Способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройство для его реализации



Способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройство для его реализации
Способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройство для его реализации

 


Владельцы патента RU 2462319:

Сухин Владимир Степанович (UA)

Изобретение относится к способам и устройствам для воздушной сепарации сыпучих материалов и может быть использовано, преимущественно, в сельском хозяйстве для очистки и сортировки семян злаковых, травяных и других культур, на селекционных станциях, в фермерских хозяйствах, в мукомольном и комбикормовом производстве, а также при производстве строительных материалов, в пищевой, химической, угольной промышленности для обогащения угля и в других отраслях народного хозяйства. Способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде заключается в гравитационной подаче частиц, аэродинамическом монотонно растущем воздействии на них под острым углом к вертикали каскадом плоских струй и выводе готовых фракций. Перед аэродинамическим воздействием на частицы смеси течение каждой струи переводят в режим развитой турбулентности путем расширения их по вертикали до слияния друг с другом со сбойной или близкой к ней формой течения и образованием в начале каждого межструйного пространства всех смежных струй двух циркуляционных зон - верхней и нижней - отличных по размерам. Перед формированием циркуляционных зон осуществляют резкое изменение направления течения струй из вертикального на почти горизонтальное с последующим их сжатием по вертикали. Способ осуществляют с помощью устройства, содержащего бункер с вибролотком, установленный под ним генератор с расположенными одна под другой и под острым углом к вертикали жесткими стенками, шаг и ширина расположения которых увеличивается сверху донизу, связанный с источником подачи воздуха под давлением и охваченный боковыми стенками, а также сборники фракций. Конец каждой жесткой стенки по всей ее длине снабжен расположенной к ней под углом дополнительной стенкой, ширина которой меньше расстояния между смежной сверху жесткой стенкой, которые расположены со сдвигом по горизонтали, с образованием зазора относительно нижней жесткой стенки и камеры поворота воздушного потока на входе в зазор. Камеры поворота и зазоры увеличиваются сверху книзу. Технический результат - повышение эффективности и производительности процесса сепарации, а также упрощение конструкции устройства и технологии сепарации. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способам и устройствам для воздушной сепарации сыпучих материалов и может быть использовано, преимущественно, в сельском хозяйстве для очистки и сортировки семян злаковых, травяных и других культур, на селекционных станциях, в фермерских хозяйствах, в мукомольном и комбикормовом производстве, а также при производстве строительных материалов, в пищевой, химической, угольной промышленности для обогащения угля и в других отраслях народного хозяйства.

Из уровня техники известен способ сепарации сыпучих материалов, включающий последовательные операции подачи сыпучего материала в зону сепарации, предварительного интенсивного расслоения указанного материала в вертикальном воздушном потоке переменной скорости на легкие и тяжелые частицы с одновременным выделением из них легких примесей и пыли, попадающих в камеру осадки, оснащенной заслонкой периодического действия и отсасывающим вентилятором. Остальные легкие и тяжелые частицы, находясь в вертикальном потоке, постепенно продвигаются к низу, где попадают под действие почти горизонтального сплошного воздушного потока, разделяющего указанные частицы в горизонтальной сепарационной камере на отдельные фракции, которые выводятся в приемники готовых фракций. Данный способ реализуется с помощью известного пневмосепаратора сыпучих материалов, содержащего горизонтальную сепарационную камеру, оснащенную приемниками готовых фракций, и присоединенный к ней вертикальный трубопровод переменного поперечного сечения, сверху которого расположен бункер для сепарируемого материала. Со стороны бункера к вертикальному трубопроводу примыкает камера осадки, оснащенная отсасывающим вентилятором, перед которым установлена заслонка периодического действия, кинематически связанная с кулачковым механизмом ее поворота [см. а.с. СССР №1407587 по классу B07B 4/02, опубликованное 07.07.1988 г. в Бюл. №25].

Основным недостатком известного способа сепарации сыпучих материалов является высокая сложность процесса сепарации и низкое качество разделения материала на отдельные фракции, что обусловлено пульсирующим изменением параметров вертикального воздушного потока в трубопроводе и горизонтального воздушного потока в пневмокамере из-за периодичности подключения к трубопроводу отсасывающего вентилятора камеры осадки с помощью заслонки. При открытии заслонки давление указанных потоков воздуха снижается, что приводит к нестабильности процесса сепарации и ухудшает условия разделения материала на фракции. Низкое качество процесса сепарации объясняется тем, что на этапе расслоения легких и тяжелых частиц в вертикальном воздушном потоке возникает так называемый экранирующий эффект, при котором тяжелые частицы увлекают за собой более легкие и вместе с ними проходят через горизонтальный пневмопоток в сепарационной камере и оказываются в несоответствующих для них фракционных сборниках. При этом конструкция известного устройства не способна устранить влияние указанного явления, что подтверждает его несовершенство и является его недостатком. Кроме того, недостатком известного пневмосепаратора следует считать его высокую сложность из-за наличия дополнительной камеры осадки, к тому же оснащенной дополнительными приборами и вентилятором, значительные габаритные размеры, в частности высота, из-за включения в конструкцию вертикального трубопровода, а также высокое потребление энергии из-за наличия в конструкции двух вентиляторов, делающих процесс сепарации довольно энергозатратным и, из-за этого, - дорогостоящим.

