Пневмовіброцентрифуга

Реферат: Винахід належить до сільськогосподарського виробництва та переробної галузі АПК та може бути використаний для сепарації зерна та насіння га густиною. Пневмовіброцентрифуга включає вертикальний ротор з шарнірно встановленими на ньому секціями сепаруючих поверхонь, вентилятор, пристрої для подачі і рівномірного розподілу насіннєвої суміші по сепаруючих поверхнях та виведення з пневмовіброцентрифуги виділених фракцій і регулювання інтенсивності дії повітряного потоку на шар насіннєвої суміші, приводи обертання ротора, кожух і раму, причому секції сепаруючих поверхонь встановлені на роторі за допомогою підвісок так, що осі цих підвісок паралельні осі обертання ротора і зміщені від неї на певну відстань, твірні секцій сепаруючих поверхонь знаходяться на різних відстанях як від осі обертання ротора, так і від осей підвісок секцій сепаруючих поверхонь на роторі, при цьому, якщо відстані від осі підвіски до твірних поверхні сепаруючої секції збільшуються, то відстані від осі ротора до відповідних твірних поверхні цієї секції зменшуються. Для надання секціям сепаруючих поверхонь кутових коливань застосовуються індивідуальні кривошипно-шатунні механізми з приводом від вала, який одночасно приводить в обертовий рух вертикальний ротор. Використання винаходу дозволяє підвищити ефективність роботи пневмовіброцентрифуги шляхом розміщення на роторі секцій сепаруючих поверхонь таким чином, при якому з одночасним забезпеченням оптимальної кінематики руху поверхонь сепаруючих секцій досягається найбільш ефективний перерозподіл частинок шару насіннєвої UA 103051 C2 (12) UA 103051 C2 суміші за густиною при одночасному переміщенні фракцій по траєкторіях, які забезпечують найбільш чіткий їх розподіл уздовж розвантажувальних країв цих поверхонь. UA 103051 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі сільськогосподарського виробництва та може бути використаний для сепарації зерна та насіння за густиною. Відома насіннєочисна машина, яка містить вертикальний ротор, утворений ступінчато закріпленими на ексцентриковому валу циліндричними сепаруючими секціями з ділильними планками, які встановлені з деяким інтервалом на внутрішній поверхні секцій, та пристрій для подачі насіннєвої суміші, кільцеві транспортери для вивантаження з машини виділених фракцій і 5 пристрій регулювання інтенсивності повітряного потоку [А.с. СРСР № 471128, МПК В07B 1/26]. Для поліпшення якості розділення насіння, ділильні планки виконані як криволінійні пластини, кривизна яких відповідає кривизні сепаруючих секцій, встановлені по висоті твірних секцій і виконані так, що довжина і ширина планок зменшуються зверху вниз. При роботі цієї насіннєочисної машини насіннєва суміш подається в приймальний зернопровід, звідки самопливом надходить в розподільник насіння і за його допомогою рівномірним потоком направляється на внутрішню поверхню секцій з ділильними планками. Під дією відцентрових сил інерції обертального руху ротора частинки насіннєвої суміші притискаються до поверхні секцій, а за рахунок радіально-колових коливань і під дією сили ваги переміщуються по визначених траєкторіях. В результаті дії вібрації та повітряного потоку шар насіння приводиться в псевдорозріджений стан, при якому відбувається інтенсивне перерозподілення частинок в залежності від їх фізико-механічних властивостей. Частинки з більшою густиною переміщуються до сепаруючої поверхні, заглиблюючись в шар насіння і під дією інерційних сил рухаються вздовж ділильних планок в сторону зменшення радіусу обертання. Товщина шару при цьому повинна бути дещо більшою висоти планок над поверхнею секцій. Частинки з меншою питомою вагою випливають на поверхню шару, під дією радіально-колових коливань