ПНЕВМОСЕПАРАТОР ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ АЭРОУНОСИМЫХ ЧАСТИЦ
PNEUMATIC SEPARATOR TO SEPARATE AIR-CARRIED PARTICLES

Изобретение относится к пневмосепарирующему оборудованию для удаления сорных аэроуносимых частичек воздушным потоком из масличных семян и может быть использовано для сепарирования воздушным потоком рушанки семян подсолнечника с целью удаления лузги на предприятиях по производству растительных масел, халвы и козинак.
Известно пневмосепарирующее устройство для разделения откалиброванных фракций рушанки в наклонном воздушном потоке (см. Подготовительные процессы переработки масличных семян. Белобородов В.В., Мацук Ю.П., Кириевский Б.Н., Кузнецов А.Т. М.: «Пищевая пром-ть», 1974 г., с.311). Пневмосепарирующее устройство состоит из корпуса с осадительными конусами для сбора и отвода легкой фракции, разделенных рядом направляющих дугообразных лопаток, рабочих полочек, конуса для отвода сходовой фракции с рабочих полочек, питающего устройства, воздуховода с регулирующей заслонкой и решетки для стабилизации воздушного потока.
Основным недостатком известного пневмосепарирующего устройства является образование перевейной фракции (смесь лузги и ядра). Перевейная фракция образуется при разделении наклонным потоком воздуха пересыпаемых по наклонным полочкам частиц, которая осаждается в первом осадительном конусе. Частички лузги, имеющие меньшую скорость витания, осаждаются во втором осадительном конусе. Наличие перевейной фракции требует дополнительной контрольной операции для отделения ядра от лузги и соответствующего дорогостоящего оборудования.
Наиболее близким из известных устройств является пневмосепаратор (см. патент на полезную модель РФ №78794 за 2008 г., бюл. №34). Пневмосепаратор состоит из вертикального аспирационного канала и приемного устройства, в котором установлено сито. Верхняя часть приемного устройства снабжена патрубком для подвода исходного материала, а нижняя часть соединена с аспирационным вертикальным каналом. В сочленении между вертикальным аспирационным каналом и приемным устройством установлен выпускной поворотный клапан на шарнирах, смонтированный из вертикальных пластинок. В нижней части вертикального аспирационного канала расположена разделительная перегородка, которая образует сборные камеры соответственно для сбора проходовой фракции с сита (мелких частиц ядра) и сходовой фракции - крупных частиц ядра семян подсолнечника. В верхней части вертикального аспирационного канала установлен патрубок для отвода воздушного потока с аэроуносимыми частицами. Такое техническое решение позволяет исключить образование перевейной фракции.
Недостатком известного пневмосепаратора является высокий вынос частичек ядра с лузгой, который может достигать до 1% и более, что приводит к повышенным потерям масла с лузгой.
Задачей изобретения является снижение выноса частичек ядра с лузгой.
Техническим результатом изобретения является расширение возможностей регулирования скорости воздушного потока как в вертикальном аспирационном канале, так и в аспирационной осадительной камере.
Технический результат достигается тем, что пневмосепаратор для отделения аэроуносимых частиц, состоящий из вертикального аспирационного канала, в нижней части которого расположены сборные камеры, и приемного устройства с ситом, выпускного поворотного клапана, состоящего из вертикальных пластинок, верхние кромки которых соединены с соответствующими шарнирами, патрубков для подвода исходного материала, отвода готовой продукции и воздушного потока с аэроуносимыми частицами вертикальный аспирационный канал смонтирован с аспирационной осадительной камерой, между которыми установлены разделительная перегородка и отбойная пластина, закрепленные соответственно на нижнем и верхнем шарнирах, при этом снабжены механическими устройствами для регулировки их расположения относительно друг друга.
В изобретении снижение выноса частичек ядра с лузгой осуществляется за счет расширения возможностей регулирования скорости воздушных потоков одновременно как в вертикальном аспирационном канале, так и в аспирационной осадительной камере. Для этого между вертикальным аспирационным каналом и аспирационной осадительной камерой установлены разделительная перегородка и отбойная пластина, закрепленные соответственно на нижнем и верхнем шарнирах. При этом они снабжены механическими устройствами для регулировки их расположения относительно друг друга. Поэтому для каждой перерабатываемой фракции устанавливают оптимальное положение регулируемых разделительной перегородки и отбойной пластины, обеспечивающих максимальное отделение целевого компонента (ядра) от частичек лузги. Осаждение частичек ядра из воздушного потока, который уносит равновеликие частички ядра и лузги, происходит по следующим причинам. Во-первых, в определенном положении разделительной перегородки и отбойной пластины между ними в верхней или в нижней зонах осадительной камеры увеличивается свободный объем. Во-вторых, заданное положение разделительной перегородки и отбойной пластины обеспечивает резкое изменение направления воздушного потока. Поэтому частички целевого компонента, которые имеют большую массу, чем аэроуносимые частички лузги, за счет сил инерции ударяются об отбойную пластину, теряют скорость и падают вниз или о нижнюю поверхность осадительной камеры. Таким образом, изменяя комбинацию положений разделительной перегородки и отбойной пластины, подбирают для каждой фракции рушанки вариант наиболее эффективного отделения частичек ядра от лузги с минимальным выносом ядра с отводимой лузгой.
