UA113349C2 - METHOD OF SEPARATION OF BULK MIXTURE IN A CURRENT ENVIRONMENT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

Abstract

Винахід належить до способів і пристроїв для повітряної або рідинної сепарації сипких матеріалів і може бути використаний у харчовій, хімічній та інших галузях промисловості, а також в сільському господарстві для підготовки насіння до посіву і для селекційних цілей.Спосіб сепарації сипучої суміші в текучому середовищі полягає у гравітаційному подаванні частинок суміші, аеродинамічному монотонно зростаючому впливі на них під гострим кутом до вертикалі каскадом турбулентних повітряних струменів, що розширюються, і відводі готових фракцій. При цьому нижню плоскість струменів, за рахунок ефекту Коанда та позитивного зворотного зв'язку з повітрям у міжструминному просторі, приводять до автоколивального руху за всією шириною з подальшим аперіодичним силовим впливом на верхню площину нижче розташованого струменя. Пристрій включає бункер з вібролотком для гравітаційного подання суміші в зону сепарації, встановленим під ним струминним генератором, з розташованими одне під іншим плоскими соплами різної величини, які утворені верхньою і нижньою плоскими стінками і охоплені бічними стінками камери сепарації, та збірники фракцій. При цьому верхня і нижня стінки кожного сопла розташовані під гострим кутом одна до одної, причому ширина верхньої стінки становить не менше 3,5 розміру висоти найменшого поперечного перерізу сопла, а ширина нижньої стінки - порівнянна з нею.Розширення техніко-технологічних можливостей та підвищення якості сепарації матеріалів незалежно від форми частинок.The invention relates to methods and devices for air or liquid separation of bulk materials and can be used in food, chemical and other industries, as well as in agriculture for the preparation of seeds for sowing and for breeding purposes.The method of separation of the bulk mixture in the fluid consists in gravitational flow of particles of the mixture, aerodynamically monotonically increasing impact on them at an acute angle to the vertical cascade of expanding turbulent air jets and the removal of the finished frac this one. In this case, the lower plane of the jets, due to the Coand effect and positive feedback from the air in the jet stream, lead to self-oscillatory motion along the entire width, with subsequent aperiodic force action on the upper plane below the jet. The device includes a hopper with a vibrating tray for gravity flow of the mixture into the separation zone, installed below it a jet generator, with one under the other flat nozzles of different sizes, formed by the upper and lower flat walls and covered by the side walls of the separation chamber, and collections fractions. The upper and lower walls of each nozzle are at an acute angle to each other, with the width of the upper wall being at least 3.5 the size of the height of the smallest cross-section of the nozzle, and the width of the lower wall is comparable to it. Extension of technical and technological possibilities and quality improvement separation of materials regardless of the shape of the particles.

Description

Винахід належить до способів і пристроїв для повітряної або рідинної сепарації сипких матеріалів і може бути використаний у харчовій, хімічній та інших галузях промисловості, а також в сільському господарстві для підготовки насіння до посіву і для селекційних цілей.The invention belongs to methods and devices for air or liquid separation of loose materials and can be used in the food, chemical and other industries, as well as in agriculture to prepare seeds for sowing and for breeding purposes.

Відомий спосіб сепарації сипучої суміші у текучому середовищі, який полягає у поданні часток матеріалу, що підлягає сепаруванню, з однаковою швидкістю, впливі на них однорідним потоком повітря і виведенні готових фракцій |див. а.с. СРСР Мо 1176976 з класу ВО7В 4/02 опубліковане 07.09.85 року у Бюл. Мо 331.There is a known method of separating a loose mixture in a fluid medium, which consists in introducing the particles of the material to be separated at the same speed, affecting them with a uniform air flow and removing the finished fractions | see a.s. USSR Mo 1176976 from class VO7B 4/02 published on September 7, 1985 in Bull. Mo 331.