Известен также способ сепарации сыпучих материалов, включающий гравитационную подачу сыпучего материала с заданной скоростью в зону действия электрического поля и последующее разделение частиц материала в равномерном встречном восходящем воздушном потоке и выведение продуктов разделения. Устройство для реализации указанного способа содержит бункер с питателем, вентилятор, воздуховоды и сепарационную камеру, выполненную из диэлектрического материала в форме прямоугольной вертикальной трубы, оснащенной электродами, расположенными на ее внутренних противоположных стенках, и содержит систему воздушных патрубков, входящих вовнутрь нее и оснащенных рассеивающими наконечниками и вентилями для регулирования скорости встречного потока воздуха в межэлектродном пространстве, а также соединенные между собой герметичными коническими сборниками, улавливающими фракции отсепарированного материала [см. пат. Российской Федерации №2262994 по классам B07B 4/02, B03C 7/12, опубликованный 27.10.2005 года в Бюл. №30].

Использование в известном техническом решении встречного восходящего воздушного потока обеспечивает достаточно тонкую и качественную сепарацию частиц сыпучих материалов. Однако недостатком известного способа является то, что формирование данного воздушного потока является принудительным, следовательно, связано с необходимостью использования сложной системы его настройки. Для качественного разделения, в зависимости от конкретного состава сепарируемой смеси, надо одновременно отрегулировать скорость воздушного потока, напряженность электрического поля и объем подачи частиц из бункера. Ввиду отсутствия единой автоматической системы управления процессом, существенно повышаются энерго- и трудозатраты на реализацию данной технологии сепарации. Кроме того, следует отметить, что функция разделения частиц в электрическом поле является абсолютно бесполезной, поскольку частицы сепарируемой смеси - диэлектрики. Основным же недостатком известного устройства является то, что оно имеет слишком сложную конструкцию, в которой присутствует большое количество взаимоувязанных деталей и узлов, часто мелких и высокотехнологичных, а также использование двух видов энергетических ресурсов для осуществления процесса сепарации (например, питатель бункера, регулирующий вентиль, блок питания вентилятора и т.д.).

Известными также являются способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройство для его осуществления, сущность которых заключается в следующем. Способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде включает гравитационную подачу частиц, аэродинамическое монотонно растущее воздействие на них под острым углом к вертикали каскадом плоских струй и выведение готовых фракций, при этом воздействие каскадом плоских струй происходит в режиме свободного знакопеременного силового сканирования с ростом амплитуды и угла сканирования. Устройство для осуществления указанного способа содержит бункер с вибролотком, установленный под ним генератор струй с расположенными друг под другом и под острым углом к вертикали плоскими соплами, высота поперечных сечений которых, шаг и угол установки увеличиваются сверху к низу, при этом генератор связан с источником подачи воздуха под давлением и охвачен боковыми стенками, а под соплами расположены сборники фракций [см. пат. Украины №45881 по классу B07B 4/02, опубликованный 15.04.2002 года в Бюл. №4].

Основным недостатком известного способа сепарации является низкое качество разделения сыпучей смеси на фракции, особенно частиц со значительной разницей по массе и по плотности. Данный недостаток заключается в следующем: знакопеременный и свободный режим работы каскада струй неотвратимо приводит к периодическому, нестабильному во времени и пространстве возникновению зон давления и разряжения с появлением прямых и обратных течений. В зоне обратных течений происходит втягивание частиц (особенно легких) в движение, обратное направлению основного потока, что приводит к частичному смешиванию уже разделенного материала. Нестабильность во времени этого явления, в конечном итоге, приводит к размыканию (разрыву) каскада струй в любом случайном месте, что приводит к срыву генерации, в результате чего кардинально снижается качество сепарации. Недостатком известного устройства является несовершенство генератора каскада струй, в частности сопел, конструкция которых не может устранить появление обратных течений воздуха в сепарационной камере, что и приводит к снижению качества сепарации.

