Спосіб сепарування сипучої суміші і пристрій для його здійснення

Реферат: Винаходи належать до способів та пристроїв для повітряного сепарування сипучих матеріалів та можуть бути використані у харчовій, хімічній та інших галузях промисловості, а також у сільському господарстві для підготування насіння до сівби та для селекційних цілей шляхом його очищення, сушіння (у разі потреби) та розділення на певні фракції відповідно до технологічних завдань. Спосіб сепарування сипучої суміші у текучому середовищі полягає у гравітаційному подаванні часток, аеродинамічному монотонно зростаючому діянні на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів, стабілізованих за тиском та течією і виводі готових фракцій. Сипучу суміш попередньо готують шляхом очищення від крупних домішок, у сепараційній камері підтримують стабільні умови. Спосіб застосовують і для сушіння, для чого змінюють режим впливу на сипучу суміш. Пристрій містить віброрешето, регульований бункер з ворушилкою та з вібролотком, встановлений під ним генератор каскаду плоских струменів, який пов'язаний з приводом подачі повітря під тиском та охоплений боковими стінками, збірник фракцій та сепарувальну камеру. Вихід сепарувальної камери перекритий фільтрувальним елементом, виконаним у вигляді обертового барабана з калібрувальним решетом на поверхні, UA 113566 C2 (12) UA 113566 C2 який зовні має очищувач непрохідних твердих домішок та аеродинамічно пов'язаний з циклоном. Обертовий барабан зв'язаний через повітровід з приводом подачі повітря під тиском у генератор каскаду плоских струменів. Очищувач виконаний у вигляді послідовно розташованих щілинного конфузора, вентилятора та циклона з бункером для відходів, при цьому щілина конфузора примикає з гарантованим зазором безпосередньо до фільтрувального елемента та одна з кромок щілини конфузора має чистик. Пристрій може бути змонтований на рамі з колесами для можливості автономної передислокації, мати дистанційний пульт управління, засоби завантаження та розвантаження, продуктоводи для відведення готової продукції у будь-яку зону, а також один бік пристрою може бути виконаний з прозорого матеріалу. Технічні переваги: підвищення якості обробляння сипучої суміші у текучому середовищі та розширення техніко-функціональних властивостей пристрою; використання як для сепарування, так і сушіння сипучої суміші. UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винаходи належать до способів та пристроїв для повітряного сепарування сипучих матеріалів та можуть бути використані у харчовій, хімічній та інших галузях промисловості, а також у сільському господарстві для підготування насіння до сівби та для селекційних цілей шляхом його очищення, сушіння (у разі потреби) та розділення на певні фракції відповідно до технологічних завдань. Відомий спосіб сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, що полягає у гравітаційному подаванні часток суміші в зону сепарації, аеродинамічному монотонно зростаючому діянні на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів і виводі готових фракцій. При цьому діяння здійснюють у режимі вільного знакозмінного силового сканування зі зростанням амплітуди та кута сканування. Пристрій для здійснення зазначеного способу містить бункер з віброкотком, встановлений під ним генератор струменів повітря, з розташованими одне під одним і під гострим кутом до вертикалі плоскими соплами, висота поперечних перерізів яких, крок і кут встановлення, збільшуються зверху донизу. При цьому генератор зв'язаний з джерелом постачання в нього повітря під тиском та генератор охоплений боковими стінками. Пристрій має збірники фракцій, які розташовані під соплами [див. пат. України № 45881 з класу В07В 4/02 опублікований 15.04.2002 р. у Бюл. № 4 за 2002 p.]. У цьому відомому способі розділення сипучої суміші на окремі фракції відбувається за рахунок різниці співвідношення їх ваги і сили аеродинамічного опору. Цей спосіб, завдяки особливому режиму діяння струменів повітря на частки суміші, більш точний і більш стабільний у часі у порівнянні зі звичайним віянням, особливо при сепаруванні часток неправильної форми. Це стало можливим завдяки тому, що діяння потоком каскаду струменів у режимі сканування дозволяє багаторазово та різнонаправлено впливати майже на кожну частку сипучої суміші. Але відомі спосіб сепарування сипучої суміші та пристрій для його реалізації все ж таки мають недоліки, а саме. Знакозмінний і вільний режим роботи каскаду струменів невідворотно призводить до періодичного, нестабільного у часі і просторі виникненню у ньому зон тиску та розрядження з появою прямих і зворотних течій. У зоні зворотних течій відбувається втягування часток (особливо легких) у рух, зворотний руху основного потоку повітря, що призводить до часткового змішування вже відсепарованого матеріалу з невідсепарованим. Нестабільність у часі цього явища, врешті-решт, призводить до розмикання (розриву) каскаду струменів у будь-якому випадковому місці, що ще більшою мірою підсилює зворотну течію у цій зоні і як результат інтенсифікує змішування відсепарованого матеріалу з невідсепарованим. Крім того, розмикання каскаду струменів повітряного потоку сприяє зриву генерації (припиненню коливального процесу), що помітно знижує якість процесу сепарування, наближаючи його до якості сепарування звичайною віялкою. Вказані недоліки відомого способу обумовлені невдосконаленістю конструкції пристрою для його здійснення, зокрема конструкції його генератора струменів повітря. Ці недоліки частково усунені у інших відомих технічних рішеннях, суть одного з яких, полягає у наступному: Спосіб сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, який полягає у гравітаційному подаванні часток суміші, що підлягає сепаруванню, аеродинамічному монотонно зростаючому діянні на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів і виводі готових фракцій, при цьому аеродинамічне діяння здійснюють у режимі резонансного автоколивального руху кожного струменя і усього каскаду струменів на частоті першої гармоніки коливань. Пристрій для реалізації цього способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі містить бункер з віброкотком, встановлений під ними генератор струменів, з розташованими одне під одним та під гострим кутом до вертикалі плоскими соплами, висота поперечних перерізів яких, крок і кут встановлення збільшуються зверху донизу, а також генератор зв'язаний з джерелом постачання повітря під тиском та охоплений боковими стінками для запобігання підсмоктуванню повітря з довкілля у генератор, крім того, пристрій містить сепарувальну камеру, під якою розташований збірник фракцій, а також кожна пара суміжних сопел оснащена резонансною камерою, сполученою з їх міжсопловим простором. Резонансні камери, в свою чергу, оснащені пристроєм для регулювання їх об'єму, причому відношення висоти поперечного перерізу сопел до кроку їх встановлення знаходиться в межах 0,2-0,25, а відношення крайнього верхнього та крайнього нижнього кутів встановлення сопел - 0,65-0,75 [див. пат. України № 60254 з класу В07В 4/02, А01F 12/44 опублікований 15.07.2005 p. у Бюл. № 7 за 2005 p.]. Основний недолік відомого способу сепарування сипучої суміші полягає в тому, що його здійснення відбувається з використанням відкритої системи постачання текучого середовища для процесу сепарування, зокрема повітряного потоку. У відомому способі повітряний потік 1 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 всмоктується у генератор каскаду плоских струменів з довкілля, та туди ж (у довкілля) повертається після використання його для сепарування сипучої суміші, але "відпрацьований" повітряний потік повертається, природно, вже насичений звичайним пилом та летючими домішками біологічного походження, що автоматично породжує низку додаткових побічних недоліків, притаманних відомому способу сепарування, а саме: погіршує стан здоров'я працівників, викликаючи забруднення легенів та сприятиме викликанню небажаних алергічних реакцій (медичний недолік), забруднює довкілля та приміщення, де розташований пристрій (екологічний недолік). Отже, незважаючи на високу якість сепарування, все ж таки знижується комерційна привабливість відомого способу через наявність постійної щільної хмари пилу в зоні роботи пристрою для сепарування (економічний недолік), та, навіть, може викликати пожежі, руйнування приміщень, обладнання та призвести до жертв через вибухонебезпечність повітряно-пилової суміші, коли вона досягне відповідної концентрації у приміщенні, що, у свою чергу, вимушує користувачів пристрою налагодити потужну вентиляційну систему, яка, загалом, підвищує собівартість готової (сепарованої) зернової продукції через зростання вартості технологічного обладнання та підвищення енерговитрат для реалізації такого процесу сепарації. Другий суттєвий недолік відомого способу сепарування сипучої суміші проявляється при його застосуванні у сільському господарстві (переважне застосування) при очищенні та розділенні насіння або зернин сільськогосподарських культур на фракції, оскільки при його застосуванні неможливо очищати зернини від адгезійного шару пилу, яка досить щільно укутує всю поверхню кожної зернини, що наочно можна побачити під час перевантаження відсепарованого зернового матеріалу у тару (мішки, бункери, кузов вантажівки тощо): з'являється густа хмара пилу, але цей пил вже іншого походження. При пересипанні відсепарованого зернового матеріалу, зернини зіштовхуються між собою та механічно, через тертя зчищають адгезійний шар пилу одна з одної, який і формує хмари пилу при перевантаженні відсепарованого зернового матеріалу. Наявність хмари пилу при перевантаженні відсепарованого зернового матеріалу, за суттю, є прямим доведенням неможливості очищення зернин від адгезійного шару пилу відомим способом, за суттю, аеродинамічним, - для цього недостатньо потужності повітряного потоку. Збільшити ж потужність повітряного потоку не є можливим, оскільки при цьому різко знижується якість розділення зернового матеріалу на фракції, тому що потужність повітряного потоку знаходиться у взаємозв'язку з фізичними властивостями сипучої суміші, а тому чітко розраховується з врахуванням розмірів та ваги матеріалу, що піддається сепаруванню. Оскільки зерновий матеріал під час сепарування не можливо очистити аеродинамічно шляхом впливу на нього каскадом плоских струменів, залишається лише впливати на зернини механічно, але відомий спосіб такого впливу зробити не може, оскільки в ньому такої технологічної операції не передбачено. Отже, відомий спосіб сепарування сипучої суміші у текучому середовищі хоча і дозволяє досить якісно розділяти зерновий матеріал на декілька фракцій, але зовсім не очищує його від адгезійного шару пилу, який породжує дедалі низку небезпечних проблем, зазначених вище. Всі перелічені недоліки способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі покликані конструктивною невдосконаленістю пристрою, за допомогою якого він реалізується. В конструкції пристрою відсутній фільтруючий вузол для очищення повітряного потоку, що виходить з сепарувальної камери, від забруднень і пилу, які, разом, формують небезпечну хмару пилу біля пристрою під час його експлуатації. Проте, звичайно, відомий пристрій має фільтруючий вузол будь-якої відомої конструкції, який автоматично підвищує енергоємність процесу сепарування, через відповідне зростання потужності приводу постачання повітря під тиском у генератор у залежності щільності фільтрувального елемента, який чинить опір повітряному потоку. З цієї причини, оснащення пристрою фільтруючим вузлом виявляється неприйнятним виходом з точки зору економіко-енергетичних показників відомого способу сепарування. До того ж, звичайні фільтрувальні елементи не вирішують задачу очищення зернового матеріалу від адгезійного шару пилу, оскільки вони ніяким чином не впливають на нього механічно, через те, що відсепарований матеріал просто не стикається з фільтрувальними елементами, оскільки потрапляє у збірники фракцій, що розташовані, як правило, ближче, ніж фільтри, тобто відсепарований матеріал просто не досягає фільтрів. Отже, будь-яких засобів для механічного очищення зернового матеріалу від адгезійного шару пилу в конструкції відомого пристрою непередбачено, що і є його основним недоліком. Найбільш близькими за своєю суттю та ефектом, що досягається, і які приймаються за прототип, є спосіб сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, який полягає у гравітаційному подаванні часток суміші в зону сепарації, аеродинамічному монотонно 2 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зростаючому діянні на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів і відводі готових фракцій, причому найбільш легкі тверді летючі фракції домішок калібрують за розміром на дві самостійні фракції, та найбільш дрібну з них, разом з більшою частиною вже використаного для сепарування потоку повітря, повертають для формування каскаду плоских струменів, в якому зазначеним дрібним фракціям твердих домішок додають прискорення для механічного впливу на матеріал, що сепарується, а також другу непрохідну, більш крупну фракцію летючих домішок, разом з пилом та рештою потоку повітря безперервно видаляють у довкілля. Пристрій для реалізації вищеописаного способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, містить бункер з вібролотком, встановлений під ним генератор каскаду плоских струменів, з розташованими одне під другим та під гострим кутом до вертикалі плоскими соплами, висота поперечних перерізів яких, крок і кут установлення збільшуються зверху донизу, та який пов'язаний з приводом подачі повітря під тиском у генератор, який охоплений боковими стінками, сепарувальну камеру, під якою розташовані збірники фракцій, причому вихід сепарувальної камери перекритий фільтрувальним елементом, виконаним у вигляді обертового барабана з калібрувальним решетом на поверхні, який зовні має очищувач непрохідних твердих домішок, при цьому внутрішність обертового барабана зв'язана з приводом подачі повітря під тиском у генератор каскаду плоских струменів (зворотний тракт), а очищувач виконаний у вигляді послідовно розташованих щілинного конфузора, вентилятора та циклона з бункером для відходів, розташованих таким чином, що фільтрувальний елемент примикає з гарантованим зазором до вхідної щілини конфузора, одна з кромок якого має чистик, виконаний, наприклад, у вигляді звичайної механічної щітки. Як варіант виконання пристрою, останній збірник фракцій, який призначений для збирання нелетючих відходів процесу сепарування, та бункер для летючих відходів циклона можуть бути поєднані між собою у єдину конструкцію [див. пат. України № 96814 з класу В07В 4/02, А01F 12/44 опублікований 12.12.2011 p. у Бюл. № 23 за 2011 p.]. Основним недоліком відомого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі є непередбачуваність якості процесу розділення суміші на окремі фракції. Наявність цього недоліку обумовлена відсутністю засобу вирівнювання повітряного потоку на виході з приводу постачання повітря під тиском або перед генератором струменів. Як відомо, повітряний потік на виході з приводу, у даному випадку - відцентрового вентилятора (хоча тип приводу не має значення), має надмірну турбулентну структуру з різним тиском за своїм перетином (найбільшим у центрі потоку). Саме такий не вирівняний за тиском та течією потік повітря потрапляє до сопел генератора, а з нього - в зону сепарації. А якщо для сепарації використовувати неврівноважений каскад повітряних струменів, неможливо дотриматися однакового аеродинамічного впливу на частки суміші за всім об'ємом сепарувальної камери, тому процес сепарації відбувається неконтрольовано та з досить низькою якістю, оскільки різний вплив повітряних струменів на суміш автоматично спрямовує певну кількість часток сипучої суміші не в ті лотки збірника фракції, в які вони повинні були потрапити. Наявність вказаного технологічного недоліку обумовлена технічною (конструктивною) невдосконаленістю пристрою - в ньому відсутній засіб для вирівнювання потужного повітряного потоку за тиском та ламінарністю течії на ділянці між приводом постачання повітря та генератором каскаду окремих струменів повітря. Другий суттєвий недолік відомого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі полягає у поступовому зниження якості відсепарованого матеріалу через його засмічення мінеральним пилом та дрібними летючими фракціями домішок біологічного походження. Наявність вказаного недоліку пояснюється наступним. Єдиною перешкодою для різних летючих домішок є фільтрувальний елемент. Проте, дрібні летючі домішки та пил проникають через нього і, по зворотному тракту, повертаються до приводу, а звідси - через генератор каскаду струменів, повертаються у зону сепарації, де додаються до пилу й домішок, які потрапляють в зону сепарації з новими порціями сипучої суміші, що підлягає сепаруванню. Отже, якщо пил та дрібні леткі домішки пройшли один раз через фільтрувальний елемент, то їм нічого не заважає пройти й ще раз через той же ж самий фільтр, причому неодноразово. Тому з часом у замкненому об'ємі зони сепарації загальна кількість пилу та летючих дрібних домішок буде зростати. І ось наступить момент, коли їх маса перевищить критичну (максимально припустиму), і пил з домішками почне випадати у збірник фракцій, засмічуючи відсепарований матеріал, що неприпустимо знижує якість останнього. Наявність цього технологічного недоліку способу пов'язана з технічною невдосконаленістю пристрою, який його реалізує, в ньому відсутній засіб для періодичного видалення зайвої кількості пилу та летючих домішок із замкненої системи функціональних вузлів пристрою. До того ж, надмірна кількість пилу й домішок у замкненій системі пристрою може дестабілізувати роботу останнього, а отже 3 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 