Основним недоліком відомого способу сепарації є низька якість кінцевого від сепарованого матеріалу, яка наближається до якості, яку можна отримати при звичайному віянні.The main disadvantage of the known method of separation is the low quality of the final material separated from it, which is close to the quality that can be obtained with conventional winnowing.

Більш кращий результат можна отримати при використанні способу сепарації сипучої суміші в текучому середовищі, який полягає у гравітаційному поданні часток сипучої суміші, аеродинамічному монотонно зростаючому впливі на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів і виведенні готових фракцій. При цьому вплив на частки суміші здійснюють у режимі вільного знакозмінного силового сканування із зростанням амплітуди і кута сканування. Пристрій для здійснення зазначеного способу містить бункер з вібролотком, встановлений під ними генератор повітряних струменів, з розташованими один під одним і під гострим кутом до вертикалі плоскими соплами, висота поперечних перерізів яких, крок і кут установки, збільшуються зверху вниз. При цьому генератор пов'язаний з джерелом подачі повітря під тиском і охоплений бічними стінками. Пристрій має збірники фракцій, розташовані під соплами |див. пат. України Мо 45881 з класу ВО7В 4/02 опублікований 15.04.2002 року у Бюл.A better result can be obtained by using the method of separation of the bulk mixture in a fluid medium, which consists in the gravitational delivery of the particles of the bulk mixture, the aerodynamic monotonically increasing effect on them at an acute angle to the vertical by a cascade of flat jets and the removal of finished fractions. At the same time, the impact on the particles of the mixture is carried out in the mode of free alternating force scanning with increasing amplitude and scanning angle. The device for carrying out the specified method contains a hopper with a vibrating tray, an air jet generator installed under them, with flat nozzles located under each other and at an acute angle to the vertical, the height of the cross sections of which, the step and the installation angle, increase from top to bottom. At the same time, the generator is connected to the source of air supply under pressure and covered by the side walls. The device has fraction collectors located under the nozzles | see stalemate. of Ukraine Mo 45881 from the class VO7B 4/02 published on April 15, 2002 in Bull.

Мо 4).Mo 4).

У цьому способі поділ частинок відбувається за рахунок різниці співвідношення їх ваги та сили аеродинамічного опору. Цей спосіб, завдяки особливому режиму впливу струменів на суміш, більш точний і більш стабільний у часі, особливо при сепарації часток неправильної форми. Це стало можливим тому, що вплив потоком каскаду струменів у режимі сканування дозволяє багаторазово і різнонаправлено підійти до кожної частинки сипучої суміші.In this method, the separation of particles occurs due to the difference in the ratio of their weight and the force of aerodynamic resistance. This method, due to the special regime of the jets' effect on the mixture, is more accurate and more stable over time, especially when separating irregularly shaped particles. This became possible because the influence of the flow of the cascade of jets in the scanning mode makes it possible to approach each particle of the loose mixture multiple times and in different directions.

Але відомий спосіб сепарації сипучої суміші та пристрій для його здійснення мають такі недоліки.But the known method of separation of the loose mixture and the device for its implementation have the following disadvantages.

Знакозмінний і вільний режим роботи каскаду струменів невідворотно призводить доThe variable and free mode of operation of the cascade of jets inevitably leads to

Зо періодичного, нестабільного у часі і просторі виникнення в ньому зон тиску і розрідження з появою прямих і зворотних течій. У зоні зворотних течій відбувається втягування частинок (особливо легких) у напрямок, зворотний руху основного потоку, що призводить до часткового їх змішування з вже відсепарованим матеріалом. Нестабільність у часі цього явища, у підсумку, призводить до розмикання (розриву) каскаду струменів у будь-якому випадковому місці, що ще більше підсилює зворотну течію у цій зоні і, як результат, інтенсифікує процес змішування відсепарованого матеріалу з ще невідсепарованим. Крім того, розмикання сприяє зриву генерації (припиненню коливального процесу), що помітно знижує якість сепарації, наближаючи його до якості сепарації зазвичай віялкою.From the periodic, unstable in time and space, the emergence of pressure zones and rarefaction in it with the appearance of direct and reverse currents. In the zone of reverse currents, particles (especially light ones) are drawn in in the direction opposite to the movement of the main flow, which leads to their partial mixing with already separated material. The instability in time of this phenomenon, as a result, leads to the opening (rupture) of the cascade of jets in any random place, which further strengthens the reverse flow in this zone and, as a result, intensifies the process of mixing separated material with not yet separated material. In addition, the opening contributes to the breakdown of the generation (stopping the oscillating process), which significantly reduces the quality of separation, bringing it closer to the quality of separation usually by a fan.

