СПОСОБ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЗЕРНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2006 года по МПК B07B4/06 

Изобретение относится к многократной очистке зерновых материалов в поле инерционно-гравитационных сил по аэродинамическим свойствам и может найти применение в агропромышленном комплексе зерноперерабатывающей и пищевой промышленности.

Известен способ многократной аэродинамической очистки зерновых материалов, включающий ввод зернового материала в неподвижный вертикальный канал из наклонных полок, продувание зернового материала поперечным воздушным потоком с выводом фракции легких компонентов и перемещение зернового материала в поле гравитационных сил путем его пересыпания с полки на полку с выводом фракции тяжелых компонентов (Мельников Е.М. Основы крупяного производства. - М.: Агропромиздат, 1988, с.38).

Недостатком этого способа является низкая эффективность разделения, связанная с применением небольших скоростей воздушного потока в поле гравитационных сил.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототипом) является способ аэродинамического разделения сыпучих материалов, включающий ввод сыпучего, например зернового, материала во вращающийся относительно вертикальной оси пневмосепарирующий канал, продувание сыпучего материала воздушным потоком, направленным против действия сил инерции, разделение сыпучего материала в поле инерционно-гравитационных сил по аэродинамическим свойствам на фракции тяжелых и легких компонентов и вывод с воздушным потоком фракции легких компонентов в направлении, противоположном направлению вывода фракции тяжелых компонентов. Разделение зернового материала на фракции тяжелых и легких компонентов осуществляют в период соударения тяжелых и легких компонентов с цилиндрической частью разделительной поверхности, их скатывания при уменьшении скорости по конической части разделительной поверхности и последующего перемещения вверх в межлопаточное пространство сепарирующего рабочего органа или вниз вдоль поверхности перевернутого конуса (авторское свидетельство СССР №1632516, МПК⁷ В 07 В 7/083).

Основным недостатком описанного способа аэродинамического разделения сыпучих материалов является низкая эффективность разделения из-за однократного продувания материала воздушным потоком.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности разделения зерновых материалов.

Для достижения указанного технического результата в способе аэродинамической очистки зерновых материалов, включающем ввод зернового материала во вращающийся относительно вертикальной оси пневмосепарирующий канал, продувание зернового материала воздушным потоком, направленным против действия сил инерции, разделение зернового материала в поле инерционно-гравитационных сил по аэродинамическим свойствам на фракции тяжелых и легких компонентов и вывод с воздушным потоком фракции легких компонентов в направлении, противоположном направлению вывода фракции тяжелых компонентов, согласно изобретению разделение зернового материала на фракции тяжелых и легких компонентов осуществляют наклоняя пневмосепарирующий канал относительно вертикальной оси в период падения тяжелых и легких компонентов на внутреннюю поверхность пневмосепарирующего канала, последующего многократного перемещения тяжелых компонентов по этой поверхности до твердой криволинейной поверхности, подъема и падения тяжелых компонентов с нее.

Кроме того, на зерновой материал можно воздействовать воздушным потоком с изменяемой скоростью.

Кроме того, в качестве пневмосепарирующего канала можно использовать одинаковые пневмосепарирующие элементы, совместно вращающиеся относительно вертикальной оси, а зерновой материал вводить в пневмосепарирующие элементы одновременно.

Кроме того, разделение зернового материала на фракции тяжелых и легких компонентов можно производить многозаходными потоками, используя в качестве твердой криволинейной поверхности параллельные твердые криволинейные элементы.

Кроме того, твердую криволинейную поверхность можно образовывать дискретными участками.