і сили ваги переміщуються над ділильними планками по криволінійних траєкторіях. Виділення важких часток відбувається багаторазовим їх перерозподіленням в шарі при просуванні згори донизу і напрямком в сторону зменшення радіуса обертання ділильними планками. В результаті цього частки переміщуються по різних траєкторіях і розподіляються так, що в нижній кільцевий транспортер надходить насіння з найбільшою питомою вагою, в верхній – насіння з найменшою питомою вагою, а в середній сходить проміжна фракція насіння. Активне розподілення насіннєвої суміші по фракціях можливе тільки в режимі руху шару насіння з відривом від сепаруючої поверхні, але при цьому відбувається перемішування насіння в шарі, за рахунок чого знижується чіткість їх перерозподілу за густиною. У результаті насіннєочисна машина працює недостатньо ефективно. За найближчий аналог прийнято насіннєочисну машину, що включає вертикальний ротор, на валу якого шарнірно, встановлені секції сепаруючих поверхонь з пристроєм для регулювання відстані бокових кромок від осі обертання ротора, виконаним у вигляді планетарнокривошипного механізму, вібратор, вентилятор, пристрої для подачі і рівномірного розподілу насіннєвої суміші по сепаруючих поверхнях, виведення з машини виділених фракцій і регулювання інтенсивності дії повітряного потоку на шар насіння, приводи обертання ротора і 5 вібратора, кожух і раму [А.с. СРСР № 442855, МПК В07B 1/26]. 5 Технологічний процес подібний до насіннєочисної машини [А.с. СРСР № 471128, МПК В07b 1/26]. Відмінність лише в тому, що, змінюючи відстань від кромок сепаруючих секцій до валу, можна змінювати характер і інтенсивність дії сил інерції обертального і коливального руху на шар насіння і тим самим регулювати рівномірність розподілення насіння по сепаруючій поверхні і швидкість поперечного переміщення частинок з меншою густиною, добиваючись оптимальної роботи машини на сепаруванні насіння різних культур. Як і в попередньому випадку, в даній машині активне розподілення насіннєвої суміші по фракціях досягається тільки в режимі руху шару насіння з відривом від сепаруючої поверхні, але при цьому також відбувається перемішування насіння з різною густиною в шарі насіннєвої суміші, в результаті чого знижується чіткість її перерозподілу за густиною і, відповідно, ефективність роботи машини. Задачею винаходу є підвищення ефективності роботи пнемовіброцентрифуги для розділення насіннєвих сумішей за густиною їх частинок (насінин) шляхом розміщення на роторі секцій сепаруючих поверхонь таким чином, при якому з одночасним забезпеченням оптимальної кінематики руху поверхонь сепаруючих секцій досягається найбільш ефективний перерозподіл частинок шару насіннєвої суміші за густиною при одночасному переміщенні фракцій по траєкторіях, які забезпечують найбільш чіткий їх розподіл уздовж розвантажувальних країв цих поверхонь. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у пневмовіброцентрифузі, що включає вертикальний ротор з шарнірно встановленими на ньому секціями сепаруючих поверхонь, 1 UA 103051 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вентилятор, пристрої для подачі і рівномірного розподілу насіннєвої суміші по сепаруючих поверхнях та виведення з пневмовіброцентрифуги виділення фракцій і регулювання інтенсивності дії повітряного потоку на шар насіннєвої суміші, приводи обертання ротора, кожух і раму, згідно з винаходом, секції сепаруючих поверхонь встановлені на роторі за допомогою підвісок так, що осі цих підвісок паралельні осі обертання і зміщені від неї на певну відстань, твірні секції сепаруючих поверхонь знаходяться на різних відстанях як від осі обертання ротора, так і від осей підвісок секцій сепаруючих поверхонь на роторі, при цьому, якщо відстані