Устройство для очистки зерна от крупных, легких и зернистых примесей

(51) 07 В 13/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ вращающийся валок с лопастями. Поверхность прямоугольных лопастей выполнена из сита. Рабочая зона в каждой секции камеры образуется пространством между клинообразными патрубками для ввода воздуха и вывода аэросмеси. Патрубки прикреплены к вертикальной перегородке и состоит из нескольких клинообразных труб с прямоугольным сечением. Сечение труб уменьшается по направлению движения зерна. В каждой трубе патрубков имеется продольная всасывающая щель. К верхним концам перегородок между секциями камеры прикреплены наклонные решетки из стальных полос на общей раме. Между двумя рабочими камерами установлен конвейер с прорезиненной лентой. Рабочая сторона ленты имеет ворсистую тканевую обкладку. Система аспирации устройства имеет циклон-отделитель,выполненный в виде цилиндр в цилиндре с конусными концами. Применение данного устройства в зерноприемных пунктах хранилищ и элеваторов позволяет повысить эффективность первичной очистки зерна от минеральных и органических примесей при небольшой удельной затрате.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА ОТ КРУПНЫХ,ЛЕГКИХ И ЗЕРНИСТЫХ ПРИМЕСЕЙ(57) Изобретение относится к зерноперерабатывающей технике, а именно к устройствам для очистки зернистых продуктов от сорных, минеральных и зернистых примесей, может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой,химической и других отраслях промышленности. Суть изобретений заключается в повышении эффективности очистки зерна от сорных,минеральных и зернистых примесей со снижением удельной затраты на осуществления процесса. Устройство включает две секционные камеры одинаковой конструкции, соединенные с системой аспирации. Над первой камерой установлен 22586 Изобретение относится к зерноперерабатывающей технике, а именно к устройствам для очистки зернистых продуктов от сорных,минеральных и зернистых примесей, может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой,химической и других отраслях промышленности. Известны устройства для очистки зерна от легких примесей,принцип работы которых основан на создание псевдоожиженного слоя в поступающем потоке зерна внутри рабочей камеры, например,аэродинамический транспортер и обеспыливающая камера, многосекционное загрузочное устройство. Основным рабочим органом этих устройств является жалюзийная решетка,наклонно установленная в рабочей камере /Черняев Н.П. Аэротрансиортеры с направленным выходом перещения и очистки продуктов Элеваторная пром.-сть.- М. ЦНИИТЭИ Мингаза СССР, 1980. с. 45 А.с. СССР 1641739, 65 47/18, 1991. Аэродинамический транспортер состоит из рабочей камеры с жалюзийной решеткой,нагнетательного патрубка, отверстий для отвода аэросмеси в аспирационную сеть, загрузочного и разгрузочного патрубков/Черняев Н.П. Аэротранспортеры с направленным выходом воздуха для перемещения и очистки продуктов//Элеваторная пром.-сть. -М. ЦНИИТЭИ Минзага СССР,1980. с.45/. Жалюзийная решетка установлена под небольшим углом наклона к горизонтали (до 11). Нагнетательный патрубок соединен с соответствующим вентилятором. Для придания подвижного состояния потоку зерна,жалюзийные пластины в решетке расположены под углом наклона к горизонтали не менее угла естественного откоса зерна. Зерно,через загрузочный патрубок рабочей камеры поступает на жалюзийную решетку и принимает псевдоожиженное состояние под действием нагнетаемого снизу воздуха. Легкие примеси вместе с воздухом направляются в верхние отверстия, а зерно - под действием силы тяжести вниз. Недостатком аэродинамического транспортера является низкая эффективность очистки зерна от легких примесей (до 50) при большой затрате электроэнергии на создание псевдоожижения в потоке зерна при перемещений слоя зерна по поверхности почти горизонтально расположенной решетки, большие габаритные размеры. Известна конструкция обеспыливающей камеры,состоящей из короба,жалюзийной воздухораспределительной решетки,нагнетательного и всасывающего патрубков/Разворотнев А.С. Обеспыливание зерна пшеницы при пневмосепарировании по щелевым решеткам Дис. канд.техн.