способ классификации сыпучих материалов

Формула изобретения

Способ классификации сыпучих материалов, включающий их многократную подачу слоем на шероховатую наклонную плоскость, разделение ссыпающегося слоя по высоте на три части, противоточное перемещение частей вдоль нижней кромки плоскости и выделение полученных фракций путем продольного разделения слоя на части, отличающийся тем, что многократную подачу материала осуществляют путем его пропускания через соответствующее число плоскостей, разделяют ссыпающийся слой по высоте на части и перемещают их противоточно после каждой плоскости и выделяют фракции после последней плоскости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам и устройствам для классификации сыпучих материалов и может быть использовано в химической, микробиологической и пищевой промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Известен способ классификации сыпучих материалов (см. Классификатор сыпучих материалов. А.с. № 426717 по классу В 07 В 1/04), включающий их многократную подачу на разделительные пластины, направление ссыпающегося слоя материала с пластин в промежуточные емкости и подачу конечных фракций в приемники фракций.

Недостаток данного способа классификации заключается в низком качестве разделения вследствие того, что на каждой разделительной пластине одновременно протекают процессы разделения и перемешивания. Это является следствием случайного характера формирования условий взаимодействия частиц сыпучего материала в процессе движения по пластине.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ классификации сыпучих материалов (см. RU 2152270 С1, В 07 В 13/00, 10.07.2000), включающий их многократную подачу на шероховатую наклонную плоскость, разделение ссыпающегося слоя по высоте на три части, противоточное перемещение частей вдоль нижней кромки плоскости и выделение полученных фракций путем продольного разделения слоя на части.

Недостатком данного способа является низкое качество классификации вследствие смешивания разделенных частей материала при подаче на наклонную плоскость и низкая производительность вследствие периодического режима его реализации.

Задача изобретения состоит в повышении производительности и качества классификации за счет организации непрерывного процесса и уменьшения перемешивания материала при повторной его подаче на разделительную плоскость.

Задача изобретения решается тем, что в способе классификации сыпучих материалов, включающем их многократную подачу слоем на шероховатую наклонную плоскость, разделение ссыпающегося слоя по высоте на три части, противоточное перемещение частей вдоль нижней кромки плоскости и выделение полученных фракций путем продольного разделения слоя на части, многократную подачу материала осуществляют путем его пропускания через соответствующее число плоскостей, разделяют ссыпающийся слой по высоте на части, перемещают их противоточно после каждой плоскости и выделяют фракции после каждой плоскости.

На фиг.1 представлена схема установки, реализующей способ классификации сыпучих материалов; на фиг.2 - вид А на промежуточные приемники.

Установка состоит из бункера исходной смеси 1 со щелевидным выгрузочным отверстием 2, под которым каскадом расположены разделительные плоскости 3. Плоскости установлены последовательно друг под другом без зазора в проекции на горизонтальную плоскость и с зазором в проекции на вертикальную плоскость. Под нижней кромкой каждой плоскости продольно ей расположены промежуточные приемники 4 с вертикальными перегородками между ними, параллельными нижней кромке разделительной плоскости. Разгрузочные отверстия крайних рядов секций смещены в направлении одной из боковых кромок плоскости, а секций среднего ряда - в противоположную сторону. Под нижним промежуточным приемником установлен приемник конечных фракций 5, разделенный вертикальными перегородками на части в соответствии с числом выделяемых фракций.

Способ осуществляется следующим образом. Из бункера 1 через щелевидное выгрузочное отверстие 2 исходный материал подается на шероховатую наклонную плоскость 3, установленную под углом к горизонту, близким к углу естественного откоса материала, по всей длине плоскости. На плоскости образуется слой материала, движущийся к ее нижней кромке. При этом на плоскости организуется сдвиговое гравитационное течение сыпучего материала, в котором верхние слои материала обгоняют нижние и, взаимодействуя с ними, обмениваются между собой частицами.

Взаимодействие частиц происходит в режиме столкновения. В результате определенная часть частиц сыпучего материала с похожими свойствами (размер, плотность) перемещается в направлении к открытой поверхности слоя, а другая часть - в противоположном направлении, т. е. к основанию слоя. В центральной части слоя, характеризующейся наивысшей плотностью, концентрируются малоподвижные тяжелые частицы (наиболее крупные и плотные). В периферийных, менее плотных областях слоя, у основания и у его открытой поверхности концентрируются подвижные легкие частицы. Они приобретают при столкновении более высокие скорости. Одновременно в слое происходит процесс разделения частиц по механизму просеивания. В результате этого в нижней части слоя скапливаются преимущественно мелкие относительно плотные частицы, а в верхней части - относительно крупные частицы с низкой плотностью. Таким образом, на наклонной плоскости наблюдается преимущественное движение одних частиц над другими.

