Сепаратор сыпучих зернистых материалов


 


Владельцы патента RU 2591991:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" (ВСГУТУ) (RU)

Изобретение относится к области разделения сыпучих зернистых материалов по размерам, плотности, форме, шероховатости, упругости и может быть использовано в сельском хозяйстве, химии, металлургии, строительной индустрии. Технический результат - повышение эффективности сепарации сыпучих зернистых материалов в гравитационном потоке за счет использования эффектов сегрегации и миграции на каскадной наклонной перфорированной шероховатой плоскости. Сепаратор включает загрузочный бункер, устройство для регулирования нагрузки, последовательно установленные каскадом наклонные лотки с зазором между ними в проекции на горизонтальную плоскость, сборники продуктов разделения. При этом устройство для регулирования нагрузки выполнено в виде шибера, установленного на выходе загрузочного бункера. Наклонные лотки установлены под углом к горизонту, близким к углу естественного откоса зернистого материала, и выполнены в виде шероховатой плоскости с перфорациями, размер отверстий которых меньше размера мелких частиц смеси зернистого материала. Над нижней кромкой нижней перфорированной шероховатой плоскости, параллельно ей, установлена с возможностью перемещения разделительная пластина. Над и под слоем зернистого материала, находящегося на наклонных перфорированных шероховатых плоскостях, проходит воздушный канал, соединенный с циклоном для выделения мелких минеральных примесей и вентилятором. Вентилятор обеспечивает возможность продувки слоя зернистого материала на наклонной перфорированной поверхности в направлении от открытой поверхности слоя к его основанию. При этом обеспечена возможность сдвигового гравитационного течения зернистого материала на упомянутой поверхности с движением верхних слоев со значительно большими скоростями, чем нижних, и разделением зернистых слоев по высоте на примеси и семена. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области разделения зернистых сыпучих материалов по размерам, плотности, форме, шероховатости, упругости и может быть использовано в сельском хозяйстве, химии, металлургии, строительной индустрии.

Известен сепаратор сыпучих материалов, предусматривающий подачу материала на наклонные лотки и разделение частиц, скользящих по наклонной плоскости (SU №426717, М. кл. B07B 1/04, БИ №17, 1974).

Недостатком данного устройства является то, что в нем: ограничены возможности вследствие сепарации зернистых материалов только по инерционным и фрикционным свойствам; низкое качество сепарации по причине отсутствия на наклонной плоскости устойчивого сдвигового течения слоя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является сепаратор сыпучих материалов (RU 2147257 C1, B07B 1/04, 10.04.2000), содержащий последовательно установленные каскадом лотки с зазором между ними в проекции на горизонтальную плоскость, устройства для регулирования положения лотков, раму и сборники готовой продукции. Классификатор установлен в едином корпусе и в нем выполнено устройство для регулирования начальной скорости, включающее стойки с подвижными опорами, на которых установлены направляющие. При помощи кронштейнов закреплено загрузочное устройство, имеющее две заслонки для регулирования нагрузки. Устройство также содержит разгонный участок, закрепленный шарнирно на корпусе, и фиксирующее устройство.

Однако в известном сепараторе сыпучих материалов сепарация сыпучих материалов происходит только по инерционным и фрикционным свойствам, что ограничивает его возможности. Отсутствие на каскадной (ступенчатой) наклонной плоскости процессов сегрегации и миграции сыпучих материалов (сдвигового течения слоя материала) снижает качество сепарации.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности сепарации сыпучих зернистых материалов в быстром сдвиговом гравитационном потоке с использованием эффектов сегрегации и миграции на каскадной (ступенчатой) наклонной перфорированной шероховатой плоскости.

Поставленная задача решается за счет того, что сепаратор сыпучих зернистых материалов, включающий загрузочный бункер, устройство для регулирования нагрузки, последовательно установленные каскадом наклонные лотки с зазором между ними, сборники продукции, согласно изобретению наклонные лотки установлены под углом к горизонту, близким к углу естественного откоса зернистого материала, и выполнены в виде шероховатой плоскости с перфорациями, размер отверстий которых меньше размера мелких частиц смеси материала, над нижней кромкой нижней перфорированной шероховатой плоскости, параллельно ей, установлена с возможностью перемещения разделительная пластина, при этом устройство для регулирования нагрузки выполнено в виде шибера, установленного на выходе загрузочного бункера, над и под слоем зернистого материала, находящегося на наклонных перфорированных плоскостях, проходит воздушный канал, соединенный с циклоном для выделения мелких минеральных примесей, соединенного с вентилятором.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются:

- выполнение наклонных лотков в виде перфорированной шероховатой плоскости, установленной под углом к горизонту, близким к углу естественного откоса зернистого материала;

- выполнение устройства для регулирования нагрузки в виде шибера, установленного на выходе загрузочного бункера;

- наличие разделительной пластины, установленной над нижней кромкой нижней перфорированной шероховатой плоскости;

- наличие воздушного канала, проходящего над и под слоем зернистого материала, находящегося на каскадной (ступенчатой) наклонной перфорированной шероховатой плоскости;

- наличие циклона для выделения минеральных примесей, соединенного с вентилятором.

