устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде

Формула изобретения

Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде содержит бункер и вибролоток, струйный генератор с плоскими соплами разного калибра, установленными последовательно по потоку с увеличением переменного шага, острого угла установки, калибра сопел сверху вниз, расположенные под соплами сборники готовых и повторных фракций, последние из которых сообщены через транспортирующее устройство с бункером, отличающееся тем, что струйный генератор выполнен высокочастотным, а сопла количеством не менее десяти выполнены со стенками направляющих каналов, длина которых увеличивается сверху вниз, причем в генераторе перед соплами установлено последовательно три решета, при этом сборников готовых фракций выполнено на два больше, чем сборников повторных фракций сепарируемого продукта, причем два сборника готовых фракций установлены рядом в конце потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам воздушной сепарации сыпучих материалов, например зерна, злаковых культур, овощных и травяных культур, и может быть использовано для очищения и сортирования зерна на селекционных станциях, семенных заводах, зерновых элеваторах, в фермерских хозяйствах, мукомольной, комбикормовой, химической и других отраслях промышленности.

Известный пневматический сепаратор зернового материала, содержащий вертикальный аспирационный канал с окнами в его стенках для ввода исходной смеси и вывода полученной фракции, в котором вмонтирована опорная сетка, а также бункер с питателем, снабженным метателем исходной смеси, в стенке канала выполнено дополнительное окно для выведения фракции, расположенное противоположно основному, а сетка выполнена из двух секций, соединенных между собой и со стенками канала шарнирно, причем каждая секция наклонена в сторону смежного с ней окна (см. а. с. СССР №1117086, МПК У 07 В 4/00, опубл. 07.10-84. Бюл. №37. "Пневматический сепаратор зернового материала").

Недостатком известного устройства пневматического сепаратора зернового материала является низкое качество сепарации в результате недостаточной степени расслоения (разделения) сепарируемого материала при прохождении по наклонной поверхности сетки, а также оно имеет ограниченное количество распределительных фракций, что обуславливает попадание крупных фракций сепарируемого материала в мелкие и наоборот.

Наиболее близким по технической сущности, взятым за прототип, является устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, включающее приспособление для образования однородного потока исходного материала в виде бункера и вибролотка, установленные под углом сопла для подачи воздуха выполнены плоскогоризонтальными, разного калибра, установлены последовательно по потоку с переменным шагом и острым углом установки, увеличивающимися сверху вниз, а сборники фракций, расположенные под соплами, через один сообщены с приспособлением для образования однородного потока исходного материала с помощью транспортирующего устройства (см. патент Украины №45881 от 15.04.2002, МПК 7 В 07 В 4/02, "Способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройство для его осуществления).

Известное устройство сепарации сыпучей смеси в текучей среде осуществляет сепарацию более точно по фракциям и качественнее, имея в своем устройстве сборники готовой продукции и сборники повтора. Сыпучий продукт, например зерно, попадая в сборники фракций повтора, возвращается в исходное положение в бункер, вторично проходит цикл сепарации, таким образом улучшая качество готовой продукции.

Но данное устройство имеет следующие недостатки. Выполнение струйного генератора с плоскогоризонтальными соплами не обеспечивает одинакового напора воздуха по всем соплам генератора, напор в верхней части струйного генератора значительно больше напора, чем в нижней части, а это сказывается на качестве сепарируемого материала, а также выполнение сборника фракций возврата после каждого сборника фракций готового продукта не эффективно для конца делительного устройства, где конечный продукт, проходя весь цикл чередующихся фракций, в конце сепарации уже не требует возврата, так как конечные фракции низкосортные - фуражные возврату не подлежат.

В основу изобретения поставлена задача создания эффективного устройства для сепарации сыпучей смеси в текучей среде путем оптимизации аэродинамического воздействия на частицы исходного продукта за счет выполнения струйного генератора высокочастотным с установленными в нем тремя решетами последовательно перед соплами, а количество сопел выполнено не менее десяти со стенками направляющих каналов, длина которых увеличивается сверху вниз, причем сборников готовых фракций выполнено на два больше, чем сборников повторных фракций сепарируемого зерна. Это обеспечит точное распределение сепарируемого продукта по приемным фракциям согласно весу и форме, улучшит качество сепарируемого продукта, уменьшит время сепарации, что повысит продуктивность, а также уменьшит металлоемкость и габариты устройства.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, содержащее бункер и вибролоток, струйный генератор с плоскими соплами разного калибра, установленными последовательно по потоку с увеличением переменного шага под разным острым углом к вертикали, калибра сопел сверху вниз, расположенные под соплами сборники готовых и повторных фракций, последние из которых сообщены через транспортирующее устройство с бункером, отличается тем, что струйный генератор выполнен высокочастотным, а сопла, количеством не менее десяти, выполнены со стенками направляющих каналов, длина которых увеличивается сверху вниз, причем в генераторе перед соплами установлены последовательно три решета, при этом сборников готовых фракций выполнено на два больше, чем сборников повторных фракций сепарируемого продукта, причем два сборника готовых фракций установлены рядом в конце потока. Предлагаемое устройство сепарации отличается от прототипа тем, что оно повышает качество готовой продукции сепарации и сокращает время сепарации путем оптимального аэродинамического воздействия на частицы исходного материала.

