ПНЕВМОСЕПАРАТОР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2023 года по МПК B07B4/02 

Изобретение относится к устройствам для сепарации сыпучих материалов, может быть использовано для разделения сыпучих материалов во многих отраслях народного хозяйства, а также в сельском хозяйстве и мукомольно-элеваторной промышленности для сепарации зерна.

Известен пневмосепаратор сыпучих материалов, включающий горизонтальный сепарационный канал, загрузочный бункер и приемники разделенных фракций (Дринча В.М. Исследование сепарации семян разработка машинных технологий их подготовки. Воронеж. Изд. НПО МОДЭК, 2006. с. 323).

Недостатком известного пневмосепаратора является низкое качество сепарации из-за уноса тяжелыми частицами выделяемого легкого компонента, так как время воздействия воздушного потока на поступающий в сепарационный канал поток сыпучего материала недостаточное для выделения легкого компонента из-за непосредственного расположения приемника тяжелого компонента под загрузочным отверстием сепарационного канала.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является пневмосепаратору сыпучих материалов (а.с. СССР №1763051, кл. В07В 4/02, опуб. 23.09.92, БИ №35), включающий вентилятор с выходным патрубком, сепарационный канал, расположенное над ним загрузочное приспособление и в нижней части канала приемники продуктов разделения.

Недостатками известного пневмосепаратора являются:

- низкая эффективность процесса разделения из-за попадания легких частиц в выход тяжелых фракций, обусловленная экранирующим эффектом слоя тяжелых частиц, увлекающих легкие частицы в тяжелую фракцию;

- низкая устойчивость процесса сепарации при изменении подачи материала в сепарационный канал, что происходит при различном заполнении исходным материалом загрузочного приспособления;

- при изменении физико-механических свойств исходного сепарируемого материала в процессе сепарации невозможно настроить сепаратор на оптимальный режим работы, так как сепарационный канал имеет постоянную длину;

- существенным недостатком сепаратора является невозможность его использования на участках транспортирования материала, например в зернопроводах, так как загрузочное приспособление не обеспечивает равномерную подачу исходного материала из трубопровода в сепарационный канал и отвод очищенного основного продукта (тяжелая фракция) без потерь основного материала в приемники легких фракций (более удаленные от загрузочного конца).

Задачей изобретения является повышение качества и эффективности сепарации сыпучего материала при его транспортировании в трубопроводах под действием гравитационных сил. Поставленная задача в изобретении решается следующим техническим решением.

Сущность технического решения состоит в том, что в известном пневмосепараторе сепарационный канал выполнен из двух частей, соединенных между собой телескопически, причем загрузочное приспособление установлено над первой телескопической частью канала, соединенной с выходным патрубком вентилятора, а приемники продуктов разделения расположены под второй телескопической частью канала, при этом внизу во второй телескопической части канала выполнено разгрузочное окно выхода тяжелого компонента, а с открытого конца второй части установлен приемник легкого компонента, причем длина первой части канала больше длины второй части канала l₁>l₂.

Загрузочный патрубок пневмосепаратора снабжен конусообразной вставкой, под которой размещены две регулируемые заслонки.

Разгрузочное окно тяжелого компонента выполнено прямоугольной формы с длинной стороной вдоль образующей второй телескопической части канала, причем под разгрузочным окном со стороны свободного конца расположена регулирующая заслонка.

Телескопические части канала выполнены в виде патрубков, диаметр которых больше диаметра загрузочного патрубка D>d.

Выполнение сепарационного канала в виде двух частей, соединенных между собой телескопически, позволяет регулировать длину сепарационного канала и тем самым выбирать ее оптимальное значение для исходных материалов, имеющих различную концентрацию выделяемого легкого компонента, а также в случаях при разных отличиях по легкости выделения компонентов. При относительно большом количестве выделяемого легкого компонента телескопические части раздвигают и тем самым повышается эффективность выделения легкого компонента, так как при этом вероятность их попадания в приемник тяжелой фракции уменьшается. При сепарации трудноразделимого материала (со сходными физико-механическими свойствами) телескопические части канала также раздвигают, увеличивая общую длину канала. При небольшом количестве легкой примеси телескопические части сдвигают и тем самым уменьшается вероятность поступления их в приемник тяжелой фракции, так как при этом уменьшается время оседания легких частиц до нижнего основания телескопических частей. Снижение вероятности попадания легкого компонента в приемник тяжелой фракции приводит к повышению устойчивости и качества пневмосепарации.

