ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель, которая предлагается, принадлежит к устройствам воздушной сепарации сыпучих материалов, таких как зерно злаковых культур, семя подсолнуха, разнообразное семя и прочие сыпучие материалы. Пневматический сепаратор имеет вид воздушной машины для очистки и сортировки зерна, семян на селекционных станциях, в фермерских и других хозяйствах, в разных областях промышленности. Например, как показал опыт, при обработке семян подсолнечника, в отходах производства семян подсолнечника, после его переработки на машинах ЗАВ-10, ЗАВ-20 и других, которые широко распространены в сельскохозяйственных предприятиях, может быть 28-30% пригодного для дальнейшей переработки семени подсолнечника, которое имеет уменьшенную массу. Другую часть отходов, после удаления из них остатков семян, возможно, брикетировать и использовать как топливо. Без удаления остатков семян брикетирование невозможно, так как остаточная масличность смеси препятствует ее скреплению в ходе прессования и брикеты рассыплются. До начала использования сепаратора, который предлагается, отходы производства семян подсолнечника, после его переработки на машинах ЗАВ-10, ЗАВ-20 и других, которые широко распространены в сельскохозяйственных предприятиях, высыпались на мусорники и в овраги, так как для удобрения полей они непригодны из-за нежелательных весенних всходов остатков семян. Поэтому целесообразность в проведении вторичной обработки отходов переработки зерна и семян не вызывает сомнения. Предлагаемый сепаратор целесообразно использовать для получения пригодных для использования семян из отходов первой обработки.
Известен пневматический сепаратор обрушенных семян, который
имеет криволинейный профиль рабочего канала, который повернутый выпуклостью вниз и соединен с помощью перепускного клапана с приемным бункером и с осадочной камерой (см. патент UA №38052А, МПК6 В 4/00, 2002 г.). Но такой сепаратор не разделяет на фракции семена, зерно, то есть выполняет только предшествующее отделение семени от лузги.
Большинство существующих сепараторов имеют вертикальный аспирационный канал, где и происходит отделение легкой фракции (см. Войтюк Д.Г. "Сельскохозяйственные машины", К. Каравелла, 2004 г.); сепараторы с горизонтальным или наклоненным направлением потока тоже целесообразно использовать.
Известно устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, которое содержит бункер и вибролоток, расположенный под ними струйный генератор с соплами, которые выполнены разными по высоте поперечного разреза их канала, сопла установлены с разным шагом между ними и расположены под разным острым углом к вертикали. В струйном генераторе расположены три решета (см. декларационный патент на полезную модель UA №2881U, МПК7 В07 В 4/02, 2004 р.) В таком устройстве установлен вентилятор для нагнетания воздуха в струйный генератор, или другое нагнетающее воздух устройство. Это устройство предназначено для разделения семенных смесей в наклоненном потоке и включает вентилятор, соединенный с воздушным рабочим каналом, питатель с механизмом загрузки материала, приемники продуктов разделения и пылеотделитель. Но незначительная разность веса семян и пустопорожних семян, а также половы не позволяет точно и качественно разделить фракции, в особенности в конечном отделителе пыли и легких парусных частиц.
Известен пневматический сепаратор, который включает вентилятор, наклоненный воздушный канал, питатель, приемники продуктов разделения и инерционный пылеотделитель (см. декларационный патент на полезную модель UA №9928и, МПК7 В07 В 4/02, 2005 г.). Но, при работе этого сепаратора, траекторию верхних тяжелых частиц пересекают разные легкие
частицы, что образует завихрения, потому, что разные по весу частицы падают с разной скоростью и образуют турбулентный поток. Это снижает качество разделения. Пылеотделитель имеет довольно значительный диапазон и инерционность пылевидного материала, что снижает качество разделения семян, причем часть пригодного семени попадает в пылеотделитель.
Вышеупомянутый пневматический сепаратор наиболее близок по сути к сепаратору, который предлагается, и принят за прототип, так как имеет более всего общих существенных признаков: воздушный рабочий канал, в котором размещены сопла и к которому присоединен вентилятор, то есть устройство нагнетания воздуха, питатель, который расположен над воздушным каналом и за форсунками (после них), приемники продуктов разделения на фракции и пылеотделитель.
В основу предлагаемого сепаратора поставлена задача повышения качества полученных чистых фракций зерна благодаря усовершенствованию конструкции пневматического сепаратора, который разделяет семенные и зерновые смеси в горизонтальном воздушном потоке благодаря приближению лотков-приемников продуктов к соплам и дополнительному разделению сверхлегкого продукта в циклоне.