наук. -М. МТИПП, 1984. с.150/. Жалюзийная решетка расположена под углом наклона к горизонтали, равным углу трения зерна о поверхности решетки. Принцип работы обеспыливающей камеры основан также на создание псевдоожиженного слоя в потоке зерна над жалюзийной решеткой. Обеспыливающую камеру устанавливают в перегрузочных пунктах конвейеров предприятий хлебопродуктов. Однако,при 2 технической производительности конвейеров (100350 т/ч) толщина слоя зерна на жалюзийной решетке составляет 230-500 мм. При этом очистка зерна от легких примесей и пыли путем создания псевдоожиженного слоя с явно большой затратой энергии (11,5-17,5 кВт/ч) не превышает 60. Известно многосекционное устройство для загрузки сыпучих продуктов на конвейер с отделением легких примесей и пыли, состоящее из приемного и выпускного патрубков, рабочей камеры между ними / А.с. 1641739 СССР, кл. В 65 О 47/18. Устройство для загрузки сыпучих продуктов на конвейер / Абделиев Д.Д.,Аскарова А. А., Казахбаев С.З., 1991/. Рабочая камера включает в себя клинообразные жалюзийные патрубки для нагнетания и всасывания воздуха в каждой секции. Воздух нагнетается на жалюзийную решетку, расположенную в каждой секции с углом наклона к горизонтали, не менее угла трения продукта о поверхность решетки. При этом легкие примеси и пыль вместе с воздухом выделяются из зерновой массы и через всасывающий клинообразный патрубок направляются в аспирационную сеть. Благодаря многосекционному выполнению конструкции, устройство может обеспечить техническую производительность конвейеров в качестве обеспыливающего загрузочного устройства. Принцип работы описываемых устройств,предназначенных для очистки зерна от легких примесей в перегрузочных пунктах элеваторов,основан на создание псевдоожижения //Черняев П.П. Аэротранспортеры с направленным выходом перещения и очистки продуктовЭлеваторная пром.-сть.- М. ЦНИИТЭИ Мингаза СССР, 1980.с. 45. А.с. СССР 1641739, 65 47/18, 1991/. Однако, создание псевдоожижения нагнетанием воздуха из-под жалюзийной решетки сопровождается большими затратами электроэнергии. Известно многосекционное устройство для отделения крупных и легких примесей из сыпучего продукта, состоящее из приемного и выпускного патрубков, клинообразных жалюзийных патрубков в каждой секции для ввода и вывода воздуха, и рабочей камеры между ними /Предварительный патент РК 3320. Устройство для отделения легких примесей и пыли в зерновом потоке /Аскарова А.А.,Алибеков А.А. Заяв. 24.02.94 опуб. 10.06.96,Бюл.2/. Жалюзи в патрубках расположены с последовательным уменьшением толщины зазора между жалюзииными пластинами по направлению движения продукта в камере. При этом обеспечивается равномерное распределение воздуха в межзерновом пространстве как по ширине, так и по высоте рабочей камеры. Для улавливания крупных примесей на верхнем конце секционных перегородок расположена наклонная неподвижная направляющая решетка из стальных полос на общей раме. Крупные примеси скатываются вниз по наклонной поверхности решетки и попадают в отводящий желоб. 22586 В данном устройстве /п/п РК 3320,Устройство для отделения легких примесей и пыли в зерновом потоке, 1996/ отделения крупных примесей из сыпучего продукта производится неэффективно,так как крупные примеси неправильной формы своими острыми кромками могут застрять в сквозных отверстиях неподвижной наклонной решетки. Известен фрикционный сепаратор для очистки зерна от зернистых примесей, состоящий из прорезиненной ленты, меняющей положения по продольному и поперечному направлениям для разделения основной массы зерна от неполноценных зерен, и зернистых примесей,отличающиеся коэффициентами поверхностного трения /Соколов А.Я., Товбин Л.И., Тарутин В.П. Фрикционный ленточный сепаратор для очистки гороха от зернистых и минеральных примесей/. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна.5-ое изд., перераб. И доп.М. Колос, 1984.с. 125/. Процесс осуществляется по длине конвейера, благодаря сыпучего свойства зерна. Недостатком данного сепаратора /Соколов А.Я.,Товбин Л.И., Тарутин В.П. Фрикционный ленточный сепаратор для очистки гороха от зернистых и минеральных примесей Технологическое оборудование предприятий но хранению и переработке зерна. -5-ое изд., пепераб. И доп. М. Колос, 1984.