RU2591992C2

RU2591992C2 - Vertical separator-conveyor

Info

Publication number: RU2591992C2
Application number: RU2014121423/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Федотович Васильев; Аркадий Антонович Алексеев; Андрей Александрович Абидуев; Иннокентий Трофимович Бубеев
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2016-07-20
Also published as: RU2014121423A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to separation of loose mixtures by shape, density, elasticity and properties of surface and can be used in agriculture for cleaning grain crops and processing products thereof. Device comprises inner and outer cylindrical conveying channels. In upper part of internal conveying channel there is a funnel-shaped hopper with outlet slot, to which is mounted a control device. Under it there are, one below other, stages of working members. They are secured to moving bearing element, passing along axis of separator. Each stage of working members comprises series-mounted conical grain surface, located with larger base directed downwards, and funnel-shaped loading-unloading receiver with outlet slot equipped with control device. Control devices are made in form of truncated cone with larger base directed downwards. Each stage of working members comprises multiple pitched conical surfaces located in stepwise manner with a gap between them, installed at an angle to horizontal, close to grain material natural slope angle. Lower grain conical surface with its larger base is located in separator, made in form of truncated cone installed parallel to conical grain surface. Conical grain surface is rough. Conical grain surfaces are configured to provide movement of upper layers of grain particles with considerably larger speeds than lower layers, and displacement of impurities in direction to open surface, and seeds - to base layer.

EFFECT: higher efficiency of operation owing to use of effects of segregation and migration in flow of granular medium on slope conical plane.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области разделения сыпучих смесей по форме, упругости и свойствам поверхности составляющих их частиц и может найти применение в сельском хозяйстве при очистке зерновых.The present invention relates to the field of separation of bulk mixtures in shape, elasticity and surface properties of their constituent particles and may find application in agriculture in the cleaning of grain.

Известен вертикальный сепаратор-транспортер для сыпучих материалов, включающий вертикальный транспортирующий канал и по меньшей мере два ряда пересыпных полок. В стенках транспортирующего канала размещены вертикальные разделяющие элементы с клиновидными просеивающими отверстиями. По центру канала установлен подвижный несущий элемент, перемещающийся в направляющих посредством реечного регулирующего устройства. К подвижному несущему элементу прикреплены попарно и симметрично направляющие полки и сборники фракций, выделившихся через разделяющие элементы (RU 2270062, кл. B07B 13/04, 20.02.2006).Known vertical separator-conveyor for bulk materials, including a vertical conveying channel and at least two rows of bulk shelves. Vertical separating elements with wedge-shaped screening holes are placed in the walls of the conveying channel. In the center of the channel, a movable supporting element is installed, moving in guides by means of a rack and pinion adjusting device. Attached to the movable supporting element are pairwise and symmetrically guiding regiments and collectors of fractions separated out through the separating elements (RU 2270062, class B07B 13/04, 02.20.2006).

Недостатком известного сепаратора является низкая эффективность, так как в нем отсутствуют средства стабилизации и ориентации частиц материала, а также неэффективное использование вертикального разделительного элемента с клиновидными просеивающими отверстиями. При этом разделение смеси происходит на участке пересыпных полок клиновидного канала малой длины ее подачи на вертикальный разделяющий элемент и вследствие этого забивание просеивающего отверстия частицами сыпучего материала.A disadvantage of the known separator is its low efficiency, since it lacks means of stabilization and orientation of the particles of the material, as well as the inefficient use of a vertical separation element with wedge-shaped screening holes. Moreover, the separation of the mixture occurs on the site of the overflow shelves of the wedge-shaped channel of a small length of its supply to the vertical separating element and, as a result, the sifting holes are clogged with particles of bulk material.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по выполняемой функции к достигаемому эффекту является вертикальный сепаратор-транспортер, включающий внутренний и внешний транспортирующие каналы. В верхней части внутреннего транспортирующего канала расположен воронкообразный бункер-приемник с выпускной щелью, к которой закреплен кольцевой дозатор, зафиксированный на направляющей. По ним расположены одна под другой ступени рабочих органов, закрепленные к подвижному несущему элементу, проходящему по оси сепаратора. Каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные воронкообразный питатель, коническую скатную плоскость, расположенную большим основанием вниз, воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник с выпускной щелью, снабженный кольцевым дозатором (RU 2471578 C1, кл. B07B 13/00, бюл. №1, 10.01.2013 г.).Closest to the claimed technical solution for the function to the effect achieved is a vertical separator-conveyor, including internal and external conveying channels. In the upper part of the internal conveying channel there is a funnel-shaped hopper-receiver with an outlet slot, to which an annular dispenser is fixed, fixed on the guide. On them are located one below the other stage of the working bodies, fixed to a movable supporting element passing along the axis of the separator. Each stage of the working bodies contains a sequentially installed funnel-shaped feeder, a conical pitched plane, located with a large base down, a funnel-shaped loading and unloading receiver with an outlet slot, equipped with an annular dispenser (RU 2471578 C1, class B07B 13/00, bull. No. 1, 10.01. 2013).

