Пневмосепаратор сыпучих смесей Российский патент 2024 года по МПК B07B4/02 

Изобретение относится к устройствам для воздушной сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве для предварительной очистки зерна, для подготовки семян к посеву и для селекционных целей, а также в пищевой, химической и других отраслях промышленности, когда требуется разделение сыпучих смесей по аэродинамическим свойствам.

Известно устройство для сортировки сыпучих материалов по плотности [SU 1479141, В 07 В 4/02] состоящее из горизонтального воздушного канала, выполняющего роль камеры разделения. Исходный материал сверху самотёком поступает в данную камеру, а разделённые фракции собираются в сборники, расположенные в нижней части. Для выравнивания воздушного потока вначале камеры разделения установлены жалюзи и решётки. Камера разделения имеет прямоугольную форму с соотношением высоты и длины равной 1:1 или 1:1,5. Воздушный поток в таком канале состоит из параллельных струй, которые имеют постоянную скорость по длине камеры разделения.

Недостатком этого устройства является то, что выравнивающие жалюзи и решётки оказывают большое сопротивление. Это приводит к увеличению затрат на создание воздушного потока; постоянная скорость воздушного потока по длине камеры разделения не улучшает качество разделения сыпучих материалов.

Известен пневмосепаратор сыпучих материалов, имеющий два воздушных канала [SU 1407587, В07В 4/02]. Один канал располагается горизонтально и носит название сепарационная камера, в которой происходит основное разделение материала по аэродинамическим свойствам. Для улучшения качества разделения компонентов смеси в начале сепарационной камеры вертикально установлен второй канал, называемый вертикальным трубопроводом. Этот канал от верхней части до нижней имеет переменное сечение. Воздушный поток в нем движется периодически снизу вверх с изменяющейся скоростью движения. В нижней части сечение канала маленькое, поэтому скорость воздуха высокая. В верхней части сечение канала увеличивается и воздушный поток движется с меньшей скоростью. Разделяемый материал из бункера порциями поступает в верхнюю часть вертикального канала и при опускании вниз происходит его расслоение. В нижней части этого канала оказываются тяжёлые частицы, а в верхней легкие, так как там скорость воздуха меньше. При перекрытии воздушного потока в вертикальном канале, исходный материал в расслоённом виде поступает в горизонтальную сепарационную камеру и окончательно разделяется на фракции. Предварительное расслоение материала по аэродинамическим свойствам повышает качество разделения в сепарационной камере. В вертикальном канале материал зависает слоями, но не отбирается. Он является в данном устройстве второстепенным элементом, конструкция которого не позволяет отбирать разделяемые фракции.

Недостатком данного устройства является низкая производительность вследствие периодичности расслоения и последующего окончательного разделения в сепарационной камере, скорость воздушного потока в которой по всей длине постоянная.

Известен пневмосепаратор сыпучего материала [RU 214168, B07B 4/02]. Он содержит сепарирующую камеру с входным и выходным отверстиями для воздуха и вентилятор для создания воздушного потока. В нижней части камеры расположены выпускные воронки для фракций с регулировочными щитками. Для ввода материала в сепарирующую камеру используется вертикальный трубопровод, в котором установлены проволочные сетки. Сетки снижают вертикальную скорость поступления исходного материала в сепарирующую камеру. Скорость воздушного потока по длине сепарирующей камеры не меняется, поэтому и разность сил, действующих на разделяемые частицы, остаётся постоянной. Это является недостатком данного пневмосепаратора, так как в такой сепарирующей камере не происходит увеличения расстояний между разделяемыми частицами.

Известен также пневмосепаратор сыпучего материала [RU 2134168, B07B 4/02], содержащий сепарирующую камеру невертикального воздушного потока с входным и выходным отверстиями для воздуха, в нижней части которой расположены выпускные воронки с выходными отверстиями для фракций и регулировочными щитками, загрузочный бункер, связанный с сепарирующей камерой вертикальным трубопроводом, и вентилятор для создания воздушного потока. Снабжен диссипатором сыпучего материала, размещенным в вертикальном трубопроводе и выполненным в виде нескольких последовательно перекрывающих сечение трубопровода горизонтальных сеток, минимальный поперечный размер ячеек которых в свету не менее чем в 3 раза превышает средний поперечный размер частиц самой крупной фракции сыпучего материала, расстояние между соседними сетками по вертикали не меньше указанного размера ячеек, а количество сеток n отвечает соотношению: n ≥ b/d, где b – поперечный размер ячеек; d – диаметр проволоки сетки.

Недостатком данного решения является низкая производительность вследствие периодичности расслоения и последующего окончательного разделения в сепарационной камере, скорость воздушного потока в которой по всей длине постоянная.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является пневмоинерционный сепаратор [Информационный листок № 48-91 Челябинского межотраслевого территориального центра научно-технической информации и пропаганды. УДК 631.362.3;633.11]. Пневмоинерционный сепаратор имеет сепарирующую камеру постоянного прямоугольного сечения по длине. Подача материала на очистку от лёгких примесей и разделения на фракции производится сверху с определённой скоростью питающим устройством. В нижней части сепарирующей камеры располагаются приёмники фракций. Воздушный поток создается вентилятором, расположенным в конце сепарирующей камеры. Скорость воздушного потока постоянная как по высоте, так и по длине камеры. Силы, действующие на тяжёлые и легкие разделяемые частицы разные, но увеличения этих сил особенно для легких частиц по мере пересечения воздушного потока не происходит. Это является основным недостатком данного устройства.

