Устройство для сепарирования зерна и других сыпучих материалов


 

B07B1/46 - Разделение или сортировка твердых материалов путем просеивания или грохочения; разделение с помощью газовых или воздушных потоков; прочие виды разделения сухими способами сыпучих материалов или штучных изделий, хранимых навалом и пригодных для сортировки как сыпучие материалы (комбинирование устройств для сухого разделения с устройствами для мокрого разделения B03B; сортировка почтовых отправлений, сортировка изделий или материалов вручную или автоматически с помощью механизмов, срабатывающих под действием импульса элементов, воспринимающих или измеряющих параметры сортируемых изделий или материалов B07C)

Владельцы патента RU 2528324:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования и науки Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к оборудованию агропромышленного комплекса, в частности зерноперерабатывающих предприятий, и может быть использовано для очистки зерна от мелких примесей и для предварительного расслоения зерносмеси перед подачей ее в пневмосепарирующий канал при очистке зерна от легких примесей. Сепарирующее устройство содержит рабочую поверхность с установленными на ней рифлями в виде пластин, ограниченную торцевой и двумя боковыми стенками, привод для сообщения поверхности прямолинейных колебаний и питатель для подачи исходной зерносмеси на рабочую поверхность. Рабочая поверхность выполнена в виде чередующихся участков поверхности с рифлями, высота которых уменьшается в направлении движения зерновой смеси, гладкой ситовой поверхности или ситовой поверхности с рифлями постоянной высоты и поверхности с рифлями, высота которых увеличивается в направлении движения зерновой смеси вдоль поверхности. Технический результат - повышение эффективности сепарирования различных зерновых смесей. 1 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию агропромышленного комплекса, в частности зерноперерабатывающих предприятий, и может быть использовано для очистки зерна от примесей.

Известно сепарирующее устройство [1], содержащее рабочую поверхность с установленными на ней рифлями в виде прямоугольных пластин, ограниченную торцевой и двумя боковыми стенками, привод для сообщения поверхности прямолинейных колебаний и питатель для подачи исходной зерновой смеси на рабочую поверхность. В устройстве рифли выполнены симметрично под углом к оси, параллельной боковым стенкам, имеющие высоту меньше высоты торцевой или боковых стенок, и установлены с зазором между концами рифлей и боковыми стенками либо с зазором между концами рифлей.

Рифли могут быть установлены под углом или перпендикулярно к боковым стенкам с зазором к одной или к обеим боковым стенкам. Рабочая поверхность выполнена в виде параллельно чередующихся участков с рифлями с зазором между концами смежных участков. Рабочая поверхность с установленными на ней рифлями может быть выполнена ситовой.

В частном случае рабочая поверхность может быть выполнена в виде последовательно чередующихся участков сплошной поверхности с рифлями и участков гладкой (без рифлей) ситовой поверхности. На участках ситовой поверхности рифли могут быть установлены параллельно боковым стенкам.

Также рабочая поверхность может быть выполнена сплошной в виде последовательно чередующихся участков с рифлями, установленными под углом к оси, параллельной боковым стенкам, и с рифлями, установленными параллельно боковым стенкам.

Также рабочая поверхность может выполняться в виде последовательно чередующихся участков сплошных поверхностей с рифлями и участков с параллельным чередованием сплошных поверхностей с рифлями и гладкой ситовой поверхности.

Следует заметить, что зазор между концами рифлей и боковыми стенками, либо между концами рифлей смежных участков поверхностей с рифлями означает наличие на рабочей поверхности участков без рифлей. Наличие таких гладких участков обеспечивает возможность очистки рабочего органа от зерна перед остановкой оборудования и исключает возможность образования застойных зон зерновой смеси на рабочем органе в процессе ее сепарирования. Это объясняется тем, что во всех вариантах установки рифлей, в процессе сепарирования, частицы нижнего слоя зернового потока, начиная движение между рифлями, обязательно попадают на гладкий участок поверхности и беспрепятственно сходят с рабочего органа.

Устройство обеспечивает высокий эффект расслоения (самосортирования) зерновой смеси, то есть всплывания в верхний слой зернового потока легких и крупных частиц примесей и погружения в нижний слой мелких и тяжелых частиц. Исходная смесь непрерывно подается питателем на рабочую поверхность, совершающую прямолинейные колебания, в приемную часть, расположенную у торцевой стенки. На поверхности образуется слой зерносмеси, по толщине превышающий высоту рифлей. Под воздействием колебаний рифлей и рабочей поверхности происходит интенсивное самосортирование зерновой смеси. Самосортированию благоприятствует интенсивное послойное движение зернового потока при его движении по опорной поверхности рабочего органа. Достаточно высокая интенсивность послойного движения, определяемая степенью различия скоростей верхнего и нижнего слоев зернового потока, обусловлена значительным тормозящим воздействием рифлей на частицы нижнего слоя, заполняющие пространство между рифлями. Тормозящее воздействие рифлей проявляется в уменьшении скорости частиц нижнего слоя относительно опорной поверхности, вследствие чего увеличивается степень различия скоростей верхнего, не подверженного воздействию рифлей, и нижнего слоев зернового потока. В результате самосортирования мелкие примеси погружаются в нижний слой зернового потока и заполняют пространство между рифлями. Транспортируясь между рифлями, мелкие примеси попадают на гладкие участки рабочей поверхности. Рифли выполнены так, что образуют каналы, расположенные под углом к направлению движения основного зернового потока, движущегося над рифлями. Заметим, что на гладкие участки рабочей поверхности, образованные в результате установки рифлей с зазором либо между концами рифлей, либо между концами рифлей и боковыми стенками, мелкие примеси попадают из достаточно большого количества каналов, образованных рифлями, то есть в достаточно большом количестве.