На наклонной перфорированной шероховатой плоскости заявляемого сепаратора образуются условия, приближенные к условию прилипания или задержки нижнего слоя зернистых частиц. При этом верхние слои частиц движутся со значительно большими скоростями, чем нижние. Из этого следует, что в режиме их быстрого сдвигового течения, которое зависит от соотношения интенсивности одновременно протекающих процессов сегрегации, миграции и перемешивания, определенная часть частиц зернистой смеси, имеющих похожие свойства, перемещаются в направлении к верхней открытой поверхности слоя (примеси), а другая часть - в противоположном направлении, т.е. к основанию слоя (семена). Это обеспечивает эффективность выделения из исходной смеси качественных семян.

Установка на выходе загрузочного бункера шибера позволяет регулировать подачу зернистого материала по толщине или высоте слоя, т.к. качество сепарации по одному или нескольким доминирующим признакам (размер, плотность, форма, шероховатость, упругость) зависит от соотношения интенсивности одновременно протекающих процессов сегрегации и перемешивания.

Наличие разделительной пластины, установленной параллельно плоскости скатывания по наклонной перфорированной шероховатой плоскости, с возможностью поступательного перемещения относительно нижней кромки плоскости, способствует разделению зернистого слоя по толщине или высоте на примеси и семена. Четкость разделения неоднородных частиц зернистых материалов по толщине или высоте зернистого слоя повышается с увеличением отношения интенсивности сегрегации к интенсивности перемешивания.

Наличие воздушного канала над и под слоем зернистого материала или его поперечная продувка воздухом способствует интенсификации сдвигового течения за счет увеличения угла наклона каскадной (ступенчатой) перфорированной шероховатой плоскости, при котором на ней образуются условия, приближенные к условиям прилипания или задержки нижнего слоя зернистых частиц.

Продувка воздухом слоя зернистого материала позволяет совместить процесс сепарации с выделением минеральных примесей. Воздушным потоком выносятся мелкие минеральные примеси и направляются в улавливающее оборудование циклон, соединенный с вентилятором.

Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемого устройства обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и эффективности выделения из исходной смеси качественных семян.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена схема сепаратора сыпучих зернистых материалов.

Сепаратор сыпучих зернистых материалов содержит загрузочный бункер 1, на выходе которого установлен шибер 2 для регулирования толщины зернового слоя. Под бункером 1 последовательно каскадом установлены наклонные перфорированные шероховатые плоскости 3 с зазором 4 по высоте между ними в проекции на горизонтальную плоскость. Размер отверстий перфорированных плоскостей 3 меньше размера мелких частиц смеси зернистого материала. Перфорированные шероховатые плоскости 3 установлены под углом к горизонту, близким к углу естественного откоса зернистого материала. Над нижней кромкой нижней перфорированной шероховатой плоскости 3, параллельно ей, установлена разделительная пластина 5 с возможностью поступательного перемещения относительно нижней кромки плоскости 3. Над и под слоем зернистого материала 6, находящегося на наклонных каскадных перфорированных шероховатых плоскостях 3, проходит воздушный канал 7, соединенный с циклоном для выделения мелких минеральных примесей и отработанного воздуха вентилятором (на чертеже не показаны).

Сепаратор снабжен сборниками семян и примесей. Сепаратор сыпучих зернистых материалов работает следующим образом. Из бункера 1 зернистый материал слоем определенной толщины или высоты, регулируемой шибером 2, подается на последовательно установленную каскадом наклонную шероховатую плоскость 3. Слой зернистого материала 6 на наклонной шероховатой плоскости 3 поперечно продувают воздухом в направлении от открытой поверхности слоя к его основанию. За счет шероховатости наклонной плоскости 3 и под действием воздушного потока частицы нижнего слоя зернистого материала прилипают к перфорированной шероховатой плоскости 3 или задерживаются на ней. При этом на плоскости 3 организуется сдвиговое гравитационное течение зернистого материала по основанию перфорированной шероховатой плоскости 3 из неподвижных частиц смеси. В процессе сдвигового течения верхние слои зернистого материала 6 обгоняют нижние и, взаимодействуя с ними, обмениваются между собой частицами. При взаимодействии частиц происходит их столкновение, в результате которого они перемещаются в некотором направлении от места столкновения. В результате определенная часть зернистого материала со сходными свойствами (примеси) перемещаются в направлении к открытой поверхности слоя, а другая часть (семена) - в противоположном направлении, т.е. к основанию. Фракции готовой продукции регулируются с помощью разделительной пластины 5 путем поступательного перемещения относительно нижней кромки наклонной плоскости. Воздушным потоком, создаваемым вентилятором, выносятся мелкие примеси, осаждаемые в циклоне. Таким образом, происходит разделение зернистых слоев по толщине или высоте на примеси и семена.