Задача изобретения – улучшение качества разделения сыпучих смесей за счет увеличения разности сил, действующих на разделяемые компоненты.

Поставленная задача достигается тем, что пневмосепаратор сыпучих смесей, включающий сепарирующий канал с питающим устройством в верхней части, выполненным в виде бункера с расположенными в его нижней части двумя барабанами, установленными с зазором друг к другу не больше размера разделяемых частиц с возможностью вращения навстречу друг другу, отборники фракций, расположенные в нижней части сепарируюшего канала, вентилятор для создания воздушного потока, расположенный в конце сепарирующего канала. Питающее устройство выполнено с возможностью ввода в сепарирующий канал исходного материала со скоростью 2-6 метров в секунду, причем сепарирующий канал выполнен с постепенно уменьшающейся в 1,5 – 2,5 раза высотой в направлении движения воздушного потока.

Новые существенные признаки:

1. Питающее устройство выполнено с возможностью ввода в сепарирующий канал исходного материала со скоростью 2-6 метров в секунду;

2. сепарирующий канал выполнен с постепенно уменьшающейся в 1,5 – 2,5 раза высотой в направлении движения воздушного потока.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.

Технический результат

Технический результат заключается в том, что в предлагаемом устройстве увеличение разницы сил достигается созданием в сепарирующем канале воздушного потока с увеличивающейся скоростью в направлении от траекторий тяжёлых частиц к лёгким. Увеличение скорости воздушного потока достигается уменьшением площади поперечного сечения сепарирующего канала постепенным уменьшением его высоты в 1,5 – 2,5 раза в направлении движения воздушного потока. Скорость воздушного потока можно увеличить и за счет уменьшения ширины сепарирующего канала. Но в этом случае, частицы, движущиеся около краёв канала, ударяясь о стенки будут изменять свою траекторию, что повлияет на качество разделения смеси.

На чертеже представлен пневмосепаратор для сыпучих смесей.

Пневмосепаратор состоит из сепарирующего канала 1, в верхней части которого установлено питающее устройство 2. Питающее устройство 2 вбрасывает материал тонким слоем под определённым углом со скоростью 2-6 метров в секунду, увеличивая тем самым производительность. Питающее устройство 2 может иметь бункер, в нижней части которого вращаются два барабана навстречу друг другу с зазором не больше размера разделяемых частиц. Поверхности барабанов выполнены из материала, не повреждающего компоненты сыпучей смеси. Воздушный поток в сепарирующем канале создаётся вентилятором 3. Сепарирующий канал 1 имеет постоянную ширину, но уменьшается по высоте в направлении движения воздушного потока в 1,5 – 2,5 раза. Поэтому скорость воздушного потока на выходе больше чем на входе, пропорционально площади сечения канала. Траектории движения разделяемых частиц выглядят веерообразно с вершиной у питающего устройства 2, а основанием у отборников фракций 4. Для регулирования количества и качества фракций имеются поворотные заслонки 5.

При разделении сыпучих смесей, частицы которых имеют большую разницу коэффициентов парусности, высота канала вначале и конце сепарирующей камеры может изменяться до 2,5 раз. К таким смесям можно отнести, например, сельскохозяйственную зернобобовую культуру горох. При отделении зерен от примесей таких культур как овес, или просо можно использовать сепарирующую камеру с разницей высоты в 1,5 раза.

Если в обрабатываемом материале имеются камни, то они попадают в первый отборник К. Для увеличения количества фракций число отборников можно увеличить до 6 – 7 штук.

Предложенное изобретение относится к устройствам для воздушной сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве для предварительной очистки зерна, для подготовки семян к посеву и для селекционных целей, а также в пищевой, химической и других отраслях промышленности, когда требуется разделение сыпучих смесей по аэродинамическим свойствам. Пневмосепаратор сыпучих смесей включает сепарирующий канал с питающим устройством в верхней части, выполненным в виде бункера с расположенными в его нижней части двумя барабанами, установленными с зазором друг к другу не больше размера разделяемых частиц с возможностью вращения навстречу друг другу, отборники фракций, расположенные в нижней части сепарируюшего канала, вентилятор для создания воздушного потока, расположенный в конце сепарирующего канала. Питающее устройство выполнено с возможностью ввода в сепарирующий канал исходного материала со скоростью 2-6 метров в секунду. Сепарирующий канал выполнен с постепенно уменьшающейся в 1,5-2,5 раза высотой в направлении движения воздушного потока. Технический результат - улучшение качества разделения сыпучих смесей. 1 ил.

Пневмосепаратор сыпучих смесей, включающий сепарирующий канал с питающим устройством в верхней части, выполненным в виде бункера с расположенными в его нижней части двумя барабанами, установленными с зазором друг к другу не больше размера разделяемых частиц с возможностью вращения навстречу друг другу, отборники фракций, расположенные в нижней части сепарируюшего канала, вентилятор для создания воздушного потока, расположенный в конце сепарирующего канала, отличающийся тем, что питающее устройство выполнено с возможностью ввода в сепарирующий канал исходного материала со скоростью 2-6 метров в секунду, причем сепарирующий канал выполнен с постепенно уменьшающейся в 1,5-2,5 раза высотой в направлении движения воздушного потока.