В рассматриваемом сепарирующем устройстве при очистке зерна от мелких примесей сплошные поверхности с рифлями используются в качестве поверхностей, установленных перед гладкой ситовой поверхностью. При этом они обеспечивают предварительное расслоение (самосортирование) зерновой смеси перед поступлением ее на ситовую поверхность. Однако в этих случаях ситовая поверхность используется не достаточно эффективно. Мелкие примеси хотя и поступают на ситовую поверхность в нижнем слое, однако распределенными неравномерно по площади поверхности. Как отмечено выше, мелкие примеси сосредотачиваются в большом количестве в зазорах между концами рифлей. Следовательно, по ширине приемного фронта ситовой поверхности образуются потоки с большим содержанием мелких примесей. Количество таких потоков равно количеству зазоров между концами рифлей. Очевидно, что суммарная ширина потоков, обогащенных содержанием мелких примесей, существенно меньше ширины приемного фронта ситовой поверхности. При прохождении по ситовой поверхности примеси из этих потоков не успевают просеиваться. Следовательно, в этом случае эффективность процесса очистки зерна от мелких примесей снижается вследствие проявления не благоприятных условий для просеивания. Увеличение количества зазоров между концами рифлей обеспечивает повышение эффективности использования ситовой поверхности, но приводит к снижению эффективности процесса самосортирования на поверхности с рифлями. Эффективность процесса самосортирования различна на различных участках рифленой поверхности. Более эффективно процесс самосортирования протекает в зерновом слое, расположенном над участками рабочей поверхности с рифлями и менее эффективно - над участками гладкой поверхности.

В случае установки рифлей на ситовую поверхность, при предлагаемом расположении рифлей в соответствии с их назначением (максимально возможное торможение нижнего слоя), суммарная величина перемещения частиц нижнего слоя по опорной превышает длину рабочего органа. Перемещение частиц складывается из перемещения вдоль канала, образованного рифлями, и перемещения вдоль зазора. Длина канала больше длины участка рабочего органа, на котором расположены рифли, образующие канал, так как длина канала является гипотенузой, а длина участка рабочего органа катетом прямоугольного треугольника (рифли установлены под углом к линии длины рабочего органа). Заметим, что каналы, образованные рифлями, расположены последовательно один за другим по ходу движения зерновой смеси по опорной поверхности сепарирующего устройства. Очевидно, что каналы неравномерно заполняются мелкими примесями, одни в большей степени, а другие в меньшей. Исходная зерновая смесь поступает в приемную часть опорной поверхности сепарирующего устройства, расположенную у торцевой стенки. В поступающей зерновой смеси мелкие примеси равномерно распределены по всей толщине зернового потока. В результате интенсивного самосортирования мелкие примеси погружаются в нижний слой и заполняют пространство между рифлями. По мере продвижения слоя по опорной поверхности количество мелких примесей в слое, расположенном над рифлями, уменьшается и последующие по ходу движения зерновой смеси каналы заполняются примесями в меньшей степени. Таким образом, имеет место нерациональное использование площади опорной поверхности устройства. При большом количестве примесей в канале не все частицы успевают просеиваться, попадают на гладкие участки (в зазоры между концами рифлей) поверхности, опять же в большом количестве, и беспрепятственно сходят с рабочей поверхности.

Отмеченные недостатки в работе сепарирующего устройства, рассмотренные на примере очистки зерна от мелких примесей, могут быть отнесены и к другим процессам сепарирования.

Указанных недостатков лишено сепарирующее устройство [2], содержащее колеблющуюся рабочую поверхность с установленными на ней рифлями в виде прямоугольных пластин, ограниченную торцевой и двумя боковыми стенками, привод для сообщения поверхности прямолинейных колебаний и питатель для подачи исходной зерновой смеси на рабочую поверхность. Устранение указанных недостатков достигнуто путем выполнения рифлей зигзагообразными, то есть в виде последовательно расположенных одна за другой пластин, установленных под углом друг к другу и к направлению транспортирования основного зернового потока по опорной поверхности рабочего органа. Рифли на поверхности расположены так, что образуют зигзагообразные каналы. Зигзагообразные каналы сориентированы на рабочей поверхности так, чтобы под воздействием вибрации происходило транспортирование по поверхности частиц нижнего слоя, заполняющих пространство между рифлями. То есть частицы, заполняющие зигзагообразные каналы, должны иметь возможность перемещаться вдоль каналов. Это исключает образование застойных зон продукта на рабочем органе, а также позволяет осуществлять очистку рабочего органа от находящегося на нем в процессе сепарирования зерна перед остановкой оборудования. Угол ориентации пластин зависит от цели процесса сепарирования и от того, какая зерновая культура обрабатывается. Угол определяется из условия обеспечения транспортирования частиц нижнего слоя по опорной поверхности вдоль рифлей. Для легкосыпучих смесей один угол ориентации, для трудносыпучих - другой. Для исключения образования застойных зон продукта на рабочем органе рифли, расположенные у боковых стенок, должны быть установлены с зазором к ним. Высота рифлей выбрана исходя из условия: рифли должны обеспечить максимально возможное торможение частиц нижнего слоя при их транспортировании вдоль рабочей поверхности. Поэтому в основу выбора высоты рифлей положены следующие условия: отсутствие движения зерен, находящихся между смежными рифлями, в направлении колебаний опорной поверхности в случае любой ориентации, с возможностью их движения только вдоль рифлей; возможность всплывания крупных и легких частиц, оказавшихся между рифлями, а верхние слои зернового потока.

