Зерноаспіратор фадєєва

Реферат: Зерноаспіратор Фадєєва містить корпус, у верхній частині якого всередині розміщено один навпроти одного два вентилятори з всмоктуючими патрубками та вихідними дифузорами, сполученими з відвідними каналами, повітропровідний канал, пневмосепаруючу зону, осаджувальну камеру, бункер для прийому сипучого матеріалу, профільований канал, регулятор потоку зерна, жалюзійну сепараційну решітку. Додатково містить щонайменше два формувачі струменів, які розміщені у повітропровідному каналі, щонайменше дві полиці жалюзійної сепараційної решітки з розсіювачами зерна, барабан-уловлювач важкодоосаджуваних домішок, розміщений над осаджувальною камерою, щітку, встановлену впритул до барабана-уловлювача, вентилятор всмоктування важкоосаджуваних домішок, парубок якого встановлений на щітці, циклон. UA 112719 U (54) ЗЕРНОАСПІРАТОР ФАДЄЄВА UA 112719 U UA 112719 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для очищення зерна і продуктів його переробки, а саме до повітряних сепараторів із замкнутим циклом повітряного потоку, і може бути використана в сільськогосподарському виробництві, в борошномельно-елеваторній, круп'яній і комбікормовій промисловостях, у фермерських господарствах, а також для сепарації сипучих будівельних сумішей. Зерноаспіратор - повітряний сепаратор, машина для очищення зерна від пилу і домішок. Відомий повітряний сепаратор [1], що складається з основної замкнутої повітряної системи, яка включає приймально-розподільний пристрій, основний пневмосепаруючий канал, основну осаджувальну камеру з дроселюючою поворотною заслінкою, основний рециркуляційний канал, шнек, розташований в нижній частині основної осаджувальної камери, додаткову замкнуту повітряну систему, що включає додатковий пневмосепаруючий канал з живильником, додаткову осадочну камеру, додатковий рециркуляційний канал, а також загальний для основної і додаткової замкнутих повітряних систем діаметральний вентилятор. Основна та додаткова замкнуті повітряні системи виконані незалежними одна від одної і мають загальну стінку, що ділить діаметральний вентилятор по довжині на дві ізольовані частини. Одна частина належить до основної замкнутої повітряної системи, інша частина належить до додаткової замкнутої повітряної системи. Шнек продовжений через загальну стінку в додаткову замкнуту повітряну систему, в якій гвинтова грань шнека переходить в живильник додаткової замкнутої повітряної системи. Одним з недоліків відомого пристрою є те, що зерно зсипається через живильну щілину у висхідний аспіруючий потік без розосередження (розсіювання), що змушує збільшувати швидкість повітряного потоку для ефективності віднесення засмічених частинок, що, в свою чергу, призводить до збільшення частки віднесення повноцінного зерна. Відомий замкнутий пневматичний сепаратор зернових сумішей [2], що включає осаджувальну камеру з пристосуванням для виведення легких домішок і поєднані з нею повітропідвідний і пневмосепаруючий канали. У місці з'єднання нижніх ділянок повітропідвідного і пневмосепаруючого каналів встановлено діаметральний вентилятор, нагнітальний патрубок якого з'єднаний з пневмосепаруючим каналом і на зовнішній стінці має вікно для виведення очищеного зерна. Повітропідвідний канал з'єднаний з виходом осаджувальної камери через пиловідокремлювачі, суміжна з повітропідвідним каналом стінка якого виконана жалюзійною. Пневмосепаруючий канал розділений на основний і додатковий канали плоскою стінкою, що має на розташованій навпроти завантажувального вікна кромці шарнірно закріплену розподільну заслінку. Відвід додаткового пневмосепаруючого каналу через жалюзійне вікно поєднаний з завантажувальним вікном за допомогою пиловідвідного каналу. Недоліком пристрою є те, що жалюзійні решітки примусово не очищаються, це призводить до порушення режиму роботи сепаратора з тієї причини, що легкі частинки сміття притискаються до решіток з навантаженої сторони за рахунок перепаду тиску повітря на ній і створюють опір руху повітря до вентилятора. Загальним недоліком обох пристроїв є відсутність примусового видалення важкоосаджуваних часток, що не дозволяє очистити від них циркулююче повітря, ці частинки захоплюються потоком зерна, яке очищується, що знижує якість очищення. Відомий пневмогравітаційний сепаратор зерна [3], що містить корпус, в який встановлено живильний пристрій, обладнаний