Поставленная задача решается за счет того, что приемники продуктов распределения, то есть лотки расположены в воздушном канале каскадно в виде ступенек, сверху каждого лотка подведены сопла в виде щелей. Расстояние от сопел до потока частиц, на каждой ступеньке каскада, остается постоянным. Такое расположение позволяет отделить камни и тяжелые гнилые отходы в первый верхний лоток. Второй и третий лоток собирает качественный материал. Продукт из четвертого и пятого лотков, а также отсев из циклона является качественным сырьем для изготовления топливных брикетов. Сопла, которые расположены перед лотками, имеют разную величину разрезов, ширина которых уменьшается сверху книзу. Такое уменьшение ширины сопел позволяет делить смесь на несколько
фракций. В нашем примере исполнения сепаратора показано деление на пять фракций материала, который оседает в лотки, после чего из лотков он поступает в бункеры-приемники продуктов, которые оснащены воздушными затворами. Шестая фракция оседает в циклоне, который выводит пыль. Применение пневмоциклона целесообразно для повышения качества отходов. Возможны и другие варианты конструкций, где используется другое количество лотков, а отсюда и соответствующее число разделенных фракций. Это зависит от материала для сепарации. Над рабочим воздушным каналом расположен питатель, который имеет вал подачи материала в воздушный канал. На внешней поверхности вала выполнены гребешки, которые при вращении вала размалывают крупные частицы материала и подают материал в рабочую зону. Питатель может быть выполнен и без применения вала, в зависимости от вида материала, который сепарируется. На выходе пневмоциклона устанавливают вытяжной вентилятор. В случае сепарации очень больших и/или тяжелых частиц, например таких, как мраморная крошка, на входе дополнительно устанавливают входной вентилятор, который дополнительно подает воздух в рабочий канал. Для сепарации сельскохозяйственных продуктов он не нужен. Горизонтальный воздушный поток, который получается в рабочем канале, разделяет материал по принципу рассеивания отдельных частиц по их весу и площади, а также по скорости движения.
Конструкция, расположение сопел и лотков в воздушном канале сепаратора, который предлагается, позволяет уменьшить энергозатраты за счет того, что в нем для работы достаточен воздушный поток меньшей силы, что позволяет использовать вентиляторы значительно меньшей мощности. Уменьшение силы потока приводит к уменьшению паразитарных завихрений (турбулентности), что в результате приводит к увеличению качества распределения частиц и позволяет качественно распределять частицы с небольшой массой на фракции, что невозможно в других сепараторах. Такая конструкция пневматического сепаратора позволяет
получить качественную продукцию.
Сущность пневматического сепаратора для разделения сыпучих материалов поясняется чертежами, где:
- на фигуре 1 схематично изображен сепаратор в виде сбоку;
- на фигуре 2 изображен вид в разрезе по А-А на каскад лотков и сопел;
- на фигуре 3 изображен каскад лотков в изометрии. Пневматический сепаратор имеет рабочий горизонтальный канал 1. В рабочем канале 1 установлены лотки 2, подставки-карманы 3, которые расположены по вертикали и имеют вид каскада; каждая ступенька каскада увеличивается на одну постоянную величину по направлению снизу вверх. Между лотками 2 образованы щели, то есть сопла 4, которые располагаются выше любого из лотков 2 (над каждым из них). Над рабочим каналом 1 расположен питатель 5, который имеет заслонку 6 и вал с гребенками 7, который подает материал в рабочий канал перед соплами 4. В нижней части рабочего канала расположены несколько бункеров-приемников 8 с воздушными затворами 9. Фракции, которые получаются при распределении материала, поступают по боковым каналами 10 из лотков 2 в бункеры-приемники 8. Сопла 4 сверху книзу уменьшаются в разрезе по ширине щели в высоту.
На фигуре 1 предлагаемого сепаратора показано пять бункеров-приемников 8 и четыре лотка 2. В пятый бункер, разделенный материал попадает непосредственно, не попадая ни в один из лотков. Сверхлегкая фракция попадает в циклон 11 с помощью воздухопровода 12 и через входной патрубок 13. Циклон 11 имеет внешний цилиндр 14, в котором фракция, которая попадает в циклон через входной патрубок 13 делится в кругообразном потоке дополнительно на более легкую и более тяжелую фракции. На вытяжном патрубке 15 установлен вытяжной вентилятор 16. Циклон 11 имеет шлюзовую задвижку 17, которая открывает выпускное отверстие циклона 11.
Особенностью предлагаемого сепаратора является выполнение лотков 2 в виде прямоугольных параллелепипедов или другой формы, которые сверху имеют сопла, что образованы двумя горизонтальными пластинами 18 и 19. Эти пластины одним краем присоединены к рамке 20, а на втором конце пластины 18 и 19 имеют прикрепленные вертикальные пластины 21 и 22, которые образуют лоток 2. Пластины 18 и 19, со стороны рамки 20, соединены пластиной 23, которая перекрывает доступ в карман потока воздуха. Пластины 18, 19 и 23 образуют подставки-карманы 3. Щель между пластинами 18 и 19 образует сопло 4. Разделенные фракции сыпучего материала из лотков 2 поступают в канал 10, с дальнейшим отводом в бункеры-приемники 8.
Отходы, которые загружаются в питатель 5, который подает сыпучий материал в горизонтальный рабочий канал 1, благодаря регулируемой принудительной подаче с помощью вала 7, распределяются на фракции потоком воздуха. Поток воздуха входит сквозь сопла 4 в рабочий канал сепаратора 1. В рабочем канале 1 смесь распределяется на фракции. Тяжелые частицы оседают ближе от их входа в горизонтальный рабочий канал, то есть в первом (верхнем) лотке, более легкие частицы оседают в лотки, которые расположены подальше (ниже). Пыль и полова перемещаются в циклон 11, где отводятся через шлюзовую задвижку 17.
Такое выполнение сепаратора позволяет повысить качество разделения на фракции зерновых и других семян, других сыпучих материалов при одновременном уменьшении энергозатрат.