Из этих условий следует, что высота рифлей должна быть не менее половины максимального размера (длины) зерновки сепарируемой зерновой культуры.

При вибрациях опорная поверхность передает частицам сыпучего тела силовые импульсы. Силовые импульсы передаются от частиц нижнего слоя внутрь сыпучего тела, постепенно уменьшаясь вследствие рассеяния энергии. Максимальные силовые импульсы передаются частицам нижнего слоя, минимальные - верхнего. Усилие, которое можно передать частицам сыпучего тела от опорной поверхности или от смежных частиц, определяется условиями связи и зависит от направления передачи этого усилия. Если условия связи не позволяют передать частицам усилие, необходимое для сообщения им ускорения, которым располагает опорная поверхность, то происходит относительное движение этих частиц. Для частиц, расположенных в разных точках сыпучего тела или имеющих различные физико-механические свойства, условия связи различны, поэтому различны и ускорения, при которых начинается и происходит их относительное движение. Вследствие движения частиц относительно друг друга сыпучее тело разрыхляется, и увеличивается его объем в направлении свободной поверхности. Так возникают условия для самосортирования, то есть направленного в среднем перемещения частиц, отличающихся свойствами, в различные участки объема, занятого сыпучим телом.

Как отмечено выше, максимальное усилие опорная поверхность передает частицам нижнего слоя, заполняющим пространство между рифлями.

Существенно меньшее усилие опорная поверхность передает частицам слоя, расположенного непосредственно над рифлями. Усилие, передаваемое вышележащим слоям зерносмеси, постепенно уменьшается по мере удаления от опорной поверхности. Таким образом, наибольшее различие в скоростях имеют частицы нижнего слоя, заполняющие пространство между рифлями, и частицы слоя, расположенного непосредственно над рифлями. Следует заметить, что основным показателем интенсивности самосортирования является скорость вертикального движения (всплывания или погружения) в слое зернового потока частиц, отличающихся от окружающих плотностью и размерами. При этом скорость вертикального перемещения частиц пропорциональна интенсивности послойного движения в данной точке сыпучего тела. Следовательно, с наибольшей интенсивностью процесс самосортирования протекает в нижних слоях зернового потока, в большей степени подверженных воздействию рифлей.

В соответствии с вышеизложенным, интенсивность самосортирования (скорость погружения или всплывания частиц зерносмеси) различна по высоте слоя зернового потока. Следовательно, время пребывания зерносмеси на рабочей поверхности в процессе сепарирования используется недостаточно рационально.

Указанное устройство наиболее близко по решаемой задаче и конструктивному выполнению к предлагаемому и принято нами за прототип.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса самосортирования путем создания условий, обеспечивающих рациональное использование времени пребывания зерносмеси на рабочей поверхности и, таким образом, повышение эффективности процессов сепарирования различных зерновых смесей.

Задача решена тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем рабочую поверхность с установленными на ней рифлями в виде пластин, ограниченную торцевой и двумя боковыми стенками, привод для сообщения поверхности прямолинейных колебаний и питатель для подачи исходной зерносмеси рабочая поверхность выполнена в виде чередующихся участков поверхности с рифлями, высота которых уменьшается в направлении движения зерновой смеси, гладкой ситовой поверхности или ситовой поверхности с рифлями постоянной высоты и поверхности с рифлями, высота которых увеличивается в направлении движения зерновой смеси вдоль поверхности. Рифли при любом исполнении имеют максимальную высоту меньше высоты торцевой и боковых стенок. Выбор минимальной высоты рифлей обусловлен выполнением условия: рифли должны обеспечить максимально возможное тормозящее воздействие на частицы нижнего слоя зернового потока. Это условие выполняется, если высота рифли не менее половины максимального размера (длины) зерновки сепарируемой зерносмеси. Рифли могут быть выполнены либо на сплошной поверхности, либо на ситовой.

Сопоставительный с прототипом и уровнем техники анализ указывает на отличия в выполнении и расположении рифлей на рабочей поверхности. Это обеспечивает предложению соответствие критерию изобретения - новизна, а неочевидность этих решений для специалистов по сепарированию сыпучих смесей - соответствие изобретательскому уровню.

Промышленная применимость обеспечена широким использованием сепарирующей техники при обработке зерновых смесей и простотой установки такого рабочего органа в серийно выпускаемые сепараторы.

Устройство прошло опытную проверку, что подтвердило теоретические обоснования.

Рассмотрим, как каждое из указанных отличий влияет на достижение поставленной цели.