порушувати стабільність процесу сепарації сипучої суміші, а також надмірна кількість такого пилу вибуховонебезпечна. Черговим суттєвим недоліком відомого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі є обмеженість області його застосування, що обумовлене наступним (на прикладі сепарації насіння сільськогосподарських культур). Зернини сипучої суміші злакових культур мають певні розміри й масу. В цьому способі сипуча суміш, незалежно від її виду, подається гравітаційно у зону сепарації. При цьому відстань від краю вібролотка до першого струменя повітря, що виходить з верхнього сопла генератора каскаду струменів, завжди постійна, що обумовлено нерухомістю бункера, розташованого над генератором струменів. Отже, якщо у зону сепарації подавати насіння, наприклад маку, зернини якого мають малі розміри та вагу або насіння трав'яних культур (яке до того ж схильне до зчеплення між собою), то їм треба мати велику кінетичну енергію падіння, щоб вони у вільному польоті встигли розшаруватися (для цього бункер треба підіймати якнайвище над входом у сепараційну камеру), у протилежному випадку їх просто видуватиме першим (верхнім) струменем при великій продуктивності пристрою взагалі з зони сепарації. Якщо дрібне насіння своєчасно розшарувати у вільному польоті, воно якісно розділиться каскадом струмів на окремі фракції та потрапить у відповідні лотки збірника фракцій. Але, якщо у зону сепарації подавати інше насіння, наприклад кукурудзи, зернини якого мають великі розміри та вагу, то вони, маючи велику кінетичну енергію падіння (при значній відстані бункера від сепараційної камери), перший (верхній) струмінь повітря (чи декілька верхніх струменів) просто "проскочать" без розшаровування і наступними струменями вже не повністю розділяться на окремі фракції (решта струменів не встигає якісно розділити зернини на фракції через їх (струменів) недостатність за кількістю), і потраплять у лотки збірника фракцій без якісного розділення на відповідні фракції. Тому такому насінню треба зменшувати кінетичну енергію шляхом приближения бункера до входу в сепараційну камеру. Як це було зазначено, наявність цього недоліку обумовлена нерухомістю бункера, що не дозволяє регулювати ним відстань між віброкотком до першого струменя повітря, тобто регулювати кінетичну енергію падіння зернин. Крім того, пристрій, зокрема його бункер, не може враховувати вид сипучої суміші (її шорсткість, вологість, здатність утворювати зводи), а отже, не може гарантувати стабільність подання суміші до віброкотка, що є його суттєвим недоліком. Таким чином, ані спосіб, ані пристрій для його реалізації, не універсальні, що обмежує їхні техніко-технологічні можливості. Ще одним недоліком відомого способу сепарування є неможливість забезпечення безперебійності процесу сепарації сипучої суміші через те, що вона подається у бункер без попередньої підготовки, яка полягає у видаленні з неї надмірно крупних домішок мінерального та біологічного походження (наприклад каменів, кореневих систем рослин тощо). Якщо вказані крупні домішки потраплять у сепараційну камеру, вони можуть пошкодити обладнання, або "забити" якийсь його тракт, а це, в свою чергу призведе, до порушення стабільності процесу сепарації з неприпустимим зниженням якості кінцевого відсепарованого продукту. Отже, відсутність у пристрої засобу попередньої підготовки сипучої суміші до процесу її сепарації, є його недоліком, який впливає на процес сепарації сипучої суміші. П'ятим недоліком відомого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі є його нечутливість до зміни умов, від яких залежить якість процесу сепарування. До таких умов можна віднести стрибкоподібну зміну кількості (об'єму у одиницю часу) гравітаційного подання сипучої суміші в зону сепарації, зміну параметрів електричної мережі, наприклад напруги чи частоти струму. Якщо такі випадки трапляться, пристрій на це не в змозі відреагувати певним чином, оскільки в ньому непередбачено автоматичної зміни потужності приводу подання повітря до генератора, що є його суттєвим недоліком, оскільки при зміні зазначених умов, процес сепарації буде відбуватися по заздалегідь налаштованим параметрам, що неминуче призведе до погіршення якості відсепарованої продукції. Шостим недоліком відомого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі є те, що він не враховує постійну зміну умов сепарування, що обумовлюється наступним. Частка потоку повітря видаляється за межі пристрою разом з домішками за допомогою витяжного вентилятора. З цього свідчить, що до зворотного тракту повертається не повний потік повітря, а нестача потоку повітря, що повертається до приводу, не в змозі утворити такого тиску, який був на початку процесу сепарації. При цьому брак повітря на зворотному тракту постійно збільшується, що автоматично змінює умови сепарування сипучої суміші. Відсутність у пристрої засобу для компенсації частки втраченого повітря є його конструктивним недоліком, який впливає на якість кінцевого відсепарованого продукту. Крім того, при реалізації відомого способу, надглядається й абсолютно протилежна ситуація, коли тиск в зоні сепарації зростає і становиться вище потрібного. Ця ситуація виникає, коли засмічується фільтрувальний елемент, через що його 4 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пропускна здатність стосовно проходження через нього повітря для зворотного тракту зменшується. Проте, відомий спосіб не передбачає регулювання тиску в зоні сепарації, наприклад, через періодичне автоматичне скидання надмірного тиску. Ще одним фактором дестабілізації процесу сепарації є зовнішні природні чи штучні умови, які можуть виникати непередбачено. Мова йде про довкілля, зокрема погодні явища такі як вітер, дощ - якщо пристрій працює на відкритому майданчику, або протяги - якщо пристрій працює у приміщенні. Захистити процес сепарування від впливу цих негативних явищ можна за умови повного захисту зони сепарації від них. Головне те, що зміни умов сепарації неможливо контролювати візуально, оскільки пристрій виконаний з непрозорого матеріалу, що вимушує постійно відбирати проби відсепарованого матеріалу, та по його якості судити побічно про зміну умов. Сьомим недоліком відомого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі є те, що готовий (відсепарований) кінцевий продукт відводиться у лотки збірника фракцій, звідки він перевантажується переважно у тару нестійкої форми (мішки). По-перше, це не зручно, оскільки при розділенні сипучої суміші набагато фракцій, мішки треба встановлювати щільно, їх в процесі наповнення може заклинювати між сусідніми мішками, а тому їх треба якось "висмикнути" чи витягнути з-під пристрою, а, по-друге, досить часто треба взагалі відвести якусь фракцію (чи декілька фракцій) у якусь зону без завантаження у тару. Неможливість відведення кінцевого продукту на будь-яку бажану відстань є суттєвим недоліком відомого пристрою, який обумовлений невдосконаленістю конструкції збірника фракцій. Восьмим недоліком відомого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі є обмеженість його функціональних можливостей, наприклад його неможливо застосовувати для сушіння насіння злакових культур. І, хоча можна змінити режим "продування" суміші для її сушіння, проте, якості цього процесу заважатимуть деякі наявні вузли пристрою, зокрема немає сенсу у фільтрувальну елементі, який лише чинить перешкоду вільному проходженню повітря, у зворотному тракті, який буде повертати зволожене повітря на вихідну позицію до генератора, у циклоні, який доцільно замінити на звичайну осадочну камеру, у збірниках фракцій, оскільки задача розділення при сушінні не стоїть, в той час як у конструкції пристрою не вистачатиме засобу для контролю вологості повітря, за показниками якого можна оцінювати якість готового (висушеного продукту). Основним недоліком пристрою для сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, за допомогою якого реалізується вищеописаний спосіб, є те, що його пульт управління розташований безпосередньо на ньому, що обмежує зону оглядання роботи пристрою оператором, робить його роботу небезпечною через постійного знаходження біля пристрою. Ще одним недоліком відомого пристрою є те, що він має суцільну конструкцію, яку неможливо розібрати на блоки (модулі). Цей недолік украй ускладнює проведення профілактичних робіт, у разі потреби оперативно заміняти окремі вузли, можливості транспортування на далекі відстані особливо, партій пристроїв до замовників, збирати з блоків саме таку конструкцію, яка максимально задовольнить потреби споживача. Третім недоліком відомого пристрою є те, що привід подачі повітря безпосередньо пов'язаний з електродвигуном. Це погіршує умови роботи (немає охолодження) електродвигуна оскільки він знаходиться у пристрої, утруднює його заміну на іншій за характеристиками, а головне, якщо замінний електродвигун матиме робочий вал інших розмірів, ніж передбачено для певного типу приводу