Наиболее близкими по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемыми за прототип, является способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройство для его осуществления, процессная и конструктивная сущность которых заключается в следующем. Способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде включает гравитационную подачу частиц, аэродинамическое монотонно растущее воздействие на них под острым углом к вертикали каскадом плоских струй и выведение готовых фракций, при этом перед аэродинамическим воздействием на частицы смеси течение каждой струи переводят в режим развитой турбулентности путем расширения струй по вертикали до слияния их друг с другом со сбойной или близкой к ней формой течения и образования в начале каждого межструйного пространства всех смежных струй не менее двух циркуляционных зон, отличных по величине. Устройство для реализации предложенного способа сепарации сыпучей смеси в текучей среде содержит бункер с вибролотком для гравитационной подачи смеси в зону сепарации, под которым установлен струйный генератор, с расположенными одно под другим и под острым углом к вертикали соплами с жесткими стенками, примыкающими к ним сверху по всей ширине, а также шаг и ширина расположения сопел увеличивается сверху к низу, и генератор связан с источником подачи воздуха под давлением и охвачен боковыми стенками, которые одновременно образуют сепарирующую камеру со сборниками фракций, расположенными под ней. Кроме того, размер ширины жесткой стенки составляет не менее три размеров высоты поперечного сечения сопла примыкания, а соотношение шага установки сопел к высоте поперечного сечения верхнего относительно к нему сопла составляет не менее четырех [см. Международную заявку № W02010056220 по классам B07B 11/00, B07B 4/02, B07B 4/00, опубликованную 20.05.2010 года].

Основным недостатком известного способа сепарации сыпучей смеси в текучей среде является его низкая производительность, предопределенная недостаточной интенсивностью процесса сепарации. Это связано, в первую очередь, с технологическими ограничениями относительно обеспечения режима турбулентности, а именно: путем лишь двустороннего расширения струй с последующим их слиянием в одно сбойное течение. В этом случае невозможно стабильно поддерживать достаточно мощную турбулентность, поскольку при этом возникают и функционируют лишь две циркуляционные зоны (согласно заявленному предложению, не меньше чем две, но, как показывает практика, - и не больше, в подтверждение чего см. фиг.1 в указанной международной заявке, где изображены автором циркуляционные зоны). Отсутствие технологической возможности увеличить количество циркуляционных зон без риска срыва генерации и разрушения сбойной формы течения струй, а также создать дополнительные аэродинамические эффекты для усиления явления турбулентности, например, путем создания микровихрей, приводит до невозможности повышения интенсивности и качество процесса сепарации, в частности увеличить толщину слоя смеси во время ее гравитационной подачи. То есть, данная схема формирования каскада струй и зон турбулентности исчерпала свои возможности, поскольку не представляется возможном достичь более развитой турбулентности в сепарационной камере, следовательно, в дальнейшем качество процесса разделения сыпучей смеси на отдельные фракции повысить невозможно.

Основным недостатком известного устройства для сепарации сыпучей смеси в текучей среде является наличие в его конструкции плоскогоризонтальных сопел генератора. Известно, что сопло, как технологическое устройство, предназначено для разгонки жидкостей или газов до заданной скорости и придания потоку определенного направления. В результате использования в конструкции известного устройства плоско-горизонтальных сопел каскад воздушных струй выходит слишком мощным и быстрым, поэтому зона развитой турбулентности сдвигается в середину сепарирующей камеры и имеет короткую ширину, поэтому в ней полное разделение смеси на фракции не успевает произойти полностью. Следовательно, часть сыпучей смеси сначала около сопел разгоняется сплошными струями до большой скорости и потом частично насквозь проскакивает через зону развитой турбулентности, оставаясь неотсепарированной, - их просто сносит мощными воздушными потоками, и они хаотично оседают в разных сборниках. Это приводит к не контролированному образованию смешанных фракций. Следовательно, наличие указанных сопел с жесткими стенками никоим образом не способствует повышению качества сепарации, даже, напротив, ухудшает и неоправданно усложняет конструкцию сепаратора.

Следующим существенным недостатком известного устройства является то, что весь набор сопел с жесткими стенками генератора расположен в одной вертикальной плоскости. Учитывая тот факт, что жесткие стенки установлены под острым углом к вертикали, их шаг и угол увеличиваются сверху к низу, между вертикальной стенкой генератора и каждой из вышеуказанных прямоугольных жестких стенок образуются «карманы», куда попадают частицы сыпучей смеси, тяжелые примеси и т.д. Со временем это приводит к заполнению этими веществами указанных «карманов». Ввиду ощутимых размеров таких накоплений (ширина жестких стенок увеличивается сверху к низу), возникает необходимость в периодической остановке работы сепаратора и вычищать его, для того чтобы избежать его перегрузки и ухудшения условий формирования каскада струй. Эта процедура является неудобной и достаточно длительной, поскольку устройство нужно разбирать, а также экономически неоправданной, потому что вынужденный «простой» негативно отражается на общей производительности устройства. Кроме того, в целом несовершенным является и конструкция самих сопел с жесткими стенками, которые достаточно сложно изготавливать и закреплять параллельно в генераторе.

