Результат интеллектуальной деятельности: Вибровоздушный сепаратор сыпучих материалов

Изобретение относится к устройствам для просеивания, грохочения или для разделения твердых материалов с помощью газовых или воздушных потоков, а более конкретно к техническим средствам сепарации сыпучих материалов по размеру содержащихся в них частиц и может использоваться, например, в производстве древесной муки ГОСТ 16361-87, а также в зерноперерабатывающей, химической, горно-обогатительной и других отраслях промышленности.

Известен барабанный грохот (а.с. СССР №1404124, В07В 1/24, опубликовано 23.06.88, бюл. 23), включающий ситовый барабан и ротор с лопатками, имеющими рабочую поверхность. Лопатки выполнены гребенчатыми, свободные концы гребенок загнуты под углом в сторону рабочей поверхности, при этом загнутая часть расположена под углом к продольной оси ротора. Согласно данному изобретению исходный материал, поступающий в ситовый барабан, подвергается воздействию гребенчатых лопаток вращающегося ротора. Гребенки захватывают материал загнутыми концами и набрасывают на ситовую поверхность. Материал падает на ситовую поверхность по касательной к ситовому барабану, за счет этого ситовую поверхность по касательной к ситовому барабану, за счет этого происходит его распределение на большей ситовой поверхности и перемещение вдоль решета. Распределение материала на большей ситовой поверхности, а отсюда и уменьшение толщины его слоя на сетке, увеличивает вероятность прохождения мелких частиц материала через слой и отверстия сита, что повышает эффективность грохочения.

Недостатками известного барабанного грохота являются сложность конструкции ротора, затрата энергии на перемещение материала вдоль решета лопатками ротора, возможность заклинивания крупных твердых частиц в зазоре между жесткими лопатками ротора и поверхностью решета, снижение эффективности сепарации из-за забивания отверстий ситового барабана частицами игольчатой формы вследствие их проталкивания лопатками.

Известен виброцентробежный зерновой сепаратор, состоящий из корпуса, вращающегося и вибрирующего рабочего органа, приводов для вибрационного и вращательного движений рабочего органа (а.с. СССР №506439, В07В 1/44).

Недостатком технического решения является низкая надежность вибрационного привода рабочего органа виброцентробежного сепаратора из-за передачи значительных динамических усилий на подшипниковые узлы, наличие большого числа трущихся и изнашивающихся деталей.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является виброцентробежный сепаратор (патент RU №2686760, МПК В07В 1/26; В07В 9/00), состоящий из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода, рабочего органа в вертикальной плоскости от плоского линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости и выполнен из металла с высокой электропроводностью, вентилятора. Новым является то, что рабочий орган с ротором вдоль оси вращения разделены на подвижные относительно друг друга секции.

Недостатком данного технического решения является большое количество изнашивающихся деталей, сложность кинематической схемы, обеспечивающей вращательное и возвратно-поступательное движение рабочего органа, низкая эффективность сепарации из-за застревания частиц материала игольчатой формы под действием центробежной силы в отверстиях рабочего органа.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции сепаратора, увеличение эффективности отделения частиц материала, отличающихся своими размерами.

Поставленная задача решается за счет того, что в вибровоздушном сепараторе сыпучих материалов, содержащем корпус, рабочий орган, вибрационный привод, приспособления ввода сепарируемого материала и вывода мелкой и крупной фракций, вентилятор, рабочий орган выполнен в виде одного или нескольких вертикально установленных перфорированных цилиндров или сетчатых рукавов, с размером отверстий, равным или превышающим размеры частиц сепарируемого материала, в соответствии с заданной границей разделения, вибрационный привод установлен в их верхней части, приспособление ввода сепарируемого материала выполнено в виде трубы с возможностью подачи материала в нижнюю часть рабочего органа, а вентилятор выполнен с возможностью создания разряжения воздуха внутри корпуса. Сетчатые рукава рабочего органа могут быть изготовлены, например, из ситовых тканей на основе полиамидных или полиэфирных нитей.

В отличие от аналога и прототипа, в предлагаемом вибровоздушном сепараторе для сообщения материалу количества движения, необходимого для прохождения отверстий или ячеек сетчатого рабочего органа, используется не вращение ротора или рабочего органа, а поток воздуха проходящего через корпус.

