устройство для разделения потока сыпучих материалов

Формула изобретения

Устройство для разделения потока сыпучих материалов, содержащее стабилизирующую емкость с отводами, размещенные в них клапаны, отличающееся тем, что стабилизирующая емкость выполнена подвижной в вертикальной плоскости по направляющим с верхними и нижними ограничителями и уравновешена пружинами, отводы снабжены вертикальными участками, в которых на валу, проходящем через стенки вертикальных участков, симметрично закреплены клапаны, один конец вала снабжен поворотным рычагом, размещенным в перпендикулярной к оси вала плоскости, шарнирно соединенным с тягой, второй конец которой шарнирно прикреплен к раме.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к вопросам очистки зерна, и предназначено для разделения потока сыпучих материалов.

Известно устройство для разделения сыпучих материалов на два потока в самотечной трубе (А.С. СССР N1297757, А01F 12/16, В65G 53/00, 1985 г.), содержащее самотечную квадратную трубу, стационарно установленный делитель потока в виде стенки со скошенной передней гранью, отверстие над делителем, подпружиненные пластины в верхней части сечения трубы и отводы.

Недостатком известного устройства является низкий уровень качества разделения потока сыпучего материала из-за того, что в динамическом процессе разделения вероятность сохранения симметрии и плотности потока по сечению мала. При прохождении материала через сечение, которое находится ниже подпружиненных пластин, последние не выполняют функцию формирования симметричного потока (регулирующую функцию). При увеличении расхода, когда нижние кромки подпружиненных пластин начинают погружаться в поток, резко снижается пропускная способность нижнего (свободного) сечения квадратной трубы, так как верхние слои (самые скоростные) начинают тормозиться вышележащими слоями, удерживаемыми кромками подпружиненных пластин. Силовое воздействие верхних слоев сыпучего материала на трехзвенный механизм, который состоит из двух подпружиненных пластин и пружины, не гарантирует его симметричного смещения при растяжении пружины (гибкого звена). Попадание зерновок между витками пружины исключает работоспособность (регулирующую функцию) трехзвенного механизма. Кроме того, наличие подпружиненных пластин снижает диапазон регулирования при использовании делителя в поточных технологических линиях очистки зерна с переменной производительностью, а наличие делителя со скошенной стенкой и подпружиненных пластин повышает травмирование зерновок за счет их столкновения на значительных скоростях.

Известно устройство для разделения потока зерна (Патент РФ N 2067381, А01F 12/46, В65G 53/00, 2004 г.), содержащее входную трубу с двумя отводящими трубами, делитель в виде качающейся призмы с пластинчатыми выпуклыми и плоскими пружинами на ее боковых поверхностях.

Недостатком известного устройства является низкое качество разделения потока зерна из-за того, что в отводы направляются пульсирующие потоки - не обеспечивается равномерность отводящих потоков. Кроме того, разделение незаполненного (по сечению входной трубы) потока не гарантирует равенство полупериодов колебаний, а следовательно, не гарантирует качественное разделение потока. Наличие делителя в потоке зерна (даже снабженного пластинчатыми пружинами) повышает уровень травмирования зерновок при значительных скоростях истечения. Попадание пылевидных и соломистых частиц в зазор между торцевыми стенками делителя и отводящих труб снижает работоспособность устройства и качество разделения потока зерна.

Известно устройство для разделения потока сыпучих материалов (Тишанинов К.Н. Методика исследования процесса разделения потока сыпучих материалов / Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники. - Сб. научных трудов ГНУ ВИИТиН, вып.7, Тамбов, 2005 г., с.46...55), содержащее стабилизирующую емкость с отводами, размещенные в отводах и шарнирно закрепленные на их стенках клапаны, связанные между собой параллелограммным механизмом и уравновешенные противовесом (выбрано в качестве прототипа).

Недостатками известного устройства являются низкое качество разделения потока сыпучих материалов и неустойчивость зоны авторегулирования из-за того, что регулирующее воздействие на клапаны, определяемое высотой слоя сыпучего материала в стабилизирующей емкости, подвергается случайному процессу сводообразования над проходным сечением отводов, а взаимосвязь клапанов в отводах посредством параллелограммного механизма, обеспечивающего их синхронное отклонение, требует шарнирного крепления клапанов к разным (нижней и верхней) стенкам отводов. При этом соотношение расходов через отводы меняется на противоположное в зависимости от угла отклонения клапанов от плоскости поперечного сечения.

Цель изобретения - повышение качества разделения потока сыпучих материалов, расширение зоны авторегулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для разделения потока сыпучих материалов, содержащем стабилизирующую емкость с отводами и размещенными в них клапанами, согласно изобретению стабилизирующая емкость выполнена подвижной в вертикальной плоскости по направляющим с верхними и нижними ограничителями и уравновешена пружинами, отводы снабжены вертикальными участками, в которых на валу, проходящем через стенки вертикальных участков, симметрично закреплены клапаны, один конец вала снабжен поворотным рычагом, размещенным в перпендикулярной к оси вала плоскости, шарнирно соединенным с тягой, второй конец которой шарнирно прикреплен к раме.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства для разделения потока сыпучих материалов с крайне нижним положением стабилизирующей емкости и максимально открытыми клапанами, на фиг.2 - вид А на фиг.1 - с крайним верхним расположением стабилизирующей емкости (сплошные линии) при горизонтально расположенных клапанах (отводы перекрыты) и в крайнем нижнем положении стабилизирующей емкости (штрихпунктирные линии). На фиг.2 направляющие условно не показаны.