Недостатком известного устройства является его недостаточно высокая эффективность, т.к. в нем отсутствуют средства сепарации семян в режиме их быстрого гравитационного сдвигового течения, которое сопровождается эффектом разделения сегрегации и миграции по комплексу физико-механических свойств (размер, плотность, форма, шероховатость, упругость). Сепарация семян по одному или нескольким доминирующим признакам (размер, плотность, форма, шероховатость, упругость) существенно зависит от толщины движущегося слоя на наклонной или скатной плоскости.A disadvantage of the known device is its insufficiently high efficiency, because it lacks the means of separating seeds in the regime of their fast gravitational shear flow, which is accompanied by the effect of separation of segregation and migration according to a set of physical and mechanical properties (size, density, shape, roughness, elasticity). Separation of seeds according to one or more dominant characteristics (size, density, shape, roughness, elasticity) significantly depends on the thickness of the moving layer on an inclined or sloping plane.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности вертикального сепаратора-транспортера путем использования эффектов сегрегации и миграции, имеющих место в быстром сдвиговом потоке зернистой среды по комплексу физико-механических свойств на ступенчатой скатной плоскости.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the vertical separator-conveyor by using the effects of segregation and migration that occur in the fast shear flow of a granular medium through a set of physical and mechanical properties on a stepped ramp.

Указанный технический результат достигается тем, что в вертикальном сепараторе-транспортере, включающем внутренний и внешний цилиндрические транспортирующие каналы, в верхней части внутреннего транспортирующего канала расположен воронкообразный бункер-приемник с выпускной щелью, к которой закреплено регулирующее устройство, расположенные под ним одна под другой ступени рабочих органов, закрепленные к подвижному несущему элементу, проходящему по оси сепаратора, каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные коническую скатную плоскость, расположенную большим основанием вниз, воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник с выпускной щелью, снабженный регулирующим устройством, согласно изобретению регулирующие устройства выполнены в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, каждая ступень рабочих органов содержит несколько скатных конических плоскостей, расположенных ступенчато с зазором между ними, установленных под углом к горизонту, близким углу естественного откоса зернового материала, при этом нижняя скатная коническая плоскость своим большим основанием расположена в разделителе, выполненном в виде усеченного конуса, образующая которого установлена параллельно плоскости скатывания зернового материала, поверхность скатных конических плоскостей выполнена шероховатой.The specified technical result is achieved by the fact that in the vertical separator-conveyor, including the inner and outer cylindrical conveying channels, in the upper part of the inner conveying channel there is a funnel-shaped hopper-receiver with an outlet slit, to which a regulating device is fixed, located under it one under another working stage bodies attached to a movable supporting element passing along the axis of the separator, each stage of the working bodies contains sequentially installed a conical pitched plane located with a large base downward, a funnel-shaped loading and unloading receiver with an outlet slot equipped with a regulating device, according to the invention, the regulating devices are made in the form of a truncated cone located with a large base down, each step of the working bodies contains several pitched conical planes, arranged stepwise with a gap between them, installed at an angle to the horizon close to the angle of repose of the grain material, while the lower ska This conical plane with its large base is located in the separator, made in the form of a truncated cone, the generatrix of which is installed parallel to the plane of rolling of the grain material, the surface of the ramped conical planes is made rough.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются наличие нового конструктивного элемента - разделителя, выполненного в виде усеченного конуса, а также новое выполнение известных конструктивных элементов, а именно выполнение регулирующих устройств в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса, поверхность скатных конических плоскостей выполнена шероховатой и установка в каждой ступени рабочих органов нескольких скатных конических плоскостей, расположенных ступенчато с зазором между ними, установленных под углом к горизонту, близким углу естественного откоса зернового материала.Distinctive features of the claimed device are the presence of a new structural element - a separator made in the form of a truncated cone, as well as a new embodiment of known structural elements, namely, the implementation of control devices in the form of a truncated cone located with a large base downward, the surface of the ramp conical planes is roughened and installed in each the steps of the working bodies of several pitched conical planes, located stepwise with a gap between them, installed od angle to the horizontal, the angle of repose close to the grain material.

