ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕПАРАТОР-ТРАНСПОРТЕР
VERTICAL CONVEYING SEPARATOR

Предлагаемое изобретение относится к области разделения сыпучих смесей по форме, упругости и свойствам поверхности составляющих их частиц и может найти применение в сельском хозяйстве при очистке зерна и продуктов его переработки.
Известен вертикальный сепаратор-транспортер для сыпучих материалов, включающий вертикальный транспортирующий канал и по меньшей мере два ряда пересыпных полок. В стенках транспортирующего канала размещены вертикальные разделяющие элементы с клиновидными просеивающими отверстиями. По центру канала установлен подвижный несущий элемент, перемещающийся в направляющих посредством реечного регулирующего устройства. К подвижному несущему элементу прикреплены попарно и симметрично направляющие полки и сборники фракций, выделившихся через разделяющие элементы (RU 2270062, кл. В07В 13/04, 2006.02.20).
Недостатком известного сепаратора является низкая эффективность, так как в нем отсутствуют средства стабилизации и ориентации частиц материала, а также неэффективное использование вертикального разделительного элемента с клиновидными просеивающими отверстиями. При этом разделение смеси происходит на участке пересыпных полок клиновидного канала малой длины ее подачи на вертикальный разделяющий элемент, и вследствие этого забивание просеивающего отверстия частицами сыпучего материала.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по выполняемой функции и достигаемому эффекту является сепаратор, включающий питатель и дозатор, расположенные одна под другой ступени рабочих органов, включающие отражательные элементы, делители и скатные доски. Отражательный элемент каждой ступени выполнен в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, делитель каждой ступени выполнен в виде цилиндрической поверхности соосно с конусом, а скатная доска каждой ступени - в виде воронки с выпускной щелью, расположенной над отражательным элементом нижерасположенной ступени (RU 2012427, В07В 13/00, 1994.05.15).
Недостатком известного сепаратора является низкая эффективность сепарации, обусловленная рассеканием подаваемого материала в воздушном пространстве и отклонением движущихся частиц от средней траектории движения от питателя к отражательному элементу и столкновением отразившихся частиц от отражательного элемента.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение производительности и эффективности выделения из исходной смеси сходовых компонентов.
Указанный технический результат достигается тем, что в вертикальном сепараторе-транспортере, включающем загрузочно-разгрузочный приемник, кольцевой дозатор, зафиксированный на направляющей, питатель, расположенные одна под другой ступени рабочих органов, выполненные с возможностью перемещения и фиксации их положения по высоте, каждая ступень рабочих органов содержит отражательный элемент в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, воронкообразную скатную доску с выпускной щелью, согласно изобретению питатель выполнен воронкообразным, под которым расположена коническая направляющая, установленная основанием в отражательном элементе, закрепленном верхним меньшим основанием к вертикальному внутреннему цилиндрическому транспортирующему каналу, скатная доска снабжена кольцевым дозатором и выполняет роль загрузочно-разгрузочного приемника, при этом каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные питатель, коническую направляющую, отражательный элемент, воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник с кольцевым дозатором.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются наличие нового конструктивного элемента - конической направляющей, а также выполнение питателя воронкообразным; выполнение скатной доски как загрузочно-разгрузочного приемника с кольцевым дозатором; последовательность расположения конструктивных элементов каждой ступени рабочих органов.
Установка в каждой ступени рабочих органов воронкообразного питателя и конической направляющей позволяет стабилизировать движение частиц (уменьшать их отклонение от траектории движения) перед их попаданием на разделяющий отражательный элемент, что уменьшает рассеивание траектории частиц, а это способствует повышению качества процесса сепарации.
Наличие кольцевого дозатора, закрепленного к выпускной щели скатной доски, выполненной как загрузочно-разгрузочный приемник, позволяет регулировать подачу зернового материала до выхода из воронкообразного питателя нижерасположенной ступени под углом естественного откоса с ориентацией центра масс зерновой частицы, что приводит к повышению эффективности сепарации при разделении зерновых смесей с различными физико-механическими свойствами.
Выполнение питателя в каждой ступени воронкообразным позволяет накапливать зерновой материал до кольцевого дозатора загрузочно-разгрузочного приемника верхнерасположенной ступени, где зерновой материал под углом естественного откоса формируется в вертикальный кольцевой поток, падающий под действием силы тяжести на конические направляющие, что уменьшает количество столкновений частиц.