Устройство для разделения потока сыпучих материалов содержит стабилизирующую емкость 1, отводы 2, клапаны 3, вал 4, поворотный рычаг 5, тягу 6, вертикальную часть отводов 7, верхние ползушки 8, нижние ползушки 9, направляющие 10, пружины 11, верхние ограничители 12, нижние упоры 13, фиксаторы 14, раму 15.

Устройство для разделения потока сыпучих материалов работает следующим образом.

В стабилизирующую емкость 1, которая находится в крайнем верхнем положении (фиг.2) и уравновешивается пружинами 11, когда клапаны 3, размещенные в вертикальной части 7 отводов 2, занимают горизонтальное положение, подается сыпучий материал. По мере накопления сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1 последняя с массой сыпучего материала начинает растягивать пружины 11 и перемещаться вертикально вниз по направляющим 10, взаимодействующим с верхними ползушками 8 и нижними ползушками 9. При этом вал 4 с закрепленными на нем клапанами 3 начинает поворачиваться по часовой стрелке посредством поворотного рычага 5, кинематически связанного с рамой 15 посредством тяги 6. Клапаны 3 поворачиваются совместно с валом 4 и увеличивают проходное сечение вертикальных частей 7 отводов 2, через которые начинает истекать сыпучий материал. В некоторый момент времени, когда в стабилизирующей емкости 1 накапливается достаточная масса сыпучего материала для того, чтобы обеспечить необходимый его расход (Q) через отводы 2, процесс стабилизируется. Вариация величины Q сопровождается взаимосвязанными колебаниями высоты (Н) сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1, степени растяжения пружин 11, угла поворота вала 4 с клапанами 3, и процесс протекает в авторегулируемом режиме. Пропускная способность отводов 2 при вертикальном положении клапанов 3 больше Q даже при минимальной (H_min) высоте сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1. Поэтому клапаны 3 в процессе разделения потока сыпучего материала всегда занимают промежуточное положение между горизонтальным и вертикальным. Возможное начальное динамическое воздействие падающего потока сыпучего материала ограничивается нижними упорами 13, взаимодействующими с нижними ползушками 9. Возврат стабилизирующей емкости 1 в верхнее исходное положение под действием пружин 11 ограничивается верхними упорами 12, взаимодействующими с вертикальными ползушками 8. Осевое смещение вала 4 ограничивается фиксаторами 14. Наличие подвижной стабилизирующей емкости 1, перемещаемой в вертикальной плоскости, уравновешенной пружинами 11, обеспечивает истечение сыпучих материалов через отводы 2 заполненным потоком, что является необходимым и достаточным условием качества разделения потока по расходу. Кроме того, вся масса сыпучего материала, находящегося в стабилизирующей емкости 1, определяет величину управляющего воздействия на клапаны 3. За счет величины поперечного (горизонтального) сечения промежуточной емкости 1, которое несоизмеримо больше сечения столба сыпучего материала над сечением отводов, управляющее воздействие на клапаны 3 может быть увеличено на несколько порядков, что позволяет расширить зону авторегулирования по величине Q и обеспечить высокий уровень технологической надежности устройства для разделения потока сыпучих материалов. Размещение клапанов 3 в вертикальных участках 7 отводов 2 позволяет осуществить синхронный привод клапанов 3, обеспечить одинаковые условия истечения сыпучих материалов независимо от степени их открытия (угла поворота) и максимально приблизить клапаны 3 к нижней части стабилизирующей емкости 1, что снижает вероятность механического повреждения частиц, сыпучих материалов (зерновок, в частности). Наличие стабилизирующей емкости 1 в устройстве для разделения потока сыпучих материалов, уравновешенной пружинами 11, также способствует повышению качества разделения потока по показателю повреждаемости частиц, так как они сталкиваются с уже накопленным в ней сыпучим материалом и это столкновение амортизируется материалом и пружинами 11. Наличие верхних 12 и нижних 13 ограничителей на направляющих 10 снижает динамические нагрузки на поворотный рычаг 5 и тягу 6 и исключает попадание поворотного рычага 5 в «мертвую зону». Крепление тяги 6, шарнирно связанной с поворотным рычагом 5, закрепленным на валу 4, к раме 15 обеспечивает поворот клапанов 3 (открытие отводов 2) на величину, зависящую от массы сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1 и жесткости пружин 11. Большей массе соответствует большая степень открытия клапанов 3, когда подаваемый и отводимые потоки выравниваются, а слой сыпучего материала в стабилизирующей емкости 1 устанавливается на некоторой высоте, меньшей высоты стенок стабилизирующей емкости 1.

Применение предложенного устройства, например, в качестве делителя потока зерна, направляемого в триерные блоки зерноочистительных агрегатов, позволит обеспечить повышение качества выделения сорной и зерновой примесей из основной культуры при равной подаче зерносмеси в триерные цилиндры.