СТРУЙНЫЙ СЕПАРАТОР ФАДЕЕВА

Усовершенствование относится к устройствам разделения твердых материалов с помощью газовых или воздушных потоков при падении смеси частиц. Предназначается для разделения откалиброванного семенного материала по плотности с целью выделения семян-лидеров. Может использоваться для очистки и сортировки семян на селекционных станциях, семенных заводах, фермерских хозяйствах.
Известно устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, содержащее емкость с аэродинамическим пространством внутри ее полости, воздухонагнетатель, устройство формирования воздушного струйного потока в аэродинамическом пространстве, устройство подачи исходных сыпучих частиц в воздушный струйный поток, сборники фракций, расположенные снизу аэродинамического пространства (см. описание к декларационному патенту №62866 на изобретение Украины, кл. В07В 4/02, опубл. 15.12.2003. Бюл. №12, 2003 г.).
Недостатком известного устройства является то, что при работе устройства выделяется большое количество пыли в окружающее его внешнее пространство, что загрязняет пылью помещение и создает проблемы по технике безопасности для обслуживающего персонала, так как пыль представляет опасность для здоровья обслуживающего персонала.
Кроме того, оставляет желать лучшего и качество разделения по фракциям смеси семян, так как в аэродинамическом пространстве известного устройства, из-за создаваемой нестабильной текучей среды, имеющей макровихри между струями довольно сложно отрегулировать качество разделения по фракциям.
Целью настоящего усовершенствования является устранение пылевыброса в окружающее пространство и улучшение качества разделения на фракции смеси сыпучих частиц (смеси семян, зерна).
Указанная цель достигается тем, что струйный сепаратор, содержащий емкость с аэродинамическим пространством внутри ее полости, воздухонагнетатель, устройство формирования воздушного струйного потока в аэродинамическом пространстве, устройство подачи исходных сыпучих частиц в воздушный струйный поток, сборники фракций, расположенные снизу аэродинамического пространства, согласно усовершенствованию, отличающийся тем, что емкость выполнена герметичной, воздушный выход из аэродинамического пространства сообщен с воздушным входом воздухонагнетателя, а воздушный выход воздухонагнетателя сообщен, по меньшей мере, через один обводной канал с воздушным входом устройства формирования воздушного струйного потока в аэродинамическом пространстве. При этом, герметичная емкость и отсутствие выброса пыли с воздухом в окружающую среду не создает проблем с загрязнением окружающей среды и улучшает окружающую среду для обслуживающего устройство персонала.
Когда устройство формирования воздушного струйного потока в аэродинамическом пространстве выполнено в виде хонейкомба возможно создать струйный поток с равномерным полем скорости в аэродинамическом пространстве емкости устройства с заданной мелкомасштабной турбулентностью и интенсивностью струйного потока и без макровихрей, что стабилизирует траектории полета сыпучих частиц в аэродинамическом пространстве, что положительно влияет на качество сепарации сыпучих частиц по фракциям.
Когда между сборниками фракций установлены поворотные перфорированные воздухопроницаемые заслонки, то перфорированные заслонки не создают обратных крупномасштабных вихревых зон, способных искажать траектории полета частиц, а пропуская через перфорации воздух, улавливают и направляют соответствующие частицы в соответствующий сборник фракций, что положительно сказывается на качество работы струйного сепаратора.
Когда каждый из выходов сборников фракций снабжен шлюзовым затвором то устраняется подсос воздуха из сборников в аэродинамическое пространство емкости, где при работе устройства существует пониженное давление воздуха, чем в окружающей среде, что не нарушает стабильную траекторию полета частиц в струйном потоке, что положительно влияет на качество фракций по их составу.
Когда вход в устройство подачи исходных сыпучих частиц снабжен шлюзовым затвором, то достигается герметизация по тракту устройства подачи исходных сыпучих частиц, что устраняет образование макровихрей со сторны этого тракта, что стабилизирует структуру струйного потока и стабильность траекторий полета частиц в аэродинамическом пространстве емкости, что положительно сказывается на качестве сепарации.