Положительный эффект заключается в следующем. В процессе сепарации неоднородных частиц в режиме быстрого сдвигового течения реализуется эффект разделения частиц в поперечно продуваемом слое. Одни частицы (примеси) перемещаются в направлении к открытой поверхности слоя, а другие (семена) - в направлении к основанию слоя. При этом верхние слои движутся со значительно большими скоростями, чем нижние, и, взаимодействуя с ними, обмениваются между собой частицами.

Сепаратор сыпучих зернистых материалов, включающий загрузочный бункер, устройство для регулирования нагрузки, последовательно установленные каскадом наклонные лотки с зазором между ними в проекции на горизонтальную плоскость, сборники продуктов разделения, отличающийся тем, что устройство для регулирования нагрузки выполнено в виде шибера, установленного на выходе загрузочного бункера, при этом наклонные лотки установлены под углом к горизонту, близким к углу естественного откоса зернистого материала, и выполнены в виде шероховатой плоскости с перфорациями, размер отверстий которых меньше размера мелких частиц смеси зернистого материала, над нижней кромкой нижней перфорированной шероховатой плоскости, параллельно ей, установлена с возможностью перемещения разделительная пластина, над и под слоем зернистого материала, находящегося на наклонных перфорированных шероховатых плоскостях, проходит воздушный канал, соединенный с циклоном для выделения мелких минеральных примесей и вентилятором, обеспечивающим возможность продувки слоя зернистого материала на наклонной перфорированной поверхности в направлении от открытой поверхности слоя к его основанию с обеспечением сдвигового гравитационного течения зернистого материала на упомянутой поверхности с движением верхних слоев со значительно большими скоростями, чем нижних, и разделением зернистых слоев по высоте на примеси и семена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих материалов по упругости и может быть использовано в сельском хозяйстве, химической и строительной промышленности.

Изобретение относится к горному делу, переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в горнорудной, угольной и строительной промышленности при подготовке строительных материалов.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением вертикальной устойчивости.

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих зерновых материалов по упругим свойствам и может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке семян.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых по крупности и плотности, в частности к обогащению угля. Способ сухого обогащения угля включает подачу угольного сырья к средству отделения угля от породы, с помощью которого осуществляют отделение.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к сепараторам для отделения корнеклубнеплодов от соизмеримых почвенных комков, и может быть установлено на картофелеуборочный комбайн.

Изобретение относится к устройствам сортировки объектов по цвету, размерам, форме и иным характеристикам. Преимущественная область применения - сортировка сельскохозяйственной продукции.

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов по самосортированию частиц и может быть использовано в сельском хозяйстве при сортировке по крупности, плотности и сферичности.

Изобретение предназначено для очистки и сортировки зерновых культур, таких как пшеница, овес, ячмень и рожь, а также может быть использовано для очистки других зернобобовых и масляничных культур.

Предложенное изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к механизации послеуборочной обработки семян зерновых, масличных, технологических и других сельскохозяйственных культур по упругим свойствам.

Изобретение относится к области разделения сыпучих смесей по форме, плотности, упругости и свойствам поверхности составляющих их частиц и может найти применение в сельском хозяйстве при очистке зерновых культур и продуктов его переработки. Технический результат - повышение эффективности работы устройства за счет использования эффектов сегрегации и миграции в потоке зернистой среды на скатной конической плоскости. Устройство включает внутренний и внешний цилиндрические транспортирующие каналы. В верхней части внутреннего транспортирующего канала расположен воронкообразный бункер-приемник с выпускной щелью, к которой закреплено регулирующее устройство. Под ним расположены, одна под другой, ступени рабочих органов. Они закреплены к подвижному несущему элементу, проходящему по оси сепаратора. Каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные коническую скатную плоскость, расположенную большим основанием вниз, и воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник с выпускной щелью, снабженный регулирующим устройством. Регулирующие устройства выполнены в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса. Каждая ступень рабочих органов содержит несколько скатных конических плоскостей, расположенных ступенчато с зазором между ними, установленных под углом к горизонту, близким углу естественного откоса зернового материала. Нижняя скатная коническая плоскость своим большим основанием расположена в разделителе, выполненном в виде усеченного конуса, установленного параллельно плоскости скатывания зернового материала. Поверхность скатной конической плоскости выполнена шероховатой. При этом скатные конические поверхности выполнены с возможностью обеспечения движения верхних слоев зерновых частиц со значительно большими скоростями, чем нижних слоев, и перемещения примесей в направлении к открытой поверхности, а семян - к основанию слоя. 1 ил.
Наверх