Повышение эффективности разделения зерновых материалов обеспечивается за счет того, что вращающийся пневмосепарирующий канал наклоняют относительно вертикальной оси при осуществлении разделения зернового материала на фракции, когда производят многократное перемещение тяжелых компонентов по твердой криволинейной поверхности пневмосепарирующего канала, определяющей вывод с нее фракции тяжелых компонентов, и вывод фракции легких компонентов с внутренней поверхности этого пневмосепарирующего канала в противоположную сторону вывода фракции тяжелых компонентов. Таким образом, воздействие на зерновую смесь инерционных сил, превосходящих гравитационные силы, позволяет использовать большие скорости воздушного потока, чем в поле гравитационных сил, и увеличить тем самым количество зернового материала, подаваемого в пневмосепарирующий канал в единицу времени.

Дополнительное повышение эффективности разделения зерновых материалов обеспечивается воздействием на него воздушным потоком с изменяемой скоростью вдоль пневмосепарирующего канала, так как по мере удаления от оси вращения возрастает центробежная инерционная сила, что приводит к лучшему отделению легких компонентов от фракции тяжелых компонентов.

Дополнительное повышение эффективности разделения обеспечивается одновременным введением зернового материала в одинаковые пневмосепарирующие элементы, совместно вращающиеся относительно вертикальной оси.

Дополнительное повышение эффективности разделения также достигается организацией многозаходных потоков перемещения зернового материала по параллельным твердым криволинейным элементам пневмосепарирующего канала.

Дополнительное повышение эффективности разделения зерновых материалов может быть обеспечено наилучшим моментом покидания зерновым материалом твердой криволинейной поверхности за счет образования дискретных участков твердой криволинейной поверхности.

На приведенном чертеже изображена схема осуществления способа аэродинамической очистки зерновых материалов.

Кроме того, на чертеже сплошной линией со стрелкой обозначено направление подачи зернового материала в пневмосепарирующий канал; линией, образованной штрихами, разделенными двумя точками, со стрелкой - направление подачи воздушного потока в пневмосепарирующий канал; линией, образованной точками, со стрелками - направления движения фракции легких компонентов в пневмосепарирующем канале; линией, образованной штрихами, со стрелками - направление движения фракции тяжелых компонентов в пневмосепарирующем канале, круговой линией со стрелкой - направление вращения пневмосепарирующего канала.

Способ аэродинамической очистки зерновых материалов осуществляется при помощи цилиндрического пневмосепарирующего канала 1, равномерно вращающегося вокруг вертикально неподвижной оси 2 под углом 3 между ней и осью симметрии 4 пневмосепарирующего канала 1. Пневмосепарирующий канал снабжен питающим устройством 5, расположенным на заданном расстоянии от оси 2, и твердой криволинейной поверхностью 6.

Способ аэродинамической очистки зерновых материалов осуществляется следующим образом. Зерновой материал вводят через питающее устройство 5 во вращающийся относительно вертикальной оси 2 пневмосепарирующий канал 1, продувают зерновой материал воздушным потоком, направленным против действия сил инерции, и производят разделение зернового материала в поле инерционно-гравитационных сил по аэродинамическим свойствам на фракции тяжелых и легких компонентов, наклоняя пневмосепарирующий канал 1 относительно вертикальной оси 2 под углом 3 с образованием конуса при вращении пневмосепарирующего канала 1 относительно этой оси. Разделение зернового материала осуществляют в период падения под действием гравитационных сил тяжелых и легких компонентов на внутреннюю поверхность пневмосепарирующего канала 1, последующего многократного перемещения тяжелых компонентов по этой поверхности до твердой криволинейной поверхности 6 для создания многократной очистки, подъема и падения с твердой криволинейной поверхности 6 тяжелых компонентов.

Аэродинамическая сила сопротивления, зависящая от скорости воздуха, препятствует движению сыпучего зернового материала от вертикальной оси 2. Наоборот, инерционные силы способствуют движению зернового материала от вертикальной оси 2. Действие этих сил на зерновой материал при его движении в воздушном потоке может увлечь частицы зернового материала к оси 2, если они относительно легкие, или от оси 2, если они относительно тяжелые. Это позволяет разделять зерновую смесь на фракции легких и тяжелых компонентов.