Регулирующее устройство в виде усеченного конуса позволяет регулировать подачу зернового материала по толщине или высоте слоя на скатной конической плоскости в режиме их быстрого сдвигового течения, которое зависит от соотношения одновременно протекающих процессов сегрегации и перемешивания. И в результате определенная часть частиц зерновой смеси, имеющих похожие свойства, перемещается в направлении к открытой поверхности слоя (примеси), а другая часть - в противоположном направлении, т.е. к основанию слоя (семена).The adjusting device in the form of a truncated cone allows you to adjust the supply of grain material by the thickness or height of the layer on the ramp conical plane in the mode of their rapid shear flow, which depends on the ratio of simultaneously occurring segregation and mixing processes. And as a result, a certain part of the particles of the grain mixture having similar properties moves towards the open surface of the layer (impurity), and the other part - in the opposite direction, i.e. to the base of the layer (seeds).

С целью обеспечения установившегося сдвигового течения скатная плоскость выполнена шероховатой многоступенчатой и установлена под углом к горизонту, близким углу естественного откоса зернового материала. На скатной плоскости образуются условия, приближенные к условию прилипания или задержки нижнего слоя зерновых частиц, отсюда следует, что верхние слои частиц движутся со значительно большими скоростями, чем нижние.In order to ensure a steady shear flow, the sloping plane is made rough multi-stage and installed at an angle to the horizon close to the angle of repose of the grain material. On a sloping plane, conditions are formed that are close to the condition of adhesion or retardation of the lower layer of grain particles, it follows that the upper layers of particles move at significantly higher speeds than the lower ones.

От ступени к ступени на конических скатных плоскостях происходит сортировка зернового материала. При этом устанавливают разделитель параллельно плоскости скатывания зернового материала по скатной конической плоскости с возможностью поступательного перемещения относительно нижней кромки плоскости и разделяют зерновой слой по толщине или высоте на две части. Четкость разделения неоднородных частиц по толщине или высоте слоя повышается с увеличением отношения интенсивности сегрегации к интенсивности перемешивания.From step to step on conical pitched planes, grain material is sorted. In this case, a separator is installed parallel to the plane of rolling of the grain material along the ramp conical plane with the possibility of translational movement relative to the lower edge of the plane and the grain layer is divided into two parts by thickness or height. The clarity of separation of heterogeneous particles by thickness or height of the layer increases with increasing ratio of segregation intensity to mixing intensity.

Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемого устройства обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и эффективности выделения из исходной смеси сходовых компонентов.Thus, the identified distinctive features of the claimed device ensure the achievement of a technical result, which consists in increasing the productivity and efficiency of separation from the initial mixture of similar components.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже показана конструктивно-технологическая схема заявляемого сепаратора-транспортера.The invention is illustrated in the drawing. The drawing shows a structural and technological diagram of the inventive separator conveyor.