Предложенное изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности процесса воздушной сепарации сыпучей смеси в текучей среде, в упрощении конструкции устройства с одновременным повышением качества сепарации за счет получения более мощного режима турбулентности путем увеличения размеров зон развитой турбулентности за счет формирования дополнительных циркуляционных зон, способных индуцировать микровихри, и улучшения аэродинамических параметров устройства за счет изменения конструкции генератора каскада струй.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе сепарации сыпучей смеси в текучей среде, заключающемся в гравитационной подаче частиц, аэродинамическом монотонно растущем воздействии на них под острым углом к вертикали каскадом плоских струй и выводе готовых фракций, причем перед аэродинамическим воздействием на частицы смеси течение каждой струи переводят в режим развитой турбулентности путем расширения их по вертикали до слияния друг с другом со сбойной или близкой к ней формой течения и образованием в начале каждого межструйного пространства всех смежных струй двух циркуляционных зон - верхний и нижний - отличных по размерам, согласно предложения, перед образованием циркуляционных зон осуществляют резкое изменение направления течения струй из вертикального на почти горизонтальное с последующим их сжатием по вертикали.

Указанный технический результат достигается также тем, что в известном устройстве для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, содержащем бункер с вибролотком, установленный под ним генератор с расположенными одна под другой и под острым углом к вертикали жесткими стенками, шаг и ширина расположения которых увеличивается сверху к низу, связанный с источником подачи воздуха под давлением и охваченный боковыми стенками, а также сборники фракций, согласно изобретению конец каждой жесткой стенки по всей ее длине снабжен расположенной к ней под углом дополнительной стенкой, ширина которой меньше расстояния между смежной сверху жесткой стенкой, которые установлены с сдвигом по горизонтали, с образованием зазора относительно нижней жесткой стенки, и камеры поворота воздушного потока на входе в зазор, при этом камеры поворота и зазоры увеличиваются сверху к низу.

Предложенное техническое решение предусматривает сепарацию в более мощном, в сравнении с прототипом, турбулентном режиме, который характеризуется увеличенной общей зоной турбулизации, образованной благодаря делению одной из циркуляционных зон на две, почти последовательные, а также благодаря возникновению множества зон микровихрей. Технологически это обеспечивает резкое изменение направления воздушных струй при выходе их из генератора, а конструктивно - в результате образования в полости генератора камер поворота указанных струй перед их выходом наружу и формирования щелевых зазоров непосредственно для их прохождения. Достижение указанного технического результата стало возможным, прежде всего, благодаря комплексу аэродинамических усовершенствований устройства для сепарации. В предложенном устройстве для сепарации выходные отверстия генератора соединены с жесткими стенками, расположенными с сдвигом по горизонтали и, соответственно, оснащенными дополнительным стенками, расположенными под углом к ним таким образом, что позволяют сформировать вышеупомянутые камеры поворота (резкого изменения направления) воздушного потока, а также щелевые зазоры для прохождения сформированных вследствие этого воздушных струй. При этом деление каждой верхней (смежной с выходящей струей) циркуляционной зоны происходит за счет отражения указанной струи от расположенной сверху под углом к траектории ее движения жесткой стенки и, соответственно, сталкивания ее с циркуляционной зоной, под воздействием чего последняя разделяется на две последовательные в направлении течения струи циркуляционные зоны, суммарная длина которых увеличивается и между ними возникает зона встречных течений, выполняющих функцию зоны индуцирования многочисленных микровихрей. Вследствие этого увеличивается общий размер, в частности ширина, зон турбулизации и они приближены к генератору, возрастает дальнобойность турбулентного течения, что позволяет в несколько раз повысить интенсивность процесса сепарации, утолщать слой сепарируемой смеси без риска ухудшения качества готового продукта. Наличие камер поворота также разрешает «внешнюю» проблему в конструкции сепаратора: благодаря взаимному размещению жестких стенок, смещенных по горизонтали, и дополнительных стенок, которые практически полностью (за исключением щелевых зазоров) закрывают межструйные пространства, на внешних рабочих поверхностях сепаратора не накапливаются сепарированные частицы. Кроме того, отказ от использования сопел существенно упрощает конструкцию предложенного устройства для сепарации, а также устраняет возможность смешивания разных фракций - главным образом, благодаря отсутствию ускоренного прямолинейно направленного воздушного потока из сопла, - и обеспечивает стабильность турбулентного режима.