Відомий також спосіб сепарації сипучої суміші у текучому середовищі, що полягає у гравітаційній подачі частинок, аегродинамічному монотонно зростаючому впливі на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів і виведенні готових фракцій, при цьому аеродинамічний вплив здійснюють в режимі резонансного автоколивального руху кожного струменя і всього каскаду струменів на частоті першої гармоніки коливань. Пристрій для реалізації описаного способу сепарації сипучої суміші у текучому середовищі містить бункер з вібролотком, встановлений під ними генератор повітряних струменів, з розташованими один під одним та під гострим кутом до вертикалі плоскими соплами, висота поперечних перерізів яких, крок і кут встановлення збільшуються зверху вниз, та який пов'язаний з джерелом постачання повітря під тиском і охоплений бічними стінками, та збірники фракцій, а кожна пара суміжних сопел оснащена резонансною камерою, пов'язаною з їх міжсопловим простором. Крім того, камери оснащені пристроєм для регулювання їх об'єму, причому співвідношення висоти поперечного перерізу сопел до кроку їх установки знаходиться в межах 0,2-0,25, а співвідношення крайнього верхнього і крайнього нижнього кутів установки сопел - 0,65-0,75 |див. пат. України Мо 60254 з класу ВО7В 4/02, АО1Е 12/44 опублікований 15.07.2005 року у Бюл. Мо 7.There is also a known method of separating a loose mixture in a fluid medium, which consists in the gravitational supply of particles, the aerodynamic monotonically increasing effect on them at an acute angle to the vertical by a cascade of flat jets and the removal of finished fractions, while the aerodynamic effect is carried out in the mode of resonant self-oscillating movement of each jet and the whole cascade of jets at the frequency of the first harmonic of oscillations. The device for implementing the described method of separation of a loose mixture in a fluid medium contains a hopper with a vibrating tray, an air jet generator installed below them, with flat nozzles located one below the other and at an acute angle to the vertical, the height of the cross-sections of which, the pitch and installation angle increase from top to bottom, and which is connected to a source of air supply under pressure and is surrounded by side walls, and collectors of fractions, and each pair of adjacent nozzles is equipped with a resonance chamber connected to their inter-nozzle space. In addition, the cameras are equipped with a device for adjusting their volume, and the ratio of the height of the cross-section of the nozzles to the step of their installation is within 0.2-0.25, and the ratio of the extreme upper and extreme lower corners of the nozzle installation is 0.65-0 .75 | see stalemate. of Ukraine Mo 60254 of class VO7B 4/02, АО1Е 12/44 published on 07/15/2005 in Bull. Mo 7.

