УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ В ТЕКУЧЕЙ СРЕДЕ

Полезная модель относится к устройствам для разделения падающей смеси частиц твердых материалов с помощью воздушных потоков и может быть использована в сельском хозяйстве для воздушной сепарации и очистки семян различных видов сельскохозяйственных культур при подготовке товарного и посевного материала.
Известно наиболее близкое к предлагаемому по совокупности признаков устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде по патенту Российской Федерации №2270061 (МПК: В07В 4/02, В07В 7/01, заявлено 04.12.2003 г., опубликовано 20.02.2006 г.). Указанное устройство содержит бункер с вибролотком, центробежный вентилятор с воздуховодом и выравнивающим давление дросселем и сопловую решетку с плоскими соплами разного калибра, установленными последовательно по потоку с увеличением сверху вниз калибра сопел, их шага, длины стенок направляющих каналов и острого угла наклона стенок направляющих каналов сопел к плоскости сопловой решетки, и расположенные под соплами и разделенные вертикальными перегородками сборники готовых и повторных фракций. Роль выравнивающего давление дросселя выполняют установленные последовательно перед соплами три решета. Частицы сепарируемого материала разделяются по фракциям каскадом плоских воздушных струй с разной скоростью потока. На границе между струями возникает турбулентная зона, при прохождении которой частицы сепарируемого материала, обдуваемые воздушными струями с различных сторон,
начинают вращаться, что усредняет их аэродинамическое сопротивление. Недостатком данного устройства является неудовлетворительная его работа с материалом, частицы которого имеют ярко выраженную неправильную форму (семена ржи, подсолнечника, ячменя и т.п.), что свидетельствует о слабом закручивающем действии турбулентных зон между струями. Кроме того, статичность положения сборников фракций не позволяет проводить настройку устройства с целью получения заданного качества и процентного соотношения материала по фракциям.
Задачей настоящего технического решения является расширение пограничной турбулентной зоны потока воздуха между струями, увеличение ее интенсивности, что приведет к значительному увеличению частоты вращения частиц, а также хаотичности их вращения, т.е. скорости изменения положения мгновенной оси вращения частицы в пространстве. В этом случае среднее аэродинамическое сопротивление частицы даже ярко выраженной неправильной формы приближается к сопротивлению шара соответствующей массы и размера, что обеспечивает идентичность воздействия аэродинамической силы на частицы, близкие по своим физическим характеристикам независимо от их геометрической формы.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, содержащем бункер с вибролотком, центробежный вентилятор, воздуховод с выравнивающим давление дросселем и сопловую решетку с плоскими соплами разного калибра, установленными последовательно по потоку с увеличением сверху вниз калибра сопел, их шага и острого угла наклона стенок направляющих каналов к плоскости сопловой решетки, и расположенные под соплами и разделенные перегородками сборники фракций, в направляющем канале каждого сопла размещен турбулизатор воздушного потока, а разделяющие сборники фракций перегородки установлены шарнирно с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей.
Размещение в направляющем канале турбулизатора инициирует образование в нем начального вихря, развитие которого значительно увеличивает степень турбулентности истекающей струи в рабочей камере. Шарнирная установка разделяющих сборники фракций перегородок позволяет изменять положение и площадь сборников фракций, что обеспечивает возможность управления качеством и процентным соотношением переработанного материала в сборниках фракций.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых схематически изображено: на фиг.1 - вертикальный разрез устройства для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, на фиг.2 - сопло устройства, на фиг.3 - сборник фракций.
Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде содержит рабочую камеру 1, бункер 2 для накопления и регулируемой подачи исходного материала, вибролоток 3 для равномерного распределения исходного материала по ширине рабочей камеры 1 и обеспечения постоянства начальной скорости его подачи, центробежный вентилятор 4, воздуховод 5, дроссель 6, выравнивающий давление воздушного потока перед сопловой решеткой 7, плоские сопла 8 переменных и увеличивающихся сверху вниз калибра и шага расположения. Стенки 9 направляющих каналов сопел 8 установлены под острым углом к плоскости сопловой решетки, и угол их наклона увеличивается сверху вниз. В направляющем канале каждого сопла 8 размещены турбулизаторы 10, обеспечивающие отрыв пограничного слоя воздушного потока от стенок 9 канала. Турбулизатор 10 выполнен, например, в виде возвышающегося над плоскостью стенки 9 канала прилива или выштамповки, например, прямоугольного сечения, расположенной параллельно кромке стенки 9 на расстоянии от сопловой решетки 7, составляющем 15-20% длины образующей стенки 9. В рабочей камере 1 размещены сборники фракций 11, разделенные перегородками 12,
шарнирно закрепленными с возможностью их поворота вокруг горизонтальных осей 13. Последний по потоку сборник фракций 11 выполнен шире остальных сборников.
Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде работает следующим образом. Перед началом работы в бункер 2 загружают исходный материал. Включают вентилятор 4, и воздух через дроссель 6 подается к сопловой решетке 7, где соплами 8 разделяется на струи различной скорости и направления. При этом в области соприкосновения воздушных потоков, исходящих с различной скоростью из смежных сопел 8, образуется турбулентный слой. Формирование начального вихря в направляющем канале сопла 8 вследствие отрыва турбулизатором 10 пограничного слоя воздушного потока от стенки 9 канала увеличивает степень турбулентности пограничного слоя в рабочей камере 1, расширяет его зону. Затем открывают заслонку (не показана) бункера 2, и исходный материал поступает на вибролоток 3, из которого с постоянной начальной скоростью подается в рабочую камеру 1. Частицы исходного материала, проходя поочередно области формируемых соплами 8 воздушных потоков и пограничных слоев между ними, в последних приводятся во вращение потоком с высокой степенью турбулентности и хаотично вращаются с высокой частотой. При этом среднее аэродинамическое сопротивление вращающихся частиц с одинаковыми характеристиками массы, геометрической формы и состояния поверхности одинаково, вследствие чего они движутся по близким траекториям и попадают в соответствующий сборник фракций 11. Изменяя положение разделительной перегородки 12 путем ее поворота вокруг оси 13, регулируют положение сборника фракции и площадь его приемного отверстия, что повышает точность попадания в данный сборник частиц с заданными характеристиками.
Указанное техническое решение позволяет не только проводить качественное разделение исходного материала согласно массе,
геометрической форме и состоянию поверхности, но и производить выделение различных сорных трудноотделимых примесей путем поиска и локализации их положения в пространстве рабочей камеры устройства. За счет более точного разделения смеси производительность устройства повышается на 40-50%.