RU1787581C - Способ сепарации зерновых материалов и устройство дл его реализации - Google Patents

Abstract

Использование: в области разделени  сыпучих материалов в сельском хоз йстве, строительной и химической промышленности . Сущность: исходный материал из загрузочного бункера 4 монослоем подаетс  на внутреннюю поверхность конуса 1. Двига сь по поверхности конуса 1, частицы поступают в сечение кольцевого сопла 12 и унос тс  кольцевым воздушным потоком. Легкие частицы при этом попадают в приемники 16, близкие к оси вращени , а т желые - в приемники 16, близкие к периферии конуса 1. Перед соплом 12 частицы предварительно продувают воздушным потоком меньшей скорости. Это позвол ет подавать частицы в кольцевое сопло с разными скорост ми . Легкие частицы имеют более низкие скорости, чем т желые. Это повышает эффективность сепарации. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к разделению сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хоз йстве, строительной и химической промышленности.

Известны устройства дл  сепарации зерновых материалов в воздушном потоке, содержащие вентил тор, вертикальный воздушный канал, загрузочный бункер и приемники продуктов разделени ,

Недостатком известных устройств  вл - етс  низка  эффективность процесса сепарации из-за высокой неравномерности пол  скоростей воздушного потока в канале.

Известны устройства дл  разделени  сыпучих материалов, содержащие загрузочный бункер, щелевое сопло и приемники продуктов разделени .

Основным недостатком известных устройств  вл етс  низка  эффективность процесса сепарации, обусловленна   влением экранирующего эффекта, когда легкие частицы увлекаютс  т желыми, т желые - легкими .

Наиболее близким к за вл емому способу по выполн емой функции и достигаемому эффекту  вл етс  способ сепарации зерновых материалов, включающий подачу исходного материала монослоем на внутреннюю поверхность усеченного конуса, воздействие на движущийс  материал воздушным кольцевым потоком и вывод продуктов разделени .

Недостатком известного способа  вл етс  низка  эффективность процесса сепарации , обусловленна  невозможностью выбора оптимальной скорости кольцевого воздушного потока, при которой исключалось бы увеличение т желыми частицами легких и легкими - т желых.

Наиболее близким к за вл емому устройству по выполн емой функции и достигаемому эффекту  вл етс  устройство, включающее загрузочный бункер, установленный под ним возможностью вращени  от привода полый усеченный конус с кольцевым соплом на боковой поверхности, соединенным с .нагнетательным патрубком вентил тора и приемники продуктов разде- лени  асположенные под конусом концен- трично ему.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  эффективность процесса сепарации из-за одинаковых скоростей ввода легких и т желых частиц в кольцевое сопло.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса сепарации .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что, перед воздействием воздушным кольцевым потоком, материал продувают дополнительным кольцевым воздушным потоком меньшей скорости, при этом скорость первого кольцевого потока определ ют из формулы

V

i

2т (((Ок. Кс)2 г -д ctg a j Сх S р

где а - угол между образующей конуса и горизонталью;

m - индивидуальна  масса наиболее легких частиц, наход щихс  в исходном материале;

WK - частота вращени  конуса; Кс - коэффициент скольжени  частиц по внутренней поверхности конуса;

г- радиус вращени  конуса на начальном участке перфораций;

Сх - коэффициент аэродинамического сопротивлени  частиц воздушному потоку;

S - миделево сечение частиц; р- плотность воздуха; g - ускорение силы т жести; а второго по формуле

V

I

2m -((оу Кс)2 -r -g -ctgg) Сх S р

Где m - индивидуальна  масса наиболее т желых частиц, наход щихс  в исходном материале;

г - радиус вращени  на уровне кольцо- вого сопла.

Устройство снабжено воздухораспределительной решеткой с кожухом, установленным за кольцевым перфорированным участком, выполненным на боковой поверхности конуса над соплом, при этом полость

кожуха соединена с соплом.

Воздействие дополнительным воздушным кольцевым потоком,скорость которого меньше скорости основного кольцевого потока , на движущийс  монослоем материал позвол ет уменьшить скорость движени  легких частиц по внутренней поверхности конуса (перед поступлением частиц в кольцевое сопло), а это приводит к уменьшению

скоростей ввод  легких частиц в кольцевое сопло по сравнению с т желыми частицами, что приводит к повышению эффективности процесса сепарации.

Дл  предотвращени  выноса частиц

воздушным потоком на кольцевом перфорированном участке, на величину скорости V воздушного потока накладывают ограничение;

V

| 2m ((ufc Kc)2 r-g ctg or) C S о

Cx S p

0)

Выража  из (7) значение величины скорости воздушного потока V, получим

j-.... ..... .... .. .- - - --------------,

V 2т (((Ц Кс )2 г - g

5 Cx-S /o

Формула (1) получена из услови  нахождени  частицы на внутренней поверхности усеченного конуса, при котором наиболее легкие частицы, наход щиес  в исходном материале, движутс  по внутренней поверхности конуса, но не отрываютс  от нее. Формула получена следующим образом.

Из услови  нахождени  частицы на внутренней поверхности конуса сумма проекций всех сил на ось, перпендикул рную к образующей конуса, будет иметь вид

-Рц cos(90-«) + FB cos(90-r/)«- + N + mg cos a 0,(2) или

N Fucos(90- or) - FB cos(90- a - mg cos - or,(3)

Величина центробежной силы, действующей на частицу, имеет вид:

И)

Fu m( ( Kc)2 r. а сила воздушного потока

Рв Cx S -Јf- ,(5)

где N - величина реакции стенки конуса.