витягнутим по висоті каналом прямокутної у поперечному перерізі форми, вентилятор, сепараційний канал, в якому встановлено розсіювачі зернового матеріалу, жалюзі, осаджувальні камери, приймач зерна, розвантажувальні механізми, а за вентилятором розміщено відокремлювач легких домішок, виконаний у вигляді конусоподібного шнека із змінним кроком. Недоліком цього пристрою є те, що жалюзійна решітка примусово не очищається, це призводить до порушення режиму роботи сепаратора з тієї причини, що легкі частинки сміття притискаються до ґрат з навантаженої сторони за рахунок перепаду тиску повітря на ній і створюють опір руху повітря до вентилятора. Найбільш близьким за своєю суттю є вибраний за прототип замкнутий пневматичний сепаратор зернових сумішей [4], що містить пневмосепаруючий канал з боковим завантажувальним вікном, виконаним на його внутрішній стінці і має в нижній частині пристосування для виведення очищеного зерна, діаметральний вентилятор, всмоктуючий патрубок якого з'єднаний з пневмосепаруючим каналом, повітропідвідний канал, осаджувальну камеру з пристосуванням для виведення легких домішок, поєднану з вихлопним дифузором через вхідне жалюзійне вікно, розташоване в зоні його криволінійної стінки, і через перепускний канал, що має регулятор витрати повітря, з нижньою частиною пневмосепаруючого каналу, повітропровідний канал через вікно з регулювальною заслінкою сполучений з всмоктуючим 1 UA 112719 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 патрубком вихлопного дифузора і в місці сполучення з пневмосепаруючим каналом має направляючі площини, а у всмоктуючому патрубку діаметрального вентилятора встановлений інерційний жалюзійний очищувач повітря, який утворює з зовнішньою стінкою відвідний канал, що поєднує верхній вихід пневмосепаруючого каналу з осаджувальною камерою. Недоліками відомого пристрою, по-перше, є те, що розподільний шнек травмує навіть товарне зерно, а в разі очищення насіння такий принцип подачі матеріалу на сепарацію неприпустимий; по-друге - живильний валик також травмує зерно і, крім того, він може працювати тільки в тому випадку, якщо розподільний шнек подає матеріал в обсязі, меншому пропускної спроможності живильного валика, у разі порушення цієї умови сепаратор не працює через переповнення зерновою сумішшю пристрою подачі сипучих матеріалів; по-третє живильний валик подає зерно на сепарацію порціями, тобто нерівномірно, що зумовлює нерівномірність режиму сепарації; по-четверте - рослинне сміття великого розміру в складі сепарованого зерна унеможливить роботу живильного валика і інерційного повітровідділювача, засмічення рослинним сміттям інерційного повітровідділювача ускладнить повернення повітря в усмоктувальний патрубок діаметрального вентилятора, і порушить процес сепарації, те ж саме відбудеться при роботі з олійними культурами - олійна домішка і олійний пил, осідаючи на стінках каналів, зменшать їх площу і змінять режим циркуляції повітря; по-п'яте - розміщення регулятора перепуску повітря і регулятора витрати повітря при масообміні з повітряним потоком, що забезпечує пневмосепарацію, порушує режим руху останнього і погіршує процес сепарації. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення пристрою для очищення зернового матеріалу - зерноаспіратора Фадєєва, який забезпечить підвищення якості очищення зернового матеріалу, дозволить здійснити рівномірну подачу неочищеного зерна, яке продувається повітряним потоком; забезпечить розсіювання (розосередження) зернин для безперешкодного руху повітря між ними; забезпечить зменшення швидкості падіння очищуваного зерна з метою підвищення вірогідності виносу частинок сміття та запобігання травмування зерна; дозволить видалити важкоосаджувані частинки сміття (пил). Поставлена задача вирішується тим, що зерноаспіратор Фадєєва, що включає корпус, у верхній частині якого всередині розміщено один навпроти одного два вентилятори з всмоктуючими патрубками та вихідними дифузорами, сполученими з відвідними каналами, повітропровідний канал, пневмосепаруючу зону, осаджувальну камеру, бункер для прийому сипучого матеріалу, профільований канал, регулятор потоку зерна, жалюзійну сепараційну решітку, додатково містить щонайменше два формувачі струменів, які розміщені у повітропровідному каналі, щонайменше дві полиці жалюзійної сепараційної решітки з розсіювачами