Сепаратор для разделения сыпучих материалов

Изобретение относится к области сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве при сепарации трудноразделимых семенных материалов. Сепаратор для разделения сыпучих материалов включает загрузочный бункер, перфорированную направляющую, приемники продуктов разделения. Сепаратор снабжен внутренним и внешним цилиндрическими вертикальными каналами. Во внутреннем цилиндрическом канале расположены ступени рабочих органов, включающие последовательно расположенные загрузочный бункер, в котором установлены закрепленная шарнирно к вертикальному неподвижному валу приемная коническообразная диафрагма, под которой находится питающая воронкообразная диафрагма, установленная с возможностью изменения радиуса кривизны и закрепленная верхней частью к стенке загрузочного бункера. С внутренней стороны коническообразной диафрагмы установлены три и более пружины, один конец которых закреплен к стержню, находящемуся внутри пружин, другой конец зафиксирован к направляющим, закрепленным на поверхности диафрагмы. Направляющие имеют пазы для свободного прохода в них стержней. Перфорированная направляющая, установленная под воронкообразной диафрагмой, выполнена в виде конического разгонного участка, закрепленного вершиной к вертикальному валу, а основанием - к кольцевой вогнутой метательной поверхности, имеющей в поперечном сечении форму дуги, длина которой составляет 1,0-1,2 диаметра окружности, образованной вращением дуги. Под метательной поверхностью расположен воронкообразный приемник неупругих частиц, верхняя часть которого закруглена, а нижняя часть соединена со второй ступенью рабочих органов. В зоне фокальной линии метательной вогнутой поверхности расположена кольцевая щель для упругих частиц, образованная закругленной частью воронкообразного приемника и стенкой внутреннего цилиндрического канала. Технический результат - повышение производительности и эффективности сепараций. 1 ил.

 

Изобретение относится к области для разделения сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве при сепарации трудноразделимых семенных материалов.

Известно устройство для сортировки сыпучих материалов, включающий бункер-дозатор, приспособление для разделения материалов по сферичности, приемники продуктов разделения (а.с. СССР №831226, кл. B07B 13/10, опубл. 23.05.81, бюл. №19).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность процесса сепарации при разделении материалов по сферичности, частицы которых обладают невысокими упругими свойствами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа сепаратор для разделения сыпучих материалов (RU 2399436, кл. B07B 13/10, B07B 13/16, опубл. 20.09.2010, бюл. №26), включающий загрузочный бункер, снабженный питающим валиком, скатную пластину, к нижней части которой закреплена направляющая перфорированная пластина, отражательную пластину, приемники продуктов разделения.

Недостатком известного сепаратора является низкая эффективность сепарации из-за отсутствия средств стабилизации начальной скорости, сглаживания колебаний нагрузки и регулирования ориентации частиц сыпучего материала.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение производительности и эффективности разделения сыпучих материалов за счет равномерной подачи и стабилизации начальной скорости и ориентации центра масс частиц сыпучего материала, поступающего на рабочие органы сепаратора, а также за счет повторного выделения из семенного материала качественных фракций. Кроме того, технический результат изобретения заключается в снижении энергозатрат.

Указанный технический результат достигается тем, что в сепараторе для разделения сыпучих материалов, включающем загрузочный бункер, перфорированную направляющую, приемники продуктов разделения, согласно изобретению сепаратор снабжен внутренним и внешним цилиндрическими вертикальными каналами, во внутреннем цилиндрическом канале расположены ступени рабочих органов, включающие последовательно расположенные загрузочный бункер, в котором установлены закрепленная шарнирно к вертикальному неподвижному валу приемная коническообразная диафрагма, под которой находится питающая воронкообразная диафрагма, установленная с возможностью изменения радиуса кривизны и закрепленная верхней частью к стенке загрузочного бункера, с внутренней стороны коническообразной диафрагмы установлены три и более пружины, один конец которых закреплен к стержню, находящемуся внутри пружин, другой конец зафиксирован к направляющим, закрепленным на поверхности диафрагмы, при этом направляющие имеют пазы для свободного прохода в них стержней, перфорированная направляющая, установленная под воронкообразной диафрагмой, выполнена в виде конического разгонного участка, закрепленного вершиной к вертикальному валу, а основанием - к кольцевой вогнутой метательной поверхности, имеющей в поперечном сечении форму дуги, длина которой составляет 1,0-1,2 диаметра окружности, образованной вращением дуги, под метательной поверхностью расположен воронкообразный приемник неупругих частиц, верхняя часть которого закруглена, а нижняя часть соединена со второй ступенью рабочих органов, в зоне фокальной линии метательной вогнутой поверхности расположена кольцевая щель для упругих частиц, образованная закругленной частью воронкообразного приемника и стенкой внутреннего цилиндрического канала.