від осі підвіски до твірних поверхні сепаруючої секції збільшуються, то відстані від осі ротора до відповідних твірних поверхні цієї секції зменшуються. Крім цього, для надання секціям сепаруючих поверхонь кутових коливань застосовуються індивідуальні кривошипно-шатунні механізми з приводом від валу, який одночасно приводить в обертовий рух вертикальний ротор. Встановленням на роторі секцій сепаруючих за допомогою шарнірних підвісок так, що осі цих підвісок паралельні осі обертання ротора і зміщені від неї на певну відстань, а твірні секції сепаруючих поверхонь знаходяться на різних відстанях як від осі обертання ротора, так і від осей підвісок секцій сепаруючих поверхонь на роторі, при цьому, якщо відстані від осі підвіски до твірних поверхні сепаруючої секції збільшуються, то відстані від осі ротора до відповідних твірних поверхні цієї секції зменшуються, забезпечується інтенсивне розпушування насіннєвої суміші в русі з відривом від сепаруючої поверхні з зони подачі насіннєвої суміші на цю поверхню - найбільш віддаленої від осі обертання ротора до протилежної зони поверхні - найменш віддаленої від осі обертання ротора, що є аналогічним руху насіннєвої суміші під дією коливань похилої сепаруючої поверхні знизу вгору. Такий рух сепарованої насіннєвої суміші забезпечує найбільш чітке розділення частинок насіннєвої суміші за густиною - частинки з меншою густиною, "випливши" на поверхню шару насіннєвої суміші, рухаються більш інтенсивно вниз, а нижні - з більшою густиною, "занурившись" до стінки сепаруючої поверхні, рухаються вздовж цієї поверхні в протилежний бік від зони подачі насіннєвої суміші. Індивідуальні кривошипношатунні механізми забезпечують оптимальні режими коливань насіннєвих сумішей різних культур, що забезпечує найбільшу ефективність роботи пневмовіброцентрифуги. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де фіг. 1 - вертикальний розріз пневмовіброцентрифуги, фіг. 2 - вигляд в плані з розрізом, фіг. 3 - вигляд внутрішньої поверхні сепаруючої секції у розгорнутому положенні і схема руху по ній частинок сепарованої насіннєвої суміші. Пневмовіброцентрифуга включає приймальний зернопровід 1 (фіг. 1), розподільник насіння 2 (фіг. 1, 2), вертикальний ротор 3 з сепаруючими секціями 4 (фіг. 1, 2, 3). Сепаруючі секції 4 являють собою сектори вертикальних циліндричних повітропроникних сепаруючих поверхонь, встановлених на роторі 3 за допомогою підвісок 5 так, що осі цих підвісок 5 паралельні осі обертання ротора 3 і зміщені на певну відстань, а твірні секцій 4 знаходяться на різних відстанях як від осі обертання ротора 3, так і від осей підвісок 5 секцій сепаруючих поверхонь 4 на роторі 3. На внутрішній поверхні кожної секції 4 з певним інтервалом по висоті встановлені горизонтальні прямолінійні пластини - ділильні планки 6, жорстко з'єднані з вертикальними каналами 7 жолобчастої форми. Для приводу в обертовий рух ротора 3 на його валу жорстко закріплений шків 8. Для надання секціям 4 кутових коливань відносно осей їх підвісок 5 на роторі 3 служать кривошипно-шатунні механізми 9, які встановлені на роторі і з'єднані за допомогою шатунів 10 з секціями 4. Для приводу кривошипно-шатунних механізмів 9 на валу 11 встановлений шків 12. Вал 11 приводиться в рух через шків 13. На валу 11 встановлений також вентилятор 14. В верхній частині кожуха 15 виконані вікна 16 для входу повітря в машину, для перекривання яких служить циліндрична заслінка 17. У нижній частині ротора концентрично встановлений патрубок 18, з'єднаний з вхідним вікном вентилятора 14. На роторі 3 встановлені лопатки 19, які служать для вивантаження фракцій насіння в лотки 20. Пневмовіброцентрифуга працює таким чином. Насіннєва суміш подається у приймальний зернопровід 