подачі повітря (вентилятора), що інколи трапляється при використанні імпортних двигунів у іноземних замовників, то його взагалі не вдасться підключити без попередньої конструктивної зміни приєднувального вузла вентилятора, що практично неможливо зробити у нестаціонарних умовах експлуатації пристрою через відсутність у таких умовах необхідного обладнання, наприклад, токарних, фрезерних, свердлильних верстатів. Крім того, у різних замовників, найчастіше, у іноземних, можуть бути різні параметри електричних мереж, наприклад напруга, фазність, частота. Виконання електродвигуна для будь-якого приводу подання повітря винесеним, дозволяє його оперативно замінити на відповідний, без подальших змін будь-яких вузлів приводу. Низка недоліків пов'язана з невдосконаленістю збірника фракцій пристрою, зокрема поворотних шторок, верхні торці яких ушкоджують зерновий матеріал, навіть, розрубують зернини, патрубки вихідних отворів виконані нерухомими, що вимушує повертати лотки у разі потреби, на них відсутні продуктоводи для можливості відведення кінцевого продукту на певну відстань у визначену зону, а також конструктивним недоліком є те, що збірник фракцій виконаний у вигляді набору зворотних лотків, які неможливо змінити (окрім повертати), наприклад, за об'ємом, недоцільно використовувати під час використання пристрою для сушіння. 5 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Черговим суттєвим недоліком відомого пристрою є обмеженість його технічних можливостей самостійно переміщуватися на нові технологічні позиції, в ньому відсутні засоби автоматичного завантаження сипучої суміші та вивантаження готової продукції, що разом дозволяє казати про його технічну несучасність та невдосконаленість, які вимушують залучати до його обслуговування допоміжні трудові та технічні ресурси. Наведений критичний аналіз відомих технічних рішень є переконливим в тому, що недоліки, притаманні відомому способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі знаходяться у причинно-слідчому зв'язку з конструктивними недоліками пристрою, за допомогою якого він здійснюється. В основу винаходу поставлена задача усунення перелічених вище недоліків через принципове вдосконалення способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі та пристрою для його здійснення шляхом розширення техніко-функціональних та споживчих їх властивостей, за рахунок того, що спосіб має нові технологічні властивості, що позитивно впливають на якість процесу розділення суміші на окремі фракції, та пристрій – нові конструктивні особливості, зокрема часткові зміни конструкції наявних вузлів та введення додаткових, які дозволять реалізувати нові властивості способу, щоб разом надати нові якості технології сепарування чи сушіння сипучої суміші та нові функціональні можливості пристрою, в тому разі, розширення області їх використання. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у способі сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, який полягає у гравітаційному подаванні часток суміші, що підлягає сепаруванню, аеродинамічному монотонно зростаючому впливу на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів і виводі готових фракцій, а також більшу частину використаного для сепарування потоку повітря повертають по зворотному тракту до приводу подачі повітря до генератора, а непрохідну фракцію летючих домішок, разом з пилом та рештою потоку повітря безперервно видаляють у довкілля через призначений для цього пристрій, виконаний, наприклад, у вигляді циклона, згідно з винаходом, перед поданням сипучої суміші у бункер здійснюють її попередньо підготовку шляхом видалення з неї надмірно крупних домішок біологічного та мінерального походження для подальшої безперебійності процесу сепарації, а каскад плоских струменів формують з попередньо вирівняного за тиском та ламінарністю течії суцільного потоку повітря, а також при гравітаційному поданні сипучої суміші у сепараційну камеру їй задають мінімальну необхідну кінетичну енергію падіння з одночасною примусовою стабілізацією об'єму суміші, що безперервно подається на сепарацію, а при непередбаченій зміні кількості чи об'єму гравітаційного подання сипучої суміші у зону сепарації або зміні параметрів електричної мережі, зокрема напруги, частоти струму та інших зовнішніх факторів, що впливають на якість процесу сепарації, автоматично змінюють потужність каскаду струменів, наприклад, шляхом відповідного регулювання режиму роботи (потужності) приводу подачі повітря до генератора, крім того, до потоку повітря зворотного тракту безперервно додають додатковий об'єм повітря для компенсації втраченого об'єму при видаленні решти потоку повітря разом з пилом у довкілля, до того ж, у сепараційній камері, у разі потреби, постійно чи періодично видаляють надлишок тиску повітря для дотримання незмінності умов протікання процесу сепарації сипучої суміші в неї, а також, зона сепарації сипучої суміші максимально можливо захищена від впливу на процес сепарації довкілля, зокрема дощу, вітру, протягів тощо, крім того, весь процес сепарації від завантаження сипучої суміші до вивантаження готових фракції, у разі потреби, може контролюватися візуально, причому готові фракції відводяться на будь-яку відстань від збірників у бажану зону. Рішення поставленої задачі досягається також і тим, що у пристрої для сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, який містить пульт управління, завантажувальний бункер з вібролотком, встановлений під ним генератор каскаду плоских струменів з розташованими одне під одним та під гострим кутом до вертикалі плоскими соплами, і який пов'язаний з приводом подачі повітря під тиском та охоплений боковими стінками, збірник фракцій, виконаний у вигляді рамки з набором висувних з неї лотків для відводу прямих та зворотних фракцій, над боковими стінками яких розташовані поворотні шторки, та сепараційну камеру, вихід якої перекритий фільтрувальним елементом, виконаним у вигляді обертового барабана з решетом на поверхні, який зовні оснащений очищувачем, а порожнина обертового барабана має зворотний тракт, який зв'язує його з приводом подачі повітря у генератор каскаду плоских струменів, а також, очищувач фільтрованого елемента, виконаний у вигляді послідовно розташованих щілинного конфузора, витяжного вентилятора та пристрою для виведення у довкілля домішок, виконаним, наприклад, у вигляді циклона з бункером для відходів, розташованих таким чином, що фільтрувальний елемент примикає з гарантованим зазором до щілини конфузора, одна з кромок якої обладнана чистиком, згідно з винаходом, над бункером розташований механічний 6 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 засіб для попередньої підготовки сипучої суміші, виконаний у вигляді похилого віброрешета плоскої чи циліндричної конструкції, через який вона потрапляє у бункер, а поміж приводом та генератором каскаду плоских струменів розташований засіб для вирівнювання потоку повітря за тиском та ламінарністю течії у перерізі, виконаним у вигляді однієї чи декілька висувних решіток, а також, завантажувальний бункер, виконаний з можливістю його регулювання за висотою відносно верхнього сопла генератора струменів та можливістю зміни кута нахилу і оснащений ворушилкою з метою руйнування зводів суміші та напівсферичною шторкою для регулювання об'єму подання суміші на вібролоток, крім того, поворотні шторки збірника фракції мають аеродинамічний профіль та виготовлені з еластичного або іншого матеріалу з верхніми торцями обтічної форми або вкритими непружним покриттям чи з волохатого тканого/нетканого матеріалу, у вигляді вій, щіточок тощо, тобто засобом для гасіння кінетичної енергії падіння частинок сипучої суміші, які зіштовхуються з торцями поворотних шторок для запобігання травмуванню, деформуванню та руйнуванню часток сипучої суміші, що сепарується, а патрубки вихідних отворів лотків збірника фракцій встановлені з можливістю повороту їх на будь-який кут для можливості відведення відсепарованого матеріалу у будь-яку бажану зону та/або патрубки механічно пов'язані з рукавами (продуктоводами) необхідної довжини для можливості відведення готових фракції на певну відстань від пристрою, які приєднуються за допомогою фланців або інших кріпильних засобів, причому пульт управління роботою пристрою виконаний переносним чи дистанційним, а сам пристрій виконаний модульним з можливістю розбирання на блоки для можливості профілактичного обслуговування, оперативної заміни окремих блоків у разі потреби та зручності транспортування, особливо, великих партій пристроїв до замовників, а привід подачі повітря до генератора виконаний у вигляді відцентрового або іншого виду вентилятора, наприклад, імпелера, з електродвигуном, який кінематично зв'язаний з робочим органом вентилятора через гнучку передачу, наприклад пасову, причому привід подачі повітря має заслінку для регулювання подачі повітря, яке засмоктується приводом, а також