Пристрій для сепарації порошкових матеріалів

1 Пристрій для сепарації порошкових матеріалів, який включає завантажувальний бункер, приймальні ємності для дрібнодисперсної і крупнодисперсної фракцій матеріалу, вібропривід, робочий орган - нахилену до горизонту пластину, над якою встановлено на однаковій відстані і під однаковим кутом щодо її плоскої верхньої поверхні паралельні одна до одної розподільчі пластини, відстані між якими однакові, крім збільшеної відстані між двома найнижчими розподільчими пластинами, який відрізняється тим, що у робочому органі під пластиною, упритул до її нижньої поверхні жорстко закріплена решітка із наскрізними каналами, які закрито знизу, а в каналах розташовано ударники з можливістю руху під дією інерції та співударяння в кожному періоді коливань робочого органу з нижньою стороною пластини 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що кут нахилу пластини до горизонту регулюється у межах 30°-70°, мінімальна КІЛЬКІСТЬ розподільчих пластин - 7, відстань від розподільчих пластин до пластини регулюється у межах 2-7 мм, кут нахилу розподільчих пластин регулюється і встановлюється на 10°-15° меншим за кут нахилу пластини до горизонту, відстані між розподільчими пластинами регулюються в інтервалі 2-15 мм, а відстань між ударниками і нижньою поверхнею пластини встановлюється такою, щоб співударяння між ними відбувалося в кожному періоді коливань робочого органу в моменти, коли робочий орган знаходиться у найвищому крайньому положенні та його віброприскорення максимальне 3 Пристрій за п 1 і п 2, який відрізняється тим, що осі симетрії каналів, в яких розташовано ударники, перпендикулярні до площини пластини і співпадають з напрямком коливань робочого органу СО Корисна модель відноситься до області сепарації сипких порошкових матеріалів, може бути застосована у фармацевтичній, ХІМІЧНІЙ ЧИ харчовій промисловості, наприклад, для відділення борошна від домішок, що засмічують Аналогічні функції по сепарації сипких матеріалів можна виконувати на ситових сепараторах розсівах, буратах, відцентрових і вібраційних просіювачах [1, 2], які широко використовуються на підприємствах харчової і хімічної промисловості Сепарація порошкових матеріалів на ситових пристроях має суттєві недоліки Зменшення прохідного перетину комірок сита сприяє їхньому забиванню дрібнодисперсним (високодисперсним) сипким продуктом із різко виявленими аутогезійними зв'язками часток між собою й адгезійними зв'язками часток з ситовою поверхнею Як наслідок, таке явище викликає зниження ефективності і питомої продуктивності ситових сепараторів, а також виникає ^необхідність частої чистки сит При збільшеній вологості порошкової суміші процес ситової сепарації стає неможливим Крім того, у сит із дрібними комірками, виконаних з неміцного матеріалу, досить швидко зношується ситова поверхня Таким чином спосіб ситової сепарації обмежений у можливостях при сепарації порошкових матеріалів Найбільш близьким до пропонованої корисної моделі по технічній суті і результатам, що досягаються, є пристрій для поділу сипкої суміші на дві фракції на неперфорованій коливній поверхні по признаку різності висот польоту часток різних фракцій [3] Цей пристрій включає завантажувальний бункер, приймальні ємності для сепарованих фракцій, вібропривід, робочий орган, що являє собою нахилену під гострим кутом до горизонту пластину, над якою на визначеній відстані під тупим кутом нахилу до поверхні пластини і, водночас, під від'ємним тупим кутом нахилу до горизонту встановлено паралельні одна до одної розподільчі пластини на однаковій відстані і під однаковим кутом щодо о 00 О) 10806 поверхні пластини, а відстані між розподільчими пластинами однакові, крім збільшеної відстані між двома найнижчими розподільчими пластинами. Основним недоліком описаного пристрою [3] є недостатньо висока ефективність поділу сипкої суміші при її значній вологості, тобто при посилених адгезійних та аутогезійних зв'язках часток суміші, оскільки в цьому випадку шар найдрібніших часток налипає на робочу поверхню пластини і зменшує встановлену відстань між робочою поверхнею і розподільчими пластинами та перешкоджає руху інших часток через аутогезійні зв'язки. В основу цієї корисної моделі поставлено завдання вдосконалення пристрою для сепарації порошкових матеріалів шляхом введення у конструкцію робочого органу ударного приладу для генерації ударних імпульсів, які мають порушувати адгезійні зв'язки дрібнодисперсних часток з робочою поверхнею в кожнім періоді коливань, завдяки чому буде усунено взаємне перешкоджання вібропереміщенню часток різних фракцій і, як наслідок, технологічну ефективність роботи пристрою буде підвищено. Поставлене завдання вирішується завдяки тому, що в пропонованому пристрої для сепарації порошкових матеріалів, який