Таким образом, совокупность указанных признаков в формуле изобретения позволяет достичь желаемый технический результат.
На чертеже представлена схема общего вида предлагаемого пневмосепаратора для отделения аэроуносимых частиц.
1
2
1
2
Пневмосепаратор для отделения аэроуносимых частиц состоит из следующих основных узлов: приемного устройства 1, вертикального аспирационного канала 2 и аспирационной осадительной камеры 3. Внутри приемного устройства 1 установлено сито 4, а на шарнире 5 выпускной поворотный клапан 6, состоящий из вертикальных пластинок. Верхняя часть приемного устройства 1 снабжена патрубком 7 для подвода исходного материала. В нижней части вертикального аспирационного канала 2 установлена разделительная перегородка 8, которая образует сборную камеру 9 для сбора проходовых частиц через сито 4 и сборную камеру 10 для сходовых частиц с сита 4. Сборные камеры 9 и 10 соответственно снабжены вертикальными шиберными заслонками 11 и 12. Вертикальный аспирационный канал 2 и аспирационная осадительная камера 3 разделены подвижной перегородкой 13, нижнее основание которой закреплено на шарнире 14. Положение подвижной перегородки 13 относительно вертикальной плоскости регулируют с помощью подвижной оси 15 механического устройства 16, как поворачивая ее влево на угол α, так и вправо - на угол α. В аспирационной осадительной камере 3 установлена отбойная пластина 17, верхняя кромка которой закреплена на шарнире 18. Положение отбойной пластины 17 относительно вертикальной плоскости регулируют с помощью подвижной оси 19 механического устройства 20, как поворачивая ее влево на угол β, так и вправо - на угол β. Верхняя часть аспирационной осадительной камеры 3 снабжена патрубком 21 для отвода воздуха с аэроуносимыми частичками (лузги). В нижней части аспирационной осадительной камеры 3 смонтированы патрубок 22 и шлюзовой затвор 23 соответственно для отвода и выгрузки мелких частичек ядра, выделенных из воздушного потока.
Работает пневмосепаратор для отделения аэроуносимых частиц следующим образом. Соответствующая фракция рушанки подсолнечных семян, предварительно откалиброванная на рассеве по линейным размерам, поступает через патрубок 7 приемного устройства 1 на поверхность сита 4 и движется вниз по нему. Большая часть мелких частичек данной ядровой фракции просеивается через сито 4 и в виде проходовой фракции поступает в сборную камеру 9 и далее выводится в транспортер ядровой фракции. Поток сходовой фракции с сита 4 - смесь оставшихся частичек ядра и лузги движется вниз по его поверхности. Перед входом в вертикальный аспирационный канал 2 происходит соударение частичек сходовой фракции с вертикальными пластинками выпускного поворотного клапана 6, что приводит к уменьшению их скорости движения. В результате частички поступают в вертикальный аспирационный канал 2 со скоростью не более 0,3-0,5 м/с. Поэтому в вертикальном воздушном потоке происходит наиболее эффективное отделение аэроуносимых частичек. Крупные частички ядровой фракции под действием силы тяжести поступают в сборную камеру 10 и далее выводятся в транспортер ядровой фракции. Аэроуносимые частички (лузга и мелкие частички ядра) воздушным потоком, регулировка которого осуществляется с помощью изменения положения вертикальных шиберных заслонок 11 и 12, транспортируются в верхнюю часть вертикального аспирационного канала 2. Здесь происходит резкое изменение направления воздушного потока, который огибает подвижную перегородку 13, установленную в рабочем положении. Частички ядра движутся по инерции и ударяются об отбойную пластину 17, теряют скорость и вдоль отбойной пластины 17, установленной под соответствующим углом наклона. При скольжении по ее поверхности за счет сил трения происходит дополнительное снижение их скорости движения. В результате эти частички оседают в нижней конусной части аспирационной осадительной камеры 3. Нисходящий воздушный поток с аэроуносимыми частичками движется в зоне между подвижной перегородкой 13 и отбойной пластиной 17. Так как площадь сечения этой зоны больше площади сечения вертикального аспирационного канала 2, то скорость воздушного потока в ней уменьшается. Возможность регулирования подвижной перегородки 13 и отбойной пластины 17 позволяет установить их в оптимальном положении, обеспечивающем эффективное отделение частичек ядра от лузги для соответствующей откалиброванной фракции рушанки. Мелкие частички ядра, осевшие в нижней части аспирационной осадительной камеры 3, через патрубок 22 и шлюзовой затвор 23 выводятся в транспортер ядровой фракции. Далее воздушный поток с частичками лузги огибает отбойную пластину 17 и выводится через патрубок 21 в систему отделения лузги от воздуха. В этой зоне за счет увеличения ее объема путем регулировки положения отбойной пластины 17 достигается снижение скорости воздушного потока, что обеспечивает контрольное (дополнительное) осаждение мелких частиц ядра в аспирационной осадительной камере 3.