Предложенное устройство устраняет недостаток прототипа путем применения рифлей, обеспечивающих одинаково высокую интенсивность самосортирования в различных слоях зернового потока по длине рабочей поверхности. Это достигается применением рифлей, высота которых либо увеличивается, либо уменьшается в направлении движения зернового потока по рабочей поверхности. При этом высокая интенсивность самосортирования обеспечивается в каждом слое на соответствующем участке по длине рабочей поверхности. Таким образом, при движении зерносмеси вдоль рабочей поверхности слои зернового потока поочередно находятся в области интенсивного самосортирования. Например, рифли выполнены так, что их высота увеличивается в направлении движения зерносмеси вдоль поверхности. В этом случае слои зернового потока находятся в области интенсивного самосортирования поочередно, начиная с нижних слоев в приемной части рабочей поверхности и заканчивая верхними слоями в сходовой части поверхности. Рифли могут быть выполнены так, что их высота уменьшается в направлении движения зерносмеси вдоль рабочей поверхности. В этом случае область интенсивного самосортирования в зерновом потоке по его длине постепенно переходит из верхних слоев в нижние, охватывая, как и в предыдущем случае выполнения рифлей, все слои зернового потока. Следует заметить, что в процессе сепарирования, в обоих случаях исполнения рифлей, область интенсивного самосортирования распространена по всему объему зернового потока. Это свидетельствует о более рациональном использовании времени пребывания сепарируемой зерносмеси на рабочей поверхности по сравнению с прототипом.

Последовательность чередования в зерновом потоке слоев с высокой интенсивностью самосортирования зависит от осуществляемого процесса сепарирования.

Например, процесс очистки зерна от мелких примесей. В исходной зерносмеси, поступающей в приемную часть рабочей поверхности, мелкие примеси равномерно распределены по всей толщине зернового потока. Следовательно, для достижения высокой эффективности процесса сепарирования необходимо создать такие условия самосортирования зерновой смеси при ее движении по рабочей поверхности, чтобы мелкие примеси, находящиеся в верхнем слое потока, успели погрузиться в нижний слой, достичь ситовой поверхности и просеяться через нее. В этом случае высота рифлей должна уменьшаться в направлении транспортирования зерновой смеси по рабочей поверхности, то есть высота рифлей в приемной части рабочей поверхности больше, чем в сходовой части поверхности. При таком исполнении рифлей происходит интенсивное погружение мелких примесей из верхнего в нижележащий слой зернового потока на участке приемной части рабочей поверхности, то есть на начальной стадии процесса сепарирования. На следующем участке рабочей поверхности область интенсивного самосортирования в зерновом потоке переходит из верхнего слоя в нижележащий, то есть в тот слой, в который погрузились мелкие примеси на участке приемной части поверхности. Следовательно, на этом участке рабочей поверхности также обеспечивается интенсивное погружение мелких примесей в последующий нижележащий слой зернового потока. На последующем участке рабочей поверхности этот слой, содержащий мелкие примеси, погрузившиеся в него из вышележащих слоев, попадает в область интенсивного самосортирования. На каждом последующем участке рабочей поверхности в области интенсивного самосортирования оказывается слой зернового потока, в который погрузились мелкие примеси из вышележащего слоя, находившегося в области интенсивного самосортирования на предыдущем участке рабочей поверхности. Таким образом, обеспечивается высокая интенсивность погружения мелких примесей на всем пути их следования вдоль рабочей поверхности.

Если рифли выполнены так, что их высота увеличивается в направлении движения зерновой смеси по опорной поверхности, устройство может быть использовано, например, в процессе очистки зерна от легких примесей в вертикальном воздушном потоке.

Одной из причин невысокой технологической эффективности пневмосепарирования является то обстоятельство, что исходная зерновая смесь поступает в пневмоканал многослойным потоком, то есть потоком, в котором частицы разделяемых компонентов распределены по всей толщине зернового слоя. Вследствие этого, частицы разделяемых компонентов в зоне сепарирования в пневмоканале соударяются при движении в противоположных направлениях. В результате соударений и сцеплений легкие примеси, которые по условиям процесса сепарирования должны двигаться в пневмоканале вверх против основного потока тяжелых частиц (зерна), увлекаются вновь поступающим в пневмоканал зерном и попадают во фракцию очищенного зерна, снижая эффективность пневмосепарирования. То есть легкие частицы при движении в пневмоканале вверх должны преодолеть сопротивление от вновь поступающего в канал продукта. Не испытывают такого сопротивления только частицы, находящиеся в верхнем слое зернового потока, поступающего в пневмоканал. Следовательно, повысить эффективность процесса пневмосепарирования можно, обеспечив расслоение зерновой смеси перед подачей ее в пневмоканал.

Для достижения поставленной цели может быть использовано устройство при установке на сплошной рабочей поверхности рифлей с увеличивающейся высотой в направлении движения зерносмеси по поверхности. При таком исполнении рифлей на участке в приемной части рабочей поверхности область интенсивного самосортирования находится в нижнем слое зернового потока. По мере продвижения зерновой смеси вдоль рабочей поверхности на каждом последующем участке поверхности область интенсивного самосортирования в зерновом потоке переходит из нижележащего в вышележащий слой. На сходовом участке рабочей поверхности, то есть в конце пути зерновой смеси по поверхности устройства, в области интенсивного самосортирования находится верхний слой зернового потока. Таким образом, высокая эффективность расслоения зерновой смеси на рабочей поверхности устройства достигается благодаря тому, что области интенсивного самосортирования в зерновом потоке распределены по его длине так, что обеспечивается высокая скорость всплывания легких примесей в течение всего времени их пребывания на рабочей поверхности.