Дл  нахождени  частицы на внутренней перфорированной поверхности конуса (условие безотрывного движени ) необходимо , чтобы N 0, т.е. из равенства (3) будем иметь

Рц cos(90-«)-FB cos(90-« )- - mg costt 0,(6) или с учетом значений величин cos(90-«) sin a

т (к Кс )2 г sin«-Cx S X

sin a - mg cos a .0 . (7)

(8)

Величину скорости воздушного потока V в кольцевом сопле определ ют по форму- Ю ле

V

/2т -((в -Кс)2 -r -g -cigar)

Сх S p

15

(9)

где m - индивидуальна  масса наиболее т желых частиц в исходном материале:

г - радиус вращени  конуса на уровне 0 кольцевого сопла.

Такое ограничение на скорость воздушного потока в кольцевом сопле способству ет отрыву наиболее т желых частиц от поверхности конуса, что приводит к повы5 шению точности разделени . Приведенна  формула (9) получена из формулы (7) дл  услови  отрыва частиц от поверхности конуса .

Выполнение на боковой поверхности

0 конуса перфорированного кольцевого участка позвол ет подавать частицы в кольцевое сопло с разными скорост ми, причем легкие частицы при этом имеют более низкие скорости, чем т желые, это приводит к

5 повышению эффективности процесса сепарации .

Установка по периферии перфорированного участка конуса воздухораспределительной решетки повышает равномерность

0 воздушного потока на внутренней поверхности усеченного конуса, что исключает вынос частиц из-за прорывов воздушного потока.

Расположение кожуха вокруг решетки и

5 соединение его полости с соплом, упрощает подвод воздушного потока к вращающемус  конусу.

Сравнение за вл емого технического решени  с прототипом позволило устано0 вить соответствие его критерию новизна. При изучении других известных решений Б данной области техники признаки, отличающие за вл емое изобретение от прототипа, не были вы влены и поэтому обеспечивают

5 за вл емому решению соответствие критерию существенные отличи  .

На фиг.1, 2 изображено за вл емое устройство дл  реализации способа.

Устройство содержит полый усеченный конус 1, установленный с возможностью вращени  на ведущих роликах 2, на ос х которых закреплены приводные звездочки 3. Концентрично усеченному конусу 1 в верхней его части расположен загрузочный бункер 4, в котором размещен вал 5 с питающим диском 5. Участок конуса 1 ниже питающего диска б выполнен перфорированным 7, по периферии которого закреплена воздухораспределительна  решетка 8 с кольцевым кожухом 9, Полость кольцевого кожуха 9 соединена с полостью дисков 10, закрепленных на конусе 1, через отверстие 11. Между дисками 10 в конусе 1 выполнено кольцевое сопло 12. Вокруг дисков 10 установлен неподвижный кольцевой кожух 13, соединенный с нагнетательным патрубком 14. вентил тора 15. Под кожухом 1 расположены кольцевые приемники продуктов разделени  16.

Способ реализуетс  в устройстве следующим образом.

Исходный материал из загрузочного бункера 4 при помощи питающего диска 6 монослоем подаетс  на внутреннюю поверхность конуса 1. Под действием центробеж-. ной силы и силы т жести частицы движутс  вдоль поверхности конуса 1 и продуваютс  воздушным потоком, после чего попадают в сечение кольцевого сопла 12 и унос тс  кольцевым воздушным потоком. В кольцевые приемники 16, близкие к оси вращени , попадают легкие частицы, а в приемники 16, близкие к периферии конуса - т желые частицы . Камни и минеральные примеси, наход щиес  в исходном материале, движутс  вдоль образующей конуса 1 и попадают в приемники 16, близкие к периферии конуса.

Использование предложенного технического решени  дает возможность повысить эффективность процесса сепарации за счет интенсификации процесса путем предварительного расслоени  материала, перед его подачей в кольцевое сопло. Например, при разделении зерновой смеси сем н  чмен  эффективность сепарации повышает-, с  в среднем на 8...10%, а производительность на 20...28% по сравнению с прототипом и известными аналогами .

Claims (2)

1. Способ сепарации зерновых материалов , включающий подачу исходного материала монослоем на внутреннюю поверхность усеченного конуса, воздействие на движущийс  материал воздушным кольцевым потоком и вывод продуктов разделени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности, перед воздействием воздушным кольцевым потоком материал продувают дополнительным кольцевым потоком меньшей скорости, при

этом скорость основного кольцевого потока определ ют из формулы

V

2m -((fflk -Kc)2 -р

2т ((а)к Кс f г -д ctgcp

15 а дбполнительного по формуле

V

f

2m Q «JK к-с Г г - g ctg (T) Cx S p

где а - угол между образующей конуса и горизонталью, град;

т - индивидуальна  масса наиболее т желых частиц, кг;

m - индивидуальна  масса наиболее легких частиц, наход щихс  в исходном материале , кг;

од - частота вращени  конуса, об/с; KC - коэффициент скольжени  частиц по внутренней поверхности конуса; |-- радиус конуса на начальном участке перфораций, м;

Сх - коэффициент динамического сопротивлени  частиц воздушному потоку:

г - радиус конуса на уровне кольцевого сопла, м;

S - миделево сечение частиц. р- плотность воздуха, кг/м3; q - ускорение свободного падени . м/с2

2. Устройство дл  осуществлени  способа сепарации зерновых материалов, включающее загрузочный бункер, установ- ленный под ним с возможностью вращени  от привода полый усеченный конус с коль- цевым соплом на боковой поверхности, соединенным с нагнетательным патрубком вентил тора, и приемники продуктов разделени , расположенные под конусом концен- трично ему, отличающеес  тем, что оно снабжено воздухораспределительной решеткой с кожухом, установленным за кольцевым перфорированным участком, выполненным на боковой поверхности конуса над соплом, при этом полость кожуха соеди- нена с соплом.

fa.2