Сепаратор сыпучих материалов
LOOSE MATERIALS SEPARATOR

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве для сортировки зерна, в строительной и химической промышленности.
Известен сепаратор, включающий установленные один внутри другого конвейеры в виде расположенных на барабанах перфорированных лент, загрузочный бункер, приемники продуктов разделения. См. патент РФ №2148440, М. кл. B07B 1/10, Перфорации лент выполнены одинакового размера, а верхние ветви внешнего и внутреннего конвейеров установлены друг на друге со смещением, равным половине шага перфорации лент, причем ленты установлены с возможностью огибания общего приводного барабана, расположенного под загрузочным бункером. Все барабаны установлены с одинаковым смещением в одном направлении осей вращения от центральных осей барабанов. Изобретение по мнению авторов позволяет повысить эффективность процесса сепарации за счет увеличения просеиваемости мелких частиц.
К недостаткам известного сепаратора можно отнести низкие технологические возможности, заключающиеся лишь в отделении ограниченного размера частиц просеиваемого материала друг от друга, а также повреждение, например, семян, попавших между движущимися лентами.
Известны устройства для сепарации сыпучих материалов, содержащие перфорированные поверхности, загрузочный бункер и приемники продуктов разделения (см. Воронов И.Г., Кожуховский И.Е. и др. Очистка и сортирование семян. - М.: Госиздат, 1959, с. 582).
Основным недостатком известных устройств является низкая эффективность процесса сепарации из-за забиваемости перфораций проходовыми частицами.
Наиболее близким устройством по выполняемой функции и достигаемому результату к заявляемому техническому решению по совокупности признаков является сепаратор по патенту РФ №2275255 - прототип, М.кл. B07B 4/08, B07B 13/065, содержащий бесконечную воздухопроницаемую приводную ленту, загрузочный бункер и приемники продуктов разделения, при этом сепаратор снабжен дополнительной бесконечной лентой с отверстиями, внутри которой расположена приводная лента так, что верхние части лент установлены друг на друге и под углом к горизонту, а бесконечная воздухопроницаемая приводная лента снабжена воздухозаборником, расположенным между ее ветвями. Отверстия дополнительной ленты выполнены круглыми, причем диаметр отверстий больше толщины ленты, а загрузочный бункер расположен с возможностью перемещения по вертикали и горизонтали. Над верхней ветвью дополнительной ленты установлен щеточный отсекатель, а в нижней части ленты расположен приемник длинных частиц.
К недостаткам известного сепаратора можно отнести низкие технологические возможности, заключающиеся в некачественном разделении сепарируемого материала на две фракции.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности разделения частиц сыпучих материалов на несколько фракций, а также увеличение производительности сепарирования.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающих загрузочный бункер, смонтированный над бесконечной, наклонно смонтированной на барабанах лентой с гнездами, и приемники продуктов разделения, и новых признаков, заключающихся в том, что сепаратор снабжен, по меньшей мере, одной дополнительной наклонной, смонтированной на дополнительных барабанах бесконечной лентой, установленной под основной лентой, при этом на наружной поверхности каждой основной и каждой дополнительной бесконечных лент выполнены гнезда с размерами, равными 0,3-1,2 диаметра сортируемого материала, а в нижней части каждой наклонной ленты под углом к потоку сортируемого материала установлены направляющие отсекатели, при этом напротив каждого направляющего отсекателя смонтирован лоток, передающий частично отсортированный материал на нижнюю наклонную ленту.
Гнезда каждой последующей наклонно расположенной ленты выполнены по размерам больше предшествующих на 20-50%.
Гнезда на наклонно расположенных бесконечных лентах выполнены круглыми, либо в виде вытянутых овалов.
Угол наклона бесконечных лент выполнен равным 35-75 градусов к горизонту.
Новизной предлагаемого технического решения является выполнение сепаратора с, по меньшей мере, одной дополнительной наклонной, смонтированной на дополнительных барабанах бесконечной лентой, установленной под основной лентой, при этом на наружной поверхности каждой основной и каждой дополнительной бесконечных лент выполнены гнезда с размерами, равными 0,3-1,2 диаметра сортируемого материала, а в нижней части каждой наклонной ленты под углом к потоку сортируемого материала установлены направляющие отсекатели, при этом напротив каждого направляющего отсекателя смонтирован лоток, передающий частично отсортированный материал на нижнюю наклонную ленту.
Так, наличие нескольких дополнительных наклонных бесконечных лент позволяет последовательно, начиная с меньшего размера, за счет выполнения гнезд в ленте разного размера разделить сепарируемый материал на несколько фракций.
Монтаж в нижней части каждой наклонной ленты направляющих отсекателей, закрепленных под углом к потоку сортируемого материала, позволяет смещать и постепенно, при помощи лотков, смонтированных у отсекателей, передавать частично отсортированный материал на нижнюю наклонную ленту.
Признаки выполнения гнезд каждой последующей наклонно расположенной ленты по размерам больше предшествующих на 20-50%, выполнение гнезд на наклонно расположенных бесконечных лентах круглыми, либо в виде вытянутых овалов, выполнение угла наклона бесконечных лент равным 35-75 градусов к горизонту - являются признаками дополнительными, направленными на достижение поставленного технического результата.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом, а также с уровнем техники по источникам научно-технической и патентной информации позволило установить отсутствие сочетания предлагаемых в качестве изобретения признаков технического решения, что позволяет отнести заявляемое устройство к обладающим критерием «Новизна».
Изобретение соответствует условию "изобретательский уровень", так как из уровня техники не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, удовлетворяющего существующую потребность в выполнении поставленного технического результата.