Снижение выноса частичек ядра с лузговой фракцией, уносимой с воздушным потоком, в заявляемом пневмосепараторе для отделения аэроуносимых частиц зависит от величины скорости движения потока воздуха в аспирационной осадительной камере 3, в зонах между подвижной перегородкой 13 и отбойной пластиной 17 при нисходящем движении потока и восходящем движении потока между отбойной пластиной 17 и стенкой корпуса аспирационной осадительной камеры 3. А также от аэродинамических свойств поступающего материала, состоящего из целевого продукта - частичек ядра семян подсолнечника и аэроуносимых частичек - лузги.
2
1
1
2
2
В связи с тем, что предварительно на рассеве рушанку семян подсолнечника (обрушенные семена - смесь ядра, лузги, сечки, недоруша) фракционируют по линейным размерам на пять фракций, в каждой из которых частички ядра (сечки, недоруша) и лузги равновелики, то они имеют заметные различия в аэродинамических свойствах - скорости витания. Поэтому для каждой фракции устанавливают положение разделительной перегородки 13 и отбойной пластины 17 таким образом, чтобы обеспечить максимальное отделение целевого компонента (ядра) от частичек лузги. Осаждение частичек ядра из воздушного потока, который несет равновеликие частички ядра и лузги, происходит по следующим причинам. Например, для случая, когда перерабатывают крупную фракцию рушанки с большими линейными размерами и соответственно скорость витания аэроуносимых частиц больше, чем скорость витания аэроуносимых частиц с меньшими линейными размерами, то устанавливают разделительную перегородку 13 вертикально, а отбойную пластину 17 поворачивают относительно шарнира 18, на котором она закреплена, на некоторый угол β вправо, то увеличивается свободный объем нижней части осадительной камеры 3. Поэтому, во-первых, в этой зоне уменьшается скорость движения воздушного потока с частичками лузги и ядра, которые имеют различную скорость витания. Вследствие чего частички ядра оседают в нижней части осадительной камеры 3, а частички лузги с воздушным потоком отводятся далее. Во-вторых, такое положение отбойной пластины 17 приводит к резкому изменению направления движения нисходящего воздушного потока, при этом частички лузги с воздушным потоком огибают нижнюю кромку отбойной пластины 17, а частички ядра, имеющие большую массу, под действием сил инерции движутся вниз и оседают в нижней части осадительной камеры 3. В-третьих, происходит изменение направления восходящего вертикального воздушного потока в горизонтальную плоскость при обтекании верхней кромки разделительной перегородки 13. В связи с этим частички ядра, имеющие большую массу, под действием сил инерции ударяются об отбойную пластину 17, вследствие чего теряют скорость и падают вниз. Для случая, когда перерабатывают фракцию рушанки средних размеров, то разделительную перегородку 13 поворачивают относительно шарнира 14, на котором она закреплена, влево на угол α, а отбойную пластину 17 оставляют вертикально или смещают относительно шарнира 18 на некоторый угол β влево. Тогда увеличивается свободный объем верхней части аспирационной камеры 3 между разделительной перегородкой 13 и отбойной пластиной 17. В этой зоне скорость воздушного потока уменьшается, частички ядра по инерции ударяются об отбойную пластину 17 и падают вниз, а воздушный поток с лузгой ее огибает и поступает в нижнюю часть осадительной камеры 3. В этой зоне скорость воздушного потока также уменьшается за счет ее увеличенного объема и мелкие частички ядра оседают в нижней части осадительной камеры 3. При переработке мелкой фракции рушанки разделительную перегородку 13 оставляют в вертикальном положении или смещают вправо на угол α, а отбойную пластину 17 разворачивают вправо на угол β. В этом случае увеличивается свободный объем в нижней части осадительной камеры 3. Поэтому в этой зоне происходит осаждение мелких частиц ядра. Таким образом, изменяя комбинацию положений разделительной перегородки 13 и отбойной пластины 17, подбирают для каждой фракции рушанки вариант наиболее эффективного отделения частичек ядра от лузги с минимальным выносом ядра с отводимой лузгой около 0,3-0,4%.