RU63716U1 - DEVICE FOR SEPARATION OF BULK MIXTURE IN A FLUID - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для разделения падающей смеси частиц твердых материалов с помощью воздушных потоков и может быть использована в сельском хозяйстве для воздушной сепарации и очистки семян различных видов сельскохозяйственных культур при подготовке товарного и посевного материала. Сущность полезной модели: устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде содержит бункер с вибролотком, центробежный вентилятор с воздуховодом и выравнивающим давление дросселем и сопловую решетку с плоскими соплами разного калибра, установленными последовательно по потоку с увеличением сверху вниз калибра сопел, их шага и острого угла наклона стенок направляющих каналов сопел к плоскости сопловой решетки, и расположенные под соплами и разделенные перегородками сборники фракций, при этом в направляющем канале каждого сопла размещен турбулизатор воздушного потока, а разделяющие сборники фракций перегородки установлены шарнирно с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей. (1 з.п. ф-лы, 3 ил.).The utility model relates to devices for separating a falling mixture of particles of solid materials using air flows and can be used in agriculture for air separation and purification of seeds of various types of crops in the preparation of commercial and sowing material. The essence of the utility model: a device for separating a granular mixture in a fluid medium contains a hopper with a vibrating fan, a centrifugal fan with an air duct and a pressure equalizing throttle, and a nozzle grate with flat nozzles of various calibers installed in series with the flow with increasing nozzles caliber, their pitch and acute angle the inclination of the walls of the guide channels of the nozzles to the plane of the nozzle lattice, and fraction collectors located under the nozzles and separated by partitions, while in the guide channel of each nozzle p zmeschen turbulator airflow and dividing partitions collections fractions are pivotally mounted to pivot about horizontal axes. (1 cp f-crystals, 3 ill.).

Description

Полезная модель относится к устройствам для разделения падающей смеси частиц твердых материалов с помощью воздушных потоков и может быть использована в сельском хозяйстве для воздушной сепарации и очистки семян различных видов сельскохозяйственных культур при подготовке товарного и посевного материала.The utility model relates to devices for separating a falling mixture of particles of solid materials using air flows and can be used in agriculture for air separation and purification of seeds of various types of crops in the preparation of commercial and sowing material.

Известно наиболее близкое к предлагаемому по совокупности признаков устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде по патенту Российской Федерации №2270061 (МПК: В07В 4/02, В07В 7/01, заявлено 04.12.2003 г., опубликовано 20.02.2006 г.). Указанное устройство содержит бункер с вибролотком, центробежный вентилятор с воздуховодом и выравнивающим давление дросселем и сопловую решетку с плоскими соплами разного калибра, установленными последовательно по потоку с увеличением сверху вниз калибра сопел, их шага, длины стенок направляющих каналов и острого угла наклона стенок направляющих каналов сопел к плоскости сопловой решетки, и расположенные под соплами и разделенные вертикальными перегородками сборники готовых и повторных фракций. Роль выравнивающего давление дросселя выполняют установленные последовательно перед соплами три решета. Частицы сепарируемого материала разделяются по фракциям каскадом плоских воздушных струй с разной скоростью потока. На границе между струями возникает турбулентная зона, при прохождении которой частицы сепарируемого материала, обдуваемые воздушными струями с различных сторон, A device for separating a granular mixture in a fluid according to the patent of the Russian Federation No. 2270061 (IPC: B07B 4/02, B07B 7/01, claimed on December 4, 2003, published on February 20, 2006) is known that is closest to the one proposed according to the set of features. The specified device contains a hopper with a vibratory tray, a centrifugal fan with an air duct and a pressure equalizing throttle and a nozzle grate with flat nozzles of various calibers installed in series with the flow with increasing nozzle gauge, their step, the length of the walls of the guide channels and the acute angle of the walls of the guide channels of the nozzles to the plane of the nozzle lattice, and collectors of finished and repeated fractions located under the nozzles and separated by vertical partitions. The role of the pressure equalizing throttle is performed by three sieves installed in series in front of the nozzles. Particles of the separated material are separated into fractions by a cascade of plane air jets with different flow rates. A turbulent zone arises at the interface between the jets, during the passage of which particles of separated material are blown by air jets from different sides,

начинают вращаться, что усредняет их аэродинамическое сопротивление. Недостатком данного устройства является неудовлетворительная его работа с материалом, частицы которого имеют ярко выраженную неправильную форму (семена ржи, подсолнечника, ячменя и т.п.), что свидетельствует о слабом закручивающем действии турбулентных зон между струями. Кроме того, статичность положения сборников фракций не позволяет проводить настройку устройства с целью получения заданного качества и процентного соотношения материала по фракциям.begin to rotate, which averages their aerodynamic drag. The disadvantage of this device is its unsatisfactory work with a material whose particles have a pronounced irregular shape (rye, sunflower, barley seeds, etc.), which indicates a weak twisting effect of turbulent zones between the jets. In addition, the static position of the fraction collectors does not allow the device to be set up in order to obtain a given quality and percentage of the material by fractions.