Когда на выходе аэродинамического пространства установлен фильтр инерционного типа, где пылевоздушный вход фильтра сообщен с аэродинамическим пространством, воздушный выход фильтра сообщен со входом воздухонагнетателя, а пылевой выход фильтра сообщен с последним в ряду из сборников фракций, то снижается возврат пыли и мелких частиц на вход устройства формирования воздушного потока, что увеличивает срок качественной работы устройства между его чистками и повышает качество сепарации частиц из-за снижения нагрузки на струйный поток при его рециркуляции.
Технический результат: устранен пылевыброс в окружающее пространство и улучшено качество разделения на фракции смеси сыпучих частиц (смеси семян, зерна).
Другие цели, особенности, преимущества и возможности использования устройства видны из нижеприведенного описания примеров выполнения на основании рисунков. При этом все описанные и/или графически представленные признаки сами по себе или любой разумной комбинации составляют предмет усовершенствования, независимо от общих требований или обратной связи.
Фиг.1. Струйный сепаратор Фадеева. Схема устройства.
Перечень обозначений на чертежах.
1 - емкость;
2 - аэродинамическое пространство;
3 - воздухонагнетатель;
4 - устройство формирования воздушного струйного потока в аэродинамическом пространстве 2;
5 - устройство подачи исходных сыпучих частиц в воздушный струйный поток;
6 - сборник фракций;
7 - обводной канал;
8 - вход в устройство 5 подачи исходных сыпучих частиц;
9 - шлюзовой затвор устройства 5;
10 - шлюзовой затвор сборника 6 фракций;
11 - поворотная заслонка;
12 - фильтр;
13 - пылевоздушный вход фильтра 12;
14 - воздушный выход фильтра 12;
15 - пылевой выход фильтра 12.
Устройство содержит герметичную емкость 1 с аэродинамическим пространством 2 внутри ее полости, воздухонагнетатель 3, устройство 4 формирования воздушного струйного потока в аэродинамическом пространстве 2, устройство 5 подачи исходных сыпучих частиц в воздушный струйный поток, сборники 6 фракций, расположенные снизу аэродинамического пространства 2;
для устранения выхода пыли из аэродинамического пространства 2 и загрязнения окружающей среды воздушный выход из аэродинамического пространства 2 сообщен с воздушным входом воздухонагнетателя 3, а воздушный выход воздухонагнетателя 3 сообщен, по меньшей мере, через один обводной канал 7 с воздушным входом устройства 4 формирования воздушного струйного потока в аэродинамическом пространстве 2; для герметизации емкости 1 вход 8 в устройство 5 подачи исходных сыпучих
частиц снабжен шлюзовым затвором 9, каждый из выходов сборников 6 фракций снабжен шлюзовым затвором 10.
Шлюзовые затворы 9, 10 предназначены для герметизации емкости 1. Герметизация емкости 1 необходима для устранения выхода пыли из устройства при его работе, а также для стабилизации струйной сепарации внутри аэродинамического пространства 2.
Шлюзовые затворы 9, 10 устройства 5 и сборников 6 фракций могут быть снабжены электроприводом с мотор-редуктором, предназначенным для дистанционного управления открытием или закрытием затворов 9, 10 при помощи пульта дистанционного управления.
Сборники 6 сообщены с аэродинамическим пространством 2 полости емкости 1.
Устройство подачи исходных сыпучих частиц содержит бункер с вибролотком в нижней его части. Для герметизации емкости 1 нижняя часть бункера с вибролотком размещена внутри емкости 1. Устройство подачи исходных сыпучих частиц сообщено с аэродинамическим пространством емкости 1 через бункер с вибролотком. Вибролоток предназначен для равномерной подачи сыпучих частиц смеси семян из бункера в аэродинамическое пространство.
Воздухонагнетатель центробежного типа с электроприводом и блоком частотного регулирования расхода воздуха от нагнетателя.
Между сборниками 6 фракций установлены поворотные заслонки 11. Поворотные заслонки 11 выполнены в виде поворотных пластин с валом, выходящим наружу из емкости 1. Заслонки 11 снабжены устройством фиксации с визуализацией угла поворота валов вместе с заслонками 11. Заслонки 11 снабжены съемными ручками управления углом поворота заслонок 11.
