Повітряний інерційний сепаратор зі змінними аеродинамічними властивостями

1. Повітряний інерційний сепаратор зі змінними аеродинамічними властивостями, що включає вентилятор, повітряний канал, який відрізняється тим, що має механізм завантаження суміші, розташований знизу повітряного каналу. 3 35003 який можна використовувати для розділення насіння і тільки. За кількістю схожих ознак та за технічними показниками прототипом пристрою, який заявляється, є повітряний інерційний сепаратор описаний в [патенті на корисну модель UA №22962 МПК 7В07В 4/02, (2007.01.)]. Він складається з вентилятору, який створює повітряний потік у каналі, зверху якого розташований бункер, з якого матеріал, що поділяється, подається на транспортер. Транспортер має гвинтовий підіймач, який змінює кут його нахилу до горизонту та розташований на пружинах або підвішений на пружинах для здійснення можливості його вібрації. Канал з'єднаний з циклоном, який має пристрій для відділення пилу, за допомогою трубопроводу. Також, канал у нижній частині має декілька блоків-виходів матеріалу, тобто приймачів, в які потрапляють частки матеріалу в залежності від їх аеродинамічних характеристик. Недоліком даного пристрою є те, що важкі частки по путі в ло тки мають зіткнення з дуже легкими фракціями, такими, як наприклад, полова при розділенні в сільському господарстві, та придають їм додаткової інерції. Цей момент інерції може бути досить великим і надлегкі частки можуть попадати у лотки для більш важких фракцій, що може визвати потребу у додаткової обробці. Недоліком конструкції цього пристрою є те, що при верхній подачі суміші, повітряний потік проникає скрізь суміш один раз. Але головним недоліком є те, що в цьому пристрої відсутня можливість отримання у різних точках повітряного каналу, де відбувається розсів, різної швидкості потоку, яка сприяє підвищенню якості розсіву. Повітряний інерційний сепаратор зі змінними аеродинамічними властивостями, що включає вентилятор, повітряний канал, згідно з корисною моделлю має механізм завантаження суміші, розташований знизу повітряного каналу. У повітряний канал з боку входу повітря може бути встановлене крило з механізмом регулювання швидкості потоку по довжині каналу, виконане з поворотної пластини, змонтованої на осі, що спирається у стінках повітряного каналу. У повітряний канал з боку входу повітря може бути встановлено декілька крил з механізмом регулювання швидкості потоку по довжині каналу. Як механізм завантаження використовується транспортер. Транспортер має механізм повороту відносно лінії горизонту. Поставлена задача, в запропонованому пристрої, вирішується за рахунок того, що засіб, який подає матеріал, наприклад транспортер, розташований знизу робочого каналу, при цьому конструкція транспортеру має можливість зміни кута його нахилу в залежності від аеродинамічних характеристик матеріалу. В робочому каналі розташоване горизонтальне регульоване крило з можливістю зміни кута його нахилу відносно горизонталі. Подача суміші часток у робочий канал знизу, а також наявність у робочому каналі крила, з можливістю його нахилу відносно горизонталі, дозволяє отримати різну швидкість потоку у різних точках каналу. За рахунок цього, у корисній моделі, що пропонується, повітря крізь потік часток проникає двічі, 4 що дає можливість набагато підвищити якість та продуктивність розсіву у порівнянні із прототипом. Можна казати навіть про те , що у даній машині відбувається навіть два процеси очищення одночасно, а саме у час підняття суміші у точку зависання, завдяки інерційному руху від швидкості руху транспортера, відбувається попереднє очищення суміші, а при її падінні - остаточний поділ суміші на фракції. Крім цього крило, що регулюється, як було сказано вище, дає можливість змінювати швидкість повітряного потоку в робочої зоні до необхідних значень у різних точках і тим самим впливати на різні фракції часток різними повітряними потоками. Це у свою чергу призводить до двух-трьох кратного збільшення якості розсіву. Якщо застосувати цей спосіб для розділення суміші по щільності часток, то усе перераховане вище буде сприяти дуже якісному розділенню суміші, яке відсутнє у інших сепараторах. Тобто, у сепараторі, що пропонується, розсіювання можливо здійснювати з особливістю зміни нахилу транспортера, наявності зустрічного повітряного потоку, силу якого теж можна регулювати. Можливо регулювати і нахил крила у повітряному каналі. Це дозволяє максимально збільшити траєкторію розсіву суміші і провести очистку двічі з різними показниками швидкості зустрічного потоку. Див. Фіг.1, на якій: Vo - швидкість тіла, що сходить з транспортера (швидкість стрічки); D - умовний діаметр (розмір часток); r - щільність тіла; S y - умовна площа тіла; S y = k1 × D2 k1 - коефіцієнт, що вра ховує форму тіла при опорі повітряному потоку; t - час польоту часток; k 2 - коефіцієнт, що враховує форму тіла, при визначенні ваги; m - маса тіла; m = r × k 2 × D3 Сила впливу повітряного потоку: F = P × Sy = P × k1 × D2 = m × a P × k1 × D2 = r × k 2 × D3 × a a= P × k1 × D2 r × k 2 × D3 Див. Фіг.2., де схематично зображено: Відстань, на яку летить тіло при відсутності опору середи L0 L 0 = V0 × t = V0 × 2 ×H g Зміна відстані польоту тіла при впливі повітряного потоку DL . a × t 2 P × k1 t 2 D2 P × k1 t 2 1 (1) = × × = × × 2 r × k 2 2 D3 r × k2 2 D Ми бачимо, що є обернено пропорційна залеDL = 5 35003 жність між діаметром і зміною відстані польоту тіла DL . Перша складова багаточлена (1) для тіл однакової форми та