Фракцию легких компонентов выводят из пневмосепарирующего канала 1 с воздушным потоком. Фракцию тяжелых компонентов с захваченными легкими компонентами, движущуюся за счет инерционных сил против воздушного потока, подвергают многократной очистке в период падения на внутреннюю поверхность пневмосепарирующего канала 1 с последующим перемещением по этой поверхности до взаимодействия с твердой криволинейной поверхностью 6, подъема, отрыва от твердой криволинейной поверхности 6, продувания свободно движущейся фракции тяжелых компонентов с захваченными легкими компонентами воздушным потоком, падения тяжелых компонентов с твердой криволинейной поверхности 6 и удаления фракции тяжелых компонентов в направлении, противоположном направлению вывода фракции легких компонентов.

На зерновой материал можно воздействовать воздушным потоком с изменяемой скоростью.

В качестве пневмосепарирующего канала могут быть использованы одинаковые пневмосепарирующие элементы, совместно вращающиеся относительно вертикальной оси 2, а зерновой материал можно вводить в пневмосепарирующие элементы одновременно.

Разделение зернового материала на фракции тяжелых и легких компонентов может быть произведено многозаходными потоками, используя в качестве твердой криволинейной поверхности параллельные твердые криволинейные элементы.

Твердая криволинейная поверхность может быть образована дискретными участками.

Применение предложенного способа аэродинамической очистки зернового материала позволяет повысить эффективность разделения и осуществить очистку от легких примесей до 100% с высокой удельной производительностью.

Изобретение относится к многократной очистке зерновых материалов в поле инерционно-гравитационных сил по аэродинамическим свойствам и может найти применение в агропромышленном комплексе зерноперерабатывающей и пищевой промышленности. Способ аэродинамической очистки зерновых материалов включает ввод зернового материала во вращающийся относительно вертикальной оси пневмосепарирующий канал, продувание зернового материала воздушным потоком, направленным против действия сил инерции, разделение зернового материала в поле инерционно-гравитационных сил по аэродинамическим свойствам на фракции тяжелых и легких компонентов и вывод с воздушным потоком фракции легких компонентов в направлении, противоположном направлению вывода фракции тяжелых компонентов. Разделение зернового материала на фракции тяжелых и легких компонентов осуществляют наклоняя пневмосепарирующий канал относительно вертикальной оси в период падения тяжелых и легких компонентов на внутреннюю поверхность пневмосепарирующего канала, последующего многократного перемещения тяжелых компонентов по этой поверхности до твердой криволинейной поверхности, подъема и падения тяжелых компонентов с нее. Технический результат - повышение эффективности разделения зерновых материалов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ аэродинамической очистки зерновых материалов, включающий ввод зернового материала во вращающийся относительно вертикальной оси пневмосепарирующий канал, продувание зернового материала воздушным потоком, направленным против действия сил инерции, разделение зернового материала в поле инерционно-гравитационных сил по аэродинамическим свойствам на фракции тяжелых и легких компонентов и вывод с воздушным потоком фракции легких компонентов в направлении, противоположном направлению вывода фракции тяжелых компонентов, отличающийся тем, что разделение зернового материала на фракции тяжелых и легких компонентов осуществляют, наклоняя пневмосепарирующий канал относительно вертикальной оси, в период падения тяжелых и легких компонентов на внутреннюю поверхность пневмосепарирующего канала, последующего многократного перемещения тяжелых компонентов по этой поверхности до твердой криволинейной поверхности, подъема и падения тяжелых компонентов с нее.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на зерновой материал воздействуют воздушным потоком с изменяемой скоростью.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пневмосепарирующего канала используют одинаковые пневмосепарирующие элементы, совместно вращающиеся относительно вертикальной оси, а зерновой материал вводят в пневмосепарирующие элементы одновременно.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение зернового материала на фракции тяжелых и легких компонентов производят многозаходными потоками, используя в качестве твердой криволинейной поверхности параллельные твердые криволинейные элементы.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердую криволинейную поверхность образуют дискретными участками.