В последние годы в России обеспеченность техникой, для послеуборочной обработки и хранения зерна и подготовки семян составляет: техника для сушки семян — 25 %, машины для очистки продовольственного и фуражного зерна — 45 %, машины для очистки и сортирования — 35 %, хранилищами — 40 % [2].
Необходимо создание новой технической базы, максимально адаптированной к многообразию условий современного сельскохозяйственного производства и обеспечивающей в каждом конкретном случае решение задач послеуборочной обработки при минимальных капитальных, энергетических и иных затратах.
Известна зерноочистительная машина патент № 2341339 содержащая питающее устройство, приемники, решета с одинаковыми отверстиями, установленные с продольным смещением, в верхней части которых, кроме первого, расположены сплошные транспортные устройства, за ними перфорированные транспортные устройства, между решетами установлены прижимные полотна с щелевидными отверстиями, отличающаяся тем, что решета, сплошные и перфорированные транспортные устройства выполнены цилиндрической формы и образуют решетный барабан, закрепленный на приводном валу, прижимные полотна также выполнены цилиндрическими, установлены в нижней части цилиндрических решет и закреплены на валу с возможностью перемещения вдоль него, при этом приемники мелкой, основной и длинной фракции расположены друг под другом последовательно за решетным барабаном [1].
Проанализировав вышеуказанную зерноочистительную машину, были выявлены следующие недостатки: низкая эффективность выделения мелких и длинных примесей.
Таким образом, задачей нашей разработки является интенсификация процесса очистки и сортировки семян зерна.
Нами разработан центробежный каскадный решетный сепаратор, который интенсифицирует процесс выделения мелких, коротких и длинных примесей. Он содержит закрепленное на цилиндрическом корпусе 1 питающее устройство 2. В корпусе 1 на приводном валу 3 закреплен решетный барабан, состоящий из трех блоков 4, 5, 6 цилиндрических решет, установленных с продольным смещением. Рабочий размер отверстий решет 7 левого 4 блока цилиндрических решет меньше ширины обрабатываемых семян зерна. Рабочий размер отверстий решет 8 среднего 5 блока цилиндрических решет больше ширины обрабатываемых семян зерна. Рабочий размер отверстий решет 9 правого 6 блока цилиндрических решет больше размера отверстий решет 7 левого 4 блока, но меньше размера отверстий решет 8 среднего 5 блока цилиндрических решет. Между цилиндрическими решетами правого блока 6 решетного барабана установлены прижимные полотна 10 цилиндрической формы, которые имеют устройство 11 для перемещения их вдоль вала 3. Цилиндрические прижимные полотна 10 закреплены между собой с помощью крестовин и заварены на втулке. В полотнах 10 выполнены щелевидные отверстия 12. За решетным барабаном последовательно друг под другом установлены приемники 13, 14, 15 соответственно мелкой, основной и длинной фракции. Зерноочистительная машина содержит электродвигатель 16 с клиноременной передачей 17, соединенной с валом 3.
Предлагаемая зерноочистительная машина работает следующим образом.
Подлежащий очистке зерновой материал подается равномерно питающим устройством 2 в корпус 1 на решетный барабан (см. рис. 1).
Рис. 1. Схема зерноочистительной машины: 1-цилиндрический корпус; 2-питающее устройство; 3-приводной вал; 4-левый блок; 5-средний блок; 6-правый блок; 7-размер отверстий левого блока; 8-размер отверстий среднего блока; 9-размер отверстий правого блока; 10-прижимные полотна; 11-устройство для перемещения прижимных полотен; 12-щелевидные отверстия; 13-приемник мелкой фракции; 14-приемник основной фракции; 15-приемник длинной фракции; 16-электродвигатель; 17-клиноременная передача
Под действием центробежных сил вращательного движения барабана, привод которого осуществляется от электродвигателя 16 и клиноременной передачи 17, частицы зернового материала прижимаются к поверхности первого цилиндрического решета среднего блока 5 и под действием силы тяжести частиц перемещаются вдоль его образующей сверху вниз. Под действием указанных сил материал просеивается через отверстия 8 первого цилиндрического решета среднего блока 5, попадая на первое цилиндрическое решето левого блока 4 и на второе цилиндрическое решето среднего блока 5, затем попадает на третье решето блока 5 и на второе решето блока 4 и т. д. При этом мелкие частицы зернового материала на каждом цилиндрическом решете среднего блока 5 просеиваются раньше основного зерна и концентрируются на цилиндрических решетах левого блока 4. Эти частицы быстрее остальных частиц просеиваются через цилиндрические решета левого блока 4 и попадают в приемник 13 мелкой фракции. Основная фракция семян зерна, обладая меньшей интенсивностью просеивания, чем мелкие примеси, но большей интенсивностью, чем длинные примеси, проходит через отверстия решет 8 среднего блока 5, но не проходит через отверстие 7 левого блока 4, перемещаясь, попадают на решета среднего блока 5, просеиваются там и попадают в приемник 14 основной фракции. Частицы длинных примесей (части колосков, овсюг и др.) обладают меньшей интенсивностью просеивания, т. е. они дольше задерживаются на каждом цилиндрическом решете среднего блока 5 до прохода в их отверстия, перемещаются по ним и попадают на цилиндрические решета правого блока 6, смещенных вдоль продольной оси. При этом длинные частицы, проходя в отверстия 9 цилиндрических решет правого блока 6, попадают на цилиндрические прижимные полотна 10.