Отличительным признаком заявляемого сепаратора является наличие новых конструктивных элементов, а именно установка в загрузочном бункере приемной коническообразной диафрагмы и питающей воронкообразной диафрагмы, установка разгонного участка, выполненного в виде конической перфорированной направляющей, установка кольцевой вогнутой метательной поверхности. Также отличительной особенностью является расположение кольцевой щели приемной емкости упругих частиц в зоне фокальной линий метательной поверхности и последовательность расположения конструктивных элементов в каждой ступени рабочих органов.

Новое выполнение конструкции загрузочного бункера позволяет стабилизировать начальную скорость, регулировать положение центра масс частиц сыпучего материала и сглаживать колебания нагрузки. Это достигается за счет установки двух устройств: приемной коническообразной диафрагмы и питающей воронкообразной диафрагмы в нижней части загрузочного бункера.

Установка подпружиненной приемной коническообразной диафрагмы дает возможность изменять сечение выходного отверстия в зависимости от расхода материала. При увеличении расхода материала сечение выходного отверстия уменьшается за счет отклонения приемной коническообразной диафрагмы.

Выполнение питающей воронкообразной диафрагмы с возможностью изменения радиуса кривизны, уменьшающимся в направлении подачи материала, приводит к повышению чувствительности дозированной подачи за счет большего изменения выгрузного отверстия при одном и том же отклонении приемной коническообразной диафрагмы.

Выполнение приемной коническообразной диафрагмы и величины сжатия пружин, а также радиуса кривизны питающей воронкообразной диафрагмы регулируемыми позволяет повысить подачу сыпучего материала, так как, падая, материал ударяется о приемную коническообразную диафрагму, и проходя через зазор между нею и питающей воронкообразной диафрагмой, скорость его падает практически до нуля. Далее продукт движется к выходу из загрузочного бункера под действием силы тяжести под углом естественного откоса по слою продукта, расположенного на питающей воронкообразной диафрагме, с ориентацией частиц зернового материала тяжелой (зародышевой) частью вперед, так как скорость и ориентация частиц зернового материала являются важнейшими параметрами процесса разделения при метании. В загрузочном бункере использование двух устройств служит также для сглаживания колебаний нагрузки, в значительной степени влияющих на качество работы сепаратора, так как в случае превышения номинального значения нагрузки происходит запирание продуктом зазора между приемной коническообразной диафрагмой и питающей воронкообразной диафрагмой.

Наличие разгонного участка, выполненного в виде конической перфорированной направляющей, расширяющимся от загрузочного конца к разгрузочному, позволяет частицам двигаться вдоль конической перфорированной направляющей с ориентацией центра масс без отрыва от ее поверхности, что способствует уменьшению отклонения частиц от линии подачи и приводит к повышению эффективности сортирования при метании зерновых частиц с различными физико-механическими свойствами.

Кольцевая вогнутая метательная поверхность имеет в поперечном сечении форму дуги, длина которой составляет 1,0-1,2 диаметра окружности, образованной вращением дуги, так как вылет частиц из кольцевой вогнутой метательной поверхности выбираем таким образом, чтобы вылетевшие упругие частицы достигали фокальной линии метательной поверхности (исследователями принято, что рациональный угол метания равен 45°, кроме того, при данном угле метания достигается максимальная дальность полета и эффективность сортирования частиц материала).

Расположение кольцевой щели приемной емкости упругих частиц в зоне фокальной линий метательной поверхности и выполнение воронкообразного приемника неупругих частиц с закругленной верхней частью исключает попадание неупругих частиц в зону пролета упругих частиц. Регулированием ширины щели обеспечивается сортировка частиц по коэффициенту неупругости.

Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемого устройства обеспечивают достижение технического результата, заключающего в повышении производительности и эффективности выделения из исходной смеси полноценных компонентов.

Сравнение заявляемого сепаратора с прототипом позволило установить соответствие критерию «новизна».

Предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность повышения эффективности процесса сепарации.

Заявляемое изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть использовано в сельском хозяйстве при сепарации семян зерновых.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на чертеже показана конструктивно-технологическая схема заявляемого сепаратора.

