Спосіб сепарації сипучих матеріалів газовими потоками

Реферат: UA 74522 U UA 74522 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів повітряної сепарації сипучих матеріалів і може бути використана для розділення сипучих матеріалів в сільському господарстві, харчовій, хімічній промисловості або інших галузях. Відомий спосіб сепарації суміші сипучих матеріалів [1], що включає гравітаційну подачу частинок сипкого матеріалу в сепараційну камеру, аеродинамічний монотонно зростаючий вплив на частинки матеріалу під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів в режимі розвиненої турбулентності шляхом вертикальної подачі під тиском повітря в генератор, встановлений під бункером завантаження сипкого матеріалу. При цьому перед аеродинамічним впливом на частинки матеріалу попередньо формують потік і течію кожного струменя переводять в режим розвиненої турбулентності шляхом розширення їх по вертикалі до злиття один з одним з збійною або близькою до неї формою перебігу та утворення на початку кожного міжструминного простору всіх суміжних струменів не менше двох циркуляційних зон, які відрізняються між собою по величині. При цьому потік, який впливає на матеріал в сепараційної камері, попередньо формують за допомогою плоских сопел, висота поперечних перерізів, крок і кут установки яких збільшують зверху вниз. Такий спосіб забезпечує поділ сипкого матеріалу на фракції. Проте даний спосіб має невисоку якість сепарації, що обумовлено тим, що в результаті глибокої турбулентності потоку відбувається завихрення потоку в сепараційній камері, що призводить до змішування частинок різної фракції в процесі сепарації. Крім того, максимальний вплив потоку на сипкий матеріал відбувається в нижній частині сепараційної камери, що викликає збурення потоку в тій зоні, де відбувається осадження розділених частинок, що веде до небажаного їх перемішування. Це обумовлено тим, що формування потоку за допомогою плоских сопел, висота поперечних перерізів, крок і кут установки яких збільшують зверху вниз, в результаті чого максимальний турбулентний потік формується в нижній частині сепараційної камери. Крім того, даний спосіб є енергоємним тому, що для створення повітряного потоку для поділу частинок матеріалу повітря від джерела подачі нагнітають під тиском і вертикально знизу вверх в струменевий генератор, що вимагає значних енерговитрат. Крім того, установка джерела нагнітання повітря за межами повітряного каналу веде до перегріву джерела нагнітання, що знижує його робочий ресурс. Відомий спосіб сепарації суміші сипучих матеріалів, газовими потоками [2], що включає нагнітання газового потоку, формування напрямку потоку, послідовне проходження сипкого матеріалу через цей потік з наступним поділом і очищенням згаданого матеріалу в камері сепарації. У даному способі нагнітання повітря здійснюють горизонтальним поданням повітря. При цьому потік повітря створюють за допомогою імпелера, виконаного у вигляді лопатевої машини, поміщеної в кільце, а утворений при цьому вихор від крильчатки усувають за допомогою випрямляючого апарата, після чого потік повітря відразу направляють в формувач потоку, за допомогою якого отримують додатковий розгін і додають потоку необхідного напряму через щілинні напрямні однакового розміру, які заздалегідь набирають в єдиний блок. При цьому кожну з щілинних напрямних забезпечують вхідним пристроєм у вигляді конуса і вихідною щілиною з паралельними стінками однакового розміру і встановлюють під однаковим кутом. Сформований таким чином потік з однаковою швидкістю направляють в сепараційні камеру для подальшого поділу частинок матеріалу на різні фракції. Спосіб забезпечує більш ефективну сепарацію і дозволяє знизити енерговитрати за рахунок того, що нагнітач повітря встановлений безпосередньо в повітряному каналі, що дозволяє ефективно його охолоджувати. Однак, даний спосіб має недоліки, зумовлені наявністю завихрення крильчатки нагнітача, що тягне за собою додаткові витрати, пов'язані з необхідністю установки спеціального пристрою-випрямляча для випрямлення потоку в камері статичного тиску, недостатньо ефективним ступенем сепарації, що обумовлено тим, що сформований потік під одним кутом і з однаковою швидкістю входить в сепараційні камеру, тим самим створюючи в ній зони завихрення, що тягне за собою небажане перемішування частинок матеріалу, що сепарується. Крім того, даний спосіб є енергоємним і витратним, оскільки для кожного виду сепаратора потрібен індивідуально розроблений нагнітальний вузол, що ускладнює обслуговування пристрою, який працює за цим способом. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий спосіб сепарації суміші сипучих матеріалів газовими потоками, в якому за рахунок створення і формування певним чином повітряного потоку досягається підвищення ефективності сепарування сипучих матеріалів, знижуються енерговитрати і забезпечується зручність в експлуатації. 1 UA 74522 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі сепарації сипучих матеріалів газовими потоками, що включає нагнітання газового потоку, формування напрямку потоку, послідовне проходження сипкого матеріалу через цей потік з наступним поділом і очищенням згаданого матеріалу в камері сепарації, згідно з корисною моделлю, нагнітання газового потоку проводять за допомогою осьового лопатевого вентилятора низького тиску, розташованого в камері статичного тиску, виконаній з перемінним перерізом, а входження газового потоку в камеру сепарації проводять з різною швидкістю, попередньо направляючи потік через засіб зміни швидкості, і далі через пластини формувача потоку, що встановлені співвісно і під кутом одна до одної, при цьому кут нахилу пластин збільшують послідовно від нижньої пластини до верхньої. При цьому площа вхідного перерізу і площу вихідного перерізу камери статичного тиску виконано в співвідношенні (2,5-5):1. Крім того, кут нахилу кожної наступної пластини збільшують на 1-2°. Нагнітання газового потоку за допомогою осьового лопатевого вентилятора низького тиску дозволяє значно знизити енерговитрати на нагнітання повітря, а також знизити вартість цього вузла, тому що при цьому способі сепарації можливе використання відомих вентиляторів, які виробляються промислово, і не вимагають застосування дорогих частотних перетворювачів. При цьому, вентилятор розташовують у камері статичного тиску, виконаній з перемінним перерізом, у якої площа вхідного перерізу і площа вихідного перерізу виконані в співвідношенні (2,5-5): 1. Таке виконання камери статичного тиску забезпечує вирівнювання потоку повітря, який нагнітається і усуває завихрення повітря після крильчатки без застосування спеціальних вирівнювальних пристроїв, що знижує витрати на процес сепарування. Входження газового потоку в камеру сепарації з різною швидкістю забезпечує поділ потоку повітря на каскад віялових струменів, які з різною силою впливають на витаючий потік частинок сипкого матеріалу, що падають з бункера вертикально вниз в камеру сепарації і забезпечує значне підвищення ефективності сепарації сипучих матеріалів, тому що при цьому якість розділення матеріалу при багатофракційному розшаруванні його за масою і питомою вагою значно зростає. Слід зазначити, що забезпечення входження газового потоку в камеру сепарації з різною швидкістю досягається за рахунок попереднього напрямку потоку повітря через засіб зміни швидкості і далі через пластини формувача потоку, що встановлені співвісно і під кутом одна до одної, при цьому кут нахилу пластин збільшують послідовно від нижньої пластини до верхньої ° на 1-2 . Це створює віялове входження потоку плоских струменів повітря в сепараційні камеру з різною швидкістю і різної спрямованості, при цьому з максимальною швидкістю - у верхній частині камери сепарації, і з мінімальною - в нижній частині камери сепарації, де знаходиться зона заспокоєння і відбувається осідання вже розділених частинок. Більш потужний потік у верхній частині камери сепарації входить перпендикулярно потоку падаючого з бункера сипучого матеріалу і розбиває його. Далі під впливом плоских струменів спрямованого повітряного потоку відбувається