способ инерционной сепарации мелкодисперсных частиц

Формула изобретения

Способ инерционной сепарации мелкодисперсных частиц, включающий ввод аэродисперсного потока внутрь корпуса в конически сужающееся пространство, транспортирование аэродисперсного потока в конически сужающихся кольцевых пространствах и вывод фракций по дисперсности при проведении аэродисперсного потока через кольцевые каналы в конически сужающемся кольцевом пространстве, отличающийся тем, что ввод аэродисперсного потока осуществляют осесимметрично пульсационно внутрь корпуса, транспортирование аэродисперсного потока в конически сужающихся кольцевых пространствах, образованных коническими элементами, совершающими свободные колебания относительно друг друга и корпуса, соединенных гибкими элементами, вывод воздуха и мелкой фракции в кольцевое пространство, образованное набором конических элементов и коническим корпусом, транспортирование и сепарацию мелкой фракции производят при закрутке в восходящем потоке воздуха на внутренней поверхности конического корпуса, воздух выводят через тангенциальный патрубок выхода очищенного воздуха, мелкую фракцию выводят через патрубок для вывода мелкой фракции, при этом крупную фракцию транспортируют вниз к отверстию для ее вывода посредством движения в осевом направлении обогащенного аэродисперсного потока.

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 разделения аэродисперсного потока, преимущественно запыленного воздуха, включающий ввод аэродисперсного потока горизонтально внутрь корпуса в конически сужающееся пространство, являющееся сепарационной зоной, образованное набором кольцеобразных усеченных конических элементов, перекрывающих друг друга, транспортирование аэродисперсного потока для первичной очистки в коническом сужающемся пространстве при изменении направления движения части частиц, которые содержатся в воздухе, ударяющихся о наклонные поверхности конических элементов и, отражаясь, двигающихся к оси корпуса, где они подхватываются осесимметричным потоком воздуха и перемещаются к отверстию для вывода концентрированной аэродисперсной смеси. Часть воздуха с мелкодисперсными частицами выводят через конически сужающееся пространство, образованное набором кольцеобразных усеченных конических элементов. Далее для вторичной очистки аэродисперсную смесь транспортируют в конически сужающемся пространстве циклона, являющемся сепарационной зоной, разделяя очищенный воздух и оставшиеся мелкодисперсные частицы. Таким образом, фракции выводят по дисперсности сначала через конически сужающееся пространство корпуса, образованное набором кольцеобразных усеченных конических элементов, и затем - в нижней части конического сужающегося пространства циклона (Вентиляционные установки зерноперерабатывающих предприятий / под ред. A.M.Дзядзио. - М.: Колос, 1974. - С.160-161).

Основной недостаток этого способа состоит в низкой эффективности разделения на фракции из-за малого времени пребывания материала в сепарационной зоне, невозможности полного улавливания мелкодисперсных частиц и необходимости вторичной очистки аэродисперсного потока.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ аэроцентробежного разделения продуктов размола, включающий ввод аэродисперсного потока через камеру внутрь корпуса в конически сужающееся кольцевое пространство 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 в конически сужающемся кольцевом пространстве 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, вывод фракций по дисперсности при проведении аэродисперсного потока через кольцевые каналы в конически сужающемся кольцевом пространстве. При этом более легкие и мелкие 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 (патент RU 2317155 С1, МПК⁷ В07В 7/08).

Основными недостатками описанного способа аэроцентробежного разделения продуктов размола являются повышенная энергоемкость, за счет высокого аэродинамического сопротивления при прохождении воздуха через вращающуюся турбину, пониженная эффективность отделения более легких и мелких фракций, во-первых, вследствие ее налипания на стенки корпуса и виброконусы, что приводит к уменьшению сечения рабочей зоны за счет неэффективно организованной регенерации рабочих поверхностей виброконусов посредством вибрации, которая в отдельных случаях может привести к уплотнению осевшего продукта и уменьшению пропускной способности, во-вторых, вследствие выхода тонкой фракции из кольцевых каналов в потоке воздуха, обусловленного закруткой воздушного потока.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение энергоемкости и повышение эффективности отделения мелкодисперсных частиц, то есть мелких фракций, от воздуха.

Поставленная задача решается тем, что в способе инерционной сепарации мелкодисперсных частиц, включающем ввод аэродисперсного потока внутрь корпуса в конически сужающееся пространство, 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 ввод аэродисперсного потока осуществляют осесимметрично пульсационно внутрь корпуса, транспортирование аэродисперсного потока в конически сужающихся кольцевых пространствах, образованных коническими элементами, совершающими свободные колебания относительно друг друга и корпуса, соединенных гибкими элементами, вывод воздуха и мелкой фракции в кольцевое пространство, образованное набором конических элементов и коническим корпусом, транспортирование и сепарацию мелкой фракции производят при закрутке в восходящем потоке воздуха на внутренней поверхности конического корпуса. Воздух выводят через тангенциальный патрубок выхода очищенного воздуха, мелкую фракцию выводят через патрубок для вывода мелкой фракции. Крупную фракцию транспортируют вниз к отверстию для ее вывода посредством движения в осевом направлении обогащенного аэродисперсного потока.