Заметим, что если в этом случае использования устройства рабочую поверхность выполнить ситовой, то может быть снижена удельная нагрузка на пневмоканал, так как вследствие самосортирования нижние слои зернового потока не содержат легких примесей и проход сита может быть направлен на дальнейшую переработку, минуя пневмоканал. Снижение удельной нагрузки на пневмоканал, во-первых, повышает технологическую эффективность процесса, во-вторых, снижает расход воздуха на пневмосепарирование. Снижение расхода воздуха, необходимого для обеспечения очистки зерна от легких примесей, приводит к снижению энергоемкости процесса сепарирования, улучшению условий работы аспирационной сети предприятия и снижению воздухообмена в помещении при работе пневмосепараторов на разомкнутом цикле воздуха.

Целесообразность выполнения рифлей переменной высоты на отдельных участках поверхности доказана экспериментальными исследованиями процесса самосортирования. В исследованиях определяли время всплывания легкой частицы из нижних слоев зернового потока. Эксперименты проведены при горизонтальных возвратно-поступательных колебаниях горизонтальной опорной поверхности на лабораторной установке, обеспечивающей варьирование амплитуды и частоты колебаний поверхности.

Целесообразность проведения исследований на горизонтальной поверхности, совершающей горизонтальные колебания, продиктована следующими обстоятельствами. Во-первых, при горизонтальных колебаниях горизонтальной поверхности ввиду симметрии движущих сил и сил сопротивления относительному движению отсутствует направленное движение зерносмеси по поверхности рабочего органа. Это обстоятельство позволило провести экспериментальные исследования на рабочем органе, ограниченном двумя боковыми и двумя торцевыми стенками, то есть в закрытом канале, так как толщина слоя зерносмеси во всех точках поверхности одинакова. Кроме того, использование в экспериментах закрытого канала позволило определять время всплывания легкой частицы в одной и той же зерновой смеси, то есть исключено влияние свойств зерносмеси на время всплывания. Следует заметить, что размеры канала выбраны так, чтобы исключить влияние стенок на движение смеси в той области опорной поверхности, над которой определяли время всплывания частицы. Во-вторых, при горизонтальных колебаниях сила инерции переносного движения, равная произведению массы частицы на ускорение поверхности, направлена вдоль поверхности и не может вызывать вертикальное движение (всплывание) частицы. То есть в этом случае всплывание частицы определяется только воздействием опорной поверхности на зерновой слой.

В экспериментах варьировали толщину слоя зернового потока над рифлями и положение легкой частицы в слое относительно опорной поверхности, так чтобы можно было определять время всплывания легкой частицы через слой одной и той же толщины, но расположенный на различном расстоянии от рифлей опорной поверхности. Это позволяет исключить влияние толщины слоя на время (скорость) всплывания легкой частицы и оценить влияние на интенсивность самосортирования (время всплывания) только рифлей опорной поверхности.

В экспериментах меченую легкую частицу помещали либо на рифли, либо на некотором расстоянии от рифлей под слой зерна, включали установку и по секундомеру определяли время ее всплывания в верхний слой. Эксперименты проведены при некотором реальном сочетании амплитуды и частоты колебаний опорной поверхности. В первой серии экспериментов определяли время всплывания легкой частицы через слой 30 мм при следующих условиях: толщина слоя над рифлями 30 мм; толщина слоя над рифлями 40 мм. В первом случае легкую частицу укладывали на рифли под слой зерна. Во втором случае - на расстоянии 10 мм от рифлей под слой зерна. Таким образом, в обоих случаях определяли время всплывания легкой частицы через слой толщиной 30 мм. В первом случае время всплывания составило 13,97 с, во втором - 22,25 с, то есть в первом случае частица проходит слой толщиной 30 мм в 1,59 раза быстрее, чем во втором случае.

В следующей серии экспериментов было определено время всплывания легкой частицы через слой толщиной 20 мм для трех различных начальных положений частицы в зерновом слое: частица находилась под слоем зерна на рифлях; частица находилась под слоем зерна на расстоянии 10 мм от рифлей; частица находилась под слоем зерна на расстоянии 20 мм от рифлей. Следует заметить, что толщина зернового потока над рифлями составляла: в первом случае - 20 мм; во втором случае - 30 мм; в третьем - 40 мм. Время всплывания соответственно составило: в первом случае - 4,27 с; во втором случае - 6,68 с; в третьем случае - 9,64 с. Средняя скорость всплывания легкой частицы через слой толщиной 20 мм для различных начальных положений частицы составила: в первом случае - 0,00468 м/с; во втором случае - 0,00299 м/с; в третьем случае - 0,00207 м/с.

Таким образом, анализ результатов экспериментов позволяет сделать вывод: интенсивность самосортирования различна по толщине зернового потока, чем дальше слои потока отстоят от рифлей опорной поверхности, тем меньше в них интенсивность самосортирования.

Следовательно, обеспечивать высокую интенсивность самосортирования в различных по толщине слоях зернового потока можно меняя высоту рифлей на рабочей поверхности. Таким образом, обеспечивать высокую интенсивность самосортирования в различных по толщине слоях зернового потока можно путем выполнения на рабочей поверхности рифлей переменной высоты. Следует заметить, что высокая интенсивность самосортирования обеспечивается в различных слоях зернового потока на различных участках по длине рабочей поверхности. При этом высота рифлей может либо увеличиваться в направлении движения зернового потока вдоль рабочей поверхности, либо уменьшаться. Это зависит от осуществляемого в устройстве процесса сепарирования.