Вертикальный сепаратор-транспортер включает внутренний 1 и внешний 2 цилиндрические транспортирующие каналы. В верхней части канала 1 установлен воронкообразный бункер-приемник 3, оканчивающийся кольцевой выпускной щелью 4. К выпускной щели 4 закреплено регулирующее устройство 5 для регулирования толщины и длины скатывающего зернового слоя, выполненное в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса. Под бункером 3 одна под другой расположены ступени рабочих органов, закрепленные к подвижному несущему элементу 6, проходящему по оси сепаратора. Несущий элемент 6 установлен с возможностью перемещения в направляющих 7 посредством реечного регулирующего устройства 8. Каждая ступень рабочих органов содержит последовательно установленные: несколько сортирующих скатных конических плоскостей 9, расположенных ступенчато с зазором 10 между ними в проекции на горизонтальную плоскость; разделитель 11, выполненный в виде усеченного конуса; воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник 12 с выпускной щелью 13, к которой закреплено регулирующее устройство 14, выполненное в виде расположенного большим основанием вниз усеченного конуса. Поверхность скатных конических плоскостей 9 выполнена шероховатой. При этом нижняя скатная коническая плоскость 9 каждой ступени своим большим основанием расположена в разделителе 11, установленном параллельно плоскости скатывания зернового материала. Конические плоскости 9 установлены под углом к горизонту, близким углу естественного откоса зернового материала. В нижней ступени рабочих органов под воронкообразным приемником 12 имеется выгрузное окно 15 для семенных частиц. В нижней части внешнего канала 2 имеется цилиндрический приемник 16 для примесей и выгрузное окно 17.The vertical separator-conveyor includes an inner 1 and an outer 2 cylindrical conveying channels. In the upper part of the channel 1, a funnel-shaped hopper-receiver 3 is installed, ending in an annular outlet slot 4. An adjustment device 5 is fixed to the outlet slot 4 for regulating the thickness and length of the rolling grain layer, made in the form of a truncated cone located with a large base downward. Under the hopper 3, one below the other are the steps of the working bodies, fixed to the movable bearing element 6, passing along the axis of the separator. The bearing element 6 is mounted with the possibility of movement in the guides 7 by means of a rack adjusting device 8. Each stage of the working bodies contains sequentially installed: several sorting pitched conical planes 9, arranged stepwise with a gap 10 between them in the projection onto a horizontal plane; the separator 11, made in the form of a truncated cone; a funnel-shaped loading and unloading receiver 12 with an outlet slot 13, to which a control device 14 is fixed, made in the form of a truncated cone located with a large base downward. The surface of the ramp conical planes 9 is made rough. The lower pitched conical plane 9 of each stage with its large base is located in the separator 11, mounted parallel to the plane of rolling of the grain material. Conical planes 9 are installed at an angle to the horizon, close to the angle of repose of the grain material. In the lower stage of the working bodies under the funnel-shaped receiver 12 there is an unloading window 15 for seed particles. In the lower part of the external channel 2 there is a cylindrical receiver 16 for impurities and an unloading window 17.

Вертикальный сепаратор-транспортер работает следующим образом.Vertical separator conveyor operates as follows.

