ПНЕВМОСЕПАРАТОР
PNEUMATIC SEPARATOR

Изобретение относится к технике разделения сыпучих материалов воздушным потоком и может найти применение при очистке зерна в сельском хозяйстве, в промышленности строительных материалов и других областях.
Известен сепаратор для очистки зерна, включающий аспирационный канал, установленный под углом к горизонтальной плоскости, бункер для зерна, щель для подачи зерна из бункера в аспирационный канал, а также колено, установленное на верхнем конце аспирационного канала для подачи отходов в осадочную камеру (А.с. СССР №848088, В07В 4/00, 1979 г.).
В этом сепараторе зерно из бункера в аспирационный канал течет в виде плотной струи с большой вертикальной скоростью. Воздушный поток не в состоянии протолкнуть все частицы примеси сквозь близко расположенные друг к другу зерна, тем более что время воздействия потока на зерновую смесь ограничено из-за большой скорости падения зерен. Улучшить продувку зерна за счет увеличения скорости воздуха невозможно, так как в этом случае зерно поднимется воздушным потоком до колена в верхней части аспирационного канала и унесется в осадочную камеру вместе с отходами.
За прототип выбран сепаратор для очистки зерна, включающий аспирационный канал, установленный под углом к горизонтальной плоскости, и устройство для подачи зерна в аспирационный канал, выполненное в виде щели с перегородкой, разделяющей поток на две струи (А.с. СССР №1313526, В07В 4/00, 1985 г.).
В этом сепараторе продувка зерна улучшается весьма незначительно, так как перегородка имеет малую толщину и струи зерна расположены близко друг к другу.
Задачей изобретения является улучшение качества разделения тяжелой и легкой фракций сыпучего материала.
Поставленная задача решается тем, что в пневмосепараторе, включающем аспирационный канал, установленный под углом к горизонтальной плоскости, расположенный над каналом бункер для исходного материала с устройством для подачи исходного материала в аспирационный канал, а также колено, установленное на верхнем конце аспирационного канала и соединяющее его с пылеотделителем и вентилятором, согласно изобретению стенка внутреннего радиуса колена входит внутрь аспирационного канала, перекрывая часть его поперечного сечения, а устройство для подачи исходного материала выполнено в виде нескольких створок, установленных с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей и расположенных одна над другой вдоль стенки бункера, прилегающей к аспирационному каналу.
Выступ внутри аспирационного канала, образованный стенкой колена, препятствует выносу тяжелой фракции в пылеотделитель. Это позволяет увеличить скорость воздуха в аспирационном канале и тем самым повысить качество разделения тяжелой и легкой фракций сыпучего материала.
Выступ внутри аспирационного канала улучшает также работу пылеотделителя, так как частицы легкой фракции выступом отклоняются к наружной стенке пылеотделителя, что уменьшает возможность попадания их в вентилятор.
За счет поворота створок для подачи исходного материала вокруг горизонтальной оси можно уменьшить скорость подачи, это увеличивает время воздействия воздушного потока на сыпучий материал и, соответственно, повышает качество разделения фракций.
Расположение нескольких створок одна над другой вдоль стенки бункера, прилегающей к аспирационному каналу, позволяет распределить сыпучий материал в большом объеме аспирационного канала. При этом расстояния между частицами материала увеличиваются, что облегчает удаление легкой фракции.
Улучшение качества сепарации достигается также тем, что на осях створок закреплены рычаги, которые шарнирно связаны с тягой, соединяющей створки между собой и снабженной устройством для фиксации.
Благодаря этому можно быстро изменить наклон створок и подобрать оптимальную скорость подачи сыпучего материала в зависимости от его типа, фракционного состава, влажности.
Улучшение качества сепарации достигается также тем, что ширина створок выполняется в зависимости от расстояния между осями створок по соотношению:
где В - ширина створки, мм;
А - расстояние между осями створок, мм;
α - угол естественного откоса сыпучей смеси, град;
β - угол наклона аспирационного канала к горизонтальной плоскости, град.
Благодаря этому при большой площади отверстия для вброса сыпучей смеси в аспирационный канал можно устанавливать минимальную скорость подачи, распределяя при этом сыпучий материал по большому объему аспирационного канала.
На фиг.1 изображена схема сепаратора, на фиг.2 - устройство для подачи исходного материала в аспирационный канал, на фиг.3 - схема движения сыпучего материала через створки.
Пневмосепаратор содержит аспирационный канал 1, бункер для исходного материала 2, устройство 3 для подачи материала в аспирационный канал, колено 4, пылеотделитель 5 и вентилятор 6. Стенка 7 внутреннего радиуса колена 4 изогнута так, чтобы она входила внутрь аспирационного канала, перекрывая часть его поперечного сечения. В устройстве для подачи материала установлены створки 8, которые могут поворачиваться вокруг горизонтальных осей 9. На осях створок закреплены рычаги 10 (фиг.2), связанные между собой тягой 11, которая соединена с устройством для фиксации 12. Количество створок подбирается в зависимости от заданной производительности пневмосепаратора и требуемой степени очистки и ориентировочно может быть в пределах 4÷8 шт.
Работает пневмосепаратор следующим образом. Подлежащий разделению исходный материал подается в бункер 2, откуда ссыпается в аспирационный канал 1 через устройство 3 для подачи материала. При этом он проходит между створками 8, установленными с наклоном к горизонтальной плоскости. С помощью тяги 11 (фиг.2) и рычагов 10 створки поворачивают вокруг осей 9, постепенно уменьшая их наклон. При этом створки начинают тормозить поток сыпучего материала (фиг.3) за счет того, что на створке образуется малоподвижный слой материала с углом естественного откоса α. Сыпучий материал не успевает проходить через одну нижнюю щель между створками и начинает сыпаться через вышерасположенные щели.
В аспирационном канале образуется несколько слоев падающих частиц, которые легко продуваются восходящим потоком воздуха. При этом частицы легкой фракции поднимаются вверх и уносятся в пылеотделитель. При больших скоростях воздуха частицы тяжелой фракции также увлекаются вверх, но под действием силы тяжести отклоняются к нижней стенке аспирационного канала, ударяются о выступающую стенку 7 колена и теряют скорость. После этого они ссыпаются вниз по нижней стенке аспирационного канала.
Применение предлагаемого пневмосепаратора позволяет значительно повысить качество сепарации и легко изменять настройку сепаратора в зависимости от состояния исходного материала.