сепаратор для разделения сыпучих смесей по форме и свойствам поверхности

Формула изобретения

Сепаратор для разделения сыпучих смесей по форме и свойствам поверхности, включающий корпус, загрузочное приспособление, рабочий орган, выполненный в форме цилиндрического ротора с внутренней разделяющей поверхностью, устройство для вывода верхней фракции и привод, отличающийся тем, что для обеспечения отбора верхней фракции в любой точке ротора устройство для вывода верхней фракции выполнено в виде щелевого наконечника, соединенного посредством воздухопровода с всасывающей воздушной системой с регулируемым напором, с возможностью изменения его положения относительно разделяющей поверхности цилиндрического ротора за счет телескопического соединения воздухопровода с входным патрубком всасывающей воздушной системы и возможностью поворота щелевого наконечника относительно воздухопровода, при этом цилиндрический ротор установлен с возможностью регулирования угла наклона оси ротора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области разделения сыпучих смесей по форме и свойствам поверхности составляющих их частиц и может найти применение в сельском хозяйстве при очистке зерна и продуктов его переработки, а также в пищевой, химической, горнорудной, металлургической и строительной отраслях промышленности.

Известен сепаратор для разделения сыпучих материалов по форме и свойствам поверхности, содержащий корпус, загрузочное приспособление, рабочий орган в форме цилиндрического ротора с внутренней разделяющей поверхностью, вращающейся относительно оси, установленной под углом к горизонту, устройство для сбора и вывода из сепаратора верхней фракции, т.е. компонентов, имеющих более высокий коэффициент трения (журнал "Тракторы и сельхозмашины" №2, 1964 г., с.27).

Недостатком известного сепаратора является то, что в устройстве для сбора и вывода фракции с более высоким коэффициентом трения использован желоб с установленным внутри него шнеком, в который частицы верхней фракции могут попасть только после отрыва от разделяющей поверхности ротора в точке, близкой к верхней точке цилиндра. В то же время для реальных сыпучих смесей разница в коэффициентах трения верхней и нижней фракции (т.е. фракции, компоненты которой имеют более низкий коэффициент трения) невелика. Вследствие этого при изготовлении цилиндра из традиционных машиностроительных материалов, например стали, частицы верхней фракции не могут подняться на достаточно большую высоту, позволяющую собрать их в желоб и вывести шнеком из сепаратора. Поэтому в известном сепараторе рабочим органом является цилиндр, имеющий внутреннюю разделяющую поверхность, покрытую ворсистой тканью (сукном "бетта").

Применение в качестве разделяющей поверхности такого нетрадиционного материала как сукно делает известный сепаратор малопригодным для массового применения в реальных процессах сепарирования, так как сукно быстро загрязняется и теряет свои свойства трения, что приводит к снижению эффективности сепарирования. Кроме того, в силу особенностей конструкции устройства вывода верхней фракции известный сепаратор не может быть использован для разделения наиболее распространенных смесей, компоненты верхней фракции которых имеют невысокий коэффициент трения. Эти компоненты не могут подняться на достаточную высоту для забрасывания их в желоб, что обуславливает низкую эффективность сепарирования.

Технической задачей изобретения является расширение области применения сепаратора, упрощение его конструкции и повышение эффективности разделения сыпучих смесей.

Поставленная задача решается за счет того, что в сепараторе, включающем корпус, загрузочное приспособление, рабочий орган, выполненный в форме цилиндрического ротора с внутренней разделяющей поверхностью, устройство для вывода верхней фракции и привод, устройство для вывода верхней фракции выполнено в виде щелевого наконечника, соединенного посредством воздухопровода с всасывающей воздушной системой с регулируемым напором, с возможностью изменения его положения относительно разделяющей поверхности цилиндрического ротора за счет телескопического соединения воздухопровода с входным патрубком всасывающей воздушной системы, и возможностью поворота щелевого наконечника относительно воздухопровода, при этом цилиндрический ротор установлен с возможностью регулирования угла наклона оси ротора.

На фиг.1 изображена общая схема сепаратора с продольным разрезом цилиндрического ротора, на фиг.2 - поперечный разрез ротора с изображением взаимного расположения загрузочного приспособления и щелевого наконечника для вывода верхней фракции.

Сепаратор включает корпус 1, цилиндрический ротор 2, загрузочное приспособление 3, приемник нижней фракции 4 и пневматическое устройство для вывода верхней фракции, состоящее из щелевого наконечника 5, воздухопровода 6 и всасывающей воздушной системы 7. Привод цилиндрического ротора осуществляется от двигателя 8 через клиноременный вариатор 9. Соединение щелевого наконечника 5 с воздухопроводом 6 осуществлено с возможностью его поворота относительно воздухопровода, который, в свою очередь, благодаря телескопическому соединению с входным патрубком всасывающей воздушной системы 7, может перемещаться вместе с щелевым наконечником 5 параллельно продольной оси цилиндрического ротора 2.