Исходный зерновой продукт, имеющий произвольное значение скорости, поступает в воронкообразный бункер-приемник 3. Далее продукт выводится через выпускную щель 4 и регулируется по толщине и длине устройством 5. Затем продукт поступает в первую ступень рабочих органов. Зерновой продукт поступает на сортирующие скатные плоскости 9 с зазором 10, где толщина или высота скатывающего зернового слоя регулируется устройством 5. В конце сортирующей скатной плоскости 9 установлен разделитель 11, который разделяет зерновой слой по толщине или высоте на две части. Разделившиеся примеси зернового продукта поступают в сходовый приемник 16 и выводятся через окно 17. Семена зерновых и примеси, не успевшие выделиться на первом разделителе 11 первой ступени, поступают на расположенный ниже воронкообразный загрузочно-разгрузочный приемник 12 и через выпускную щель 13 поступают на следующую ступень рабочих органов. На второй и третьей ступенях процесс сепарации зернового продукта повторяется. Семена, выделенные на трех ступенях, объединяются в воронкообразном приемнике 12 нижней ступени и выводятся через окно 15. Положение регулирующего устройства 5 и сортирующих скатных плоскостей 9, установленных последовательно ступенчато относительно разделителей 11, определяются положением подвижного несущего элемента 6, которое может меняться посредством реечного регулируемого устройства 8 по направляющим 7.The initial grain product, having an arbitrary speed value, enters the funnel-shaped hopper-receiver 3. Next, the product is discharged through the outlet slot 4 and is adjusted in thickness and length by the device 5. Then the product enters the first stage of the working bodies. The grain product enters the sorting pitched plane 9 with a gap 10, where the thickness or height of the rolling grain layer is controlled by the device 5. At the end of the sorting pitched plane 9, a separator 11 is installed, which divides the grain layer by thickness or height into two parts. Separated impurities of the grain product enter the collection receiver 16 and are discharged through the window 17. Grain seeds and impurities that did not have time to stand out on the first separator 11 of the first stage enter the funnel-shaped loading and unloading receiver 12 located below and through the outlet slot 13 enter the next stage of the workers organs. At the second and third steps, the process of separation of the grain product is repeated. Seeds allocated in three stages are combined in a funnel-shaped receiver 12 of the lower stage and displayed through window 15. The position of the adjusting device 5 and the sorting ramps 9 installed sequentially in steps with respect to the dividers 11 are determined by the position of the movable carrier 6, which can be changed by means of a rack adjustable devices 8 along the guides 7.

Положительный эффект заключается в следующем. Для эффективного сдвигового течения скатные плоскости выполнены шероховатыми и установлены последовательно ступенчато с зазором между ними в проекции на горизонтальную плоскость. При этом верхние слои зерновых частиц движутся со значительно большими скоростями, чем нижние. Использование сегрегации и миграции, имеющих место в быстром сдвиговом потоке, позволяет сепарировать зерновые частицы не только по размеру и плотности, но и по шероховатости их поверхности и упругости. Сепарация зерновых частиц существенно зависит от толщины движения в гравитационно-скатывающемся слое, заключающейся в том, что одни частицы (примеси) перемещаются в направлении к открытой поверхности слоя, а другие (семена) - в направлении к основанию слоя.The positive effect is as follows. For effective shear flow, the pitched planes are made rough and are installed sequentially stepwise with a gap between them in the projection onto the horizontal plane. In this case, the upper layers of grain particles move at significantly higher speeds than the lower ones. Using segregation and migration taking place in a fast shear flow allows grain particles to be separated not only by size and density, but also by their surface roughness and elasticity. The separation of grain particles substantially depends on the thickness of the movement in the gravitationally rolling layer, which consists in the fact that some particles (impurities) move towards the open surface of the layer, while others (seeds) move towards the base of the layer.

Claims

A vertical separator-conveyor, including internal and external cylindrical conveying channels, in the upper part of the internal conveying channel there is a funnel-shaped hopper-receiver with an outlet slot, to which a control device is mounted, located under it, one below the other, the steps of the working bodies, fixed to the movable carrier an element passing along the axis of the separator, each stage of the working bodies contains sequentially installed conical pitched plane, located large novanie downward, a funnel-shaped loading and unloading receiver with an outlet slot, equipped with a regulating device, characterized in that the regulating devices are made in the form of a truncated cone located with a large base down, each step of the working bodies contains several pitched conical planes, located stepwise with a gap between them, installed at an angle to the horizon close to the angle of repose of the grain material, the lower pitched conical plane is located with its large base in the separator, made in the form of a truncated cone, mounted parallel to the plane of rolling of the grain material, the surface of the pitched conical plane is roughened, while the pitched conical surfaces are configured to provide movement of the upper layers of grain particles at significantly higher speeds than the lower layers, and the movement of impurities in direction to the open surface, and seeds to the base of the layer.