включає завантажувальний бункер, приймальні ємності для дрібнодисперсної і крупнодисперсної фракцій матеріалу, вібропривід, робочий орган - нахилену до горизонту пластину, над якою встановлено на однаковій відстані і під однаковим кутом щодо її плоскої верхньої поверхні паралельні одна до одної розподільчі пластини, відстані між якими однакові, крім збільшеної відстані між двома найнижчими розподільчими пластинами, згідно корисної моделі, у робочому органі під пластиною, упритул до її нижньої поверхні жорстко закріплена решітка із наскрізними каналами, які закрито знизу, а в каналах розташовано ударники з можливістю руху під дією інерції та співударяння в кожному періоді коливань робочого органу з нижньою стороною пластини. Кут нахилу пластини до горизонту регулюється у межах 30°-70°, мінімальна кількість розподільчих пластин - 7, відстань від розподільчих пластин до пластини регулюється у межах 2-7мм, кут нахилу розподільчих пластин регулюється і встановлюється на 10°-15° меншим за кут нахилу пластини до горизонту, відстані між розподільчими пластинами регулюються в інтервалі 2-15мм, а відстань між ударниками і нижньою поверхнею пластини встановлюється такою, щоб співударяння між ними відбувалося в кожному періоді коливань робочого органу в моменти, коли робочий орган знаходиться у найвищому крайньому положенні та його віброприскорення максимальне. Вісі симетрії каналів, в яких розташовано ударники, перпендикулярні до площини пластини і співпадають з напрямком коливань робочого органу. На Фіг. представлено принципову схему пристрою для сепарації порошкових матеріалів. Пристрій має завантажувальний бункер 1 із заслінкою 2 для регулювання подачі сипкої суміші, вібропривід 3, що приводить у коливальний рух робочий орган, який складається з верхньої пластини 4, до якої знизу упритул жорстко закріплена решітка 5 із наскрізними каналами, які закрито знизу пластиною 6, а в каналах розташовано ударники 7 з можливістю руху під дією інерції та співударяння в кожному періоді коливань робочого органу з нижньою стороною пластини 4. Відстань між ударниками 7 і нижньою стороною пластини 4 розраховано таким чином [4], щоб співударяння між ними, при визначеному коливальному русі робочого органу, відбувалося би у моменти, коли пластина 4 знаходилася би у своєму найвищому відносно лінії статичної рівноваги положенні, її віброприскорення було би максимальним, а віброшвидкість дорівнювала би нулю. Над пластиною 4 встановлено пакет розподільчих пластин 8, з можливістю регулювання його висоти щодо верхньої поверхні пластини 4 за допомогою регулювальних гвинтів 9. Пластини 8 встановлено під тупим кутом нахилу до пластини 4 і, водночас, під від'ємним тупим кутом нахилу до горизонту з можливістю регулювання відстаней між ними уздовж лінії нахилу пластини 4. Розподільчі пластини 8 встановлюються паралельно одна до одної на однаковій відстані від поверхні пластини 4. Відстань між самою нижньою з розподільчих пластин 8 і найближчою до неї перевищує рівні відстані між іншими розподільчими пластинами. Кут нахилу розподільчих пластин 8 до пластини 4 регулюється. Робочий орган встановлено на ресорах 10. Під нижнім кінцем робочого органу розташовано приймальні ємності 11 і 12 для часток крупнодисперсної і дрібнодисперсної фракцій суміші відповідно. Працює пристрій наступним чином. Суміш із завантажувального бункера 1 подається на поверхню пластини 4, що коливається з частотою 1525Гц і амплітудою 3-4мм, вібропереміщується донизу по нахиленій поверхні пластини 4 з етапами ковзання і польоту. В процесі вібропереміщення крупнодисперсні частки рухаються значно швидше і значно вище на етапах польоту над поверхнею пластини 4, тому по досягненні розподільчих пластин 8 крупнодисперсні частки заскакують на пластини 8, рухаються по них донизу і потрапляють у ємність 11. Дрібнодисперсні частки, які не спроможні на етапах польоту досягти розподільчих пластин 8, рухаються під ними по поверхні пластини 4 і потрапляють у ємність 12. У процесі вібропереміщення частина дрібнодисперсних часток налипає на поверхню пластини 4, утворюючи з нею адгезійні зв'язки. В кожному періоді коливань ударники 7 рухаються по каналах решітки 5 і наносять удар по нижній стороні пластини 4 у моменти, коли пластина 4 знаходиться у своєму найвищому положенні відносно лінії статичної рівноваги. У ці моменти сила інерції, що діє на шар налиплих часток максимальна, але недостатня для руйнування адгезійних зв'язків, і лише завдяки додатковій дії ударного імпульсу від зіткнення ударників 7 з нижньою стороною пластини 4 адгезійні зв'язки між останньою і налиплими частками руйнуються (за аналогією [4]). Процес заскоку крупнодисперсних часток на розподільчі пластини 8 здійснюється наступним чином. Спочатку частина крупнодисперсних часток