ПНЕВМОСЕПАРАТОР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК B07B4/02 

Изобретение относится к области сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве при разделении трудноразделимых зерновых материалов.

Известен пневмосепаратор, содержащий загрузочный бункер, вертикальный сепарационный канал, вентилятор и приемники продуктов разделения [1].

Недостатком известного сепаратора является низкое качество процесса сепарации из-за явления экранирующего эффекта, при котором тяжелые частицы увлекаются легкими, а легкие - тяжелыми.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является пневмосепаратор, выбранный в качестве прототипа, включающий загрузочный бункер, воздухоподводящую камеру, соединенную с источником воздушного потока и с горизонтальным плоским соплом, приемники продуктов разделения [2].

Недостатком данного сепаратора является низкое качество процесса сепарации из-за попадания тяжелых частиц в приемники легких.

Сущность изобретения заключается в том, что пневмосепаратор сыпучих материалов включает загрузочный бункер, воздухоподводящую камеру, соединенную с источником воздушного потока и с горизонтальным плоским соплом, приемники продуктов разделения. Согласно изобретению он снабжен дополнительными соплами, при этом все сопла расположены на горизонтальной площадке воздухоподводящей камеры, а угол наклона первого сопла в направлении от загрузочного конца к разгрузочному больше 45^o и определяется из выражения:
,
где
m - индивидуальная масса частичек;
g - ускорение свободного падения;
ρ - плотность воздуха;
V - скорость воздушного потока;
S - миделево сечение частичек;
K - коэффициент аэродинамического сопротивления.

Угол наклона каждого последующего сопла и сопротивление его воздушному потоку в направлении от загрузочного конца к разгрузочному больше предыдущего, а между соплами расположены наклонно скатные доски.

Перед дополнительными соплами расположены перегородки, а под скатными досками установлены приемники продуктов разделения.

Снабжение пневмосепаратора дополнительными соплами, установленными на горизонтальной площадке воздухоподводящей камеры, обеспечивает многократное воздействие воздушными струями на разделяемый материал.

Выбор угла наклона сопл производят из следующих соображений.

На частицы, находящиеся в струе воздушного потока, действуют в основном силы тяжести и воздушного потока, которые определяются из выражений:
P = m • g
,
где
m - индивидуальная масса частичек;
g - ускорение свободного падения;
ρ - плотность воздуха;
V - скорость воздушного потока;
S - миделево сечение частичек;
K - коэффициент аэродинамического сопротивления частичек.

Из условия максимальной дальности полета результирующая сил, действующих на частицу, должна быть направлена под углом 45^o, при котором дальность полета частиц максимальна.

Расчетная схема сил представлена на фиг. 4.

По теореме синусов из треугольника сил находим:

или
.

Так как результирующая направлена под углом 45^o, то, исходя из предыдущих условий, находим
.

Выбор угла наклона каждого последующего сопла в направлении от загрузочного конца к разгрузочному большим предыдущего обеспечивает максимальную дальность полета частичек при их взаимодействии со струями воздушных потоков от дополнительных сопел. Это объясняется тем, что движение частиц между соплами осуществляется по параболе.

Выбор сопротивлений воздушному потоку в соплах, в направлении от загрузочного конца к разгрузочному большим предыдущего обеспечивает уменьшение скоростей воздушных потоков по мере продвижения материала от загрузочного конца к разгрузочному. Это уменьшает расстояние, на котором происходит процесс разделения, а также снижает энергоемкость процесса сепарации.

Расположение наклона скатных досок между соплами позволяет выводить разделенные частицы в приемники продуктов разделения.

Установка перегородок перед дополнительными соплами предотвращает попадание частичек в отверстия сопел, что делает воздушные потоки более стабильными.

Установка приемников продуктов разделения под скатными досками обеспечивает вывод разделенных частиц.