щільності, що летять з однієї висоти, буде постійною величиною. Тоді формула матиме вигляд: 1 P × k1 t2 , де k3 = × D r ×k2 2 Тобто, зі збільшенням розміру тіла у два рази зменшується відстань польоту DL в два рази. Підсумовуючи ви щенаведене, можна констатувати, що регулювання і настроювання розсіювання часток у пристрої, що пропонується, можливо здійснювати чотирма способами: - швидкістю стрічки транспортера; - кутом нахилу транспортера; - швидкістю потоку (витратою) повітря; - та найголовніше, зміною положення крила 12, що дає можливість отримати у точках К , И, та З різну швидкість потоку. (Див. Фіг.3) Якщо застосувати ці способи, у повітряному інерційному сепараторі, то можливо одержати високоякісне розділення суміші, яке не може бути отримане в інших сепараторах. Сепаратор, який зображений на Фіг.3, складається з вентилятору 1, який створює повітряний потік в робочому каналі 2, знизу якого розташований бункер 3, з якого матеріал, що поділяється, подається на механізм подачі матеріалу, що виконаний, наприклад, у вигляді транспортера 4. Транспортер 4 має гвинтовий підіймач 5, який змінює кут його на хилу до лінії горизонту. Далі робочий канал 2 переходить в трубопровід 6, який має значно меншу площу поперечного перерізу, ніж робочий канал 2. Трубопровід 6 з'єднаний з циклоном 7, який має пристрій для відділення пилу з затвором 8. Транспортер 4 розташований на пружинах або підвішений на пружинах для можливості отримання вібрації. Канал 2 у нижній частині має блок основних виходів продуктів розділення 9, оснащених повітряними затворами 10 та окремий вихід дуже легких часток з повітряним затвором 11, в які потрапляють частки матеріалу за їх аеродинамічними характеристиками. Виходи матеріалу на Фіг.3 позначені літерами А, Б, В, Г, Д, Е. У верхній частині робочого каналу 2 зі сторони входу повітря розташоване регульоване крило 12, яке підвішене за допомогою штоків 13, які дозволяють змінювати нахил крила 12 відносно лінії горизонталі. Циклон 7 з'єднаний з вентилятором 1 за допомогою трубопроводу 14. Запропонований повітряний інерційний сепаратор з змінними аеродинамічними властивостями працює наступним чином. Сировина подається в бункер 3, обсяги подання сировини з якого можуть регулюватися, наприклад, за допомогою розташованої у бункері 3 регульованої заслінки подання сировини та валу примусової подачі. Матеріал подається з бункера 3 на транспортер 4, який розганяє його до необхідної швидкості та подає його в робочий канал 2 сепаратору. Вентилятор 1 затягує повітря через DL = k 3 6 циклон 7, трубопроводи 6, 14, створюючи повітряний потік вздовж робочого каналу 2. Швидкість потоку підбирається в залежності від матеріалу, який поділяють на фракції. У разі необхідності розділення дуже важких часток, тобто для підвищення потужності потоку, можливе встановлення додаткового нагнітального вентилятора на вході у повітряний робочий канал 2. Після потрапляння суміші, яка потребує розділення, в робочий канал, пилоподібні частки, надлегкі частки або частки з дуже малою щільністю відхиляються повітряним потоком у напрямку точки К. Причому, надлегкі частки або частки з дуже малою щільністю потрапляють у окремий вихід дуже легких часток з повітряним затвором 11 і виводяться у напрямку Е, а пилоподібні частки потрапляють до циклону 7, після чого виводяться крізь повітряний затвор циклону 8 у напрямку Ж. Решта суміші, після потрапляння у повітряний потік, за інерцією продовжує рух у напрямку точок З та И. Причому, чим більша вага або щільність частки, тим траєкторія руху її більше, і тим більше частка наближається до точки З. Зі зниженням швидкості часток, після того, як вони досягають найвищої точки у каналі, під дією сили тяжіння вони починають падати та під дією повітряного потоку, утвореного вентилятором важкі частки або частки матеріалу з більшою щільністю потрапляють в приймач А, а легкі або менш щільні - в приймач Д. Між приймачами А і Д розташовані проміжні приймачі для фракцій, що знаходяться між самими важкими і легкими або самими щільними і найменш щільними. При цьому кожна частка проходить повітряний потік 2 рази: під час польоту у найвищу точку та під час свого падіння, і у зв'язку з цим розсіювання відбувається дворазово. Збільшення куту a нахилу транспортера, а, також, швидкості потоку при розділенні матеріалу, приводить до збільшення розсіювання і збільшення траєкторії руху компонентів. Це дозволяє збільшити якість розділення суміші. Збільшення куту a нахилу крила 12 призводить до того, що швидкість повітряного потоку в точках И та З різна, причому вона завжди більша у точці З. У випадку, коли кут нахилу крила 12 дорівнює нулю, швидкість повітряного потоку у точках И та З є рівною. За рахунок зміни швидкості повітряного потоку у різних точках каналу, ми отримуємо можливість впливання на різні фракції різними за величиною повітряними потоками, які необхідні саме для конкретної фракції (самі важкі частки обробляються самим швидким потоком). Запропонований пристрій дозволяє отримати момент інерції часток від підвищення їх маси, що збільшується в кубі, а опір потоку збільшується в квадраті, що в кінцевому результаті і дає можливість розділяти суміші на фракції, як по щільності, так і по розміру часток. Пристрій, що заявляється, перевірений на практичній роботі дослідного зразку сепаратора, а його суттєві ознаки авторами не виявлені в відомих джерелах інформації. 7 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 35003 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601