Наличие в каждой ступени конической направляющей позволяет частицам двигаться вдоль конуса без отрыва от ее поверхности, что способствует уменьшению отклонения частиц от линии подачи и приводит к повышению эффективности сепарации при разделении зерновых смесей с разными физико-механическими свойствами, и тем самым повышению производительности сепаратора.
Закрепление разделяющего отражательного элемента верхним меньшим основанием к внутреннему цилиндрическому транспортирующему каналу позволяет частицам продолговатой формы скатываться в сходовую фракцию (во внешний транспортирующий канал), а частицам круглой и эллипсоидной формы - в отразившую фракцию (в загрузочно-разгрузочный приемник, расположенный во внутреннем транспортирующем канале), что приводит к эффективности выделения из исходной смеси сходовых компонентов.
Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемого устройства обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и эффективности выделения из исходной смеси сходовых компонентов.
Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже показана конструктивно-технологическая схема заявляемого сепаратора-транспортера.
Вертикальный сепаратор-транспортер включает внутренний 1 и внешний 2 цилиндрические транспортирующие каналы. В верхней части канала 1 установлен воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник 3, оканчивающийся кольцевой выпускной щелью 4, к которой закреплен кольцевой дозатор 5. Под приемником 3 одна под другой расположены ступени рабочих органов, закрепленные к подвижному несущему элементу 6, проходящему по оси сепаратора. Несущий элемент 6 установлен с возможностью перемещения в направляющих 7 посредством реечного регулирующего устройства 8. Каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные воронкообразный питатель 9, коническую направляющую 10, отражательный элемент 11 в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, воронкообразную скатную доску, выполненную как загрузочно-разгрузочный приемник 12 с выпускной щелью 13, к которой закреплен кольцевой дозатор 14. Коническая направляющая 10 своим основанием расположена в отражательном элементе 11, который верхним меньшим основанием закреплен к транспортирующему каналу 1. В нижней части канала 1 имеется воронкообразный приемник 15 для частиц эллипсоидной формы и выгрузное окно 16. Канал 2 снабжен цилиндрическим приемником 17 для частиц продолговатой формы и выгрузным окном 18.
Вертикальный сепаратор-транспортер работает следующим образом. Исходный продукт, имеющий произвольное значение начальной скорости, поступает в воронкообразный приемник 3, где продукт выводится через выпускную щель 4 и поступает в кольцевую щель дозатора 5. Далее продукт поступает в первую ступень рабочих органов. В результате удара о воронкообразный питатель 9 скорость продукта падает практически до нуля. Продукт накапливается в питателе 9 до дозатора 5 и затем под действием силы тяжести под углом естественного откоса по слою продукта с ориентацией зародышевой частью вперед формируется в вертикальный кольцевой поток, падающий под действием силы тяжести на коническую направляющую 10 для разгона. Разгоняясь по направляющим 10, продукт ударяется о разделяющий отражательный элемент 11. Продолговатые частицы продукта после соударения с разделяющим отражательным элементом 11 скатываются и поступают в сходовый приемник 17 и выводятся через окно 18. Эллипсоидные и продолговатые частицы, не успевшие выделиться на первом разделяющем отражательном элементе 11, поступают на расположенный ниже воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник 12 к выпускной щели 13 и через кольцевой дозатор 14 поступают на следующую ступень рабочих органов. На второй и третьей ступенях процесс сепарации продукта повторяется. Частицы эллипсоидные, выделенные на трех ступенях, объединяются в воронкообразном приемнике 15 и выводятся через окно 16. Положение воронкообразного питателя 9 и конической направляющей 10 относительно разделяющих отражательных элементов 11 определяются положением подвижного несущего элемента 6, которое может меняться посредством реечного регулируемого устройства 8 по направляющим 7.
Положительный эффект заключается в следующем. В результате движения в воронкообразных загрузочно-разгрузочных приемниках с кольцевым дозатором, воронкообразном питателе и в конических направляющих продукт приобретает скорость, при которой достигаются наилучшие для данных конструктивных параметров вертикального сепаратора-транспортера и физико-механических свойств продукта эффективность и качество получаемых фракций. Использование в ступенях рабочих органов загрузочно-разгрузочных приемников с кольцевым дозатором и воронкообразных конических питателей служит также для сглаживания колебаний нагрузки, в значительной степени влияющих на качество работы вертикального сепаратора-транспортера. В случае повышения номинального значения нагрузки происходит запирание продуктом щели между кольцевым дозатором 14 и воронкообразным питателем 9, и на конические направляющие 10 для разгона поступает только установленное количество исходной смеси с ориентацией зародышевой частью вперед и далее продукт с определенной скоростью поступает на разделяющий отражательный элемент 11.