Заслонки 11 могут быть выполнены воздухопроницаемыми, например, выполненными из перфорированного листа.
Устройство 4 формирования воздушного струйного потока в аэродинамическом пространстве выполнено в виде хонейкомба. Хонейкомб предназначен для выравнивания и уменьшения масштаба
турбулентности создаваемых им множества струй воздушного потока для аэродинамического пространства. Проходное для воздуха сечение хонейкомба состоит из множества каналов, которые образованы между гофрами гофрированных пластин или полос, которые уложены в пакет необходимого проходного сечения.
На выходе аэродинамического пространства установлен фильтр 12 инерционного типа, где пылевоздушный вход 13 фильтра сообщен с аэродинамическим пространством 2, воздушный выход 14 фильтра 12 сообщен со входом воздухонагнетателя 3, а пылевой выход 15 фильтра 12 сообщен с последним в ряду из сборников 6 фракций.
Устройство работает следующим образом.
Струйный сепаратор работает по замкнутому аэродинамическому циклу. Сначала включают электропривод воздухонагнетателя 3. При этом, закрыты все шлюзовые затворы 9, 10 и остановлено устройство 5 подачи исходных сыпучих частиц (смесь семян, зерна), т.е. сыпучие частицы не поступают в струйный поток аэродинамического пространства 2 емкости 1. Воздух с выхода аэродинамического пространства 2 всасывается из емкости 1 воздухонагнетателем 3 и вновь подается воздухонагнетателем 3 через обводной канал 7 в емкость 1, но уже на входе в устройство 4 формирования воздушного струйного потока, например, хонейкомб. Из устройства 4 выходит струйный поток из множества струй и поступает в аэродинамическое пространство 2.
Хонейкомб предназначен для выравнивания и уменьшения масштаба турбулентности создаваемых им множества струй воздушного потока для аэродинамического пространства 2. С помощью хонейкомба возможно создать равномерный по объемному полю скорости струйный поток, состоящий из множества струй с заданными мелкомасштабными параметрами турбулентности и необходимой интенсивности, в зависимости от размеров входящих фракций сыпучих частиц смеси семян или зерна.
Для увеличения продолжительности работы устройства между чистками и повышения качества сепарации возможно пропускать воздух из
аэродинамического пространства 2 на пылевоздушный вход 13 фильтра 12 и снова подавать на вход воздухонагнетателя 3 через воздушный выход 14 фильтра 12.
После запуска воздушного циркуляционного контура, запускают устройство 5 подачи исходных сыпучих частиц (смеси семян, зерна), при этом предполагается, что бункер устройства 5 заполнен запасом сыпучих частиц, а его вход 8 герметично закрыт шлюзовым затвором 9. Сыпучие частицы равномерно поступают в струйный поток, увлекаются им и в зависимости от массы и формы частиц приобретают различные траектории полета в аэродинамическом пространстве 2. В зависимости от длины траектории полета частицы приземляются в различные сборники 6 фракций. При этом, более тяжелые фракции частиц попадают в первые от начала ряда сборники 6, а более легкие соответственно приземляются в последующие в ряду сборники 6. Пыль и лузга, как более легкие, попадают в фильтр 12, там задерживаются и гравитационным способом падают из пылевого выхода 15 фильтра 12 в последний в ряду сборник 6.
С помощью заслонок 11 ориентируют место приземления частиц в зависимости от длины их траектории полета, наблюдая за составом фракций. При этом, экспериментально подбирают угол наклона заслонок 11 от вертикали, в зависимости от вида сыпучих частиц и длины траектории их полета. После настройки устройства на определенный вид сыпучих частиц заслонки 11 фиксируют в определенном положении. Для устранения завихрений при повороте и при работе заслонок 11, заслонки 11 желательно применять перфорированные, т.е. воздухопроницаемые. Перфорированные заслонки не создают обратных крупномасштабных вихревых зон, способных искажать траектории полета частиц, а пропуская через перфорации воздух, улавливают и направляют соответствующие частицы в соответствующий сборник 6 фракций, что положительно сказывается на качество работы струйного сепаратора.