Выполнение разгрузочного окна внизу во второй телескопической части позволяет выводить тяжелый компонент из сепарационного канала после того, как произойдет расслоение материала в канале на легкую и тяжелую фракцию при минимальном нарушении поля скоростей воздушного потока в сепарационном канале, что приводит к повышению эффективности и качества сепарации.

Размещение приемника легкого компонента со стороны свободного конца обеспечивает выход легкого компонента из сепарационного канала при минимальном нарушении поля скоростей в канале, что повышает эффективность и качество сепарации.

Выполнение первой телескопической части канала с длиной большей второй телескопической части обеспечивает устойчивое поле скоростей воздушного потока в момент выделения из зернового потока легкого компонента, что повышает эффективность расслоения легких и тяжелых компонентов до их поступления в приемники продуктов разделения.

Размещение конусообразной вставки в загрузочном патрубке уменьшает и выравнивает давление сыпучего материала в загрузочном патрубке на расположенный под ней заслонки, что повышает равномерность подачи материала в сепарационный канал.

Установка под конической вставкой двух регулируемых заслонок позволяет подавать исходный материал в виде равномерно перемещающейся плоской струи оптимальной толщины, что повышает эффективность выделения из нее легкого компонента.

Выполнение разгрузочного окна тяжелого компонента прямоугольной формы с длинной стороной вдоль образующей второй телескопической части канала обеспечивает вывод тяжелого компонента из канала при минимальной вероятности попадания тяжелого компонента в выход легкого компонента, так как длина окна определяет полноту извлечения тяжелого компонента из сепарационного канала.

Размещение под разгрузочным окном со стороны свободного конца второй телескопической части регулировочной заслонки позволяет отсекать поступление легкого компонента в приемник тяжелой фракции, так как именно со стороны свободного конца легкие частицы могут поступать в приемник тяжелой фракции, что приводит к повышению эффективности сепарации.

Выполнение телескопических частей канала в виде патрубков обеспечивает высокую равномерность поля скоростей воздушного потока в канале, так как наиболее высокая равномерность скоростного поля в каналах кольцевого сечения, что приводит к повышению качества сепарации. Кроме того, такое решение удешевляет стоимость конструкции и улучшает ее технологичность. Выбор диаметра телескопических частей большим диаметра загрузочного патрубка D>d снижает явление экранирующего (увлечения тяжелыми частицами легких и наоборот), так как при этом уменьшается концентрация частиц в сепарационном канале и увеличивается время воздействия воздушного потока на легкие частицы до момента когда они достигнут нижней части телескопического канала.

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

На фиг. 1 схематическое аксонометрическое представление пневмосепаратора сыпучих материалов; на фиг. 2 поперечное сечение на фиг. 1 (без опорных ножек и стоек); на фиг. 3 - загрузочное приспособление в виде патрубка, вид I на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - вид А на фиг. 2; на фиг. 6 - вид В на фиг. 3; на фиг. 7 - опорная ножка с поддерживающей стойкой.

Пневмосепаратор для сепарации сыпучих материалов содержит вентилятор 1 с выходным патрубком 2, соединенным с первой телескопической частью канала 3, над которой размещена кривошипная ручка 4 привода заслонок 5, расположенных в направляющих 6 загрузочного приспособления в виде патрубка 7.

С первой телескопической частью канала 3 соединена вторая телескопическая часть канала 8, в нижней части которой выполнено разгрузочное окно 9 прямоугольной формы для вывода тяжелого компонента. Длинная сторона окна 9 (l₃>l₄) расположена вдоль образующей телескопической части канала 8.

Со стороны свободного конца телескопической части канала 3 установлен приемник 10 легкого компонента. Под разгрузочным окном 9 расположен приемник 11, соединенный с выгрузным патрубком 12 тяжелого продукта. Под разгрузочным окном 9 со стороны свободного конца второй телескопической части канала 8 установлена регулирующая заслонка 13.

Телескопические части сепарационного канала 3 и 8 при помощи опорных ножек 14 и винтовых фиксаторов 15 установлены на вертикальных стойках 16, которые выполнены с возможностью перемещения по вертикали для регулировки наклона телескопических частей 3 и 8 сепарационного канала.

В загрузочном патрубке 7 установлена с зазором к внутренней поверхности патрубка конусная вставка 17. Кривошип 4 соединен с двумя заслонками 5 посредством винтового соединения 18.