Сепаратор для разделения сыпучих материалов включает внутренний 1 и внешний 2 цилиндрические вертикальные каналы. Во внутреннем цилиндрическом канале 1 расположены ступени рабочих органов, включающие последовательно расположенные загрузочный бункер 3, перфорированную направляющую в виде конического разгонного участка 4, кольцевую вогнутую метательную поверхность 5 и воронкообразный приемник 6 неупругих частиц. Рабочие органы ступени выполнены с различными радиальными размерами. В бункере 3 в нижней части посредством шарниров 7 к вертикальному неподвижному валу 8 закреплена приемная коническообразная диафрагма 9. Под диафрагмой 9 находится питающая воронкообразная диафрагма 10, установленная с возможностью изменения радиуса кривизны и закрепленная верхней частью посредством шарниров 11 к стенке загрузочного бункера 3. В нижней части загрузочного бункера 3 с внешней стороны установлены гайки 12 с болтами 13, которые при помощи шайб 14 закреплены к внешней стороне воронкообразной диафрагмы 10. С внутренней стороны коническообразной диафрагмы 9 установлены три и более пружины 15. Один конец пружины 15 закреплен к стержню 16, находящемуся внутри пружин, другой конец зафиксирован к направляющим, закрепленным на поверхности диафрагмы (не показаны), при этом направляющие имеют пазы для свободного прохода в них стержней 16. Конический разгонный участок 4, установленный под воронкообразной диафрагмой 10, закреплен вершиной к вертикальному валу 8, а основанием - к кольцевой вогнутой метательной поверхности 5. Метательная поверхность 5 имеет в поперечном сечении форму дуги, длина которой составляет 1,0-1,2 диаметра окружности, образованной вращением дуги. Верхняя часть 17 воронкообразного приемника 6 неупругих частиц закруглена и образует кольцевую щель, а нижняя часть соединена со второй ступенью рабочих органов. В зоне фокальной линии метательной вогнутой поверхности 5 расположена кольцевая щель 18 для упругих частиц, образованная закругленной частью 17 воронкообразного приемника 6 и стенкой внутреннего цилиндрического канала 1. В нижней части внутреннего цилиндрического канала 1 имеется воронкообразный приемник 19 с выгрузным окном 20. В нижней части внешнего цилиндрического канала 2 имеется воронкообразный приемник 21 с выгрузным окном 22. Диаметр воронкообразного приемника последующей ступени меньше, чем диаметр воронкообразного приемника предыдущей ступени, т.к. от ступени к ступени количество поступающих в приемник частиц уменьшается.

Сепаратор для разделения сыпучих материалов работает следующим образом. Исходный продукт, имеющий произвольное значение начальной скорости и ориентации, поступает в воронкообразный загрузочный бункер 3 и падает на приемную коническообразную диафрагму 9 и под действием силы тяжести и динамического давления коническообразная диафрагма 9 отклоняется, в результате чего сечение выходного отверстия уменьшается. Проходя через зазор между диафрагмами 9 и 10, скорость продукта падает практически до нуля, и продукт движется к выходу из загрузочного бункера под действием силы тяжести под углом естественного откоса по слою продукта, расположенного на питающей воронкообразной диафрагме 10, с ориентацией частицы зернового материала тяжелой (зародышевой) частью вперед. При высокой плотности сыпучего материала, поступающего на приемную коническообразную диафрагму 9, пружины 15 сжимаются больше и кривизну питающей воронкообразной диафрагмы 10 выбирают меньшего радиуса, чем при менее плотном материале. Таким образом на разгонный участок 4 поступает только установленное количество сыпучего материала с ориентацией своей продольной осью вдоль своей траектории движения. Далее частицы сыпучего материала разгоняются вдоль конической перфорированной направляющей 4 без отрыва от ее поверхности и поступают на кольцевую вогнутую метательную поверхность 5. Вылетевшие из метательной поверхности 5 упругие частицы выходят через кольцевую щель 18 и поступают в приемник 21. Неупругие частицы, имея другие траектории полета, после метания поступают в кольцевую закругленную часть 17, форма которых исключает попадание неупругих частиц в зону пролета упругих частиц, и попадают в воронкообразный приемник 6. После чего частицы поступают на вторую ступень рабочих органов и процесс разделения повторяется. На каждой ступени сепарации часть сыпучих материалов выделяется, поэтому при последовательном уменьшении радиальных размеров метательных поверхностей, удельная нагрузка на единицу их длины остается постоянной.