Перемещение цилиндрических прижимных полотен 10 вдоль вала 3 позволяет увеличить эффективность выделения длинных примесей при очистке зерна различных культур.
Часть основной фракции с длинными примесями, перемещаясь, попадает между цилиндрическими решетами среднего блока 5 и цилиндрическими прижимными полотнами 10. Полотна 10 не дают повернуться частицам длинной примеси вокруг кромки отверстия 12 цилиндрического решета правого блока 6, поэтому они, перемещаясь по решету, попадают в сход и поступают в приемник 15. Таким образом, в правом блоке 6 решетного барабана за счет установки цилиндрических прижимных полотен 10 между решетами идет интенсивное выделение длинных примесей.
В конечных участках цилиндрических решет среднего блока 5, в результате просеивания основного зерна в отверстия 8 цилиндрических решет среднего блока 5, остается слой зернового материала в одно зерно. Установлено, что слой зернового материала позволяет увеличить эффективность выделения длинных примесей за счет того, что они, проходя в отверстия решет, попадают не на решето, а на слой зернового материала, поэтому они ориентируются длинной осью вдоль плоскости решета, при этом, вероятность просеивания в отверстия решет уменьшается. Тем самым увеличивается эффективность выделения длинных примесей, которые под действием центробежных сил прижимаются к цилиндрическому решету среднего блока 5, а за счет сил тяжести длинные примеси идут сходом вниз по решету правого блока 6, попадая в приемник 15. Таким образом, установленный правый блок 6 с отверстиями меньшими, чем у цилиндрических решет среднего блока 5, в конечных нижних участках цилиндрических решет среднего блока 5 позволяет образовать слой определенной толщины на каждом ярусе решет и увеличить, тем самым эффективность выделения длинных примесей.
Кроме того, левый блок 4 позволяет образовать слой определенной толщины на каждом ярусе среднего блока 5, кроме первых. И увеличить тем самым эффективность выделения длинных примесей.
Отличия от всех существующих сепараторов, в том, что решетный барабан состоит из трех блоков цилиндрических решет с разными отверстиями, рабочий размер отверстий левого блока цилиндрических решет меньше ширины обрабатываемых семян зерна, размер отверстий решет среднего блока больше ширины обрабатываемых семян зерна, размер отверстий решет правого блока больше размера отверстий левого блока, но меньше размера отверстий среднего блока цилиндрических решет. Кроме того, цилиндрические решета среднего блока имеют размер отверстий пропускающие все компоненты зернового материала. Т.е сепаратор имеет большую удельную производительность. Но так, как различные компоненты зернового материала имеют различную вероятность просеивания через эти отверстия решет. То мелкие и короткие примеси быстрее просеиваются в отверстия цилиндрических решет среднего блока и выделяются в начальных участках — попадая на левый блок цилиндрических решет и выделяются в зоне приемника 13. А длинные и крупные примеси имея меньшую вероятность просеивания, чем основное зерно, просеиваются через отверстия цилиндрических решет среднего блока (чуть дольше задерживаются на каждом цилиндрическом решете до прохода в отверстия) и поэтому они перемещаются в конечные участки цилиндрических решет среднего блока — попадая на цилиндрические решета правого блока. А затем под действием центробежных сил и угла наклона решетного барабана, они выделяются в зоне приемника 15.
Литература:
1. Патент РФ № 2341339/10.07.2008. Ямпилов С. С., Борисов Г. И., Цыбенов Ж. Б., Санжеев С. Р., Ямпилов Б. А., Дондокова Г. Ж. Зерноочистительная машина // Патент России № 2341339. 25.12.2006. Бюл. № 35.
2. Ямпилов С. С., Технологическое и техническое обеспечение ресурсо-энергосберегающих процессов очистки и сортирования зерна и семян / Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ, 2003. — С. 262.