Пневмосепаратор сыпучих материалов работает следующим образом. Исходный сыпучий материал подается в загрузочный патрубок 7 из технологического трубопровода (на чертеже не показан), огибая коническую вставку 7 поступает на заслонки 5 и проходя через отверстие образуемое ими поступает в первую телескопическую часть сепарационного канала 3 в виде плоской струи, которая продувается воздушным потоком, выходящим из патрубка 2. Легкие частицы выносятся из струи, а тяжелые под действием веса поступают в нижние телескопические части канала 3 и 8. Тяжелый компонент через выгрузное окно 9 поступает в приемник 11 тяжелой фракции, а легкий выдувается через свободный конец второй телескопической части 8 и поступает в приемник 10 легкого компонента.

При изменении физико-механических свойств исходного материала телескопические части канала 3 и 8 перемещаются друг относительно друга для оптимизации процесса сепарации. Подачу материала регулируют при помощи ручки 4, вращая ее в разные стороны зазор между заслонками 5 можно уменьшать или увеличивать. Регулируя положение стоек 16 посредством винтового фиксатора 15, выбирают оптимальный угол наклона телескопических частей 3 и 8 при котором достигается максимальная эффективность сепарации.

Заявляемый пневмосепаратор сыпучих материалов обеспечивает повышение эффективности и качества сепарации сыпучих материалов за счет телескопического выполнения сепарационного канала, а также совершенствования загрузки исходного материала в сепаратор и вывода разделенных продуктов.

Предложенный пневмосепаратор может быть широко использован при сепарации различных материалов в процессе их транспортирования в трубопроводах.

Предложенное изобретение относится к устройствам для сепарации сыпучих материалов, может быть использовано для разделения сыпучих материалов во многих отраслях народного хозяйства, а также в сельском хозяйстве и мукомольно-элеваторной промышленности для сепарации зерна. Пневмосепаратор сыпучих материалов включает вентилятор с выходным патрубком, сепарационный канал, расположенное над каналом загрузочное приспособление и в нижней части канала приемники продуктов разделения. Сепарационный канал выполнен из двух частей, соединенных между собой телескопически. Загрузочное приспособление установлено над первой телескопической частью канала, соединенной с выходным патрубком вентилятора. Приемники продуктов разделения расположены под второй телескопической частью канал. Внизу во второй телескопической части канала выполнено разгрузочное окно выхода тяжелого компонента. С открытого конца второй части установлен приемник легкого компонента. Длина первой части канала больше длины второй части канала l₁>l₂. Загрузочный патрубок снабжен конусообразной вставкой, под которой размещены две регулируемые заслонки. Разгрузочное окно тяжелого компонента выполнено прямоугольной формы с длинной стороной вдоль образующей второй телескопической части канала. Под разгрузочным окном со стороны свободного конца расположена регулирующая заслонка. Технический результат – повышение качества и эффективности сепарации сыпучего материала при его транспортировании в трубопроводах под действием гравитационных сил. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Пневмосепаратор сыпучих материалов, включающий вентилятор с выходным патрубком, сепарационный канал, расположенное над каналом загрузочное приспособление и в нижней части канала приемники продуктов разделения, отличающийся тем, что сепарационный канал выполнен из двух частей, соединенных между собой телескопически, причем загрузочное приспособление установлено над первой телескопической частью канала, соединенной с выходным патрубком вентилятора, а приемники продуктов разделения расположены под второй телескопической частью канала, при этом внизу во второй телескопической части канала выполнено разгрузочное окно выхода тяжелого компонента, а с открытого конца второй части установлен приемник легкого компонента, причем длина первой части канала больше длины второй части канала l₁>l₂.

2. Пневмосепаратор сыпучих материалов по п. 1, отличающийся тем, что загрузочный патрубок снабжен конусообразной вставкой, под которой размещены две регулируемые заслонки.

3. Пневмосепаратор по п. 1, отличающийся тем, что разгрузочное окно тяжелого компонента выполнено прямоугольной формы с длинной стороной вдоль образующей второй телескопической части канала, причем под разгрузочным окном со стороны свободного конца расположена регулирующая заслонка.

4. Пневмосепаратор сыпучих материалов по п. 1, отличающийся тем, что телескопические части канала выполнены в виде патрубков, диаметр которых больше диаметра загрузочного патрубка D>d.