1, звідки самопливом надходить в розподільник насіння 2 і з його допомогою рівномірними "струменями" прямує на внутрішню поверхню секцій 4 у вихідну зону 21 (фіг. 3). Під дією відцентрових сил інерції обертального руху ротора частинки насіннєвої суміші притискаються до поверхні секцій 4, а за рахунок кутових коливань і під дією ваги переміщуються по певних траєкторіях 22. Для зниження сил тертя між частинками суміші, шар насіння продувається повітряним потоком, створюваним вентилятором 14, який виносить легкі пилові домішки за межі пневмовіброцентрифуги. У результаті впливу вібрацій і повітряного потоку шар насіння приводиться в пульсуючий "псевдорозріджений" стан, при якому відбувається інтенсивний перерозподіл часток по товщині шару в залежності від їх фізико 2 UA 103051 C2 5 10 15 механічних властивостей. І якщо частинки попередньо вирівняні за розмірами і формою, то розподіл їх у такому шарі відбувається за густиною. Частинки з більшою густиною переміщуються до поверхні сепаруючих секцій 4, заглиблюючись в шар, і під дією інерційних сил коливального руху рухаються по цій поверхні вздовж ділильних планок 6 до вертикальних каналів 7, якими вони опускаються і лопатками 19 транспортуються у лотки 20. Товщина шару насіннєвої суміші при цьому повинна бути трохи більшою висоти планок 6 над поверхнею секцій. Частинки насіннєвої суміші меншої густини, "спливаючи" на поверхню шару, під дією сил інерції коливального руху, ваги і дії повітряного потоку переміщуються над ділильними планками 6 по криволінійних траєкторіях 22. У результаті насіннєва суміш розподіляється так, що у верхній кільцевий транспортер надходить насіння найбільшої густини (фракція І), в нижній - насіння найменшої щільності (фракція III), а в середній - проміжна фракція II. В результаті роботи пневмовіброцентрифуги вихідна насіннєва суміш розділяється на три фракції. Положенням циліндричної заслінки 17 регулюється інтенсивність дії повітряного потоку на шар насіння і встановлюється оптимальний повітряний режим пневмовіброцентрифуги при обробці насіння різних сільськогосподарських культур, патрубок 18 при цьому забезпечує рівномірність дії повітряного потоку по периметру сепаруючих секцій. Для встановлення оптимального кінематичного режиму руху сепаруючих секцій служать незалежні регульовані приводи обертання ротора від шківа 8 і валу 11 приводу кривошипно-шатунних механізмів від шківа 12. 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 1. Пневмовіброцентрифуга, що включає вертикальний ротор з шарнірно встановленими на ньому секціями сепаруючих поверхонь, вентилятор, пристрої для подачі і рівномірного розподілу насіннєвої суміші по сепаруючих поверхнях та виведення з пневмовіброцентрифуги виділених фракцій і регулювання інтенсивності дії повітряного потоку на шар насіннєвої суміші, приводи обертання ротора, кожух і раму, яка відрізняється тим, що секції сепаруючих поверхонь встановлені на роторі за допомогою підвісок так, що осі цих підвісок паралельні осі обертання ротора і зміщені від неї на певну відстань, твірні секцій сепаруючих поверхонь знаходяться на різних відстанях як від осі обертання ротора, так і від осей підвісок секцій сепаруючих поверхонь на роторі, при цьому, якщо відстані від осі підвіски до твірних поверхні сепаруючої секції збільшуються, то відстані від осі ротора до відповідних твірних поверхні цієї секції зменшуються. 2. Пневмовіброцентрифуга за п. 1, яка відрізняється тим, що для надання секціям сепаруючих поверхонь кутових коливань застосовуються індивідуальні кривошипно-шатунні механізми з приводом від вала, який одночасно приводить в обертовий рух вертикальний ротор. 3 UA 103051 C2 4 UA 103051 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5