Изобретение поясняется чертежом. На чертеже показан участок рабочей поверхности с рифлями, высота которых уменьшается в направлении движения зерновой смеси.

Устройство состоит из рабочей поверхности 1, с установленными на ней рифлями 2 в виде пластин, ограниченной торцевой 3 и двумя боковыми 4 стенками, привода 5 для сообщения рабочей поверхности 1 прямолинейных колебаний и питателя 6 для подачи исходной зерносмеси на рабочую поверхность.

Рабочая поверхность 1 выполнена в виде чередующихся участков поверхности с рифлями, высота которых уменьшается в направлении движения зерновой смеси (см. чертеж), гладкой ситовой поверхности или ситовой поверхности с рифлями постоянной высоты и поверхности с рифлями, высота которых увеличивается в направлении движения зерновой смеси вдоль поверхности (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Исходная зерновая смесь, например, зерно пшеницы с легкими примесями, непрерывно подается через питатель 6 на рабочую поверхность 1 (см. чертеж), совершающую прямолинейные колебания от привода 5, в приемную часть, расположенную у торцевой стенки 3. Вследствие того, что торцевая и боковые 4 стенки имеют высоту, большую максимальной высоты рифлей 2, на рабочей поверхности образуется слой зерносмеси толщиной, превышающей высоту рифлей. Рабочая поверхность 1 выполнена в виде последовательно чередующихся участков: участок поверхности с рифлями, высота которых уменьшается в направлении движения зерновой смеси; участок ситовой поверхности либо с рифлями постоянной высоты, либо гладкий без рифлей; участок поверхности с рифлями высотой, увеличивающейся в направлении движения зерновой смеси. В случае такого исполнения поверхности устройство может быть использовано следующим образом. В зависимости от размеров отверстий сита могут быть осуществлены следующие процессы сепарирования: очистка зерна от мелких примесей; выделение из исходной зерновой смеси мелких зерен; разделение исходной зерновой смеси на фракции, отличающиеся размерами зерен. Одновременно с осуществлением одного из указанных выше процессов сепарирования устройство позволяет обеспечить предварительное расслоение зерновой смеси перед подачей ее в пневмосепарирующий канал. При этом участок с рифлями, высота которых уменьшается в направлении движения зерносмеси, обеспечивает предварительное расслоение зерносмеси перед поступлением ее на участок ситовой поверхности. Участок с рифлями, высота которых увеличивается в направлении движения зерносмеси, обеспечивает предварительное расслоение зерновой смеси перед подачей ее в пневмосепарирующий канал. Установка на ситовой поверхности рифлей обеспечивает ориентацию частиц нижнего слоя при их транспортировании между рифлями так, что они располагаются длинной осью вдоль рифлей. Последнее обстоятельство создает наиболее благоприятные условия для просеивания мелких длинных примесей при использовании ситовой поверхности с продолговатыми отверстиями и расположении отверстий сита продольной осью параллельно рифлям.

Источники информации

1. RU 2175895, кл. В07В 1/28, А01F 12/44, 31.08.99.

2. RU 43797, кл. В07В 1/28, 06.10.2004.

Сепарирующее устройство, содержащее рабочую поверхность с установленными на ней рифлями в виде пластин, ограниченную торцевой и двумя боковыми стенками, привод для сообщения поверхности прямолинейных колебаний и питатель для подачи исходной зерносмеси на рабочую поверхность, отличающееся тем, что рабочая поверхность выполнена в виде чередующихся участков поверхности с рифлями, высота которых уменьшается в направлении движения зерновой смеси, гладкой ситовой поверхности или ситовой поверхности с рифлями постоянной высоты и поверхности с рифлями, высота которых увеличивается в направлении движения зерновой смеси вдоль поверхности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к технике разделения сыпучих материалов, и может быть использовано в конструкциях пластинчатых грохотов.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к установкам для дезинтеграции и классификации по крупности материала, и может быть использовано при обогащении руд и песков россыпных месторождений.

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам для очистки семян и предназначено для окончательной очистки семян и выделения трудноотделимых примесей из основного материала.

Изобретение относится к технике грохочения сыпучих материалов. Грохот прямоточный содержит просеивающую поверхность, загрузочное, разгрузочное приспособления и привод.

Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций, а также для классификации строительных материалов.

Грохот // 2511133
Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-соргировочных операций, а также для классификации строительных материалов.
Изобретение относится к комбинированным методам разделения твердых материалов, а именно к переработке радиоэлектронного скрапа. Способ включает преимущественно двустадийное измельчение скрапа молотковыми дробилками до необходимой крупности, магнитную и ситовую сепарации измельченного скрапа с последующей пневматической классификацией по объемной плотности отдельно надрешетного и подрешетного продуктов ситовой классификации.

Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций, а также для классификации строительных материалов.

Изобретение относится к технике для классификации сыпучих материалов и может быть использовано в строительной, горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технике для классификации сыпучих материалов и может быть использовано в строительной, горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности.