Таким образом, вся совокупность существенных признаков предложенного технического решения относительно предложенного способа сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройства для его осуществления обеспечивает достижение технического результата.

Дальнейшая сущность изобретения поясняется иллюстративным материалом, на котором изображено следующее: фиг.1 - схема устройства для осуществления заявленного способа; фиг.2 - сечение генератора для пояснения процесса формирования циркуляционных зон (черными окружностями показаны зоны образования микровихрей). На фигурах 1 и 2 стрелками показаны направления движения воздушных потоков. На фиг.2 штрихпунктирной линией показано изменение направления течения струи.

Устройство для осуществления предложенного способа сепарации сыпучей смеси в текучей среде состоит из бункера 1 с вибролотком 2 для гравитационной подачи частиц в зону сепарации. Под вибролотком 2 установлен струйный генератор 3, представляющий собой замкнутый объем с набором выходных щелевых отверстий 4 преимущественно прямоугольного сечения. Высота сечения выходных щелевых отверстий 4 и интервал между ними увеличиваются сверху донизу. К краям выходных щелевых отверстий 4 под утлом к вертикали и со сдвигом по горизонтали присоединены прямоугольные жесткие стенки 5. Концы жестких стенок 5 снабжены дополнительными стенками 6, которые расположены под углом к ним и совместно с ними образуют камеры поворота воздушного потока 7 и щелевые отверстия 4 для прохождения сформированной воздушной струи. Размеры камер поворота 7 и щелевых отверстий 4, соответственно, увеличиваются сверху донизу. К генератору 3 со стороны щелевых отверстий 4 прилегают сборники фракций 8. Генератор 3 связан с источником подачи воздуха под давлением Р, а его боковые края охвачены боковыми стенками 9.

Предложенный способ сепарации реализуют следующим образом.

Смесь, подлежащая сепарации, из бункера 1 с помощью вибролотка 2 гравитационно подают в зону сепарацию. На частицы указанной смеси, находящиеся в свободном падении, воздействуют под острым углом к вертикали каскадом струй (показаны пунктирными кривыми линиями) в режиме развитой глубокой турбулентности, которая обеспечивается сбойным течением струй и функционированием циркуляционных зон. Указанные струи формируют из генерируемых воздушных потоков, предварительно изменяя направление движения последних с помощью камер поворота 7 и выводя сформированные струи через щелевые отверстия 4. При выходе из щелевого отверстия 4 каждую струю вертикально сжимают, в результате чего достигается ее сталкивание с ближайшей циркуляционной зоной и, соответственно, деление последней на две последовательные в направлении течения струи циркуляционные зоны с образованием зоны встречных течений - зоны индуцирования многочисленных микровихрей. После прохождения частицами смеси каскада струй и зоны развитой турбулентности осуществляют вывод готовых фракций.

Устройство для осуществления предложенного способа работает следующим образом.

В полости генератора 3 под действием источника подачи воздуха возникает воздушный поток. При попадании его в камеры поворота 7 формируются воздушные струи с резко измененным направлением движения, которые выходят сквозь щелевые отверстия 4. Сыпучая смесь из бункера 1 с помощью вибролотка 2 под действием сил гравитации проходит сквозь образовавшийся каскад струй, в процессе чего происходит очистка смеси от посторонних примесей и разделение ее частиц на фракции, после чего разделенные частицы опускаются в соответствующие сборники фракций 8.

Существенное отличие предложенного способа сепарации сыпучей смеси в текучей среде и, соответственно, устройства для его осуществления от других известных решений в данной отрасли заключается в образовании в зоне турбулизации, в результате резкого изменения направления воздушных струй, дополнительной циркуляционной зоны, способной, в свою очередь, индуцировать зоны микровихрей и именно так увеличивать мощность и повышать стабильность турбулентного режима работы каскада воздушных струй. Указанное отличие обеспечивает высокое качество процесса сепарации и, одновременно, существенное упрощение конструкции устройства. Ни один из известных способов сепарации сыпучей смеси в текучей среде не может одновременно обладать всеми перечисленными свойствами, поскольку вообще не предусматривают механического воздействия на направление движения воздушных струй, увеличения зоны турбулизации, в частности, путем образования дополнительной циркуляционной зоны и автоматического возникновения зон индуцирования микровихрей.

Таким образом, предложенные в данном изобретении принцип сепарации сыпучей смеси в текучей среде и конструкция, обеспечивающая его осуществление, приводят к качественно новому техническому результату, в сравнении с известными аналогами.