с. 125/ является низкая эффективность разделения основной массы фрикционное свойство неполноценного зерна мало отличается от полноценного, имеющие гладкую поверхность. В связи с этим при поточном разделении, основная масса с полноценным зерном увлекает за собой неполноценного зерна под силой тяжести при движении вниз по наклонной поверхности ленты. Фрикционное свойство прорезиненной поверхности ленты недостаточно для сцепления с неполноценным зерном. Данный сепаратор применим для разделения зерна правильной шарообразной формы с гладкой поверхностью /горох/, скатывающиеся интенсивно по наклонной поверхности ленты только при небольшой толщине слоя зерна, что уменьшает производительность. До поступления зерна на вышеуказанный сепаратор, предлагают его очистить в воздушно-ситовых сепараторах, на которых выделяют примесей, отличающиеся от основной массы геометрическими размерами и аэродинамическими свойствами. Воздушно-ситовой сепараторкамнеотделитель включает вибрационный корпус, внутри которого расположены сортировочное и подсевное сита, дека,установленной ниже подсевного сита./Предварительный патент РК 11808. Воздушноситовой сепаратор-камнеотделитель, /Абдели Д.Д.,Рашев С.Д. заяв. 22.06.2001 опуб. 15.08.2002,бюл.8/. Дека состоит из двух участков первый участок изготовлен из тканевого сита, а второйиз металлического штампованного сита. Процесс очистки зерна от примесей, отличающиеся массой и аэродинамическими свойствами происходит в восходящем потоке воздуха при одновременной вибрации сит с эффективным использованием их плотности. Зерно поступает на сортировочное сито,где происходит самосортирования с разделением основной массы на три фракции крупные и мелкие примеси (овсюг), и основная масса (зерно). Крупные примеси,не прошедшие через отверстия сортировочного сита, перемещается вниз но наклонному направлению, и попадает в лоток. Частицы (зерно, овсюг), прошедшие через отверстия сортировочного сита, поступают на подсевное, где происходит самосортирование мелкие, тяжелые органические и минеральные примеси опускаются вниз. Мелкие примеси проходят через отверстия подсевного сита, а крупные минеральные примеси и зерно, перемещаясь по наклонной поверхности подсевного сига, под действием вибрации поступают на тканевое сито деки. Под действием вибрации и восходящего воздушного потока минеральные примеси,имеющие большую плотность (камни), опускаются в нижние слои, а зерно с меньшей плотностью образует верхний слой. Масса разрыхляется и снижается коэффициент внутреннего трения. Минеральные примеси на поверхности тканевого сита не принимает псевдоожиженное состояние за счет удельного веса,и перемещается вверх по наклонной поверхности тканевого сита благодаря вибрации, а легкие примеси извлекаются воздушным потоком. При псевдоожиженном состоянии слоя и под действием вибрации деки, зерно и легкие примеси перемещаются по уклону деки на следующий участок из штампованного металлического сита. Зерно, имея большую удельную массу, проходит через отверстия сита, а более легкая примесь(овсюг), по поверхности сита скатывается вниз. Однако,последний вывод,касающийся разделению легких примесей невероятен тем, что легкие примеси, находящиеся в состоянии витания под действием восходящего потока воздуха никак не могут перемещаться по поверхности сита, через отверстия которой проходит основная масса зерно. Конструкция машины // пп РК 11808, Воздушноситовой сепаратор-камнеотделитель, Абдели Д.Д.,Рашев С.Д. 2002./ сложная, удельная затрата процесса высокая,так как на создание псевдоожижения в обрабатываемой массе требуется сравнительно большая затрата энергии на преодоление сил взаимного сцепления и собственной тяжести зерна. В конструкции воздушно-ситового сепаратора разделение зернистых примесей, отличающиеся от основной массы продукта коэффициентом поверхностного трения не предусмотрено. Осуществление очистки зерна от крупных и легких, зерновых примесей при помощи нескольких видов машин повышает удельную затрату, следовательно, себестоимость процесса. Задачей изобретения является повышение эффективности процесса очистки зерна от крупных,зернистых и легких примесей со снижением удельной затраты на единицу обрабатываемой массы. 