Спосіб сепарації сипких матеріалів та пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до галузі переробки сільськогосподарської продукції, зокрема до зерноочисної, та може бути використаний у хімічній, гірничорудній та інших галузях промисловості для розділення сипких матеріалів на фракції. Відомі способи та пристрої для розділення сипких зернових матеріалів [О.В. Богомолов. Обоснование возможности сепарации зерновых смесей по упругости // Нові технології та удосконалення процесів харчових виробництв: Зб. наук. пр. ХДАТОХ. Ч.ІІ. - Харків: ХДАТОХ, 2000. - С. 145, рис. 6.] за пружними властивостями, в яких зерно із завантажувального пристою подається на поверхню, яку встановлено під кутом до горизонту. Зерно, яке ударяється об сепаруючу поверхню, залежно від пружних властивостей попадає в різні приймачі продуктів розділення. Недоліком цього способу є низька якість розділення зернових сумішей, що пояснюється наступним. Зерно більшості культур має форму, відмінну від кулястої, частіше наближається до еліптичної. Під час польоту до удару становище зерна постійно змінюється, тому зерно в довільному становищі ударяється об сепаруючу поверхню і дальність польоту частинки залежить в цьому випадку не тільки від пружних властивостей, а і від того, якою стороною воно ударяється. Відмітимо, що тільки для кулястих частинок дальність польоту буде однозначно залежати від пружних властивостей зерна. У зв'язку з цим частинки однієї й тієї ж пружності можуть попадати у різні приймачі продуктів розділення, знижуючи тим самим якість розділення. Відомий також спосіб сепарації зерна за пружними властивостями та пристрій для його здійснення, в якому зернова суміш подається в середню частину деки, верхня частина якої нахилена під більшим поздовжнім кутом, ніж нижня. Крім того, дека має східчасті вертикальні відбійні поверхні, які встановлені під кутом до поздовжньої осі [Егоров Γ.Α., Мельников Е.М., Журавлев В.Ф. Технология и оборудование мукомольно-крупяного и комбикормового производства. - М.: Колос, 1970. - С. 116, рис. 3]. Недоліком цього способу є низька якість розділення зернових сумішей за пружними властивостями. Цей недолік пояснюється тим, що зерно одержує ударні імпульси від вертикальних поверхонь і переміщується від борту до борту по деці, поверхня якої має визначену шорсткість. Шорсткість зерна та його форма також різна, тому ударні імпульси для зерна однієї й тієї ж пружності також будуть різні і зерна однієї фракції можуть попадати до іншої. За відомим способом неможливо також розділення багатокомпонентних зернових сумішей. Розділення можливе тільки на дві фракції. Як прототип обрано спосіб розділення зернових сумішей та пристій для його здійснення за А.с. СССР № 1690864 Μ. кл. В0713/00; Опубл. 15.11.1991 р., Бюл. №42, згідно якого розділення сипкого матеріалу на фракції відбувається в зазорі між встановленими під кутом одна до іншої вертикальними площинами, яким надаються поперечні коливання. Недоліком цього способу є низька якість розділення зернових сумішей. Суть недоліку, що вказується, заключається в наступному. Швидкість переміщення зерна вниз залежить від прискорення повільного падіння g, рівного 9,8м/с2 і лобового опору повітря, який для зерна дуже невеликий, тобто зерно досягає нижньої частини поверхні (а, отже, і приймачів продуктів розділення) за лічені частки секунди. Для того, щоб зерно перемістилось в поздовжньому напрямку хоча б на таку ж саму відстань, як і вниз, що є необхідним для якісного розділення, необхідна також інтенсивність коливань поверхонь, створити яку на практиці неможливо, тому траєкторія руху частинок в реальних умовах настільки близькі, що якісне розділення сумішей неможливе. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу сепарації сипких матеріалів за пружними властивостями шляхом подачі вихідного матеріалу в зазор між вертикальними площинами, які встановлено під кутом одна до другої, вібраційної дії на матеріал поперечними коливаннями та вертикальним повітряним потоком, швидкість якого менша за критичну швидкість частинок матеріалу, а пристрій для здійснення цього способу забезпечено вентилятором, всмоктувальною гілкою якого є зазор між вертикальними площинами, що дозволяє підвищити якість сепарації зернових сумішей за пружними властивостями. На Фіг.1 представлено принципову схему пристрою для реалізації способу, що пропонується (вигляд збоку). На Фіг.2 - теж саме, вигляд зверху. Пристрій складається із завантажувального бункера 1, вертикальних площин 2, які встановлені під кутом одна до іншої і здійснюючих поперечні відносноїх площин коливання, відстійної камери 3, гнучкого патрубка 4, вентилятора 5, електродвигуна 6 і приймачів продуктів розділення 7. Робота пристрою здійснюється наступним чином. Із завантажувального бункера вихідна суміш попадає в зазор між вертикальними коливними площинами. Вентилятор створює вертикальний повітряний потік, швидкість якого зазвичай встановлюється рівною 0,5-0,95 критичної швидкості частинок суміші. При цьому внаслідок зниження швидкості руху частинок вниз і, отже, збільшення часу знаходження частинок між площинами, збільшується кількість співударів частинок з площинами. Внаслідок повніше проявляються пружні властивості частинок і швидкість пружних частинок при цьому збільшується більш суттєво, ніж менш пружних. Завдяки цьому траєкторії руху як пружних, так і менш пружних частинок змінюються, відстань між ними збільшується і вони попадають в різні приймачі продуктів розділення. Якість розділення суміші за пружними властивостями таким чином підвищується. Легкі домішки при цьому попадають у відстійну камеру. Для кращого розуміння даного винаходу наведемо приклади конкретних співвідношень. Приклад. Сепарації підлягає суміш зерна проса і щетинника сизого співвідношенням 96,8% проса і 3,2% щетинника сизого. Насіння проса має більш пружні характеристики і повинно попадати в дальні приймачі продуктів розділення. Сепарація проводилась з вимкнутим і увімкнутим вентилятором, інакше кажучи за відомим способом і способом, що пропонується. В нижній частині сепаратора встановлювали по чотири приймачі продуктів розділення. Після сепарації за відомим способом насіння щетинника сизого поступали в перший і другий приймачі - відповідно 2% і 1,2% від загального складу суміші, насіння проса поступало в перший, другий, третій і четвертий приймачі відповідно, у %: 5,1; 21,0; 30,6 і 40,1. Тобто повністю очищене насіння проса поступало в 3 і 4 приймачі у кількості 70,7%. Після сепарації за способом, що пропонується, тобто з увімкнутим вентилятором, який створює швидкість повітряного потоку - 0,85-0,9 критичної швидкості частинок суміші, в перший і другий приймачі поступало відповідно 1,8 і 1,4% насіння щетинника сизого. Насіння проса розподілилось в приймачі наступним чином: в другий приймач - 1,7%, в третій - 40,1%, в четвертий - 53,3%. Тобто повністю очищеного насіння проса в третьому і четвертому приймачах сумарно виявилось 93,4%. Таким чином запропонований спосіб і пристрій для його здійснення дозволяє збільшити вихід очищеної фракції на 22,7% порівняно з відомим, тобто значно підвищити якість сепарації.