зерна, барабан-уловлювач важкодоосаджуваних домішок, розміщений над осаджувальною камерою, щітку, встановлену впритул до барабана-уловлювача, вентилятор всмоктування важкоосаджуваних домішок, парубок якого встановлений на щітці, циклон, формувачі струменів виконані з монотонним потовщенням перерізу і закінчуються торцевою поверхнею, розміщені навпроти полиць жалюзійної сепараційної решітки з розсіювачами зерна, кожна полиця жалюзійної сепараційної решітки у нижній частині виконана у вигляді розсіювача потоку зерна, виконаного у вигляді гребінки з прутків круглого перерізу, відстань між якими більша розміру очищуваних зернин, циліндрична поверхня барабана-уловлювача важкоосаджуваних домішок перфорована дрібними отворами гексагональної форми. Запропонована конструкція забезпечує більш якісне очищення зернового матеріалу за рахунок зменшення швидкості і рівномірної подачі неочищеного зерна та розсіювання (розосередження) зернин для безперешкодного руху повітря між ними. Застосування формувачів струменів дає можливість створити на шляху падаючого зерна перетин повітряних струменів різної швидкості, що сприяє розосередженню зернин і збільшення міжзернового простору між ними. Використання розділювачів (розсіювачів) потоку зерна у нижніх частинах полиць жалюзійної сепараційної решітки дає можливість уповільнити швидкість зернового потоку, збільшуючи простір між окремими зернинами, завдяки чому підвищується ефективність виносу повітрям частинок сміття та пилу. Встановлення перфорованого дрібними отворами циліндричного барабана-уловлювача на шляху повітряного потоку, що пройшов через потік очищуваного зерна, забезпечує видалення з повітряного потоку важкоосаджуваних часток (пилу), що не осіли в осаджувальній камері. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 та Фіг. 2 схематично зображений зерноаспіратор Фадєєва, на Фіг. 3 - розділювач (розсіювач) потоку зерна та схема його роботи, на Фіг. 4 - епюри швидкості повітряного потоку, що проходить через 2 UA 112719 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 формувачі струменів, Фіг. 5 - дані випробування зерноаспіратора Фадєєва в різних режимах роботи при очищенні сої. Перелік позначень на кресленнях: 1 - вентилятори, 2 - всмоктуючий патрубок, 3 – вихідний дифузор, 4 – відвідний канал, 5 - повітропідвідний канал, 6 - пневмосепаруюча зона, 7 осаджувальна камера, 8 - барабан-уловлювач важкоосаджуваних домішок, 9 - бункер для прийому сипучого матеріалу, 10 - профільований канал, 11 - формувачі струменів, 12 жалюзійна сепараційна решітка, 13 - відбійна полиця жалюзійної сепараційної решітки, 14 розділювачі (розсіювачі) потоку зерна, 15 - щітка, 16 - патрубок всмоктування важкоосаджуваних домішок, 17 - вентилятор відсмоктування важкоосаджуваних домішок, 18 - циклон, 19 регулятор потоку зерна, 20 - корпус зерноаспіратора. Зерноаспіратор Фадєєва замкнутого типу складається з двох симетрично розміщених один навпроти одного вентиляторів 1, що мають всмоктуючі патрубки 2, і вихідні дифузори 3 яких з'єднані з відвідними каналами 4, що переходять у повітропідвідний канал 5; пневмосепаруюча зона 6, з'єднана з осаджувальною камерою 7. У верхній частині осаджувальної камери 7 розміщені всмоктуючі канали 2 вентиляторів 1. У середній частині осаджувальної камери 7 під всмоктуючими патрубками 2 вентиляторів 1 встановлено барабан-уловлювач важкоосаджуваних домішок 8. У верхній частині зерноаспіратора розташований бункер для прийому сипучого матеріалу 9, з'єднаний з профільованим каналом 10 з розміщеним в ньому регулятором потоку зерна 19, який формує потік зернової суміші для подачі її на сепарацію. У повітропідвідному каналі 5 встановлено формувачі струменів 11, торцеві поверхні яких, розміщені навпроти відбійних полиць 13 з прикріпленими розділювачами (розсіювачами) потоку зерна 14 жалюзійної сепараційної решітки 12, встановленої у пневмосепаруючій зоні 6. До барабана-уловлювача важкоосаджуваних домішок 8 впритул встановлено щітку 15, на якій розміщений патрубок всмоктування важкоосаджуваних домішок 16 вентилятора відсмоктування важкоосаджуваних домішок 17, вихідний дифузор якого з'єднаний з циклоном 18. Зерноаспіратор Фадєєва працює по замкнутому аеродинамічному циклу наступним чином. Неочищене зерно засипається в бункер 9 і далі зсипається на полиці жалюзійної сепараційної решітки 12. Кількість зерна, що