3 22586 Поставленная задача достигается следующими отличительными признаками устройства 1) устройство включает две камеры, первая из которых предназначена для очистки зерна от легких примесей, а вторая от минеральных примесей, и конвейер между ними для отделения зернистых примесей, отличающиеся от основной массы фрикционными свойствами 2) в первой камере устройства установлены клинообразны патрубки для ввода воздуха и вывода аэросмеси, состоящие из труб уменьшающейся площадью поперечного сечения по направлению движения зерна, и с продольными всасывающими щелями, Пространство между патрубками является рабочей зоной камеры, где происходит отделения легких примесей из зерна 3) в приемном патрубке устройства имеется вращающийся валок с сетчатыми лопастями, при помощи которых задерживаются крупные примеси. При вращении валка крупные примеси по инерции попадают в сборник 4) для отделения зернистых примесей,отличающиеся от исходного зерна коэффициентом поверхностного трения, под камерой очистки от легких примесей установлен конвейер с прорезиненной лентой. Лента имеет обкладку из ворсистой ткани,обладающей фрикционным свойством. Под приводным барабаном конвейера имеется щетка для очистки поверхности ленты от прилипших зернистых, и осевших мелких примесей 5) во второй камере воздухом увлекается зерно, а тяжелые минеральные примеси оседают в сборнике. Клинообразные патрубки выполнены из пластин с уменьшающимся шагом и отогнутыми краями по направлению движения минеральных примесей. На фиг. 1 изображена схема устройства для очистки зерна от сорных, минеральных и зернистых примесей, пыли. Устройство состоит из загрузочного 1 и разгрузочного 2 патрубков, рабочей камеры ,клинообразных труб 3, 4 с продольными всасывающими щелями для ввода воздуха (3) и вывода аэросмеси (4) (фиг. 1). Клинообразные патрубки 3, 4 совмещены друг с другом и прикреплены к корпусу 9. Между приемным патрубком 1 и рабочей камерырасположен вращающийся валок 5 с сетчатыми лопастями 6. Лопасти 6 имеют изогнутый конец для подачи задерживаемых крупных примесей в сборник 8, так как размер отверстий лопастей принят с обеспечением свободного прохождения потока зерна. Для предупреждения отсоса воздуха разгрузочный патрубок 2 снабжен фартуком 10. Под рабочей камеройрасположен ленточный конвейер 11 с прорезиненной лентой 12, обкладка 13 в рабочей стороне которой выполнена из ворсистой упругой ткани для удержания зернистых примесей,отличающиеся от основной массы коэффициентом поверхностного трения. Для обеспечения лучшего сцепления зернистых примесей над лентой установлен валок 14. Лента от прилипших и осевших примесей очищается при помощи щеточного механизма 15, расположенного под 4 барабаном со сбрасывающей коробкой 17. Необходимое натяжение ленты обеспечивается винтом 16. Конвейер приводится в движение при помощи индивидуального мотора-редуктора. Под сбрасываещей коробкой 21 конвейера расположена камера , имеющей такую же конструкцию, как камера . При помощи камерыосуществляется отделение основной массы зерна от минеральных примесей. Аспирационная сеть всасывает воздух из двух камер одновременно с разной скоростью, и соответственно, циклон-отделитель включает две камеры 19 и 20 в виде цилиндр в цилиндре с конусными частями, где оседают легкие примеси(20), и очищенное зерно (19). Устройство работает следующим образом. Исходный продукт, подлежащий к очистке, через приемный патрубок 1 камерыпоступает в пространство между вращающимися сетчатыми лопастями валка 5, где основная масса проходит через отверстия сетки. Крупные примеси задерживаются на сетчатой поверхности лопасти 6/фиг. 1/. При дальнейшем вращении валка 5,крупные примеси под действием силы тяжести скатываются вниз и попадают в бункер 8. Зерно в рабочую камеру 7 поступает в разрыхленном состоянии,и подвергается интенсивному воздействию всасываемого вентилятором 21 воздушного потока, поступающего в камеру через конусообразные подводящие трубы 3 через продольные всасывающие щели 23. Благодаря разрыхленного состояния зерна, воздух легко проникает в межзерновое пространство. Легкие примеси и пыль вместе с воздухом направляются в соответствующие вссывающие щели отводящих труб 4, далее попадают в конусный сборник циклонотделителя 20 системы