Спосіб поділу зернової суміші

Реферат: Спосіб поділу зернової суміші включає подачу часток суміші з попереднім їх розгоном по брахистохронних поверхнях і сепарацією на сито і їх остаточне просівання. Попередню сепарацію здійснюють через щілини, які утворені між брахистохронними поверхнями. UA 72583 U (54) СПОСІБ ПОДІЛУ ЗЕРНОВОЇ СУМІШІ UA 72583 U UA 72583 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до переробної промисловості, зокрема до способів поділу сипучих матеріалів, а саме - зернових сумішей, і може бути використана в зернопереробній промисловості, борошномельній, круп'яній та інших галузях сільського господарства. Відомі способи поділу зернової суміші, що включають подачу часток суміші з попередньою їх сепарацією на сито і їх остаточне просівання, [А.с. СССР № 845875 МПК В07В 1/40, бюл №26. 1981; А.с. СССР № 674803 МПК В07В 1/42, бюл. №27. 1979]. Недоліком відомих способів поділу зернової суміші є зниження продуктивності за рахунок можливого зависання зернових часток на перфорованих поверхнях попередньої сепарації, виконаних, наприклад, у вигляді ґрат. Це також веде до зниження швидкості подачі часток на сито і зниження ефективності остаточного просівання. Відомий спосіб поділу зернової суміші, вибраний за найближчий аналог, що включає подачу часток суміші з попереднім їх розгоном і сепарацією на сито і їх остаточне просівання [А.с. СССР № 1371717 МПК В07В 1/00, бюл. №5. 1988]. Недоліком найближчого аналога є те, що для розподілу зернової суміші, її попереднього розгону, сепарації і остаточного просівання потрібне підведення додаткової енергії, наприклад, від енергозбуджувача. Вихідну суміш подають до початку розподільних ґрат суцільним потоком, причому кількість подаваних часток на сито зменшують по його довжині, а це все потребує додаткових пристроїв та витрат енергії. Також відомий спосіб враховує лише швидкість витання зернівок і не враховує такі параметри сепарації, як розміри зернівок та розміри отворів ґрат, від яких суттєво залежить ефективність сепарації. Відомо, що при русі шарів суміші по поверхні розподільних ґрат у результаті сегрегації в отвори ґрат попадають спочатку більші частки, що приводить до забивання отворів ґрат й зниженню ефективності сепарації. Тому необхідно вихідний матеріал (суміш зерна) розділити попередньо на фракції за фізико-механічними властивостями. Поділене на фракції зерно слід подавати ізольовано, кожну фракцію - у відповідну зону сита на остаточне просівання. В основу корисної моделі поставлена задача: забезпечити збільшення пропускної здатності сепаратора та підвищення якості процесу за рахунок узгодження швидкості фракцій з ефективністю процесу остаточного просівання шляхом попереднього розгону та сепарації зерна перед остаточним просіванням за допомогою поверхонь брахистохронної властивості з регульованими щілинними отворами залежно від розмірів зерна (еквівалентного діаметра). Поставлена задача вирішується тим, що в способі поділу зернової суміші, що включає подачу часток суміші з попереднім їх розгоном і сепарацією на сито і їх остаточне просівання, згідно корисної моделі, частки суміші розганяють по брахистохронних поверхнях до швидкості к  35 40 45 50 55  о (L  0,5fd) , 5  (H  0,5d) де 0 - швидкість подачі суміші; L - ширина щілини; f - коефіцієнт ковзання частки по брахистохронних поверхнях; d - еквівалентний радіус частки; H - висота між кромками поверхонь, а попередню сепарацію здійснюють через щілини, утворені між брахистохронними поверхнями, ширина яких залежить від еквівалентного діаметра частки й визначається формулою L  121d2  7,98d  23,27 . , Доведено, що напрямком інтенсифікації процесу гравітаційного сепарування за допомогою щілинного сепаруючого отвору, є виконання поділяючої поверхні з поздовжнім перетином у формі кривої брахистохронної властивості, що забезпечує збільшення пропускної здатності сепаратора [Василенко П.М. Теория движения частиц по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин.: К. Изд-во Украинской академии сельскохозяйственных наук.1960. С. 163-168.]. Така сепарація зерна за допомогою поверхонь брахистохронної властивості з щілинними отворами забезпечує виділення зерна, починаючи з великих, до дрібних та подачу окремо кожну фракцію на окрему частку сита для остаточного просівання, що збільшує продуктивність та знижує енергоємність процесу за рахунок гравітаційного сепарування й не потребує додаткових витрат енергії [Некрасов А.В. Совершенствование процесса гравитационной классификации зернистых смесей и расширение области применения гравитационных сепараторов: автореф. дис. на получение науч. степени канд. техн. наук:/ А.В. Некрасов. Воронеж, 2001. 241 с. Шпиганович Т.О. Моделювання форми сепаруючої поверхні 1 UA 72583 U 5 10 15 20 25 30 35 40 брахистохронної властивості / Т.