Описание работы предлагаемого сепаратора и возможность изготовления каждого из признаков предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод о его промышленной применимости.
На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый сепаратор, вид сбоку;
На фиг. 2 показана лента (вид на ленту сверху) с выполненными в ней гнездами круглой и продолговатой форм.
На фиг. 3 схематично показаны выполненные в ленте различные размеры круглых и продолговатых гнезд.
На фиг. 4 схематично представлено четыре уровня бесконечных лент, в которых каждый последующий уровень смещен относительно предшествующего уровня в сторону.
На фиг. 5 схематично представлено четыре уровня бесконечных лент, в которых каждый последующий уровень расположен под предшествующим.
В сельском хозяйстве зачастую возникает необходимость разделения семян различных культур на несколько фракций, некоторые из которых могут в дальнейшем пойти на корм скоту или на переработку, например крошка зерен, поврежденные зерна или неповрежденные.
Сепаратор сыпучих материалов содержит загрузочный бункер 1, под которым на барабанах 2 и 3, один из которых связан с приводом, установлена первая бесконечная наклонная лента 4. Ниже барабанов 2 и 3 и ленты 4 смонтировано еще несколько уровней наклонных бесконечных лент с аналогичными барабанами. На выходе сепарируемой продукции с каждого уровня смонтированы приемные каналы 5, 6, 7, 8. Крупные частицы, превышающие размеры гнезд в лентах, отводятся при помощи канала 9. На нижнем крае каждой наклонной бесконечной ленты под углом к направлению движения ленты смонтированы направляющие отсекатели 10. Угол наклона направляющих отсекателей в зависимости от скорости сепарации устанавливают от 5 до 20 градусов. При этом направляющие отсекатели 10 на каждом последующем уровне бесконечных лент установлены под другим противоположным углом, обеспечивающим смещения частично отсепарированной продукции в другую сторону. Передача сепарируемого материала с одного уровня бесконечных лент на другой осуществляется при помощи лотков 11. Гнезда в теле лент в зависимости от формы сортируемого материала могут быть выполнены круглой 12 или овальной 13 формы, а в зависимости от размеров сепарируемого материала могут быть равны 0,3-1,2 диаметра частиц материала. Для предотвращения задержки мелких фракций материала в гнездах 12, 13 бесконечной ленты 4 под верхней ветвью каждой бесконечной ленты смонтирован встряхиватель 14. Перед бункером 1 для удаления пыли смонтировано аспирационное устройство 15. Стрелками 16, 17 показано перемещение лентой сортируемого материала вверх и его скатывание вниз по ленте к направляющим отсекателям 10 показано стрелками 18.
Сепаратор сыпучих материалов работает следующим образом.
Исходный сыпучий материал, например, пшеница, из загрузочного бункера 1 поступает на внешнюю поверхность, расположенной наклонно под углом, например в 60°, к горизонту бесконечной ленты 4, которая стремится переместить сепарируемый материал вверх. Приводы (на чертеже не показаны) барабанов всех бесконечных лент обеспечивают вращение приводных барабанов по часовой стрелке и подачу сепарируемого материала вверх. Поскольку сепарируемый материал сыпучий, а бесконечная лента может быть наклонена к горизонту под углом в 35-75 градусов, в зависимости от сепарируемого продукта, то последний стремится сместиться (скатиться) вниз ленты к установленному под углом к направлению движения ленты направляющему отсекателю 10. Постепенно после неоднократного подъема лентой и скатывания к направляющему отсекателю 10 сепарируемый материал, попадая в гнезда, вследствие наклона отсекателя постепенного перемещается к краю бесконечной ленты и через лоток 11 подается на следующий уровень сепарации. Гнезда в ленте первого уровня выполнены с минимальными размерами, захватывающими мелкие частицы материала и мелкие частицы сора, попавшего в пшеницу, которые по каналу 5 отводятся в отдельную емкость. Постепенно, по мере движения ленты, сепарируемый материал перемещается к краю отсекателя 10 и по лотку 11 передается на второй снизу уровень бесконечных лент. В ленте второго уровня гнезда выполнены по размерам больше, чем гнезда на первом уровне, например 0,5 размера сортируемых зерен пшеницы. При движении бесконечной ленты второго уровня вверх половинки зерен пшеницы попадают в гнезда ленты, поднимаются вместе с лентой вверх и подаются к каналу 6, который передает их в отдельную емкость. Такой же механизм сепарации осуществляется и на последующих уровнях, с той разницей, что на третьем уровне размеры гнезд в ленте будут выполнены равными, например, 0,8 максимального размера зерна, а в последней ленте 1,0-1,2 максимального размера зерна. При этом на последнем уровне бесконечных наклонных лент направляющим отсекателем 10 крупные отходы, превышающие размеры сепарируемого материала на заданную величину, удаляются с ленты направляющим отсекателем 10 и по каналу 9 направляются в емкость для отходов, а годные и неповрежденные зерна пшеницы по каналу 8 направляются в емкость готовой годной продукции. При необходимости удаления застрявших в гнездах бесконечных лент частиц сепарируемого материала периодически включаются встряхиватели 14, а в случае избытка пыли в исходном материале включается аспирационное устройство 15.
Использование заявляемого сепаратора позволяет повысить технологические возможности сепаратора, повысить эффективность процесса сепарации за счет использования нескольких уровней сепарации с последовательным отделением различных фракций сепарируемого материала и повысить выход годной продукции.
В настоящее время автором осуществляется разработка технической документации, после чего будет проведена работа по изготовлению предлагаемого сепаратора.