Сепаратор для разделения сыпучих материалов, включающий загрузочный бункер, перфорированную направляющую, приемники продуктов разделения, отличающийся тем, что сепаратор снабжен внутренним и внешним цилиндрическими вертикальными каналами, во внутреннем цилиндрическом канале расположены ступени рабочих органов, включающие последовательно расположенные загрузочный бункер, в котором установлены закрепленная шарнирно к вертикальному неподвижному валу приемная коническообразная диафрагма, под которой находится питающая воронкообразная диафрагма, установленная с возможностью изменения радиуса кривизны и закрепленная верхней частью к стенке загрузочного бункера, с внутренней стороны коническообразной диафрагмы установлены три и более пружины, один конец которых закреплен к стержню, находящемуся внутри пружин, другой конец зафиксирован к направляющим, закрепленным на поверхности диафрагмы, при этом направляющие имеют пазы для свободного прохода в них стержней, перфорированная направляющая, установленная под воронкообразной диафрагмой, выполнена в виде конического разгонного участка, закрепленного вершиной к вертикальному валу, а основанием - к кольцевой вогнутой метательной поверхности, имеющей в поперечном сечении форму дуги, длина которой составляет 1,0-1,2 диаметра окружности, образованной вращением дуги, под метательной поверхностью расположен воронкообразный приемник неупругих частиц, верхняя часть которого закруглена, а нижняя часть соединена со второй ступенью рабочих органов, в зоне фокальной линии метательной вогнутой поверхности расположена кольцевая щель для упругих частиц, образованная закругленной частью воронкообразного приемника и стенкой внутреннего цилиндрического канала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для сортировки материалов, и может быть использовано в сельском хозяйстве для сортировки зерновых культур, а также в химической промышленности.

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.

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.

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 сельскому хозяйству и может быть использовано при непрерывной сухой чистке поверхностей агрообъектов для линии поточной сепарации. Устройство содержит конвейер, блок контактной чистки, расположенный над конвейером, и транспортер удаления примесей. Конвейер выполнен в виде ротора, содержащего по торцам опорные диски, набор установленных с зазором друг к другу колец и поперечные концентрично размещенные прутки, между которыми образованы ячейки для агрообъектов. В полости ротора расположен перфорированный вращающийся экран. Опорные диски ротора установлены на роликах и опорах. Ротор и перфорированный вращающийся барабан имеют привод, соединенный через кинематическую связь с двигателем. Блок контактной чистки выполнен в виде модуля чистки, содержащего последовательно установленные вращающиеся щетки, привод которых осуществляется через трансмиссионный вал, контрпривод и кинематическую передачу. Окружная скорость поверхностей щеток превышает окружную скорость прутков ротора в зоне перемещаемых агрообъектов. Использование изобретения позволит провести качественную чистку поверхностей агрообъектов. 2 ил.

Изобретение относится к переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в горнорудной, строительной и химической промышленности. Ударно-упругостный сепаратор для обогащения мелких классов угля сухим способом содержит разгрузочное устройство продуктов обогащения, бункеры для продуктов обогащения, раму с закрепленной на ней двухсторонней двухстадиальной роликовой системой вращающихся с определенной скоростью роликов. Над роликами установлены по всей ширине отбойные плиты с зазорами, соответствующими крупности обогащаемого угля. Технический результат – повышение эффективности обогащения угля мелких классов сухим способом, а также повышение экологичности. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих частиц материалов по упругим свойствам и может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке частиц семенного материала. Устройство для сепарации семян по упругости включает загрузочно-разгрузочный бункер-дозатор с выпускной щелью, расположенные одна под другой ступени рабочих органов, включающие отражательный элемент в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, делитель. Сепаратор имеет внутренний и внешний цилиндрические каналы. В загрузочно-разгрузочном бункере-дозаторе расположен конический питатель, выполненный в виде расположенного большим основанием вниз конуса с возможностью перемещения его по высоте. Ступени рабочих органов расположены во внутреннем цилиндрическом канале и содержат последовательно расположенные коническую направляющую, выполненную в виде расположенного большим основанием вниз гофрированного усеченного конуса с возможностью перемещения его по высоте, отражательный элемент и воронкообразный делитель, нижняя часть которого с выпускной кольцевой щелью расположена над конической направляющей ниже расположенной ступени. В зоне фокальной линии отражательной поверхности расположено щелевое приемное окно упругих частиц, образованное верхней кольцевой кромкой воронкообразного делителя и стенкой внутреннего цилиндрического канала. Рабочие органы каждой ступени выполнены с различными радиальными размерами, уменьшающимися последовательно от ступени к ступени. Технический результат - повышение производительности и эффективности сепарации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов и может быть использовано в строительной промышленности и в сельском хозяйстве при сепарации трудноразделимых семенных материалов. Сепаратор для разделения сыпучих материалов включает единый цилиндрический корпус, в котором расположен сепарирующий канал, в верхней части корпуса находится бункер-дозатор, в котором установлены коническая направляющая и воронкообразный питатель, под которым в сепарирующем канале расположен конусный отсекатель с обрезиненным отверстием, приемники продуктов разделения. Коническая направляющая и отсекатель установлены с возможностью перемещения по вертикали. Воронкообразный питатель выполнен гофрированным. Под питателем расположены ступени рабочих органов, каждая из которых содержит последовательно расположенные воронковую направляющую и конусный отсекатель. Воронковая направляющая ступени выполнена в виде полого усеченного конуса, расположенного меньшим основанием вниз. Диаметральные размеры оснований вышерасположенного отсекателя больше диаметральных размеров оснований нижерасположенного отсекателя. Технический результат - повышение эффективности разделения сыпучего материала. 2 ил.

