Пневматический сепаратор Российский патент 2004 года по МПК B07B11/06 B07B4/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки сыпучих материалов, преимущественно зерна и зернистых материалов, от легких примесей воздушным потоком.

Известен пневматический сепаратор, включающий пневмосепарирующий канал с окном ввода материала, бункер с наклонным лотком и регулятором расхода сыпучих материалов[1].

Данное устройство эффективно работает при сравнительно малой производительности, когда зерновой материал подается из бункера по наклонному лотку в пневмосепарирующий канал тонким слоем. При больших нагрузках материал сходит с наклонного лотка плотным слоем, который плохо продувается воздушным потоком. Эффективность сепарации зерна в этом случае резко снижается из-за того, что соломистые примеси, попавшие в нижнюю часть слоя, не могут пройти сквозь него к верхнему выходу пневмосепарирующего канала.

Кроме того, при увеличении удельной нагрузки зерновой материал, сходящий с наклонного лотка плотным слоем, разрыхляется лишь у противоположной от окна ввода материала стенки пневмосепарирующего канала. Основная часть воздуха проходит через разрыхленную часть зернового потока вследствие того, что она имеет меньшее сопротивление движению воздуха. Поэтому скорости воздушного потока распределяются неравномерно по глубине пневмосепарирующего канала, что приводит к ухудшению качества очистки зернового материала и выносу полноценного зерна в отходы.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является пневматический сепаратор, включающий пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, загрузочный бункерсо скатной плоскостью и питателем[2] - прототип.

Данный пневматический сепаратор по устройству подобен вышеописанному аналогу. Процессы, протекающие в этом сепараторе, практически также аналогичны процессам, происходящим в аналоге. Поэтому данный сепаратор имеет те же недостатки, что и аналог.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что у известного пневматического сепаратора, включающего пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, загрузочный бункер со скатной плоскостью и питателем, скатная плоскость по ширине выполнена ступенчатой в виде чередующихся в шахматном порядке верхних и нижних лотков, приемные кромки которых примыкают одна к другой, а сходовые кромки выполнены горизонтально и примыкают к расположенной под поперечным окном для ввода сепарируемого материала профильной стенке пневмосепарирующего канала, выступы которой сопряжены с кромками верхних лотков, а впадины - с кромками нижних лотков.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Выполнение скатной плоскости по ширине ступенчатой в виде чередующихся в шахматном порядке верхних и нижних лотков, приемные кромки которых примыкают одна к другой, обеспечивает формирование зернового потока в виде отдельных струй и перераспределение крупных соломистых примесей (стеблей соломы, колосков и других крупных включений) в верхний слой зернового потока. В таком виде зерновой материал стабильно и эффективно продувается воздушным потоком, выносящим легкие и крупные соломистые примеси к верхнему выходу пневмосепарирующего канала, а затем в отходы.

При выполнении сходовых кромок лотков горизонтально обеспечивается ввод зернового материала в вертикальный пневмосепарирующий канал перпендикулярно направлению воздушного потока, обусловливающий повышение качества очистки зерна за счет рационального его направления.

При выполнении под поперечным окном для ввода сепарируемого материала стенки пневмосепарирующего канала в виде профильной поверхности достигается сжатие воздушного потока в данной зоне, обусловливающее увеличение скорости воздуха, что позволяет разрыхлить плотный зерновой поток уже непосредственно у окна ввода и соответственно улучшить качество очистки.

При сопряжении выступов профильной стенки пневмосепарирующего канала с горизонтальными кромками верхних лотков, а впадин - с горизонтальными кромками нижних лотков достигается ввод зернового материала в пневмосепарирующий канал в двух рядах на разной высоте по различным траекториям и с различной скоростью. В результате этого достигается более равномерное распределение зернового материала в поперечном сечении данного канала, обусловливающее также повышение качества очистки зерна.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фиг.1 представлена схема пневматического сепаратора, где стрелками показано движение сепарируемого материала, легких сорных примесей, очищенного зерна и воздушного потока, а на фиг.2 - разрез А-А.