авторегуляцію режиму роботи пристрою здійснюють за допомогою частотного регулятора. Крім того, у способі сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, при застосуванні його для сушіння сипучої суміші, згідно з винаходом, застосовують максимально можливу повітряну потужність каскаду плоских струменів, а висушену сипучу суміш збирають у одному місці (без розділення на фракції) та, у разі потреби, яку визначають за показниками вологості повітря на виході з сепараційної камери, повторно відправляють на вихідну позицію для гравітаційного подавання для повторного впливу на суміш каскадом повітряних струменів (досушування), причому відпрацьоване зволожене повітря з сепараційної камери одразу відводять у довкілля без повернення до зворотного тракту. Як варіант виконання, сушіння сипучої суміші здійснюють підігрітим підсушеним повітрям, яке засмоктують у привід з довкілля улітку при наявності жаркої погоди, або примусово підігрівають калорифером, встановленим перед входом у привід (калорифер може бути розташований окремо у будь-якому зручному місці), а також при наявності зворотного тракту, зволожене повітря повертають через нього до приводу, пропускаючи через вказаний калорифер, який адсорбує з нього зайву вологу. Або висушують повітря зі зворотного тракту методом сублімації (виморожування вологи), або конденсацією вологи з потоку повітря, для чого у пристрій вмонтовані відповідні засоби, наприклад, субліматор або кондиціонер. Крім того, у пристрої для сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, в залежності від виду сипучої суміші та задач сепарування, згідно з винаходом, плоскі сопла генератора каскаду плоских струменів можуть бути утворені паралельними пластинами різної чи однакової ширини, або профілями, наприклад кутками, або у вигляді інших механічних засобів, що дозволяють утворити поздовжні щілини у генераторі, причому генератор виконаний висувним для можливості оперативної заміни однієї конструкції на іншу, а сепараційна камера максимально ізольована від проникнення в неї природних чинників зовнішнього середовища, які можуть негативно впливати на процес сепарації та довкілля. Крім того, у пристрої для сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, при його використанні як сушарки, згідно з винаходом, вихід сепараційної камери виконаний звільненим від фільтрувального елемента для забезпечення вільного виходу зволоженого повітря у довкілля та експлуатується без решіток для мінімізації опору течії повітря від приводу до генератора каскаду струменів, причому контроль вологості відпрацьованого повітря контролюють відповідним засобом (вологоміром), за показниками якого оцінюють ступінь висушеності (готовності) сипучої суміші, а також, перед входом у привід змонтований калорифер для примусового підігріву повітря, який засмоктує повітря або з довкілля, або зі зворотного тракту, якщо такий присутній у конструкції пристрою. 7 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, пристрій для сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, згідно з винаходом, розміщений на шасі з приводними або неприводними поворотними колесами для можливості маневрування пристрою без залучення додаткових транспортних засобів під час зміни робочої позиції, наприклад, у складських приміщеннях, елеваторах та транспортування на нове місце дислокації, а також оснащений засобами автоматичного завантаження бункера сипучою сумішшю, наприклад шнековим чи ківшовим підйомником та засобами автоматичного вивантаження відсепарованого або висушеного матеріалу (готової продукції) у потрібну зону. Крім того, у пристрої для сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, згідно з винаходом збірник фракцій виконаний у вигляді суцільного корпусу з внутрішніми рухомими (знімними чи пересувними) перегородками, які поділяють рівномірно або нерівномірно внутрішню порожнину корпусу на лотки для збору прямих та зворотних фракцій, причому лотки можуть бути виконані з прозорого або непрозорого тканого чи полімерного матеріалу та мають клапан для можливості відбору проб фракцій, а також можуть мати мінімальну висоту. Крім того, у пристрої для сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, для можливості візуального контролю процесу сепарування чи сушіння, згідно з винаходом, одна з бокових поверхонь всього пристрою або окремих його блоків виконана з прозорого матеріалу, включаючи лотки та зворотній тракт. Відмінною особливістю запропонованого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, завдяки внесеним відповідним технологічним змінам, з'явилася реальна можливість повністю стабілізувати процес розділення суміші на окремі фракції або сушіння сипучого матеріалу, причому, підігрітим повітрям, у часі за всіма параметрами та незалежність від будь-яких зовнішніх та внутрішніх факторів. Відмінною особливістю пристрою для сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, завдяки внесеним конструктивним змінам, є те, що він став багатофункціональним, розширив область використання, став зручним у обслуговуванні та транспортуванні, дозволяє повністю контролювати процес сепарування чи сушіння на будь-яких їх етапах, а головне, автоматично реагувати на будь-які зміни у мережі, довкіллі, вихідного матеріалу, швидко переналагоджувати пристрій у відповідностями з технологічними задачами впливу на сипучу суміш. Технічним результатом винаходу є отримання нового процесу якісного сепарування або сушіння зернового матеріалу (сипучої суміші), завдяки стабілізації у часі впливу на суміш повітряними потоками за всіма показниками, на які автоматично реагує пристрій завдяки внесенню до нього відповідних конструктивних змін, а також зручності та безпечності обслуговування та передислокації пристрою, без забруднення довкілля. При цьому якість розділення сипучої суміші при багатофракційному розшаруванні по масі, густоті або питомій вазі не зменшується, а, навпаки, зростає. Отже, зміна принципу сепарування сипучої суміші у стабілізованому каскаді повітряних струменів, захищених від впливу на них штучних та природних будь-яких факторів, тягне за собою відповідне розширення техніко-експлуатаційних можливостей та властивостей пристрою. Таким чином, уся сукупність суттєвих ознак, притаманних запропонованим технічним рішенням, отриманим завдяки внесенню технологічних та конструктивних змін у процес та пристрій, разом забезпечують досягнення позитивного технічного результату, сформульованого у постановці задачі. Подальша суть запропонованих технічних рішень пояснюється разом з ілюстративним матеріалом, на якому зображена схема запропонованого пристрою для здійснення запропонованого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, вигляд збоку з частковим перерізом для кращого показу конструкції й процесу сепарування. Одинарними стрілками показаний рух повітряного потоку у пристрої, подвійними - повернення частини повітряного потоку у генератор для повторного формування з нього каскаду плоских струменів для сепарування. Запропонований пристрій для сепарування сипучої суміші 1 у текучому середовищі містить завантажувальний вузол, який складається з механічного засобу для попередньої підготовки сипучої суміші 1, виконаного, наприклад, у вигляді похилого віброрешета 2 плоскої конструкції (для цього можуть бути використані й інші конструкції, наприклад вібростоли, обертові сита барабанного типу). Цей засіб дозволяє вилучити з сипучої суміші 1 крупні домішки мінерального та біологічного походження та спрямувати їх у ємність 3, яка спеціально для них призначена. Під віброрешетом 2 розташований завантажувальний бункер 4 з вібролотком 5 для гравітаційного подавання сипучої суміші 1 у зону сепарування. В бункері 4 розташована обертова ворушилка 6, яка призначена для руйнування зернових зводів у бункері 4. Кількість виходу з бункера 4 сипучої суміші 1 на вібролоток 5 регулюється напівсферичною шторкою 7. Бункер 4 встановлений з можливість регулювання його висоти та кута нахилу за допомогою 8 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 звичайного гвинтового механізму 8 (цей механізм наведений як приклад, хоча може бути використаний для цієї цілі й інші механізми, наприклад пантограф, "нюрнберзькі ножиці" тощо). Описаний завантажувальний вузол розташований на вертикальній колоні 9, в яку вмонтований висувний струменевий генератор 10, що являє собою замкнутий об'єм з набором ряду плоских сопел 11, які призначені для формування каскаду плоских струменів повітря і розташовані одне під другим та під гострим кутом до вертикалі. Висота поперечних перерізів сопел 11, крок і кут установлення збільшуються зверху донизу. У разі технологічної потреби, виду та стану сипучої суміші 1, струменевий генератор 10 або його сопла 11 можуть мати й іншу конструкцію, для чого він й виконаний висувним для оперативності заміни на потрібну конструкцію. Струменевий генератор 10 аеродинамічно пов'язаний з приводом 12 (наприклад з