Предложенное изобретение относится к технологии подготовки и разделения твердых сыпучих материалов сухим способом в свободном падении, после схода материала с движущейся ленты конвейера и может быть использован, например, при отборе проб или при мелко порционной сепарации сыпучих материалов и руд или для сортировки штучных изделий, хранимых навалом и пригодных для сортировки. Способ дискретного отбора материала из материального потока для отбора проб сыпучих материалов с ленты конвейера заключается в том, что после схода потока материала с конвейера в свободном падении разделяют поток на два. Для этого, предварительно, выбирают оптимальные условия разделения материала в свободном падении и формируют потоки материала последовательно. Для этого за выбранный интервал времени, изменяют продольную скорость конвейера, например, уменьшают ее. Оптимальные условия разделения материала в свободном падении выбирают путем определения траектории свободного падения материала после схода его с конвейера при разных продольных скоростях конвейера. Выбирают оптимальную точку деления последовательно формируемых потоков материала при выбранных скоростях конвейера. В выбранной точке, по ходу свободного падения материала, делят последовательно формируемые потоки материала. Часть потока материала формируют и отбирают, например, при меньшей продольной скорости конвейера, а другую часть отбираемого материала при большей скорости ленты конвейера. Этим обеспечивают разные траектории свободного падения материала и условия разделения материала в свободном падении. Последовательно выделенные потоки материала накапливают или направляют на дальнейшую переработку. Технический результат – упрощение конструкции и снижение энергозатрат. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области разделения сыпучих смесей по упругости, форме и свойствам поверхности составляющих их частиц. Вертикальный сепаратор-транспортер включает внутренний и внешний цилиндрические каналы, загрузочно-разгрузочный приемник с кольцевой выпускной щелью, расположенные во внутреннем канале одна под другой ступени рабочих органов, выполненные с возможностью перемещения и фиксации их положения по высоте. Каждая ступень рабочих органов содержит установленные последовательно конические направляющие, отражательные элементы в виде расположенных большим основанием вниз усеченных конусов, воронкообразные делители с кольцевой выпускной щелью. Загрузочно-разгрузочный приемник снабжен устройством для регулирования колебаний нагрузки и ориентации центра масс зерновых частиц, включающим коническую направляющую в виде расположенного большим основанием вниз конуса и установленный под ней воронкообразный питатель. Поверхность конической направляющей каждой ступени выполнена гофрированной, отражательные элементы закреплены к внутреннему вертикальному валу, установленному с возможностью вращения и расположенному во внешнем неподвижном валу. Делитель каждой ступени выполнен в виде цилиндрической поверхности соосно с воронкообразным конусом и расположен над конической гофрированной направляющей нижерасположенной ступени. Над цилиндрической поверхностью делителя находится приемное щелевое окно, расположенное в зоне фокальной линии отражательного элемента. Рабочие органы в каждой ступени выполнены с различными радиальными размерами, уменьшающимися последовательно от ступени к ступени. Технический результат - повышение производительности и эффективности разделения частиц сыпучего зернового материала. 1 ил.
Наверх