Пневматический сепаратор состоит из вертикального пневмосепарирующего канала 1 с поперечным окном 2 для ввода сепарируемого материала, загрузочного бункера 3 со скатной плоскостью 4 и питателя 5. Причем поверхность скатной плоскости 4 по ширине выполнена ступенчатой в виде чередующихся в шахматном порядке верхних 6 и нижних 7 лотков. Приемные кромки лотков 6 и 7 примыкают одна к другой, а сходовые кромки выполнены горизонтально и примыкают к расположенной под поперечным окном 2 для ввода сепарируемого материала профильной стенке 8 пневмосепарирующего канала 1, выступы 9 которой сопряжены с горизонтальными кромками верхних лотков 6, а впадины 10 - с горизонтальными кромками нижних лотков 7.

Пневматический сепаратор работает следующим образом.

Очищаемый зерновой материал из бункера 3 через питатель 5, который служит в качестве герметизирующего устройства, поступает на скатную плоскость 4, где под действием силы тяжести, перемещаясь по поверхностям лотков 6 и 7, разделяется на отдельные струйки, чередующиеся в шахматном порядке по ширине и высоте. При этом крупные соломистые примеси выделяются в верхний слой такого зернового потока. Далее зерновой поток, распределенный в шахматном порядке по ширине и в двух рядах на разной высоте, через окно 2 поступает в пневмосепарирующий канал 1. При этом начальные скорости V₁ и V₂ ввода зернового материала в пневмосепарирующий канал 1 по поверхностям верхних 6 и нижних 7 лотков соответственно, зависящие от высоты h свободного падения зерна на скатную плоскость 4, пути S движения зерна по ней, углов α₁ и α₂ наклона поверхностей лотков 6 и 7 к горизонту, коэффициента трения f, с учетом торможения зернового материала на горизонтальном участке l составляют

где - начальные скорости зернового материала на наклонной поверхности лотков 6 и 7 соответственно, м/с;

g - ускорение свободного падения зерна, g = 9,81 м/с². Ввиду того что α₂ > α₁, то соответственноc₂ > c₁, тогда V₂ > V₁. Поэтому зерновой материал, кроме того, что распределен в шахматном порядке по ширине на отдельные струйки, поступает в двух рядах на разной высоте в пневмосепарирующий канал 1 с различной скоростью, что обусловливает более равномерное распределение его по сечению данного канала. В канале 1 зерновой материал продувается потоком воздуха. При этом легкие сорные примеси поднимаются вверх и удаляются в отходы, а очищенное зерно отводится через нижний конец вертикального пневмосепарирующего канала 1 наружу.

Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является повышение качества очистки зернового материала за счет рационального расслоения его перед вводом в пневмосепарирующий канал, а также вследствие этого повышение удельной производительности и снижение энергоемкости процесса очистки зерна.

Литература

1. Гортинский В.В,, Демский А.Б., Борискин Н.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. - М.: Колос, 1980, с.162.

2. Малис А.Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потоком. - М.: Машгиз, 1962, с.36 - прототип.

Изобретение может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в машиностроении, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки зерна от легких примесей воздушным потоком. Пневматический сепаратор состоит из вертикального пневмосепарирующего канала с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, загрузочного бункера со скатной плоскостью и питателя. Поверхность скатной плоскости по ширине выполнена ступенчатой в виде чередующихся в шахматном порядке верхних и нижних лотков, приемные кромки которых примыкают одна к другой, а сходовые кромки выполнены горизонтально и примыкают к расположенной под поперечным окном для вывода сепарируемого материала профильной стенке пневмосепарирующего канала. Выступы профильной стенки сопряжены с горизонтальными кромками верхних лотков, а впадины – с горизонтальными кромками нижних лотков. Технический результат – повышение качества очистки зернового материала за счет рационального расслоения его перед вводом в пневмосепарирующий канал, повышение производительности и снижение энергоемкости процесса очистки зерна. 2 ил.

Пневматический сепаратор, включающий пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала, загрузочный бункер со скатной плоскостью и питателем, отличающийся тем, что скатная плоскость по ширине выполнена ступенчатой в виде чередующихся в шахматном порядке верхних и нижних лотков, приемные кромки которых примыкают одна к другой, а сходовые кромки выполнены горизонтально и примыкают к расположенной под поперечным окном для ввода сепарируемого материала профильной стенке пневмосепарирующего канала, выступы которой сопряжены с кромками верхних лотков, а впадины - с кромками нижних лотков.