Благодаря тому что рабочий орган выполнен в виде одного или нескольких вертикально установленных перфорированных цилиндров или сетчатых рукавов с размером отверстий или ячеек, равным или превышающим размеры частиц сепарируемого материала, обеспечивается большая площадь просевающей поверхности, уменьшаются габаритные размеры и упрощается конструкция сепаратора, при этом разделение частиц на крупные и мелкие происходит или в ячейках сетчатых рукавов или в слое сепарируемого материала на их внутренней поверхности.

Установка вибрационного привода в верхней части перфорированных цилиндров или сетчатых рукавов позволяет создать колебания на их поверхности, интенсивность которых возрастает по ходу движения сепарируемого материала снизу вверх. Колебания перфорированных цилиндров или сетчатых рукавов рабочего органа способствуют уменьшению сил сцепления между отдельными частицами сепарируемого материала и выведению агломерированного слоя из зоны классификации.

Подача сепарируемого материала в нижнюю часть цилиндра или нескольких цилиндров или в нижнюю часть рукава или нескольких рукавов объясняется тем, что из-за большого удаления от вибрационного привода интенсивность колебаний в этой части рабочего органа минимальна.

Скорость воздушного потока, проходящего через рабочий орган должна превышать скорость витания для частиц сепарируемого материала, в соответствии с заданной границей разделения для того, чтобы обеспечить их пневматическое транспортирование из корпуса сепаратора в пылеулавливающий агрегат, в котором происходит отделение мелких частиц от несущего воздушного потока.

Предлагаемый вибровоздушный сепаратор иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлен схематичный продольный разрез.

Вибровоздушный сепаратор состоит из корпуса 1, рабочего органа 2 в виде перфорированного цилиндра или сетчатых рукавов с размером отверстий или ячеек, равным или превышающим размеры частиц сепарируемого материала, вибрационного привода 3, трубы ввода сепарируемого материала 4, патрубка 5 вывода крупных частиц, патрубка 6 вывода мелких частиц, соединенным с пылеулавливающим агрегатом 7 и вентилятором 8, создающим разряжение воздуха внутри корпуса 1. Направление потока воздуха внутри вибровоздушного сепаратора показано стрелками 9.

Предлагаемый сепаратор работает следующим образом: вибрационный привод 3, вызывает колебания рабочего органа 2, в виде вертикально установленного перфорированного цилиндра или нескольких цилиндров, или сетчатого рукава или нескольких рукавов, изготовленных из сетчатого материала, например, сетки полиамидной на основе полиамидных и полиэфирных нитей. Вентилятор 8 создает разряжение воздуха в корпусе 1, в результате чего сепарируемый материала всасывается через трубу ввода 4 вовнутрь рабочего органа 2. Мелкие частицы, увлекаемые воздушным потоком, проходят отверстия или ячейки рабочего органа 2 и покидают пространство корпуса 1 через патрубок 6. Крупные частицы, присасываются к поверхности рабочего органа 2, образуя воздухопроницаемый слой, который под действием колебаний создаваемых вибрационным приводом 3 агломерируется и ссыпается в патрубок 5 и выводится из сепаратора.

Из представленного описания работы предлагаемого сепаратора следует, что разделение частиц материала в нем происходит по схеме характерной для гравитационных воздушных классификаторов, под действием двух противоположно направленных сил: давления воздушного потока и гравитации. В свою очередь колебания цилиндра или нескольких цилиндров, а также рукава или нескольких рукавов рабочего органа служат для уменьшения сил сцепления между отдельными частицами сепарируемого материала и выведения агломерированного слоя из зоны классификации.

Основными параметрами работы предлагаемого сепаратора, такими как: граница разделения частиц, согласно их размерам, эффективность разделения, являются: скорость воздушного потока, объем воздуха проходящего через корпус 1, количество материала подаваемого в трубу ввода 4, частота и амплитуда колебаний рабочего органа 2. При этом граница разделения определяется не только размером отверстий цилиндра или цилиндров, размером ячеек сетки, из которой изготовлен рукав или несколько рукавов рабочего органа, но и толщиной слоя материала на их внутренней поверхности.

Таким образом, достигается упрощение конструкции сепаратора, увеличение эффективности отделения частиц материала, отличающихся своими размерами.