аспирации. Воздух вместе с остатками пылевидных частиц через вентилятор 21 поступает в рукавный фильтр 22, где зажерживается пыль, далее направляется в атмосферу. Зерно, после рабочей камеры , поступает на ленточный конвейер 11, где зернистые примеси,отличающиеся от основной массы коэффициентом поверхностного трения,и часть мелких минеральных примесей прилипают на ворсистую поверхность 13 ленты 12. При разгрузке конвейера через сбрасывающую коробку 17, зерно по инерции попадает в камеру . Лента конвейера очищается от прилипших примесей при помощи щеточного механизма 15. В камерепроисходит очистка зерна от минеральных примесей. Процесс осуществляется аналогично камеры , отличается тем, что в камеревоздухом извлекается зерно, а минеральные примеси под действием силы тяжести направляются вниз, благодаря разнице в их плотности, и соответственно, удельной массы. Минеральные примеси поступают в сборник 18, а зерно оседает в цилиндре 19 циклона-отделителя. Данное устройство отличается простотой конструкции и универсальностью в применении позволяет осуществить очистку зерна от примесей,отличающиеся размерами,фрикционными 22586 свойствами и плотностью. Для очистки зерна от легких примесей в условиях существующих стандартных элеваторов, камеруданного устройства можно установить в пунктах поточного приема зерна,где производительность транспортных средств непрерывного действия не ниже 100 т/ч. Необходимую производительность можно обеспечить выполнением конструкции рабочих камер устройства многосекционной. Применение данного устройства в хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятиях позволяет повысить эффективность очистки зерна от минеральных и органических примесей при небольшой затрате на единицу продукта. В результате снижается себестоимость процесса очистки и эффективность стационарного хранения зерна в бункерах и элеваторных силосах. Список использованных источников 1. Черняев Н.П. Аэротранспортеры с направленным выходом воздуха для перемещения и очистки продуктов //Элеваторная пром.-сть. М. ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1980. с.45 2. Разворотнев А.С. Обеспыливание зерна пшеницы при пневмосепарировании по щелевым решеткам Дис. канд.техн.наук. М. МТИПП,1984. с.150 3. А.с. 1641739 СССР, кл. В 6547/18. Устройство для загрузки сыпучих продуктов на конвейер/Абделиев Д.Д.,Аскарова А.А.,Казахбаев С.З., 1991 /аналог/ 4. Предварительный патент РК 3320. Устройство для отделения легких примесей и пыли в зерновом потоке /Аскарова А.А., Алибеков А.А. Заяв. 24.02.94 опуб. 10.06.96, Бюл.2 /прототип/ 5. Соколов А.Я., Товбин Л.И., Тарутин В.П. Фрикционный ленточный сепаратор для очистки гороха от зернистых и минеральных примесей/Технологическое оборудование предприятий похранению и переработке зерна.5-ое изд.,перераб. И доп.М.Колос, 1984. с.125 6. Предварительный патент РК 11808. Воздушно-ситовой сепаратор-камнеотделитель/Абдели Д.Д., Рашев С.Д., заяв. 22.06.2001 опуб. 15.08.2002, бюл.8. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для отделения примесей из зернового потока состоящее из приемного и выпускного патрубков и клинообразных в рабочей камере с рабочей зоной между ними,отличающееся тем, что устройство включает две камеры аналогичной конструкции, между которыми расположен ленточный конвейер с прорезиненной лентой, рабочая сторона которая выполнена с ворсистой тканевой обкладкой. 2. Устройство для отделения примесей из зернового потока по п.1, отличающееся тем, что между патрубком и первой камерой установлен валок с сетчатыми лопастями, концы которые изогнуты в сторону вращения валка, при этом под боковой стороны валка расположен сборник. 3. Устройство для отделения примесей из зернового потока по п.1, отличающееся тем, что клинообразные патрубки первой камеры образованы последовательно расположенными по вертикали трубами прямоугольного сечения, разделенными общими стенками, и каждая труба имеет продольную щель, причем сечения труб по вертикальному направлению постепенно уменьшается. 4. Устройство для отделения примесей из зернового потока по п.1, отличающееся тем, что система аспирации устройства имеет циклонотделитель, выполненный в виде цилиндр в цилиндре с конусным сборником в каждом.