разделительной камере по разным траекториям. Наиболее легкие частицы (пыль, полова, семена некоторых сорных растений) движутся преимущественно в верхних слоях воздушного потока вдоль начального участка 24 жалюзийного очистителя 20 и поступают в его входной патрубок 14. Средняя фракция материала при входе в разделительную камеру 2 располагается ниже легкой фракции. При этом легкие частицы поступают во входной патрубок 14 жалюзийного очистителя, фуражная фракция (щуплое, дробленое зерно) осаждается в секцию Б, а продовольственное зерно или семена второго сорта - в секцию А разделительной камеры 2. Из секций А и Б разделительной камеры продовольственное зерно и фуражная фракция устройствами 17 и 18 выводятся наружу. Тяжелая фракция (семена первого сорта) через устройство 7 выводится из машины.The material to be cleaned by the device 6 is fed into the first part I of the air separation channel 1 and moves along the support grid 11. The air flow created by the diametrical fan 5 passes through the support grid 11 and blows the material to be cleaned on it. In the initial stage of purging, the material is loosened and the lightest fraction is taken out upward along a steep path, which through outlet 8 enters the upper part of the separation chamber 2. Separate full grains, punctured, crushed grains move along more gentle paths and hit a solid partition 9. slow down their movement, and then, being in the zone of low air velocities, fall down onto the main flow of the material being cleaned moving along the support grid 11. After cleaning from the lightest impurities, the material leaves the supporting mesh 11 and goes into the second part II of the air separation channel 1, where it is first loosened by a stream of air entering the air supply channel 13, and then it is blown by a uniform stream of air sucked from the atmosphere at higher speeds than in the first part of channel I. Here, the remaining light impurities, punctured, crushed and small grains of the main culture (middle fraction) are distinguished, which rise up and also go through branch 8 to the separation chamber 2. Under the influence of horizontal air flow and gravity, the components of the material separated in the air separation channel 1 move into separation chamber along different paths. The lightest particles (dust, flooring, seeds of some weeds) move mainly in the upper layers of the air stream along the initial section 24 of the louvered cleaner 20 and enter its inlet pipe 14. The middle fraction of the material at the entrance to the separation chamber 2 is located below the light fraction. In this case, light particles enter the inlet pipe 14 of the louver cleaner, the feed fraction (punctured, crushed grain) is deposited in section B, and the food grain or seeds of the second grade are deposited in section A of the separation chamber 2. From sections A and B of the separation chamber, the food grain and feed fraction devices 17 and 18 are displayed outside. The heavy fraction (seeds of the first grade) through the device 7 is removed from the machine.

Отработанный воздух очищается последовательно в жалюзийном 20 и противоточном 21 очистителях и через общую воздухоотводящую камеру 22 всасывается в диаметральный вентилятор 5, а из него - в атмосферу или в другое дополнительное пылеулавливающее оборудование. Уловленная легкая фракция (неиспользуемые отходы) собирается в осадочной камере 3 и устройством 23 выводится наружу.The exhaust air is cleaned sequentially in the louvre 20 and counterflow 21 cleaners and through a common exhaust chamber 22 is sucked into the diametrical fan 5, and from it into the atmosphere or other additional dust collecting equipment. The captured light fraction (unused waste) is collected in the sedimentation chamber 3 and the device 23 is brought out.

Скорости воздуха в обеих частях канала устанавливаются по качеству очистки семян первого сорта и потерям полноценных семян в неиспользуемые отходы (осадочная камера 3) с помощью регулятора расхода воздуха 26. При этом скорость воздуха во второй части II пневмосепарирующего канала 1 устанавливается больше, чем в I части с помощью регулировочной заслонки 10. Чистота семян второго сорта регулируется поворотом заслонки 16. Для повышения чистоты продовольственного зерна заслонка 16 поворачивается в сторону отвода 8, а для уменьшения содержания полноценного зерна в фуражной фракции - в сторону смежной стенки 19.Air velocities in both parts of the canal are set according to the quality of cleaning seeds of the first grade and the loss of full seeds into unused waste (sediment chamber 3) using the air flow regulator 26. In this case, the air speed in the second part II of the air separation channel 1 is set higher than in I part by means of the adjusting flap 10. The purity of the seeds of the second grade is regulated by turning the flapper 16. To increase the purity of the food grain, the flap 16 is turned in the direction of the outlet 8, and to reduce the content of the floor valuable grain in the feed fraction - towards the adjacent wall 19.

Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является меньший удельный расход энергии за счет снижения гидравлического сопротивления второй части II пневмосепарирующего канала из-за отсутствия опорной сетки и более высокая эффективность очистки семян, обусловленная точной настройкой скоростей воздуха в обеих частях I и II пневмосепарирующего канала с помощью регулировочной заслонки, установленной на верхней кромке сплошной перегородки, и дополнительной обработкой струей воздуха плотного слоя материала в месте его ввода во вторую II часть канала.The advantage of the invention in comparison with the prototype is a lower specific energy consumption due to lower hydraulic resistance of the second part of the II air separation channel due to the lack of a support grid and higher seed cleaning efficiency due to fine tuning of air speeds in both parts I and II of the air separation channel using an adjustment flap mounted on the upper edge of the solid partition, and additional processing with a stream of air of a dense layer of material in the place of it about entering the second II part of the channel.

Claims

Fractional pneumatic separator, including a pneumatic separating channel, equipped in the lower part with a support grid, material input and output devices, with a tap in the upper part and a depth partitioned in depth into two parts, a separation chamber communicated with a pneumatic separation channel and equipped with a partition with a partition the upper edge of the rotary damper and devices for removing fractions of the deposited material, sedimentary chamber with a device for removing light impurities, a diametrical fan with a regulator p air inlet, an inertial louvre-countercurrent dust collector installed in the upper part of the sedimentation chamber and having a common adjacent wall with a separation chamber, the inlet window and the initial section of which are in communication with the separation chamber, and its air outlet chamber with the inlet window of the diametrical fan, characterized in that the support grid is located under the first part of the air separation channel, the suction window of the second part of the air separation channel is in communication with the atmosphere and is located below the plane of the support ki, the outer channel wall at the interface with the end of the reference grid is provided with air supply pipe and on the upper edge of the continuous channel walls pneumoseparating installed an adjusting damper.