способ аэроцентробежного разделения продуктов размола

Формула изобретения

Способ аэроцентробежного разделения продуктов размола, включающий ввод аэродисперсного потока внутрь корпуса в кольцевое пространство при закрутке в конфузорном пространстве, транспортирование аэродисперсного потока в конически сужающемся кольцевом пространстве и вывод фракций по дисперсности при проведении аэродисперсного потока через кольцевые каналы в конически сужающемся кольцевом пространстве, отличающийся тем, что аэродисперсный поток вводят через камеру корпуса при закрутке в конфузорном пространстве пустотелой турбины вокруг ее горизонтальной оси вращения с образованием в ее внутренней полости и на внешних поверхностях вращающихся объемов аэродисперсного потока, выделяя и выводя при взаимодействии указанных объемов крупные и тяжелые фракции аэродисперсного потока, транспортирование обогащенного аэродисперсного потока производят при его дополнительной закрутке во вращающемся патрубке с соосным ему неподвижным шнеком и его направлении вниз с созданием вихревого шнура посредством системы соосно расположенных с турбиной и патрубком усеченных вращающихся виброконусов и названного шнека, образующих кольцевые регулируемые каналы, и дальнейшем направлении внутрь конической части корпуса с верхним и нижним выходами, при этом более легкие фракции выводят в нижний выход конической части корпуса после перемещения вниз параллельно шнеку через кольцевые регулируемые каналы и по поверхностям усеченных вращающихся виброконусов, а тонкодисперсную аэросмесь выводят в верхний выход конической части корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разделению продуктов размола по совокупности признаков и может найти применение в агропромышленном комплексе при переработке зерна в муку.

Известен способ аэроцентробежного разделения продуктов размола, включающий ввод исходного материала внутрь корпуса при его разбрасывании вращающейся тарелкой и закрутке в потоке набегающего воздуха; вывод крупных и тяжелых фракций получаемого аэродисперсного потока вниз во внутренний конус корпуса, транспортирование обогащенного аэродисперсного потока при его закрутке вращающейся крыльчаткой в цилиндрическом кольцевом пространстве корпуса и направлении вниз, вывод мелких фракций в наружную коническую часть корпуса и подачу очищенного воздуха снова внутрь корпуса в зону сепарации (Ушаков С.Г. Инерционная сепарация пыли / С.Г.Ушаков, Н.И.Зверев. - М.: Энергия. 1974. - С.32-33).

Основной недостаток этого способа состоит в низкой эффективности разделения на фракции из-за малого времени взаимодействия материала с потоком воздуха и пониженной производительности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ пневмосепарации дисперсного материала, включающий ввод аэродисперсного потока внутрь вращающегося корпуса на вращающуюся коническую поверхность соосно установленному в корпусе вращающемуся рабочему элементу и в кольцевое пространство между корпусом и рабочим элементом при закрутке в конфузорном пространстве, транспортирование аэродисперсного потока в конически сужающемся вверх кольцевом пространстве и вывод фракций по дисперсности при проведении аэродисперсного потока через кольцевые каналы в конически сужающемся кольцевом пространстве. В качестве конфузорного пространства используют кольцевую полость, образованную первым участком конической поверхности рабочего элемента и коническим участком корпуса, коаксиально охватывающим рабочий элемент. В качестве конически сужающегося вверх кольцевого пространства используют кольцевые полости, образованные вторым участком конической поверхности рабочего элемента, плавно соединенным с первым участком конической поверхности рабочего элемента по наибольшему диаметру, и коническими участками корпуса, коаксиально охватывающими рабочий элемент (патент RV2193459, МПК⁷ B07B 7/08).

Основными недостатками описанного способа пневмосепарации дисперсного материала являются, во-первых, пониженная эффективность разделения на фракции вследствие их налипания на стенки корпуса и рабочего элемента, а также вероятностного их срыва в кольцевые каналы, во-вторых, повышенные энергозатраты, вызванные необходимостью транспортирования твердых фракций вверх.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности разделения на фракции продуктов размола и снижения энергозатрат.

Для достижения указанного технического результата в способе аэроцентробежного разделения продуктов размола, включающем ввод аэродисперсного потока внутрь корпуса в кольцевое пространство при закрутке в конфузорном пространстве, транспортирование аэродисперсного потока в конически сужающемся кольцевом пространстве и вывод фракций по дисперсности при проведении аэродисперсного потока через кольцевые каналы в конически сужающемся кольцевом пространстве, согласно изобретению аэродисперсный поток вводят через камеру корпуса при закрутке в конфузорном пространстве пустотелой турбины вокруг ее горизонтальной оси вращения с образованием в ее внутренней полости и на внешних поверхностях вращающихся объемов аэродисперсного потока, выделяя и выводя при взаимодействии указанных объемов крупные и тяжелые фракции аэродисперсного потока, транспортирование обогащенного аэродисперсного потока производят при его дополнительной закрутке во вращающемся патрубке с соосным ему неподвижным шнеком и его направлении вниз с созданием вихревого шнура посредством системы соосно расположенных с турбиной и патрубком усеченных вращающихся виброконусов и названного шнека, образующих кольцевые регулируемые каналы, и дальнейшем направлении внутрь конической части корпуса с верхним и нижним выходами. При этом более легкие фракции выводят в нижний выход конической части корпуса после их перемещения вниз параллельно шнеку через кольцевые регулируемые каналы и по поверхностям усеченных вращающихся виброконусов, а тонкодисперсную аэросмесь выводят в верхний выход конической части корпуса.