Изобретение может быть использовано в угольной и коксохимической промышленности. Способ подготовки угля, в том числе высокосернистого, к коксованию включает получение низкозольного угольного концентрата путем разделения угля по плотности и добавление в полученный концентрат оксида кремния в качестве зольной добавки в количестве, обеспечивающем зольность концентрата не более максимально допустимого значения. Изобретение позволяет улучшить реакционную способность CRI и послереакционную прочность CSR кокса в процессе обогащения угля до процесса коксования, а также увеличить выход низкозольных концентратов с увеличением общей зольности до допустимой величины 9-10% и улучшить их коксующие свойства, снизить содержание серы в готовом концентрате на 0,3-0,5%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области измельчения и разделения твердого полезного ископаемого и может быть использовано, например, при обогащении разного вида минерального сырья. Измельчитель-классификатор содержит вращающийся перфорированный барабан 2, установленный на приводных 4 и поддерживающих 5 роликах, и размещенный внутри перфорированного барабана 2 рабочий элемент. Рабочий элемент снабжен индивидуальным приводом и выполнен в виде вала-измельчителя 6 со сменными рабочими рельефными накладками 8, при этом вал-измельчитель относительно внутренней поверхности перфорированного барабана 2 установлен с регулируемым по высоте зазором 7. Вал-измельчитель 6 и перфорированный барабан 2 посредством индивидуальных приводов имеют возможность изменения частоты и направления вращения, а ось вращения вала-измельчителя 6 расположена на вертикальной оси поперечного сечения перфорированного барабана 2. Измельчитель обеспечивает повышенную эффективность разрушения материала при минимальных энергетических затратах. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций. Грохот проходной содержит просеивающую поверхность, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления. Просеивающая поверхность смонтирована из секций поочередно соединенных друг с другом по длине просеивающей поверхности своими торцевыми отверстиями в виде многоугольников. Каждая из секций собрана из двух подсекций. Первая подсекция по периметру смонтирована из четного не менее четырех одинаковых первых равнобедренных перфорированных треугольников, поочередно соединенных своими боковыми сторонами с боковыми сторонами не менее четырех одинаковых вторых равнобедренных перфорированных треугольников, основания которых больше основания первых четырех равнобедренных перфорированных треугольников с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников. Вторая подсекция смонтирована из поочередно соединенных по периметру не менее четырех одинаковых равносторонних перфорированных треугольников с боковыми сторонами, равными основаниям вторых равнобедренных перфорированных треугольников первой подсекции с боковыми сторонами не менее четырех одинаковых равнобедренных перфорированных треугольников с углом при вершине 90° с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников. Большое торцевое отверстие в виде многоугольника первой подсекции равно малому торцевому отверстию в виде многоугольника второй подсекции. По всей длине просеивающей поверхности смонтирована пружина конической формы с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Технический результат - повышение интенсивности грохочения, а также повышение производительности. 9 ил.

Грохот // 2534869
Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций. Грохот содержит просеивающую поверхность, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления. Просеивающая поверхность изготовлена из секций с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломаных правых и левых винтовых линий, а также внутренних трех и более винтовых канавок с одинаковым шагом. Секции смонтированы из двух подсекций, выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонам равнобедренных перфорированных трапеций и равнобедренных перфорированных треугольников, основания которых в подсекции расположены в разные стороны. Секции соединены между собой большими основаниями перфорированных трапеций. Подсекции соединены в секцию так, что основания равнобедренных перфорированных треугольников одной подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных перфорированных трапеций второй подсекции, а основания равнобедренных перфорированных треугольников второй подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных перфорированных трапеций первой подсекции. По всей длине просеивающей поверхности смонтирована пружина волнообразной формы с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Технический результат - повышение интенсивности грохочения, а также повышение производительности. 5 ил.