При этом по толщине скатывающегося слоя имеется градиент скорости частиц. Частицы, расположенные в верхней части слоя, имеют большую скорость, чем частицы, расположенные в средней его части. Последние, в свою очередь, скатываются с большей скоростью, чем частицы, расположенные в нижних слоях. В связи с этим в веере, образующемся при ссыпании материала с нижней кромки плоскости, частицы верхних слоев летят по длинным траекториям вблизи верхней границы веера, частицы средних слоев - по более коротким траекториям, а частицы нижних слоев - по самым коротким траекториям вблизи нижней границы веера. Вследствие этого частицы верхних слоев попадают в дальний крайний ряд секций промежуточного приемника 4, средних слоев - в средний ряд, а нижних - в ближний крайний ряд секций. В процессе взаимодействия с наклонными элементами секций приемника 4 частицы материала перемещаются на некоторое расстояние вдоль нижней кромки плоскости. При этом частицы, попадающие в средний ряд секций, направляются к одной из боковой кромок плоскости, а попадающие в крайние ряды секций - в противоположную сторону.

После этого сыпучий материал попадает на следующий каскад сепарации, где процесс повторяется в последовательности, аналогичной рассмотренной. При многократном повторении процесса сепарации на последующих каскадах и противоточного перемещения разнородных частиц, выпадающих с плоскостей в различные ряды секций промежуточных приемников, происходит распределении частиц по размеру (плотности) в направлении от одной боковой кромки плоскости к другой.

Из последнего промежуточного приемника сыпучий материал падает в приемник конечных фракций 5, разделенный перегородками, перпендикулярными плоскости ссыпания на части, по числу выделяемых фракций.

Таким образом, на каскаде наклонных пластин организуется многоступенчатая сепарация и противоточное перемещение частиц, различающихся по комплексу физико-механических свойств. При этом каждый из движущихся навстречу потоков материала обогащается частицами с определенными свойствами.

Предлагаемый способ основывается на принципе многократного повторения процесса разделения на каскаде последовательно установленных сепарирующих элементов с организацией многоступенчатого противоточного перемещения неоднородных частиц в направлении, поперечном к направлению основного потока. В результате указанной организации процесса достигается усиление от каскада к каскаду суммарного эффекта разделения по сравнению с одноступенчатой сепарацией. Использование принципа многоступенчатой сепарации с противотоком неоднородных частиц в непрерывном поточном режиме позволяет повысить производительность и эффективность классификации за счет уменьшения перемешивания частиц.

ПРИМЕР. Способ классификации сыпучих материалов реализуется следующим образом. Исходный сыпучий материал (например, смесь семян ячменя с примесью семян овсюга и колотого ячменя) через щелевидное выгрузочное отверстие бункера подается на первую плоскость шириной 0.5 м и длиной 1 м. Ссыпавшаяся с плоскости зерновая смесь направляется в установленный под ее нижней кромкой промежуточный приемник. Вертикальными перегородками приемника фракций слой ссыпающихся частиц делится по высоте на три части в соотношении, соответствующем заданному содержанию примеси и колотого зерна в семенах ячменя. В процессе взаимодействия с наклонными элементами секций приемника зерна смеси перемещаются вдоль нижней кромки плоскости. При этом семена ячменя, попадающие преимущественно в средний ряд секций, направляются к одной из боковых кромок плоскости, а колотое зерно и семена овсюга, попадающие в крайние ряды секций, - в противоположную сторону. После этого смесь поступает на следующую плоскость каскада, на которой рассмотренный процесс повторяется.

В результате при реализации данного способа у торцевых кромок плоскости с одной стороны в приемник конечных фракций выгружаются зерна ячменя, а с противоположной стороны - семена овсюга и колотого ячменя.

Предлагаемый способ основывается на реализации принципа многоступенчатой сепарации зернистого материала в непрерывном поточном режиме. Реализация способа позволяет повысить производительность и эффективность классификации за счет рациональной организации потоков перерабатываемого материала.