О. Шпиганович // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины, 2011. - № 1(17). - С. 6-13.]. Також необхідно враховувати, що кожна фракція зерна потребує певної швидкості руху по поділяючій поверхні та заданих розмірів отворів, які повинні бути узгоджені з розмірами зерна (еквівалентний діаметр). Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг. 1 - схема сепарації зерна за допомогою поверхонь брахистохронної властивості з щілинними отворами; на фіг. 2 - залежність імовірності виділення часток зерна у щілинний отвір, що просіває, від швидкості для умов: L=20 мм; Н=1 мм; f=0,36 і =30°; на фіг. 3 - залежність ширини щілини L від еквівалентного діаметра зернівки de; на фіг. 4 - залежність критичної швидкості зернівки к від ширини щілини L між протилежними кромками поверхонь при de = 5 мм: 1-0=0,8 м/с, Н = 1 мм; 2-0=0,8 м/с, Н=2 мм; 3-0=0,4 м/с, Н=1 мм; 4-0=0,4 м/с, H=2 мм; на фіг. 5 - залежність критичної швидкості зернівки vK від різниці по висоті Н між кромками поверхонь при de=5 мм: 1-0=0,8 м/с, L=20 мм; 2-0=0,8 м/с, L=10 мм; 3-0=0,4 м/с, 1=20 мм; 4o=0,4 м/с, L=10 мм. Заявлений спосіб реалізується таким чином. Вихідну суміш 1 з бункера 2 рівномірним потоком гравітаційно подають до початку розгінної поверхні 3, виконаної у вигляді ділянок брахистохронних поверхонь, які утворюють між собою щілинні отвори 4 і 5 із шириною щілини L, різницею по висоті між сусідніми крайками Н. За допомогою поверхонь брахистохронної властивості з щілинними отворами здійснюється попередня сепарація зерна на фракції по розмірах. Сепарація зерна за допомогою поверхонь брахистохронної властивості з щілинними отворами забезпечує виділення спочатку фракції зерна великих розмірів крізь отвір 4, потім середніх, крізь отвір 5 та дрібних. Це забезпечує раціональний режим завантаження сита 6 та підвищує ефективність процесу остаточного просівання. Далі кожна фракція зерна просівається окремо на окремих ділянках сита й потрапляє в бункери І, II, III та IV. Для підтвердження ефективності даного способу нами проведені дослідження імовірності виділення різних за розміром часток зерна у щілинний отвір при різній їх швидкості попередньої сепарації (виділення у щілину). На фіг. 2 показано залежність імовірності виділення часток зерна у щілинний отвір, що просіває, від швидкості  для умов: L=20 мм; Н=1мм; f=0,36 и =30°. З фіг. 2 видно, що швидкість є важливим параметром процесу сепарації зерна, що робить істотний вплив на його схід і, чим більше розмір часток, тим цей вплив більше. Але більш дрібні частки вимагають більшої швидкості для їхнього виділення в щілинний отвір. Тому, спочатку виділяються в щілинний отвір великі частки, а потім - дрібні. Ширину щілини L для виділення зерна з заданим еквівалентним діаметром de визначаємо за формулою: L  121d2  7,98d  23,27 , , або за графіком (фіг. 3). Далі визначаємо швидкість к, до якої розгоняться частки зерна заданого еквівалентного діаметра de по брахистохронних поверхнях, згідно з формулою: к  45 50 55  о (L  0,5fd) , 5  (H  0,5d) або за залежностями (фіг. 4) для визначеної ширини щілини L. Потім, знаючи ширину щілини L та швидкість vK за залежностями (фіг. 5), визначаємо різницю по висоті між сусідніми крайками Н. Таким чином, визначено тісний взаємозв'язок конструктивно-кінематичних параметрів процесу сепарації зерна з розмірами зерна та швидкістю їх руху по сепаруючих поверхнях. Проведені експерименти й аналіз залежностей імовірності виділення часток у щілинний отвір, що просіває, від швидкості дає можливість оцінити технологічні можливості гравітаційного сепарування у щілинний отвір, що утворені між поверхнями брахистохронної властивості. Таким чином, створення спрямованих потоків однорідних за розмірами зерен з попередньою сепарацією за допомогою поверхонь брахистохронної властивості з щілинними отворами на остаточне просівання крізь сито дозволяє раціонально організувати робочий процес поділу зернової суміші, знизити навантаження та підвищити якість процесу. 2 UA 72583 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб поділу зернової суміші, що включає подачу часток суміші з попереднім їх розгоном і сепарацією на сито і їх остаточне просівання, який відрізняється тим, що частки суміші розганяють по брахистохронних поверхнях до швидкості, яку визначають за формулою: к  10 15 о (L  0,5fd) , 5  (H  0,5d) де  о - швидкість подачі суміші; L - ширина щілини; f - коефіцієнтковзання частки по брахистохронних поверхнях; d - еквівалентний радіус частки; H - висота між кромками поверхонь, а попередню сепарацію здійснюють через щілини, які утворені між брахистохронними поверхнями, ширина яких залежить від еквівалентного діаметра частки і визначається за формулою: L  121d2  7,98d  23,27 . , 3 UA 72583 U 4 UA 72583 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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 5