відцентровим вентилятором) подання в нього повітряного потоку під тиском та кінематично пов'язаний (наприклад, за допомогою пасової передачі 13) з електродвигуном 14, який приводить його в дію. Перед входом у привід 12 розташована заслінка 15 (виконана, наприклад, у вигляді діафрагми, або і іншої конструкції - значення немає) для можливості регулювання потоку повітря, що надходить у привід 12, а також біля входу у привід 12 розташований калорифер 16 для підігріву та сушіння зволоженого повітря. Це потрібно у випадку, коли пристрій використовується як сушарка для підвищення ефективності процесу сушіння зернового матеріалу. При застосуванні іншого принципу зневоднення повітря, що використовується для сушіння сипучої суміші 1, перед входом у привід 12 подання повітряного потоку може бути розташований субліматор чи кондиціонер (не показані через загальну відомість). Вказані засоби підігріву та зневоднення потоку повітря можуть бути встановлені й у іншому зручному місці. Поміж приводом 12 та генератором 10 каскаду плоских струменів розташований засіб для вирівнювання потоку повітря за тиском та ламінарністю течії у перерізі, виконаний у вигляді однієї чи декілька висувних решіток 17, просторова орієнтація яких може змінюватися шляхом переставлення їх у відповідні пази 18. До генератора 10, з боку сопел 11, прилягає сепарувальна камера 19, яка являє собою замкнений об'єм, утворений боковими та верхньою стінками. Наприкінці сепарувальної камери 19, тобто з протилежного боку від струменевого генератора 10, розташований фільтрувальний елемент, що має конструкцію у вигляді обертового циліндрового барабана 20 з калібрувальним решетом 21 (безпосередньо фільтр) на його циліндровій поверхні. Барабан 20 з одного торця кінематично зв'язаний з приводом його обертання (не показаний через загальновідомість). Другий торець барабана 20 відкритий та до нього примикає повітропровід 22, протилежний кінець якого примикає до приводу 12 подання повітря під тиском у струменевий генератор 10. Очищувач повітряного потоку від непрохідних через калібрувальне решето 21 домішок виконаний у вигляді послідовно розташованих щілинного конфузора 23, вентилятора 24 відсмоктування та циклона 25 з бункером 26 для збирання продуктів очищення повітряного потоку. Щілина конфузора 23 примикає з гарантованим зазором безпосередньо до калібрувального решета 21 обертового барабана 20. Одна з кромок (немає значення, яка) щілина конфузора 23 має чистик 27, виконаний, наприклад, у вигляді звичайної механічної щітки з щетинками. Під сепарувальною камерою 19 розташовані збірник фракцій 28 з лотками 29 для збирання прямих та зворотних фракцій відсепарованого матеріалу. Через лотки 29 зворотних фракцій відбувається підсмоктування додаткового об'єму повітря з довкілля для компенсації втраченого при відведенні домішок за допомогою конфузора 23 з витяжним вентилятором 24. Поворотні шторки 30 збірника фракції 28 мають аеродинамічний профіль та виготовлені з еластичного матеріалу з верхніми торцями обтічної форми або вкритими непружним покриттям чи з волохатого тканого/нетканого матеріалу, у вигляді вій, щіточок тощо, тобто засобом для гасіння кінетичної енергії падіння частинок сипучої суміші 1, які зіштовхуються з торцями поворотних шторок 30 для запобігання травмуванню, деформуванню та руйнуванню часток сипучої суміші 1, що сепарується. Проте, шторки 30 можуть мати й прямий або інший профіль, виготовленими з металу, деревини тощо, якщо в цьому виникатиме технологічна потреба. Патрубки 31 вихідних отворів лотків 29 збірника фракцій 28 встановлені з можливістю повороту на будь-який кут, тобто повного обертання. Для можливості відведення відсепарованого матеріалу у будь-яку бажану зону або патрубки 31 механічно пов'язані з рукавами 32 (продуктоводами) необхідної довжини для можливості відведення готових фракції на певну відстань від пристрою, які приєднуються за допомогою фланців або інших кріпильних засобів. Пульт управління 33 роботою пристрою виконаний переносним чи дистанційним та електромагнітно пов'язаний з блоком управління 34 пристроєм, який закріплений, наприклад, на колоні 9. Пристрій загалом виконаний модульним з можливістю розбирання на окремі блоки для можливості профілактичного обслуговування, оперативної заміни окремих блоків у разі потреби та зручності транспортування, особливо, великих партій пристроїв до замовників. Пристрій змонтований на рамі 35, яка, у разі 9 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 необхідності, може бути встановлена на шасі з приводними або неприводними поворотними колесами 36 для можливості маневрування пристрою без залучення додаткових транспортних засобів під час зміни робочої позиції, наприклад, у складських приміщеннях, елеваторах та транспортування на нове місце дислокації. Проте, колеса 36 не є обов'язковим вузлом пристрою. У деяких випадках, наприклад, коли пристрій встановлюється у стаціонарну технологічну лінію, він опирається просто на раму, оскільки колеса у цього йому випадку непотрібні. Пристрій, у разі потреби, може бути обладнаний засобами автоматичного завантаження бункера сипучою сумішшю 1, наприклад шнековим чи ківшовим підйомником та засобами автоматичного вивантаження відсепарованого або висушеного матеріалу (готової продукції) у потрібну зону (не показані через їхню загальновідомість). Спосіб сепарування сипучої суміші у текучому середовищі за допомогою запропонованого пристрою, здійснюють наступним чином (на прикладі сепарування зернового матеріалу). Перед експлуатацією пристрій налаштовують (зазвичай, це робить виробник пристроїв): в залежності від виду сипучої суміші 1, підбирають режими подання повітря у генератор 10, визначають висоту та кут повороту бункера, встановлюють у потрібному місці решітки 17 (стабілізатори) повітряного потоку, готують комплект генераторів 10 з різними соплами 11 (від виду та стану сипучого суміші 1 використовують різні конструкції сопел 11, які впливають на продуктивність пристрою, а також на потужність приводу 12 для енергетичної оптимізації роботи останнього) тощо. Таке налаштовування пристрою роблять заздалегідь для різних видів сипучих матеріалів та передають параметри сепарування споживачеві разом з комплектом потрібних генераторів 10 та з супроводжувальною документацією. Зерновий матеріал (сипучу суміш 1) подають безперервним потоком на похиле віброрешето 2, де від нього відокремлюються крупні домішки мінерального та рослинного походження. Вказані домішки сходять у призначену для них ємність 3, а очищений зерновий матеріал проходить (просипається) через комірки похилого віброрешета 2 та потрапляють у бункер 4 з вібролотком 5, в якому ворушилка 6 руйнує зернові зводи, у випадку їх утворення, та просуваються по похилому дну до вихідного отвору бункера 4. Кількість зернового матеріалу, який потрапляє на вібролоток 5, регулюється напівсферичною шторкою 7. Далі відбувається гравітаційне подавання сипучої суміші 1 у сепарувальну камеру 19 з боку сопел 11. На зернини сипучої суміші 1, що знаходяться у вільному падінні, діють під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів у режимі розвиненої турбулентності генератора 10, який утворюється завдяки викривленням струменів під час їх розширення у соплах 11. На виході із сепарувальної камери 19, забруднений пилом та механічними домішками різного калібру повітряний потік впирається у обертовий барабан 20, який майже повністю перекриває вихід сепарувальної камери 19, оскільки практично дорівнюється її ширини. Повітряний потік проникає через калібрувальне решето 21 всередину обертового барабана 20, а непрохідні за розміром тверді домішки залишаються зовні барабана 20, на поверхні калібрувального решета 21. Таким чином відбувається очищення повітряного потоку від домішок та частково від звичайного пилу. Через калібрувальне решето 21 прохідні дрібні домішки потрапляють разом з частиною повітряного потоку всередину обертового барабана 20. Ця частина повітряного потоку разом дрібними домішками потрапляє у повітропровід 22, та через нього повертаються у привід 12, майже примусово, через висмоктування повітря з повітропроводу 22 приводом 12. Оскільки барабан 20 обертається, його поверхня (калібрувальне решето 21) постійно очищується від непрохідних механічних домішок за допомогою чистика 27. Усі відходи процесу сепарування та забруднення потрапляють у щілинний конфузор 23 завдяки їх відсмоктування повітряним потоком, який утворює вентилятор 24, та, далі, потрапляють у циклон 25, де відокремлюються від повітря та звідси потрапляють у бункер 26, який призначений для їх збирання. З циклона 25 повністю очищене повітря потрапляє у довкілля слабкопотужним, майже непомітним, потоком. Повернена у привід 12 частина повітряного потоку разом з дрібними твердими домішками потрапляють до решіток 17, де повітряний потік очищується від домішок, вирівнюється за тиском та переводиться у ламінарний режим течії. Саме у такому вигляді повітряний потік потрапляє у генератор 10 струменів та подається у сопла 11. Під час впливу струменів повітря, зернини сипучої суміші 1 розділяються на окремі фракції та потрапляють у відповідні лотки 29 збірника фракцій 28. З лотків 29 кінцевий продукт відводиться через продуктоводи 32 у відведену для них зону, яка визначається поворотом патрубків 31 та довжиною продуктоводів 32. Під час технологічних перерв, решітки 17 виймають та очищують від накопичених на них забруднень, крупні домішки з ємності 3 видаляють. А якщо потрібно перемістити пристрій на нову позицію, він автономно транспортується на своїх колесах 36. Якщо потрібно, генератор 10 струменів замінюють на відповідний новим технологічним завданням. 