Повышение эффективности разделения на фракции продуктов размола обеспечивается высокой степенью предварительного отделения крупных и тяжелых фракций без налипания на стенки корпуса после закрутки аэродисперсного потока в конфузорном пространстве пустотелой турбины вокруг ее горизонтальной оси и высокой степенью отделения более легких фракций и тонкодисперсной аэросмеси также без налипания на стенки корпуса вследствие интенсивного дополнительного закручивания аэродисперсного потока, позволяющего создать вихревой шнур, в котором образуется разрежение, и попадаемые в него легкие фракции с виброконусов удерживаются в нем и их выводят вниз, а освобожденную от фракций тонкодисперсную аэросмесь - вверх, через кольцевые регулируемые каналы виброконусов при осуществлении очистки воздуха от мучной пыли.

Снижение энергозатрат обеспечивается отсутствием необходимости транспортирования всех фракций вверх на значительную высоту.

На приведенном чертеже изображена схема осуществления способа аэроцентробежного разделения продуктов размола.

На чертеже дополнительно обозначено вертикальной линией со стрелкой - направление ввода аэрозернового потока, горизонтальной пунктирной линией со стрелкой - направление вывода крупных и тяжелых фракций аэродисперсного потока; горизонтальной штрихпунктирной линией со стрелкой - направление вывода более легких фракций, круговой линией со стрелкой - направление вращения турбины и патрубка, горизонтальной линией со стрелками - направления колебания усеченных виброконусов.

Способ аэроцентробежного разделения продуктов размола реализуется при помощи пустотелой турбины 1, имеющей горизонтальную ось вращения, расположенной в камере 2 корпуса 3 и связанной через патрубок 4 с конической частью 5 корпуса 3. Турбина 1 и патрубок 4 выполнены с возможностью вращения (на чертеже не показано).

Камера 2 снабжена патрубком 6 для вывода крупных и тяжелых фракций аэродисперсного потока. Коническая часть 5 корпуса 3 снабжена верхним выходом 7 для вывода тонкодисперсной аэросмеси и нижним выходом 8 для вывода более легких фракций.

Соосно с турбиной 1 и патрубком 4 в корпусе 3 жестко закреплен шнек 9 и расположена система усеченных виброконусов 10, вставленных друг в друга с зазорами. Усеченные виброконусы 10 выполнены с возможностью вращения совместно с турбиной 1 и патрубком 4 и снабжены дебалансами 11. Кроме того, усеченными виброконусами 10, вставленными друг в друга с зазорами, а также усеченными виброконусами 10 со шнеком 9 образованы регулируемые каналы 12.

Способ аэроцентробежного разделения продуктов размола осуществляется следующим образом. Аэродисперсный поток вводят внутрь корпуса 3 через камеру 2 в кольцевое пространство между ее внутренней поверхностью и пустотелой турбиной 1 при закрутке в конфузорном пространстве вращающейся пустотелой турбины 1 вокруг ее горизонтальной оси вращения с образованием во внутренней полости и на внешних поверъхностях турбины вращающихся объемов аэродисперсного потока. В результате взаимодействия последних выделяют крупные и тяжелые фракции аэродисперсного потока, которые выводят в патрубок 6. Далее обогащенный аэродисперсный поток транспортируют при его дополнительной закрутке во вращающемся патрубке 4 с соосным патрубку 4 неподвижным шнеком 9 и направлении вниз с созданием вихревого шнура посредством системы соосно расположенных с турбиной 1 и патрубком 4 усеченных вращающихся виброконусов 10 и шнека 9, образующих кольцевые регулируемые каналы 12, и дальнейшем направлении внутрь конической части 5 корпуса 3 с верхним 7 и нижним 8 выходами. При необходимости регулировку размеров кольцевых каналов 12 осуществляют изменением расстояния между виброконусами 10 относительно шнека 9. Аэродисперсный поток продолжают закручивать, и он перемещается ниже. Легкие фракции затягиваются образованным вихревым шнуром, движутся вниз параллельно шнеку 9 через кольцевые регулируемые каналы 12 и по поверхностям усеченных виброконусов 10 в их конически сужающихся кольцевых пространствах, так как легкие фракции под действием вибрации и центробежной силы прижимаются к стенкам виброконусов 10. При этом легкие фракции выводят в нижний выход 8 конической части 5 корпуса 3. Освобожденную от фракций тонкодисперсную аэросмесь выводят в верхний выход 7 конической части 5 корпуса 3.

Таким образом, применение предложенного способа аэроцентробежного разделения продуктов размола позволяет осуществить увеличение технологической эффективности фракционирования продуктов размола, снизить энергозатраты и обеспечить расширение сферы использования вследствие высокой степени дифференцированного отделения крупных и мелких фракций и, за счет этого, обеспечение очистки воздуха от мучной пыли.