потрапляє на першу - саму верхню розподільчу пластину. На наступні, нижні по розташуванню розподільчі пластини, потраплять ті крупнодиспе 10806 чих пластин 8 до пластини 4 знаходиться у межах рсні частки, траєкторія польоту яких пройде під 2-7 мм, кут нахилу розподільчих пластин 8 до гопопередніми, верхніми розподільчими пластинами. ризонту встановлюється на 10°-15° меншим за кут Якщо знайдеться частка, яка по траєкторії свого нахилу до горизонту пластини 4, відстані між розпольоту спроможна пройти під усіма розподільчиподільчими пластинами 8 встановлюються в інми пластинами 8 завдяки зіткненням об найближчі тервалі 2-15мм. до пластини 4 кромки і нижні неробочі частини поверхонь розподільчих пластин 8, то вона заскоДля найбільш ефективного подолання адгечить на останню найнижчу розподільчу пластину, зійних зв'язків часток з пластиною 4 доцільно, щоб оскільки відстань між нею і попередньою перевивідстань між ударниками 7 і нижньою поверхнею щує рівні відстані між іншими розподільчими пласпластини 4 встановлювалася такою, щоб співудатинами. ряння між ними відбувалися в кожному періоді Ця конструктивна особливість (при вірному коливань робочого органу в моменти, коли роборозрахунку відстаней між пластинами, які залечий орган знаходиться у найвищому крайньому жать від властивостей крупнодисперсних часток та положенні та його віброприскорення максимальне. геометричних і кінематичних параметрів коливань В цьому випадку на дрібнодисперсні частки діє поверхні робочого органу) допомагає врахувати максимальна сила інерції, а ударний імпульс доусі можливі траєкторії польоту крупнодисперсних датково допомагає відриву легких часток від количасток для їх заскоку на розподільчі пластини 8. вної поверхні. Фізична суть процесу полягає в тім, що крупДля найповнішого використання сили інерції нодисперсні частки сипкої суміші через слабші та найменшого опору руху ударників доцільно, адгезійні зв'язки і більшу питому вагу легко відрищоб вісі симетрії каналів, в яких розташовано удаваються від коливної поверхні пластини 4, легко рники, були перпендикулярними до площини пласпереборюють опір повітря і здійснюють політ над тини 4 і співпадали з напрямком коливань робочоповерхнею пластини 4 на більшій висоті, ніж частго органу. ки дрібнодисперсної фракції [5]. Крім того, повітЗ експериментів підтверджено працездатність ряний потік, що виникає внаслідок руху робочого нового пристрою та поліпшення якості сепарації органу нагору, за своїм напрямком допомагає порівняно з прототипом; явище налипання дрібнопольоту крупнодисперсних часток уверх. дисперсних часток на поверхню пластини було Для дрібнодисперсних часток дуже сильно відсутнє. знижують початкову швидкість польоту (через заДжерела інформації, які було використано при тримання моменту відриву від поверхні пластини складанні заявки: 4) адгезійні зв'язки, а польоту цих часток, які ма1. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного ють меншу питому вагу, суттєво протидіє сила состава промышленных пылей и измельченных опору повітря. Через названі фактори виникає материалов, Л., Изд. «Химия» с. 92. значна різниця висот польоту часток дрібнодиспе2. Оборудование предприятий общественного рсної і крупнодисперсної фракцій. Крім того, дрібпитания: В 3-х т. Т. 1: Механическое оборудование: нодисперсні частки відриваються від поверхні Учебник для студентов вузов, обучающихся по пластини 4 пізніше крупнодисперсних часток, як специальности "Технология и организация общесправило, у момент, коли сила інерції, яка виникає твенного питания" / В.Д. Елхина, А.Д. Журин, Л.П. внаслідок коливань, має максимальне значення і Проничкина, М.К. Богачев. - М.: Экономика, 1987. спрямована вверх, а робочий орган знаходиться у С. 44-64. своєму крайньому верхньому положенні. В цю 3. Патент 47872 A (UA). Спосіб сепарації сипумить повітряного потоку майже немає і має почачих матеріалів під дією коливань і пристрій для тися рух робочого органу вниз, при якому повітряйого здійснення. / Фалько О-сій Л. - Бюл. № 7. ний потік буде спрямований протилежно польоту 2002.(прототип). дрібнодисперсних часток і перешкоджатиме їх 4. Заплетніков І.М., Фалько Л.Г., Фалько О. Л. польоту від пластини 4. Механіка вібропереміщення сипких високодисперВідповідно до експериментальних випробусних продуктів. // Харчова промисловість. - К., вань розроблений пристрій має найбільшу ефек1998. - Вип. 43-44, с 115-119. тивність поділу часток коли кут нахилу пластини 4 5. Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Вибрацидо горизонту складає 30°-70°, мінімальна кількість онное перемещение. - М.: Наука, 1964. - 412 с , с розподільчих пластин - 7, відстань від розподіль89-90. 10806 \XX\V4\\ Комп'ютерна верстка А Крижанівський Фіг. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601