В предлагаемом техническом решении отличительные признаки не являются характеристикой целых частей объекта, которые сами могут быть целыми и самостоятельными объектами со своими функциями, поэтому в отрыве от других частей (признаков) они не классифицируются, а совокупность признаков, изложенных в отличительной части формулы, не была обнаружена в известных технических решениях, поэтому предлагаемое решение соответствует требованию "изобретательского уровня".

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества сепарируемого продукта за счет выполнения струйного генератора высокочастотным, что обеспечивает равномерную подачу потока воздуха на все сопла сверху вниз, тем самым обеспечивается равномерное разделение зерен по готовым фракциям, например камни и тяжелые зерновые примеси, посевное зерно, продовольственное и фуражное. А также сокращение времени цикла сепарации за счет исключения повторной фракции в конце потока распределительного устройства, например на конечное фуражное зерно, а это обуславливает повышение продуктивности, уменьшение металлоемкости и габаритов устройства сепарации.

Выполнение струйного генератора высокочастотным с установленными тремя решетами последовательно перед соплами обеспечивает одинаковый напор потока и расход воздуха от нижнего сопла до верхнего, что улучшает качество разделения сепарируемого продукта, всеми соплами по фракциям за счет точного распределения текучей среды по разности соотношений веса частиц и силы аэродинамического сопротивления.

Количество сопел выполнено не менее десяти, что подобрано опытным путем, со стенками направляющих каналов, длина которых увеличивается сверху вниз, это увеличивает длину зоны сепарации по направлению потоков.

Выполнение сборников готовых фракций на два больше, чем повторных, и установление их рядом в конце потока обусловлено тем, что конечный продукт, проходя весь цикл фракций, чередуется, к концу уже не требует возврата, так как конечные готовые фракции низкосортные фуражные, возврату не подлежат.

Вся совокупность существенных признаков предлагаемого решения обеспечивает качественную (точную) многофракционную сепарацию сыпучей смеси, например зерновых культур, как простой формы, так и сложной формы, что очень важно в сельском хозяйстве при обработке и подготовке семян к посеву, а также для селекционных целей. Устройство поясняется схемами, например для зернового потока.

На фиг.1 изображена схема устройства для сепарации сыпучей смеси в текучей среде.

На фиг.2 - вид сверху на фиг.1 при снятой крышке.

Устройство для сепарации состоит из бункера 1, снабженного шибером 2 и приспособлением 3 в виде вибролотка для подачи частиц с одинаковой скоростью.

Под приспособлением 3 установлен высокочастотный струйный генератор 4, представляющий собой замкнутый объем с набором ряда плоских ориентированных сопел 5, количество которых не может быть меньше десяти, и последовательно установленными по потоку тремя решетами 6. Калибр d сопел 5, острый угол установки каждого сопла 5 по потоку, шаг Z между соплами 5 и длина канала 7 увеличиваются сверху вниз. К генератору 4 со стороны сопел 5 примыкает делительное устройство 8, включающее сборники "а" для прямых готовых фракций и сборники "б" для промежуточных повторных фракций. Последние через транспортирующее устройство 9 любого типа сообщены с бункером 1. Сборников готовых фракций "а" выполнено на два больше, чем сборников повторных фракций "б" сепарируемого продукта. В конце потока в делительном устройстве 8 два сборника готовых фракций "а" установлены рядом, так как последние фракции возврату не подлежат. Система сопел 5 и делительного устройства 8 с обеих сторон охвачена боковыми стенками 10 для исключения подсоса воздуха в межсопловое пространство и срыва генерации. Крышка 11 выполнена волнообразной формы для отражения воздушного потока. Вентилятор 12 предназначен для подачи воздуха в струйный высокочастотный генератор 4.

Устройство для сепарации работает следующим образом:

В начале проводят подачу зерна в бункер 1 с одинаковой скоростью, посредствам вибролотка 3 создают свободный поток падения текучего зерна, который под воздействием воздушного потока из вентилятора 12 проходит по трем решетам 6 высокочастотного струйного генератора 4, воздух равномерно спрямляют по всем соплам 5, затем его в свою очередь сканируют выполненными увеличивающимися сверху вниз проходными сечениями сопел. Острый угол установки сопла 5, шаг Z между соплами 5, калибр d и направляющие длины каналов 7 сопел 5 обеспечивают разделение частиц сепарируемого материала воздействием каскада плоских воздушных струй сопел 5, зерно поступает в делительное устройство 8, где его распределяют по фракциям.

В первую фракцию поступают камни и тяжелые примеси, во вторую - посевное зерно, в третью - продовольственное зерно, в четвертую и пятую - фуражное зерно. По мере прохождения частиц по каскаду воздушных струй поэтапно осуществляют отвод готовых фракций "а", одновременно с этим проводят отбор промежуточных " б" (недообработанных) фракций и возвращают их на повторную сепарацию на доработку в бункер 1.