розділення потоку матеріалу на фракції в залежності від маси та питомої ваги, форми і розміру часток. Таким чином, спосіб забезпечує високу якість сепарування сипучих матеріалів, дозволяє знизити енерговитрати і забезпечує зручність в експлуатації, тому що використовує для нагнітання повітря існуючі промислові вентилятори. Суть корисної моделі пояснюється на кресленні, де представлена схема сепарації суміші сипучих матеріалів газовими потоками. Спосіб здійснюється таким чином. Створюють газовий потік за допомогою осьового лопатевого вентилятора низького тиску (1), розташованого в камері статичного тиску (2), яка виконана з перемінним перерізом, і в якої площа вхідного перерізу і площа вихідного перерізу виконані в співвідношенні (2,5-5): 1. Це вирівнює потік повітря, що нагнітається і усуває завихрення повітря після крильчатки. Після камери статичного тиску (2) повітряний потік, проходячи через засіб зниження швидкості (3), виконаний у вигляді пластин трикутникоподібної форми, розташованих вершиною до верху, змінює швидкість так, що у верхній частині швидкість потоку повітря практично не змінюється, а в нижній зменшується. Далі потік повітря спрямовується через пластини формувача потоку (4), які встановлені співвісно і під кутом одна до одної, при цьому кут нахилу пластин збільшують послідовно від нижньої пластини до верхньої на 1-2°. Проходячи далі через пластини (4), потік формується у вигляді плоских віялових струменів і потрапляє в камеру сепарації (5). При цьому потік повітря входить в камеру сепарації (5) з різною швидкістю і різної спрямованості, з максимальною швидкістю - у верхній частині камери сепарації, і з мінімальною - в нижній частині камери сепарації. Більш потужний потік у верхній частині камери сепарації (5) входить 2 UA 74522 U 5 10 15 перпендикулярно потоку падаючого з бункера сипучого матеріалу і розбиває його. Далі під впливом плоских струменів спрямованого повітряного потоку відбувається розділення потоку матеріалу на фракції в залежності від маси та питомої ваги, форми і розміру часток. Відокремлені більш важкі фракції потрапляють в зону спокою і далі опускаються до відповідних збірників (6). Більш легкі фракції і пил виносяться через бічний отвір у верхній частині камери сепарації. Даний спосіб сепарації випробуваний на обладнанні ТОВ "Науково-виробничої компанії "Агро-Вігс" (м. Харків) і показав, що отримане після сепарації високоякісне зерно, завдяки запропонованому способу обробки, має схожість до 96,5 %, що підтверджено сертифікатом насінницької станції Харківської області. Таким чином, даний спосіб дозволяє підвищити ефективність сепарування сипучих матеріалів, знизити енерговитрати і забезпечити зручність в експлуатації. Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації № 2403096 C1, МПК B07B4/02, B07B11/00, опубл. 10.11.2010. 2. Патент України № 70179 U, МПК B07B 13/00, опубл. 25.05.2012 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 1. Спосіб сепарації сипучих матеріалів газовими потоками, що включає нагнітання газового потоку, формування напрямку потоку, послідовне проходження сипкого матеріалу через цей потік з наступним поділом і очищенням згаданого матеріалу в камері сепарації, який відрізняється тим, що нагнітання газового потоку проводять за допомогою осьового лопатевого вентилятора низького тиску, розташованого в камері статичного тиску, виконаній з перемінним перерізом, а входження газового потоку в камеру сепарації проводять з різною швидкістю, попередньо направляючи потік через засіб зміни швидкості, і далі через пластини формувача потоку, що встановлені співвісно і під кутом одна до одної, при цьому кут нахилу пластин збільшують послідовно від нижньої пластини до верхньої. 2. Спосіб сепарації за п. 1, який відрізняється тим, що площа вхідного перерізу і площа вихідного перерізу камери статичного тиску виконані в співвідношенні (2,5-5):1. 3. Спосіб сепарації за п. 1, який відрізняється тим, що кут нахилу кожної наступної пластини збільшують на 1-2°. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3