Все вышеперечисленные признаки ведут к повышению качества процесса сепарации. Применительно к зерновым материалам это позволяет повысить их хлебопекарные качества, сохраняемость, улучшить посевные и продуктивные свойства подготавливаемых семян.

Изобретение отвечает требованию новизны, так как не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения.

Изобретение отвечает требованиям изобретательского уровня, так как достигнут результат, удовлетворяющий существенную потребность, попытки получения которого до настоящего времени не удавались специалистам.

Изобретение является промышленно применимым, так как оно может быть использовано в сельском хозяйстве.

На фиг. 1 представлен пневмосепаратор схематично - вид спереди; на фиг. 2 - то же, но вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - расчетная схема сил, действующих на частицу в воздушном потоке.

Пневмосепаратор содержит загрузочный бункер 1, под которым расположена водухоподводящая камера 2. На горизонтальной площадке 3 камеры 2 установлено основное сопло 4 (первое в направлении от загрузочного конца к разгрузочному), и дополнительные сопла 5. Угол наклона каждого последующего сопла и сопротивление его воздушному потоку в направлении от загрузочного конца к разгрузочному больше предыдущего. Перед дополнительными соплами 5 установлены перегородки 6 и наклонные скатные доски 7, под которыми установлены приемники продуктов разделения 8. Воздухоподводящая камера 2 соединена при помощи патрубка 9 с вентилятором 10.

Пневмосепаратор работает следующим образом
Исходный материал из загрузочного бункера 1 подается монослоем и продувается воздушным потоком от сопл 4 и 5. Легкие частицы попадают на скатные доски 7, близкие к разгрузочному концу, а тяжелые - на скатные доски 7, близкие к разгрузочному бункеру 1, после чего попадают в приемники продуктов разделения 8.

Применение заявляемого сепаратора обеспечивает повышение качества процесса сепарации за счет многократной продувки частиц воздушными потоками и вывода разделенных частиц при помощи наклонных скатных досок. Например, при сепарации семян пшеницы качество разделения в заявляемом сепараторе на 13... 19% выше, чем в прототипе и известных аналогах.

Использование: сепарация сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве при разделении трудноразделимых зерновых материалов. Сущность изобретения: исходный материал из бункера монослоем подается вертикально вниз и продувается воздушными потоками от сопл. Разделенные частицы попадают на скатные доски и в приемники продуктов разделения. Угол наклона первого сопла в направлении от загрузочного конца к разгрузочному более 45^o и определяется из выражения: где m - индивидуальная масса частичек; g - ускорение свободного падения; ρ - плотность воздуха; V- скорость воздушного потока; S - миделево сечение частичек, K - коэффициент аэродинамического сопротивления. Угол наклона каждого последующего сопла и сопротивление его воздушному потоку в направлении от загрузочного конца к разгрузочному больше предыдущего, а между соплами расположены наклонно скатные доски. Перед дополнительными соплами расположены перегородки. Под скатными досками установлены приемники продуктов разделения. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Пневмосепаратор сыпучих материалов, включающий загрузочный бункер, воздухоподводящую камеру, соединенную с источником воздушного потока и с горизонтальным плоским соплом, приемники продуктов разделения, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными соплами, при этом все сопла расположены на горизонтальной площадке воздухоподводящей камеры, а угол наклона первого сопла в направлении от загрузочного конца к разгрузочному больше 45^o и определяется из выражения

где m - индивидуальная масса частичек;
g - ускорение свободного падения;
ρ - плотность воздуха;
V - скорость воздушного потока;
S - миделево сечение частичек;
K - коэффициент аэродинамического сопротивления,
причем угол наклона каждого последующего сопла и сопротивление его воздушному потоку в направлении от загрузочного конца к разгрузочному больше предыдущего, а между соплами расположены наклонно скатные доски. 2. Пневмосепаратор по п.1, отличающийся тем, что перед дополнительными соплами расположены перегородки, а под скатными досками установлены приемники продуктов разделения.