Предложенные способ и устройство не содержат в своем составе никаких элементов или процессов, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития науки и техники, в частности, при производстве воздушных сепараторов, и, следовательно, считаются таковыми, что отвечают критерию «промышленная применимость».

В известных источниках научно-технической и другой информации не обнаружено ни одного способа сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройства для его реализации с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение считается таковым, что отвечает критерию «новизна».

Сравнительный анализ предложенного изобретения с известным техническим решением, взятым за прототип, показал, что резкое изменение направления движения воздушных струй во время формирования их каскада приводит к появлению новых технических преимуществ, в частности таких:

- увеличение количества циркуляционных зон без риска срыва генерации и разрушения сбойной формы течения струй за счет деления одной из функционирующих зон на две под воздействием той же струи с измененной траекторией движения;

- возникновение по этой же причине дополнительных аэродинамических эффектов в виде зон микровихрей, способных дополнительно повысить мощность и размеры турбулентного потока;

- избежание возможности смешивания обработанных частиц разных фракций, а также упрощение конструкции устройства за счет отсутствия сопел с жесткими стенками;

- упрощение технологии сепарации по этой же причине;

- существенное улучшение аэродинамических параметров устройства и автоматическое устранение проблемы накопления частиц на его внешних рабочих поверхностях за счет наличия камер поворота.

Поскольку для специалистов в данной отрасли знаний эти свойства не очевидны и не вытекают из существующего уровня техники, можно сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «изобретательский уровень».

Экономический эффект от внедрения изобретения в производство, в сравнении с использованием прототипа, получают за счет увеличения выхода качественного продукта и снижения стоимости устройства.

После описания предложенного способа сепарации сыпучей смеси в текучей среде и устройства для его осуществления специалистам в данной отрасли знаний должно быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничительным, будучи представленным данным примером. Многочисленные возможные варианты реализации предложенных способа и устройства могут изменяться в зависимости от характеристик исходного сыпучего материала, области применения и желаемых объемов производства, и, понятно, находятся в пределах объема одного из обычных и естественных подходов в данной области знаний и рассматриваются таковыми, что находятся в пределах объема предложенного технического решения.

Квинтэссенцией предложенного технического решения является то, что в процессе сепарации во время образования циркуляционных зон осуществляют вертикальное сжатие струй и деление на две верхней циркуляционной зоны с образованием дополнительной циркуляционной зоны, индуцирующей зоны микровихрей, при этом выходные отверстия генератора связаны с жесткими стенками разной ширины, установленными под острым углом с сдвигом по горизонтали, а конец каждой жесткой стенки за всей ее длиной снабжен расположенной к ней под углом дополнительной стенкой с образованием щелевого зазора для прохождения воздушного потока и камеры поворота воздушного потока на входе в указанный зазор, к тому же размеры образованных зазоров и камер поворота, соответственно, увеличиваются сверху донизу, что в совокупности позволяет существенно повысить интенсивность сепарации с повышением качества и без привлечения каких-либо дополнительных ресурсов энергии, и именно это обстоятельство позволило приобрести предложенному способу и устройству вышеперечисленные и другие преимущества. Использование лишь отдельных элементов предложенных технологических и конструктивных усовершенствований, естественно, ограничивает спектр преимуществ, перечисленных выше, и не может считаться новым техническим решением в данной области знаний, поскольку иной, подобно описанному, способ уже не требует никакого творческого подхода от конструкторов и инженеров и не может считаться результатом их творческой деятельности или новым объектом интеллектуальной собственности, подлежащим защите охранными документами.

1. Способ сепарации сыпучей смеси в текучей среде, заключающийся в гравитационной подаче частиц, аэродинамическом монотонно растущем воздействии на них под острым углом к вертикали каскадом плоских струй и выводе готовых фракций, причем перед аэродинамическим воздействием на частицы смеси течение каждой струи переводят в режим развитой турбулентности путем расширения их по вертикали до слияния друг с другом со сбойной или близкой к ней формой течения и образованием в начале каждого межструйного пространства всех смежных струй двух циркуляционных зон - верхней и нижней - отличных по размерам, отличающийся тем, что перед формированием циркуляционных зон осуществляют резкое изменение направления течения струй из вертикального на почти горизонтальное с последующим их сжатием по вертикали.

2. Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, содержащее бункер с вибролотком, установленный под ним генератор, с расположенными одна под другой и под острым углом к вертикали жесткими стенками, шаг и ширина расположения которых увеличивается сверху донизу, и связанный с источником подачи воздуха под давлением и охваченный боковыми стенками, а также сборники фракций, отличающееся тем, что конец каждой жесткой стенки по всей ее длине снабжен расположенной к ней под углом дополнительной стенкой, ширина которой меньше расстояния между смежными сверху жесткими стенками, которые расположены с сдвигом по горизонтали, с образованием зазора относительно нижней жесткой стенки и камеры поворота воздушного потока на входе в зазор, при этом камеры поворота и зазоры увеличиваются сверху к низу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для очистки зерна и семян различных сельскохозяйственных культур с помощью воздушного потока и может быть использовано в сельском хозяйстве и элеваторной промышленности.

Изобретение относится к зерно- и семяочистительной технике и предназначено для использования в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности.

Изобретение относится к устройству для гранулометрической сортировки и/или сушки материалов, предназначенному для обработки минеральных частиц, находящихся во взвешенном состоянии, где по меньшей мере 90% от общей массы частиц составляют частицы размером меньше 60 мм.

Изобретение относится к гранулам, таблеткам, а также способу и установке для их получения. .

Изобретение относится к сепараторам, в частности к их узлам - сборникам различных фракций, например зерна злаковых культур, семян овощных и травяных культур, и может быть использовано для очистки и сортировки зерна на селекционных станциях, элеваторах, в фермерских хозяйствах, заводах по производству семян и круп, а также в мукомольной, комбикормовой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам и устройствам для воздушной или жидкостной сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве для подготовки семян к посеву и для селекционных целей.

Изобретение относится к способам и устройствам для воздушной или жидкостной сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве для подготовки семян к посеву и для селекционных целей.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двухпродуктовым классификаторам, и может найти применение в строительной, химической, горнообогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушным классификаторам, и может найти применение в строительной, химической, горнообогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на три фракции.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушным двухпродуктовым классификаторам, и может быть использовано в строительной, химической, горнообогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на мелкую и крупную фракции.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки сыпучих материалов, преимущественно зерна и зернистых материалов, от легких примесей воздушным потоком

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при очистке зерна

Изобретение относится к воздушным классификаторам, содержащим каскадную и центробежную ступени разделения, и может найти применение в строительной, горнодобывающей, химической, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на три фракции. Воздушный классификатор содержит каскадную классификационную шахту, состоящую из наружной и внутренней стенок, выполненных кольцеобразными в горизонтальной плоскости, щелевидное отверстие, выполненное во внутренней стенке шахты, распределительное устройство, расположенное внутри классификатора и взаимодействующее со щелевидным отверстием, трубу для подачи исходного материала к распределительному устройству, расположенную в верхней части классификатора, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части каскадной шахты, поворотные лопатки, равномерно расположенные в верхней части каскадной шахты с возможностью фиксированного поворота в вертикальной плоскости, полый корпус с отверстиями для подачи воздуха и патрубком с разгрузочным устройством для вывода промежуточной фракции, охватывающий верхнюю часть шахты и сообщающийся с нею, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части полого корпуса. Наружная и внутренняя стенки каскадной классификационной шахты выполнены в вертикальной плоскости зигзагообразными или цилиндрическими с кольцеобразными наклонными пересыпными полками. Распределительное устройство выполнено в виде конуса или содержит диск с приводом. Верхняя часть наружной и внутренней стенок каскадной классификационной шахты выполнены с кольцевыми карманами. Поворотные лопатки своими боковыми частями расположены в карманах. Технический результат - повышение эффективности разделения материала. 2 ил.

Изобретение относится к зерноочистительным машинам и предназначено для использования в сельскохозяйственном производстве, агропромышленном комплексе, в мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности. Машина для фракционирования и очистки от примесей зернового материала включает в себя пневмосепарирующую систему, содержащую вентилятор, канал дорешетной аспирации с устройством ввода в него зернового материала и механизмом регулирования скорости воздуха, каналы послерешетной аспирации, осадочные камеры с устройствами вывода отходов из них, жалюзийный воздухоочиститель, и верхний ярус решет на верхнем решетном стане, средний и нижний ярусы решет на нижнем решетном стане, при этом в первый канал послерешетной аспирации через устройство ввода зерна поступает зерновая фракция - сход со среднего яруса решет, во второй канал послерешетной аспирации через устройство ввода зерна поступает зерновая фракция - сход с нижнего яруса решет. Вертикальная часть канала послерешетной аспирации разделена двумя сплошными вертикальными стенками, параллельными боковым стенкам канала, образующими три секции канала. Средняя секция представляет собой первый канал послерешетной аспирации и снабжена механизмом независимого регулирования скорости воздуха и устройством ввода зерна в канал. Боковые секции являются вторым каналом послерешетной аспирации и снабжены механизмом независимого регулирования скорости воздуха и устройством ввода зерна в канал. На скатных досках среднего яруса решет нижнего решетного стана и нижнего яруса решет нижнего решетного стана смонтированы пластины для направления зерновых фракций в соответствующие устройства ввода зерна и через них в каналы послерешетной аспирации и для равномерного распределения вводимого зерна по ширине канала. Технический результат - повышение эффективности очистки от легких примесей зерновой фракции, поступившей в первый канал послерешетной аспирации. 4 ил.