Задачей настоящего технического решения является расширение пограничной турбулентной зоны потока воздуха между струями, увеличение ее интенсивности, что приведет к значительному увеличению частоты вращения частиц, а также хаотичности их вращения, т.е. скорости изменения положения мгновенной оси вращения частицы в пространстве. В этом случае среднее аэродинамическое сопротивление частицы даже ярко выраженной неправильной формы приближается к сопротивлению шара соответствующей массы и размера, что обеспечивает идентичность воздействия аэродинамической силы на частицы, близкие по своим физическим характеристикам независимо от их геометрической формы.The objective of this technical solution is to expand the boundary turbulent zone of the air flow between the jets, increase its intensity, which will lead to a significant increase in the frequency of rotation of the particles, as well as the randomness of their rotation, i.e. rate of change of position of the instantaneous axis of rotation of the particle in space. In this case, the average aerodynamic drag of a particle, even of a pronounced irregular shape, approaches the resistance of a ball of the corresponding mass and size, which ensures the identical influence of the aerodynamic force on particles that are close in their physical characteristics regardless of their geometric shape.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, содержащем бункер с вибролотком, центробежный вентилятор, воздуховод с выравнивающим давление дросселем и сопловую решетку с плоскими соплами разного калибра, установленными последовательно по потоку с увеличением сверху вниз калибра сопел, их шага и острого угла наклона стенок направляющих каналов к плоскости сопловой решетки, и расположенные под соплами и разделенные перегородками сборники фракций, в направляющем канале каждого сопла размещен турбулизатор воздушного потока, а разделяющие сборники фракций перегородки установлены шарнирно с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей.This problem is solved by the fact that in a device for separating a granular mixture in a fluid containing a hopper with a vibratory tray, a centrifugal fan, an air duct with a pressure equalizing throttle and a nozzle grill with flat nozzles of different calibers, installed in series with the flow from the top to bottom of the nozzle caliber step and acute angle of inclination of the walls of the guide channels to the plane of the nozzle lattice, and fraction collectors located under the nozzles and separated by partitions, place in the guide channel of each nozzle an air flow turbulizer, and separating separators of fraction fractions of the partition are pivotally mounted with the possibility of rotation around horizontal axes.

Размещение в направляющем канале турбулизатора инициирует образование в нем начального вихря, развитие которого значительно увеличивает степень турбулентности истекающей струи в рабочей камере. Шарнирная установка разделяющих сборники фракций перегородок позволяет изменять положение и площадь сборников фракций, что обеспечивает возможность управления качеством и процентным соотношением переработанного материала в сборниках фракций.Placing a turbulator in the guide channel initiates the formation of an initial vortex in it, the development of which significantly increases the degree of turbulence of the outflowing jet in the working chamber. The hinged installation of separating fraction collectors of partitions allows you to change the position and area of fraction collectors, which provides the ability to control the quality and percentage of recycled material in fraction collectors.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых схематически изображено: на фиг.1 - вертикальный разрез устройства для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, на фиг.2 - сопло устройства, на фиг.3 - сборник фракций.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, which schematically depict: figure 1 is a vertical section of a device for separating a granular mixture in a fluid medium, figure 2 is a nozzle of the device, figure 3 is a collection of fractions.

Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде содержит рабочую камеру 1, бункер 2 для накопления и регулируемой подачи исходного материала, вибролоток 3 для равномерного распределения исходного материала по ширине рабочей камеры 1 и обеспечения постоянства начальной скорости его подачи, центробежный вентилятор 4, воздуховод 5, дроссель 6, выравнивающий давление воздушного потока перед сопловой решеткой 7, плоские сопла 8 переменных и увеличивающихся сверху вниз калибра и шага расположения. Стенки 9 направляющих каналов сопел 8 установлены под острым углом к плоскости сопловой решетки, и угол их наклона увеличивается сверху вниз. В направляющем канале каждого сопла 8 размещены турбулизаторы 10, обеспечивающие отрыв пограничного слоя воздушного потока от стенок 9 канала. Турбулизатор 10 выполнен, например, в виде возвышающегося над плоскостью стенки 9 канала прилива или выштамповки, например, прямоугольного сечения, расположенной параллельно кромке стенки 9 на расстоянии от сопловой решетки 7, составляющем 15-20% длины образующей стенки 9. В рабочей камере 1 размещены сборники фракций 11, разделенные перегородками 12, A device for separating a granular mixture in a fluid medium contains a working chamber 1, a hopper 2 for accumulating and controlled supply of source material, a vibratory tray 3 for uniform distribution of the source material across the width of the working chamber 1 and ensuring a constant initial feed rate, centrifugal fan 4, duct 5, throttle 6, equalizing the pressure of the air flow in front of the nozzle grill 7, flat nozzles 8 variable and increasing from top to bottom in caliber and pitch. The walls 9 of the guide channels of the nozzles 8 are installed at an acute angle to the plane of the nozzle lattice, and the angle of inclination increases from top to bottom. In the guide channel of each nozzle 8 placed turbulators 10, providing separation of the boundary layer of air flow from the walls 9 of the channel. The turbulator 10 is made, for example, in the form of a tide or stamping channel rising above the plane of the wall 9, for example, of a rectangular cross section, parallel to the edge of the wall 9 at a distance from the nozzle grill 7, which is 15-20% of the length of the generatrix wall 9. In the working chamber 1 are placed collectors of fractions 11, divided by partitions 12,

шарнирно закрепленными с возможностью их поворота вокруг горизонтальных осей 13. Последний по потоку сборник фракций 11 выполнен шире остальных сборников.pivotally mounted with the possibility of their rotation around the horizontal axes 13. The last in the stream collection of fractions 11 is made wider than the rest of the collections.

Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде работает следующим образом. Перед началом работы в бункер 2 загружают исходный материал. Включают вентилятор 4, и воздух через дроссель 6 подается к сопловой решетке 7, где соплами 8 разделяется на струи различной скорости и направления. При этом в области соприкосновения воздушных потоков, исходящих с различной скоростью из смежных сопел 8, образуется турбулентный слой. Формирование начального вихря в направляющем канале сопла 8 вследствие отрыва турбулизатором 10 пограничного слоя воздушного потока от стенки 9 канала увеличивает степень турбулентности пограничного слоя в рабочей камере 1, расширяет его зону. Затем открывают заслонку (не показана) бункера 2, и исходный материал поступает на вибролоток 3, из которого с постоянной начальной скоростью подается в рабочую камеру 1. Частицы исходного материала, проходя поочередно области формируемых соплами 8 воздушных потоков и пограничных слоев между ними, в последних приводятся во вращение потоком с высокой степенью турбулентности и хаотично вращаются с высокой частотой. При этом среднее аэродинамическое сопротивление вращающихся частиц с одинаковыми характеристиками массы, геометрической формы и состояния поверхности одинаково, вследствие чего они движутся по близким траекториям и попадают в соответствующий сборник фракций 11. Изменяя положение разделительной перегородки 12 путем ее поворота вокруг оси 13, регулируют положение сборника фракции и площадь его приемного отверстия, что повышает точность попадания в данный сборник частиц с заданными характеристиками.A device for separating a granular mixture in a fluid medium operates as follows. Before starting work in the hopper 2 load the source material. Turn on the fan 4, and air through the throttle 6 is fed to the nozzle grill 7, where the nozzles 8 are divided into jets of different speeds and directions. Moreover, in the area of contact of the air flows emanating at different speeds from adjacent nozzles 8, a turbulent layer is formed. The formation of the initial vortex in the guide channel of the nozzle 8 due to separation of the boundary layer of the air flow by the turbulator 10 from the channel wall 9 increases the degree of turbulence of the boundary layer in the working chamber 1, expands its zone. Then open the shutter (not shown) of the hopper 2, and the source material enters the vibrating tray 3, from which it is supplied with a constant initial speed to the working chamber 1. Particles of the source material, passing alternately the regions formed by the nozzles 8 of the air flows and the boundary layers between them, in the latter driven by a stream with a high degree of turbulence and randomly rotated with a high frequency. In this case, the average aerodynamic drag of rotating particles with the same characteristics of mass, geometric shape and surface state is the same, as a result of which they move along close paths and fall into the corresponding fraction collector 11. By changing the position of the separation wall 12 by rotating it around axis 13, the position of the fraction collector is adjusted and the area of its receiving hole, which increases the accuracy of getting into this collection of particles with specified characteristics.

Указанное техническое решение позволяет не только проводить качественное разделение исходного материала согласно массе, The specified technical solution allows not only to carry out a qualitative separation of the source material according to the mass,

геометрической форме и состоянию поверхности, но и производить выделение различных сорных трудноотделимых примесей путем поиска и локализации их положения в пространстве рабочей камеры устройства. За счет более точного разделения смеси производительность устройства повышается на 40-50%.geometric shape and surface condition, but also to isolate various weedy difficult to separate impurities by searching and localizing their position in the space of the working chamber of the device. Due to a more accurate separation of the mixture, the productivity of the device increases by 40-50%.

Claims (2)

1. Устройство для сепарации сыпучей смеси в текучей среде, содержащее бункер с вибролотком, центробежный вентилятор с воздуховодом и выравнивающим давление дросселем и сопловую решетку с плоскими соплами разного калибра, установленными последовательно по потоку с увеличением сверху вниз калибра сопел, их шага и острого угла наклона стенок направляющих каналов сопел к плоскости сопловой решетки, и расположенные под соплами и разделенные перегородками сборники фракций, отличающееся тем, что в направляющем канале каждого сопла размещен турбулизатор воздушного потока.1. A device for separating a granular mixture in a fluid containing a hopper with a vibratory tray, a centrifugal fan with an air duct and a pressure equalizing throttle and a nozzle grate with flat nozzles of different calibers, mounted in series with the flow with increasing nozzle gauge, their pitch and acute angle walls of the guide channels of the nozzles to the plane of the nozzle lattice, and fraction collectors located under the nozzles and separated by partitions, characterized in that t is placed in the guide channel of each nozzle airflow urbulizer. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разделяющие сборники фракций перегородки установлены шарнирно с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей.

2. The device according to claim 1, characterized in that the separating collectors of the fraction of the septum are mounted pivotally with the possibility of rotation around horizontal axes.