надходить на очистку, регулюється зміною положення регулятора потоку зерна 19. Повітря в зерноаспіраторі рухається по замкнутому контуру, що істотно зменшує споживання електроенергії нагнітаючо-всмоктуючими вентиляторами 1. Повітря під дією перепаду тиску перед робочими колесами вентиляторів 1 і за ними надходить через вихідні дифузори 3 у відвідні канали 4 і з них потрапляє у повітропідвідний канал 5, проходячи через криволінійні канали між формувачами струменів 11. Формувачі струменів 11 забезпечують поділ потоку на окремі струмені і задають їм напрямок, близький до нормального, щодо вектору падаючого зерна. При формуванні струменів змінюються масштаби турбулентності повітряного потоку з випадкових, в повітряному каналі 4, в задані, які визначаються геометрією формувачів струменів 11. Повітря, за рахунок перепаду тиску між нагнітанням і всмоктуванням, пронизує потік зерна, що рівномірно зсипається. Зерно під впливом повітря зміщується на полиці 13 жалюзійної сепараційної решітки 12 і, зсипаючись з них, пронизується потоком повітря (Фіг. 3). На кожній з полиць 13 зі сторони падаючого зерна встановлені розділювачі (розсіювачі) потоку зерна 14, виконані у вигляді гребінок з прутків круглого перерізу, відстань між якими більша розміру очищуваних зернин. Зерновий потік, потрапляючи на гребінки, розділяється, що збільшує простір між окремими частками (зернинами) і підвищує ефективність виносу повітрям частинок сміття та пилу. Таке розділення зерна дозволяє обдути повітрям кожну зернину, як окремо падаючу. Очищене зерно зсипається для подальшого транспортування за призначенням. Віднесене повітрям сміття осідає в осаджувальній камері 7 і з неї зсипається у відповідний бункер. Та частина сміття (дрібні частинки), яка не осіла в осаджувальній камері 7, захоплюється повітрям під дією всмоктуючої сили вентиляторів 1. На шляху цього запиленого повітря встановлений барабан-уловлювач важкоосаджуваних домішок 8, циліндрична поверхня якого перфорована дрібними отворами. Для зменшення втрат перепаду тиску повітря при русі його всередину барабана, перфорація виконана отворами гексагональної форми, що забезпечує максимальний переріз сита. Повітря проходить через циліндричну поверхню барабана-уловлювача важкоосаджуваних домішок 8 і, будучи очищеним від дрібного сміття, надходить на вхід в робочі колеса вентиляторів 1. Видалення дрібного сміття, що залишилося на циліндричній поверхні барабана-уловлювача важкоосаджуваних домішок 8, здійснюється наступним чином. Барабан-уловлювач важкоосаджуваних домішок 8 обертається від мотор-редуктора, все сміття збирається на щітці 15 і відсмоктується через патрубок 16 вентилятором відсмоктування важкоосаджуваних домішок 17, з якого надходить в 3 UA 112719 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 циклон 18 для відділення від повітря. Притиснення щітки 15 до барабану 16 забезпечується підтискаючою пружиною. Таким чином, в процесі очищення в зерноаспіраторі Фадєєва відбувається відділення із зерна, що надходить, рослинного сміття і пилу. Замкнута система руху аспіруючого повітря дає можливість зменшити витрати на електроенергію і не допускає забруднення навколишнього середовища. Регулювання режиму роботи зерноаспіратора Фадєєва здійснюється зміною положення заслінки регулятора потоку зерна 19 і застосуванням частотних перетворювачів зміни режиму роботи вентиляторів 1 і вентилятора відсмоктування важкоосаджуваних домішок 17. Розділювач (розсіювач) потоку зерна 14 розосереджує падаючий зерновий потік, одночасно затримуючи його і, тим самим, збільшує час взаємодії зерна з повітрям, яке рухається в міжзерновому просторі, що в сукупності з впливом струменів повітря різної швидкості істотно підвищує ймовірність виносу з зернового об'єму частинок, швидкість витання яких нижче швидкості витання зерна. Формувачі струменів 11 (Фіг. 4) виконуються з монотонним потовщенням перетину і закінчуються торцевою поверхнею. За торцевими поверхнями утворюється, так званий, кільватерний слід, що складається з парних вихорів. У безпосередній близькості від торцевої поверхні епюра швидкості має різко виражену нерівномірність аж до зворотного току (у вихровій зоні). На віддаленні від торця на величину більшу ширини торця формувача струменів 11 епюра швидкості нерівномірна, але значення швидкості в кожній точці перетину позитивні (а - відстань