Изобретение относится к области пневмосепарирования сыпучих материалов, в частности к сортированию семян сельскохозяйственных культур. Пневматический сортировщик содержит вертикальный пневматический канал, загрузочное приспособление, наклонные пересыпные пластины, установленные ярусами по периметру на внутренних поверхностях стенок вертикального пневматического канала, сборники продуктов разделения, сообщенные с верхним и нижним концами вертикального пневматического канала. В вертикальном пневматическом канале установлены струны по всей длине канала попеременно ниже верхних пересыпных пластин в продольном сечении по 2 яруса между ярусами пересыпных пластин. Расстояние между струнами в ярусе в 4-6 раз превышает среднюю длину сортируемых частиц. Поперечное направление струн смещено по ярусам на 90 градусов. Технический результат - повышение производительности и качества разделения сепарируемого материала. 2 ил.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для очистки и сортирования зерна и других сыпучих материалов. Пневмосепаратор содержит приемную камеру, воздушный канал с нижним и верхним разнесенными по высоте окнами для ввода исходного зерна, осадочную камеру, воздуховод и вентилятор. Между приемной камерой и воздушным каналом размещен зигзагообразный зерновой канал. Зигзагообразный зерновой канал сообщается верхним концом с приемной камерой, а нижним концом - с нижним окном воздушного канала. Зигзагообразный зерновой канал имеет окно для сопряжения с верхним окном воздушного канала и нижнюю и верхнюю скатные доски. Скатные доски наклонены в сторону воздушного канала. Конец нижней скатной доски располагается у нижнего окна воздушного канала, а конец верхней скатной доски располагается у верхнего окна воздушного канала. Верхняя скатная доска имеет окно с заслонкой. Заслонка регулирует распределение зерна между нижним и верхним окнами воздушного канала. На концах нижней и верхней скатных досок могут быть установлены распределительные пальцевые решетки с возможностью регулировки их положения. Такое конструктивное решение направлено на повышение эффективности процесса сепарации при больших подачах исходного материала, упрощение конструкции и повышение надежности пневмосепаратора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение предназначено для разделения зерновых смесей и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для чистки зернового материала воздушным потоком. Зерноочистительная машина включает воздушную систему с приемной камерой, делителем потока зерна, двумя пневмосепарирующими каналами с загрузочными приспособлениями, осадочную камеру с установленным в ней диаметральным вентилятором, нагнетательный патрубок которого сопряжен с входом пылеуловителя, загрузочный транспортер, сообщающийся с приемной камерой, приспособления для вывода зерна и примесей, решетный стан и отгрузочный транспортер. Вентилятор установлен на выходе осадочной камеры, нагнетательный патрубок которого сообщается с атмосферой через S-образную жалюзийную плоскость и патрубок на выходе инерционно-жалюзийного пылеуловителя, внизу которого находится приспособление вывода пыли. На конце смежной стенки пневмосепарирующих каналов и выше, на внутренней стороне внешней стенки дальнего от вентилятора пневмосепарирующего канала установлены регулировочные заслонки. Под воздушной системой установлены двухъярусные решетные станы с приемниками разделения продуктов очистки крупных и мелких примесей. Технический результат - повышение качества очистки зернового материала. 1 ил.

Изобретение относится к технике сушки и сортировки, в частности к сушке и сортировке сыпучих материалов, и может быть использовано в сельском хозяйстве для обработки зерна сельскохозяйственных культур. Устройство для сушки и сортировки сыпучих материалов включает несущую раму, на которую установлены загрузочный бункер, камера сортировки, вентилятор, вакуумный насос и блок управления. Внутри загрузочного бункера установлена сушильная камера, выполненная в виде секций нагревателей инфракрасного (ИК) излучения. Под загрузочным бункером установлен вентилятор, который через воздухораспределитель соединен с камерой сортировки. Внутри сушильной камеры установлены датчики температуры и влажности, передающие информацию в блок управления. Несущие рамы оснащены колесами. Технический результат от использования изобретения заключается в улучшении качества высушиваемого материала за счет равномерного нагрева с использованием энергии ИК-излучения, а также в повышении эксплуатационной надежности за счет усовершенствования конструкции. 1 ил.
Наверх