Уменьшение энергоемкости обеспечивается, во-первых, отсутствием необходимости закрутки аэродисперсного потока в конфузорном пространстве приводной пустотелой турбины, дополнительной закрутки аэродисперсного потока в приводном вращающемся патрубке и его направления вниз с созданием вихревого шнура посредством системы соосно расположенных с турбиной и вращающимся патрубком приводных усеченных вращающихся виброконусов; во-вторых, пониженным аэродинамическим сопротивлением за счет уменьшения количества и протяженности рабочих пространств вследствие отсутствия необходимости применения конфузорного пространства пустотелой турбины при прохождении аэродисперсного потока.

Повышение эффективности отделения мелкодисперсных частиц от воздуха обеспечивается благодаря предварительному концентрированию аэродисперсного потока и началу разделения мелкой фракции на конических элементах, совершающих свободные колебания посредством ввода аэродисперсного потока внутрь корпуса осесимметрично пульсационно, обеспечивающего движение осевших фракций к отверстию для вывода крупной фракции.

На приведенном чертеже изображена схема осуществления способа инерционной сепарации мелкодисперсных частиц.

На чертеже дополнительно вертикальными линиями со стрелками обозначено направление ввода аэродисперсного потока; горизонтальной линией со стрелкой - направление вывода очищенного воздуха; вертикальными точечными линиями со стрелками - направление вывода крупной и тяжелой фракции аэродисперсного потока; наклонной штрихпунктирной линией со стрелкой - направление вывода мелкой фракции; наклонными пунктирными линиями со стрелками - направление движения воздуха и мелкой фракции.

Способ инерционной сепарации мелкодисперсных частиц реализуется при помощи конических элементов 1, крепящихся к гибким элементам, выполненным в виде подвесов 2. Корпус 3, в котором размещены конические элементы 1 на гибких подвесах 2, снабжен патрубком 4 для очищенного воздуха, патрубком 5 для входа аэродисперсного потока, отверстием 6 для вывода крупной фракции, сборником 7 для крупной фракции, патрубком 8 для вывода мелкой фракции.

Способ инерционной сепарации мелкодисперсных частиц осуществляется следующим образом. Аэродисперсный поток подают осесимметрично пульсационно в конически сужающееся пространство корпуса 3 через патрубок 5 для входа аэродисперсного потока 5 и осуществляют транспортирование аэродисперсного потока. Транспортирование аэродисперсного потока в конически сужающихся кольцевых пространствах, образованных внутри конических элементов 1 уменьшающегося размера, совершающих свободные колебания относительно друг друга и корпуса 3 с амплитудой А и угловой скоростью , соединенных гибкими подвесами 2, вывод воздуха и мелкой фракции в кольцевое пространство, образованное набором конических элементов 1 и коническим корпусом 3, транспортирование и сепарацию мелкой фракции производят при закрутке в восходящем потоке воздуха на внутренней поверхности конического корпуса 3.

Вывод фракций по дисперсности производят при проведении аэродисперсного потока через кольцевые каналы конических элементов 1 в конически сужающихся кольцевых пространствах.

При этом крупные частицы при ударе о внутреннюю поверхность конических элементов 1 и изменении траектории движения по направлению к оси аэродисперсного потока транспортируют вниз к отверстию 6 для вывода крупной фракции посредством движения в осевом направлении обогащенного аэродисперсного потока, далее - в сборник 7 для крупной фракции.

Транспортирование и сепарацию мелкой фракции производят при закрутке в восходящем потоке воздуха на внутренней поверхности конического корпуса 3. Таким образом, мелкую фракцию с частью воздуха выводят через верхние сечения конических элементов 1, подвешенных на гибких подвесах 2, и в потоке восходящего воздуха, совершающего винтовое движение, направляют к внутренней поверхности конического корпуса 3, транспортируют по ней вниз к патрубку 8 для вывода мелкой фракции, причем частицы, осевшие на поверхности конических элементов 1, выводят вниз к патрубку 8 для вывода мелкой фракции благодаря вибрации этих элементов под действием пульсационной подачи аэродисперсного потока.

Очищенный воздух по винтовой траектории поднимается вверх, и его выводят через тангенциальный патрубок 4 для очищенного воздуха.

Таким образом, применение предложенного способа инерционной сепарации мелкодисперсных частиц позволяет осуществить увеличение технологической эффективности фракционирования продуктов размола, с обеспечением очистки воздуха от пыли при снижении энергозатрат.