Изобретение относится к технике просеивания и разделения сыпучих материалов по крупности, преимущественно угля. Устройство для сортировки горной массы содержит барабаны, сортировочное полотно в виде бесконечных тяговых элементов, установленных с возможностью огибания барабанов. Барабаны выполнены многоугольной формы со скругленными углами и снабжены канавками под тяговый элемент, расположенными под углом к оси барабана. Причем на одной из сторон канавки расположен асимметричный гребень овальной формы с изогнутым в сторону каната краем, выступающим за угол барабана и направляющий тяговый элемент в канавку. Канавки и гребни на смежных гранях барабана выполнены в противоположную сторону. Угол α установки гребней и канавок на гранях барабана относительно его оси изменяется от 40° до 89° и зависит от свойств сортируемых пород. Барабаны соседних тяговых элементов сортировочного полотна могут быть установлены с радиальным сдвигом. Технический результат - повышение эффективности сортировки, а также возможность горизонтального и вертикального перемещения сортировочного полотна без применения валов с кулачками. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к технике для классификации сыпучих материалов и может быть использовано в строительной, горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности. Грохот эллиптический содержит просеивающую поверхность, расположенную между торцевыми щеками, привод, загрузочную и разгрузочную цапфы. Просеивающая поверхность выполнена в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы. Торцевая стенка у загрузочной цапфы выполнена плоской и смонтирована под углом к оси вращения просеивающей поверхности. Торцевая стенка у разгрузочной цапфы размещена перпендикулярно к оси вращения просеивающей поверхности и выполнена конической формы. По всей длине просеивающей поверхности смонтирована цилиндрическая пружина выпуклой формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения просеивающей поверхности, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Технический результат - повышение интенсивности грохочения, а также повышение производительности. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций, а также для классификации строительных материалов. Грохот винтовой барабанный содержит барабан, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления. Барабан выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой перфорированной просеивающей поверхности с винтовыми канавками внутри просеивающей поверхности в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой перфорированной просеивающей поверхности, расположенными внутри ее поперечного сечения. Изготовлен из трех и более одинаковых перфорированных полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием по периметру просеивающей поверхности трех и более внутренних криволинейных перфорированных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри просеивающей поверхности и образованием внутри нее напусков в виде винтовых лопастей по всей длине просеивающей поверхности от входного до выходного отверстия. По всей длине просеивающей поверхности смонтирована пружина волнообразной формы с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Технический результат - повышение интенсивности грохочения, а также повышение производительности. 7 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для разделения картофеля, столовой свеклы, моркови, редиса, репы и других корнеплодов на фракции по размерным признакам. Плоское круглорешетное устройство для разделения корнеклубнеплодов на фракции содержит два плоских круглых решета, приспособление для съема отсортированных фракций с поверхности решет, ограждающий кожух, механизм привода. Калибрующие поверхности выполнены в виде сменных плоских решет, состоящих из концентрично расположенных с необходимым интервалом колец и прикрепленных к спицам колес, ступицы которых закреплены на общем вертикальном валу с возможностью изменения их положения по высоте. Круглые решета ограждены цилиндрическим чашеобразным кожухом, зафиксированным на стойках рамы с возможностью изменения его положения по высоте. На поверхности кожуха и на дне вырезаны окна для съема отсортированных фракций. С внутренней стороны кожуха в зоне съема крупной и средней фракций над решетами имеются свободно вращающиеся колесные отсекатели, впереди которых под решетами размещены выталкиватели застрявших клубней (корнеплодов), выполненные в виде загнутых пластин, контактирующих с решетом с помощью пружины. Над каждым решетом под углом меньшим угла трения к траектории движения клубней поставлены пластинчатые отражатели, одним концом прикрепленные к кожуху. Технический результат - повышение эффективности разделения корнеплодов на фракции. 2 ил.

Группа изобретений относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов на сетках или ситовых кассетах на вибрационных ситах. При осуществлении способа вибрирующей раме сообщают линейные колебания двумя центробежными дебалансными электромеханическими вибраторами, в процессе бурения буровой раствор фильтруют сквозь сетки или ситовые кассеты, закрепленные на раме вибрирующей, профильтрованный буровой раствор отводят в емкость циркуляционной системы. При осуществлении вариантов способа линейные колебания раме сообщают на частоте синхронных колебаний дебалансных вибраторов, равной 50 Гц при частоте питающего электрического тока 50 Гц, на частоте синхронных колебаний вибраторов 60 Гц при частоте питающего тока 60 Гц, при этом амплитуду колебаний рамы задают в зависимости от заданного виброускорения и угловой частоты колебаний рамы, в третьем варианте изменяют виброускорение рамы вибрирующей в пределах от 4G до 10G, где G=9,81 м/с2, амплитуду колебаний рамы вибрирующей настраивают в пределах от 0,5 мм до 1,0 мм, частоту колебаний рамы настраивают в пределах от 40 Гц до 65 Гц путем изменения частоты электрического тока, который подают из сети электропитания. Повышается эффективность очистки бурового раствора и осушки шлама. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

Грохот // 2540370
Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций. Грохот содержит просеивающую поверхность, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления. Просеивающая поверхность смонтирована из секций, собранных из двух одинаковых подсекций, изготовленных из четного числа (не менее четырех) одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников. В секцию две подсекции соединяются друг с другом сторонами торцевых больших отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием многозаходной винтовой просеивающей поверхности с взаимонаправленными ломаными винтовыми линиями. Загрузочное и разгрузочное приспособления выполнены в виде втулок, с наружной стороны которых смонтированы фланцевые диски с отверстиями для жесткого крепления к фланцевым дискам, смонтированных и жестко скрепленных с двух сторон просеивающей поверхности на торцевых ее отверстиях. К внутренней поверхности втулок под углом α, равным углу наклона винтовых линий к оси ее вращения, и к продольным образующим втулок прикреплены криволинейные винтовые вставки в виде криволинейных пластин, свернутых не только по ширине по радиусу, равному половине диаметра втулки, но и по длине скрученные по винтовым линиям с шагом, равным шагу винтовых линий просеивающей поверхности. Длина винтовых вставок в загрузочном приспособлении больше длины втулки в два раза, и они выступают за торцы втулок с двух сторон для захвата грохотимых материалов из средства для загрузки и бесперебойной, а также равномерной их передачи внутрь просеивающей поверхности. В разгрузочном приспособлении винтовые вставки выступают за пределы втулки лишь в сторону просеивающей поверхности и входят во внутреннюю ее полость для захвата и бесперебойной подачи материала, прошедшего грохочение, внутрь втулки разгрузочного приспособления и перевода, преобразования, водопадного режима движения этого материала в просеивающей поверхности в спокойный, ламинарный режим движения во втулке разгрузочного приспособления с последующей передачей материала и вывода его за пределы втулки разгрузочного приспособления. Технический результат - повышение интенсивности грохочения, а также повышение производительности. 14 ил.
Наверх