Корпус 1 соединен с опорной рамой 10 с помощью шарнира 11 и винта 12, что позволяет менять наклон оси цилиндра к горизонтали.

Сепаратор работает следующим образом. Исходный продукт, состоящий из частиц с различными коэффициентами трения, через загрузочное приспособление 3 подается на вращающийся цилиндр выше точки В (фиг.2) и благодаря силам трения о внутреннюю поверхность цилиндра вовлекается в движение вместе с цилиндром вверх, к точке С. Одновременно под действием сил тяжести частицы продукта скользят относительно поверхности цилиндра и перемещаются вниз, к точке В. Чем больше коэффициент трения частиц продукта, тем выше они поднимаются в абсолютном движении. Частицы продукта, имеющие максимальный коэффициент трения, поднимаются выше горизонтального диаметра СЕ и с помощью щелевого наконечника 5 отбираются во всасывающую воздушную систему 7, составляют верхнюю фракцию, выводятся и используются по назначению. Частицы продукта с минимальным коэффициентом трения благодаря вращению и наклону цилиндра к горизонтали выводятся из сепаратора через приемник нижней фракции 4.

Положительный эффект заключается в следующем. Применение пневматического устройства для вывода верхней фракции, состоящего из щелевого наконечника 5, воздухопровода 6 и всасывающей воздушной системы 7, обеспечивает возможность отбора верхней фракции в любой точке вращающегося цилиндрического ротора, в том числе и ниже горизонтального диаметра СЕ. Таким образом применение данного устройства позволяет использовать для разделяющей поверхности вместо дорогой ворсистой ткани, непригодной для длительной работы, традиционный конструкционный материал, например листовую сталь, что упрощает конструкцию сепаратора и повышает надежность его работы. В отличие от ворсистой ткани листовая сталь в процессе работы не теряет своих свойств трения, а, наоборот, под действием движущегося продукта ее свойства трения стабилизируются, в результате чего эффективность сепарирования исходной смеси повышается и не изменяется с течением времени.

Кроме того, возможность поворота щелевого наконечника 5 относительно воздухопровода 6 и изменения напора в воздушной системе позволяет отобрать верхнюю фракцию с заданным содержанием частиц продукта, имеющих максимальный коэффициент трения. При повороте щелевого наконечника 5 по часовой стрелке (фиг.2) и уменьшении напора в воздушной системе эффективность выделения таких частиц в верхнюю фракцию повышается.

Особенность сепараторов для разделения сыпучих смесей по форме и свойствам поверхности с внутренней цилиндрической разделяющей поверхностью заключается в том, что при движении продукта к выходу из ротора частицы продукта подвергаются многократному воздействию со стороны разделяющей поверхности. Так как коэффициенты трения не являются константами, то чем больше будет таких циклических воздействий, тем больше будет вероятность того, что свойства трения частиц данного компонента проявятся полностью, и они попадут в щелевой наконечник. Число таких воздействий растет с увеличением расстояния вдоль продольной оси цилиндра от точки загрузки исходного продукта до точки отбора верхней фракции с помощью щелевого наконечника. С целью регулирования эффективности выделения заданного компонента в верхнюю фракцию воздуховод 6 соединен телескопически с входным патрубком всасывающей воздушной системы 7, с возможностью перемещения вместе с щелевым наконечником 5 параллельно продольной оси ротора. Перемещая щелевой наконечник 5 вправо (фиг.1), можно повысить содержание целевого компонента в верхней фракции.

Скорость продвижения продукта в роторе, а следовательно, и кратность циклических воздействий на частицы смеси можно регулировать также за счет изменения угла наклона оси ротора к горизонтали с помощью винтов 12.

Таким образом, благодаря особенностям конструкции устройства для отбора и вывода верхней фракции сепаратор для разделения сыпучих смесей по форме и свойствам поверхности может быть отрегулирован на разделение сыпучих смесей даже с незначительным различием свойств трения компонентов смеси, что не только повышает эффективность сепарирования, но и расширяет область применения сепаратора. Влияние этих регулировок на эффективность сепарирования может быть повышено за счет изменения угловой скорости цилиндрического ротора с помощью клиноременного вариатора 9 и угла наклона оси ротора к горизонтали с помощью винтов 12, а также за счет изменения напора в воздушной системе.