від торця до середини вихору, а' – відстань до розсіювачів потоку зерна 14). Саме на цей перетин повітряних струменів зсипається зерно і, в процесі падіння взаємодіє зі струменями повітря різної швидкості, що сприяє розосередження зернин і збільшення міжзернового простору, що, в свою чергу, підвищує ймовірність віднесення частинок, швидкість витання яких менше швидкості витання зернин. Запропонований зерноаспіратор Фадєєва може бути використаний для очищення зерна різних культур. У залежності від очищуваної культури використовують розділювачі(розсіювачі) потоку зерна з відстанню між прутками гребінки, більшою розміру зернин. Зміною таких параметрів, як швидкість повітряного потоку та щільність потоку зерна, досягається бажана якість очищення. На Фіг. 5 наведено результати випробування зерноаспіратора Фадєєва в різних режимах роботи (зміна швидкості повітряного потоку, ширини профільованого каналу подачі зерна) при очищенні сої. Результати дослідження дозволяють зробити наступні висновки: - доля відносу зерна до збільшення швидкості потоку - лінійна залежність; - при значенні долі відносу сої 10 % - частота приводу зерноаспіратора 50-55 Гц; - щільність зернового потоку не повинна перевищувати критичну, коли потік зерна стає непроникним для повітря, для сої такий режим наступає при продуктивності 35-45 т/год. Перевагою пропонованої корисної моделі в порівнянні з аналогами і прототипом є підвищення якості очищення зернового матеріалу, зменшення його травмування, видалення з циркулюючого повітря важкоосаджуваних домішок (пилу). Таким чином зерноаспіратор Фадєєва дозволяє вирішити задачу підвищення ефективності роботи пристрою з замкненою системою циркуляції повітря, а додаткове очищення робочого повітряного потоку дозволяє зберігати його технологічні властивості. Джерела інформації: 1. Патент RU № 2497605 С2; В07В 4/00; Воздушный сепаратор / В.Ф. Веденьев, Д.Ю. Чернышев. - Заявка № 2012104296/03; заявл. 07.02.2012; опубл. 10.11.2013. 2. Патент RU № 2400053 С1; A01F 12/44, В07В 4/02; Замкнутый пневматический сепаратор зерновых смесей / В.Е. Саитов, Р.Г. Гатауллин, А.Н. Земцова, А.М. Земцова. – Заявка № 009119286/21; заявл. 21.05.2009; опубл. 27.09.2010. 3 Патент України № 86855 С2; В07В 4/00; Пневмогравітаційний сепаратор зерна / М.М. Петренко, В.В. Онопа. - Заявка № a200707999; заявл. 16.07.2007; опубл. 25.05.2009, Бюл. № 10, 2009 р. 4. Патент RU № 68374 U1; В07В 4/00; Замкнутый пневматический сепаратор зерновых смесей / В.Е. Саитов, А.И. Бурков, Д.В. Григорьев, А.Л. Глушков. - Заявка № 2007125005; заявл. 02.07.2007; опубл. 27.11.2017, Бюл. № 33. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Зерноаспіратор, що містить корпус, у верхній частині якого всередині розміщено один навпроти одного два вентилятори з всмоктуючими патрубками та вихідними дифузорами, 4 UA 112719 U 5 10 15 сполученими з відвідними каналами, повітропровідний канал, пневмосепаруючу зону, осаджувальну камеру, бункер для прийому сипучого матеріалу, профільований канал, регулятор потоку зерна, жалюзійну сепараційну решітку, який відрізняється тим, що додатково містить щонайменше два формувачі струменів, які розміщені у повітропровідному каналі, щонайменше дві полиці жалюзійної сепараційної решітки з розсіювачами зерна, барабануловлювач важкодоосаджуваних домішок, розміщений над осаджувальною камерою, щітку, встановлену впритул до барабана-уловлювача, вентилятор всмоктування важкоосаджуваних домішок, парубок якого встановлений на щітці, циклон. 2. Зерноаспіратор за п. 1, який відрізняється тим, що формувачі струменів виконані з монотонним потовщенням перерізу і закінчуються торцевою поверхнею, розміщені навпроти полиць жалюзійної сепараційної решітки з розсіювачами зерна. 3. Зерноаспіратор за пп. 1-2, який відрізняється тим, що кожна полиця жалюзійної сепараційної решітки у нижній частині виконана у вигляді розсіювача зерна. 4. Зерноаспіратор за пп. 1-3, який відрізняється тим, що розсіювач потоку зерна виконаний у вигляді гребінки з прутків круглого перерізу, відстань між якими більша розміру очищуваних зернин. 5. Зерноаспіратор за пп. 1-4, який відрізняється тим, що циліндрична поверхня барабанауловлювача важкоосаджуваних домішок перфорована дрібними отворами гексагональної форми. 5 UA 112719 U 6 UA 112719 U 7 UA 112719 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8