10 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У разі застосування пристрою для сушіння зернового матеріалу, заздалегідь з нього знімають фільтрувальний вузол, віброрешето 2, збірник фракцій 28, оскільки в них немає сенсу, циклон 25 може бути замінений на звичайну осадочну камеру, що разом дозволяє звести до мінімуму аеродинамічний опір, встановлюють водомір, змінюють режим потужності приводу 12 подачі повітря на максимально припустимий, вмикають калорифер 16 (у разі потреби) та саме так підготовлюють пристрій для експлуатації як аеродинамічну сушарку. Під час сушіння сипучої суміші 1, процес впливу каскаду струменів на суміш аналогічний впливу під час сепарації. Якщо один бік всіх вузлів пристрою виконати з прозорого матеріалу, то з'являється можливість наочно бачити увесь процес сепарації (сушіння), своєчасно його коригувати. Для відбору проб зернового матеріалу, у продуктоводах 32 можуть бути виконані відповідні кармани, а лотки 29 можуть бути зроблені з будь-якого матеріалу, у тому числі й нестійкої форми. Суттєва відмінність запропонованих технічних рішень від раніше відомих, полягає у повній стабілізації процесу сепарування сипучої суміші за рахунок попередньої підготовки вихідного матеріалу, стабілізації за тиском та течією повітряного потоку, автоматичній реакції на зміни оточуючого середовища, можливості автономної передислокації пристрою на нові позиції, а також у можливості спрямування готової продукції у будь-яку бажану зону, використовувати як сушарку підігрітим/непідігрітим зневодненим повітрям. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють якісно розділяти сипучу суміш на окремі фракції, незалежно від будь-яких зовнішніх та внутрішніх чинників, розширити область використання пристрою: і як сепаратор, і як сушарку, зручно передислокувати на нову позицію. Жодний з відомих способів сепарування та пристрої для їх здійснення не можуть мати вказані властивості, оскільки не містять у своєму складі всієї сукупності суттєвих ознак, притаманних запропонованим технічним рішенням. Запропоновані технічні рішення перевірені на практиці. Пристрій складається із звичайних деталей і вузлів, спосіб не містить операцій або процесів, яких неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема в галузі сільськогосподарського машинобудування, з чого виходить, що вони промислово придатні. У відомих джерелах патентної та науково-технічної інформації не виявлено подібних способів сепарування сипучої суміші у текучому середовищі та пристроїв для їх здійснення аналогічного призначення з вказаними відмінними суттєвими ознаками та перевагами, а отже, відповідають критерію новизна, а тому вважаються такими, що можуть одержати правовий захист. До технічних переваг запропонованих технічних рішень, у порівнянні з прототипами, можна віднести наступне: повна стабілізація процесу сепарування (сушіння) сипучої суміші у часі за рахунок відсутності впливу на процес зовнішніх та внутрішніх чинників; запобігання можливості виходу пристрою зі строю чи порушення процесу за рахунок попередньої підготовки сипучої суміші до обробітку; стабілізація подання сипучої суміші у зону сепарування за рахунок наявності засобу у бункері для руйнування зернових зводів; можливість врахування фізичних параметрів сипучої суміші та регулювання кінетичної енергії її вільного падіння за рахунок можливості регулювання висоти та кута нахилу бункеру відносно зони сепарування; стабілізація каскаду струменів за рахунок подання у генератор вирівняного за тиском та течією повітряного потоку; розширення техніко-функціональних властивостей пристрою за рахунок можливості його використання як сепаратора, так і як сушарки, як зневодненим з підігрівом повітря, так і без підігріву; зручність керування роботою пристрою за рахунок виконання пульта управління дистанційним або переносним; можливість стабілізації процесу сепарування за рахунок своєчасного реагування на зміни середовища та регулювання тиску повітря у сепараційній камері, виконання зони сепарування ізольованої від довкілля; зручність ремонту, профілактичного обслуговування за рахунок застосування блокової схеми конструкції пристрою; підвищення якості процесу сепарування та зберігання цілісності зернин за рахунок того, що поворотні шторки мають аеродинамічний профіль, виконані з еластичного матеріалу або, що мають гасники кінетичної енергії зернин, що попадають на шторки; можливість відведення готової продукції у будь-яку бажану зону за рахунок того, що вихідні патрубки лотків виконані поворотними та наділені продуктоводами; зручність передислокації пристрою за рахунок того, що він встановлений на колесах; 11 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 зручність обслуговування пристрою за рахунок його оснащення додатковими засобами завантаження та розвантаження; не прив'язаність до конкретного виду електричної мережі за рахунок того, що привід та електродвигун пов'язані між собою кінематично через пасову передачу; можливість наочно контролювати та спостерігати процес сепарування (сушіння) за рахунок того, що один бік пристрою повністю або частково виконаний з прозорого матеріалу. Соціальний ефект від впровадження запропонованих технічних рішень, у порівнянні з використанням прототипів, отримують за рахунок покращення умов праці, зручності обслуговування та транспортування пристрою, підвищення якості та збільшення кількості виходу готової продукції через зменшення відходів (зруйнованих та пошкоджених зернин). Економічний ефект від впровадження запропонованих технічних рішень, у порівнянні з використанням прототипів, отримують через підвищення комерційної привабливості пристрою, що сприятиме його продажу, а також використанні лише одного пристрою для рішення двох принципово різних задач - сепарації та сушіння сипучої суміші. Після опису запропонованого способу сепарування сипучої суміші у текучому середовищі та пристрою для його здійснення, фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації пристрою, зокрема його конструктивних елементів та вузлів, принципів налаштовування та експлуатації, можуть змінюватися у залежності від вихідної сировини та зовнішніх факторів, об'єму виробництва тощо, та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованих технічних рішень. Сукупність суттєвих ознак, притаманних запропонованим технічним рішенням, отриманих завдяки внесенню в них відповідних конструктивних та технологічних змін, дозволили надати запропонованим способу сепарування та пристрою для його здійснення перераховані вище та інші переваги. Внесення непринципових змін, природно, обмежить спектр переваг, а тому і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші, подібні описаному способу сепарування та пристрою для його здійснення, вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від конструкторів і інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами згідно з чинним законодавством. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 1. Спосіб сепарування сипучої суміші у текучому середовищі, який полягає у гравітаційному подаванні часток суміші, що підлягає сепаруванню, аеродинамічному монотонно зростаючому впливу на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів і виводу готових фракцій, а також більшу частину використаного для сепарування потоку повітря повертають по зворотному тракту до приводу подачі повітря до генератора, а непрохідну фракцію летючих домішок, разом з пилом та рештою потоку повітря, безперервно видаляють у довкілля через призначений для цього пристрій, виконаний, наприклад, у вигляді циклона, який відрізняється тим, що перед поданням сипучої суміші у бункер здійснюють попередньо її підготовку шляхом видалення з неї надмірно крупних домішок біологічного та мінерального походження для подальшої безперебійності процесу сепарації, а каскад плоских струменів формують з попередньо вирівняного за тиском та ламінарністю течії суцільного потоку повітря, а також при гравітаційному поданні сипучої суміші у сепараційну камеру їй задають мінімальну необхідну кінетичну енергію падіння з одночасною примусовою стабілізацією об'єму суміші, що безперервно подається на сепарацію, а при непередбаченій зміні кількості чи об'єму гравітаційного подання сипучої суміші у зону сепарації або зміні параметрів електричної мережі, зокрема напруги, частоти струму та інших зовнішніх факторів, що впливають на якість процесу сепарації, автоматично змінюють потужність каскаду струменів, наприклад, шляхом відповідного регулювання режиму роботи (потужності) приводу подачі повітря до генератора, крім того, до потоку повітря зворотного тракту безперервно додають додатковий об'єм повітря для компенсації втраченого об'єму при видаленні решти потоку повітря разом з пилом у довкілля, до того ж, у сепараційній камері, у разі потреби, постійно чи періодично видаляють надлишок тиску повітря для дотримання незмінності умов протікання процесу сепарації сипучої суміші в неї, а також, зона сепарації сипучої суміші максимально можливо захищена від впливу на процес сепарації довкілля, зокрема дощу, вітру, протягів тощо, крім того, весь процес сепарації від завантаження сипучої суміші до вивантаження готових фракцій, у разі потреби, 12 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 може контролюватися візуально, причому готові фракції відводяться на будь-яку відстань від збірників у бажану зону. 2. Спосіб сепарування сипучої суміші у текучому середовищі за п. 1, який відрізняється тим, що при застосуванні його для сушіння сипучої суміші, застосовують максимально можливу повітряну потужність каскаду плоских струменів, а висушену сипучу суміш збирають у одному місці (без розділення на фракції) та, у разі потреби, яку визначають за показниками вологості повітря на виході з сепараційної камери, повторно відправляють на вихідну позицію для гравітаційного подавання для повторного впливу на суміш каскадом повітряних струменів (досушування), причому відпрацьоване зволожене повітря з сепараційної камери одразу відводять у довкілля без повернення до зворотного тракту, крім того, сушіння, у разі потреби, здійснюють підігрітим підсушеним повітрям, яке засмоктують у привід з довкілля улітку при наявності жаркої погоди, або примусово підігрівають калорифером, встановленим перед входом у привід (калорифер може бути розташований окремо у будь-якому зручному місці), а також при наявності зворотного тракту, зволожене повітря повертають через нього до приводу, пропускаючи через вказаний калорифер, який адсорбує з нього зайву вологу, або висушують повітря зі зворотного тракту методом сублімації (виморожування вологи), або конденсацією вологи з потоку повітря, для чого у пристрій вмонтовані відповідні засоби, наприклад субліматор або кондиціонер. 3. Пристрій сепарування сипучої суміші у текучому середовищі для реалізації способу за п. 1, який містить пульт управління, завантажувальний бункер з вібролотком, встановлений під ним генератор каскаду плоских струменів з розташованими одне під одним та під гострим кутом до вертикалі плоскими соплами, і який пов'язаний з приводом подачі повітря під тиском та охоплений боковими стінками, збірник фракцій, виконаний у вигляді рамки з набором висувних з неї лотків для відводу прямих та зворотних фракцій, над боковими стінками яких розташовані поворотні шторки, та сепараційну камеру, вихід якої перекритий фільтрувальним елементом, виконаним у вигляді обертового барабана з решетом на поверхні, який зовні оснащений очищувачем, а порожнина обертового барабана має зворотний тракт, який зв'язує його з приводом подачі повітря у генератор каскаду плоских струменів, а також, очищувач фільтрованого елемента, виконаний у вигляді послідовно розташованих щілинного конфузора, витяжного вентилятора та пристрою для виведення у довкілля домішок, виконаним, наприклад, у вигляді циклона з бункером для відходів, розташованих таким чином, що фільтрувальний елемент примикає з гарантованим зазором до щілини конфузора, одна з кромок якої обладнана чистиком, який відрізняється тим, що над бункером розташований механічний засіб для попередньої підготовки сипучої суміші, виконаний у вигляді похилого віброрешета плоскої чи циліндричної конструкції, через який вона потрапляє у бункер, а поміж приводом та генератором каскаду плоских струменів розташований засіб для вирівнювання потоку повітря за тиском та ламінарністю течії у перерізі, виконаний у вигляді однієї чи декілька висувних решіток, а також, завантажувальний бункер, виконаний з можливістю його регулювання за висотою відносно верхнього сопла генератора струменів та можливістю зміни кута нахилу і оснащений ворушилкою з метою руйнування зводів суміші та напівсферичною шторкою для регулювання об'єму подання суміші на вібролоток, крім того, поворотні шторки збірника фракції мають аеродинамічний профіль та виготовлені з еластичного або іншого матеріалу з верхніми торцями обтічної форми або вкритими непружним покриттям чи з волохатого тканого/нетканого матеріалу, у вигляді вій, щіточок тощо, тобто засобом для гасіння кінетичної енергії падіння частинок сипучої суміші, які зіштовхуються з торцями поворотних шторок для запобігання травмуванню, деформуванню та руйнуванню часток сипучої суміші, що сепарується, а патрубки вихідних отворів лотків збірника фракцій встановлені з можливістю повороту їх на будь-який кут для можливості відведення відсепарованого матеріалу у будь-яку бажану зону та/або патрубки механічно пов'язані з рукавами (продуктоводами) необхідної довжини для можливості відведення готових фракції на певну відстань від пристрою, які приєднуються за допомогою фланців або інших крипільних засобів, причому пульт управління роботою пристрою виконаний переносним чи дистанційним, а сам пристрій виконаний модульним з можливістю розбирання на блоки для можливості профілактичного обслуговування, оперативної заміни окремих блоків у разі потреби та зручності транспортування, особливо великих партій пристроїв до замовників, а привід подачі повітря до генератора виконаний у вигляді відцентрового або іншого виду вентилятора, наприклад імпелера, з електродвигуном, який кінематично зв'язаний з робочим органом вентилятора через гнучку передачу, наприклад пасову, причому привід подачі повітря має заслінку для регулювання подачі повітря, яке засмоктується приводом, а також авторегуляцію режиму роботи пристрою здійснюють за допомогою частотного регулятора. 13 UA 113566 C2 5 10 15 20 25 30 4. Пристрій сепарування сипучої суміші у текучому середовищі за п. 3, який відрізняється тим, що в залежності від виду і стану сипучої суміші та задач сепарування, плоскі сопла генератора каскаду плоских струменів можуть бути утворені паралельними пластинами різної чи однакової ширини, або профілями, наприклад кутиками, або у вигляді інших механічних засобів, що дозволяють утворити поздовжні щілини у генераторі, причому генератор виконаний висувним для можливості оперативної заміни однієї конструкції на іншу, а сепараційна камера максимально ізольована від проникнення в неї природних чинників зовнішнього середовища, які можуть негативно впливати на процес сепарації та довкілля. 5. Пристрій сепарування сипучої суміші у текучому середовищі за п. 3, який відрізняється тим, що при використанні пристрою як сушарки, контроль вологості відпрацьованого повітря контролюють відповідним засобом (вологоміром), за показниками якого оцінюють ступінь висушеності (готовності) сипучої суміші, причому перед входом у привід змонтований калорифер для примусового підігріву повітря, який засмоктує повітря або з довкілля, або зі зворотного тракту, якщо такий присутній у конструкції пристрою, а також, вхід у привід може бути обладнаний субліматором чи кондиціонером для зневоднення повітря. 6. Пристрій сепарування сипучої суміші у текучому середовищі за п. 3, який відрізняється тим, що, у разі потреби, розміщений на шасі з приводними або неприводними поворотними колесами для можливості маневрування пристрою без залучення додаткових транспортних засобів під час зміни робочої позиції, наприклад, у складських приміщеннях, елеваторах та транспортування на нове місце дислокації, а також оснащений засобами автоматичного завантаження бункера сипучою сумішшю, наприклад шнековим чи ківшовим підйомником та засобами автоматичного вивантаження відсепарованого або висушеного матеріалу (готової продукції) у потрібну зону. 7. Пристрій сепарування сипучої суміші у текучому середовищі за п. 3, який відрізняється тим, що лотки збірника фракцій виконані з прозорого або непрозорого тканого чи полімерного матеріалу та мають клапан для можливості відбору проб фракцій, а також лотки нестійкої форми можуть мати мінімальну висоту, достатню лише для кріплення лотка до рамки збірника фракцій. 8. Пристрій сепарування сипучої суміші у текучому середовищі за п. 3, який відрізняється тим, що для можливості візуального контролю процесу сепарування чи сушіння одна з бокових поверхонь всього пристрою або окремих його блоків виконана з прозорого матеріалу, включаючи лотки та зворотний тракт. 14 UA 113566 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 15