Використання каскаду плоских струменів для процесу сепарації, безумовно, забезпечує достатню якість розділення сипучої суміші на фракції але лише в тому випадку, коли зазначений каскад струменів знаходиться в автоколивальному режимі взаємодії один з одним на частоті першої гармоніки. Але утворення автоколивального режиму потребує оснащення пристрою резонансними камерами, що, природно, ускладнює пристрій. До того ж, для точного виходу на резонансну частоту, резонансні камери оснащені регуляторами їх об'єму, а 60 виключення можливості виникнення автоколивального процесу на частотах вищих гармонік змушує досить точно витримувати крок і кути встановлення сопел. Отже, незважаючи на те, що описаний спосіб сепарації сипучої суміші у текучому середовищі забезпечує необхідну якість розділення суміші на фракції, але його реалізація потребує суттєвого ускладнення пристрою і його застосування, зокрема, у регулюванні об'єму резонансних камер, що і є їх взаємопов'язаним недоліком. Спростити ж пристрій, без відмови використання каскаду плоских струменів, можна лише за умови зміни принципу формування такого каскаду.The use of a cascade of flat jets for the separation process certainly ensures a sufficient quality of separation of the bulk mixture into fractions, but only in the case when the specified cascade of jets is in the self-oscillating mode of interaction with each other at the frequency of the first harmonic. But the formation of the self-oscillating mode requires equipping the device with resonant chambers, which naturally complicates the device. In addition, in order to accurately reach the resonance frequency, the resonance chambers are equipped with volume regulators, and 60 eliminating the possibility of the occurrence of the self-oscillating process at the frequencies of higher harmonics makes it possible to accurately withstand the step and installation angles of the nozzles. So, despite the fact that the described method of separating a bulk mixture in a fluid medium provides the required quality of separation of the mixture into fractions, its implementation requires a significant complication of the device and its application, in particular, in regulating the volume of resonance chambers, which is their interrelation. by a flaw. It is possible to simplify the device, without refusing to use the cascade of flat jets, only if the principle of forming such a cascade is changed.

Найбільш близькими за своєю суттю та ефекту, що досягається, і які приймаються за найближчі аналоги (прототипи), є спосіб сепарації сипучої суміші у текучому середовищі та пристрій для реалізації способу. Спосіб сепарації сипучої суміші у текучому середовищі, що полягає у гравітаційному поданні частинок суміші, аеродинамічному монотонно зростаючому впливі на них під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів і виведенні готових фракцій, причому перед аеродинамічним впливом на частинки суміші, течію кожного струменя переводять у режим розвитої турбулентності шляхом розширення їх по вертикалі до стуляння один з одним зі збійною або близькою до неї формою течії і утворенню на початку кожного міжструминного простору всіх суміжних струменів не менш двох циркуляційних зон, які відрізняються за величиною. Пристрій для реалізації вказаного способу сепарації сипучої суміші у текучому середовищі містить бункер з вібролотком, встановлений під ним генератором, з розташованими одне під іншим та під гострим кутом до вертикалі плоскими соплами, висота поперечних перерізів яких, крок і кут установки збільшується зверху вниз, і який пов'язаний з джерелом подачі повітря під тиском та охоплений бічними стінками, і збірки фракцій, причому кожне сопло забезпечено прямокутною жорсткою стінкою, що примикає до нього зверху за всією шириною (див. пат. Росії Мо 2403096 з класу ВО7В 4/02, ВО7В 11/00 опублікований 10.11.2010 року).The method of separation of a loose mixture in a fluid medium and the device for implementing the method are the closest in essence and the effect achieved, and which are taken as the closest analogues (prototypes). The method of separation of a loose mixture in a fluid medium, which consists in the gravitational introduction of the particles of the mixture, the aerodynamic monotonously increasing effect on them at an acute angle to the vertical by a cascade of flat jets and the removal of finished fractions, and before the aerodynamic impact on the particles of the mixture, the flow of each jet is transferred to the mode of developed turbulence by expanding them vertically until they collide with each other with a failed or close to it flow form and the formation at the beginning of each inter-stream space of all adjacent jets of at least two circulation zones that differ in size. The device for implementing the indicated method of separation of a loose mixture in a fluid medium contains a hopper with a vibrating tray, a generator installed under it, with flat nozzles located one below the other and at an acute angle to the vertical, the height of the cross-sections of which, the step and the angle of installation increases from top to bottom, and which connected to the source of air supply under pressure and covered by the side walls, and collection of fractions, and each nozzle is provided with a rectangular rigid wall adjacent to it from above along the entire width (see Russian patent Mo 2403096 from class VO7В 4/02, VO7В 11/00 published on November 10, 2010).

Використання високотурбулентних плоских струменів для процесу сепарації, безумовно, забезпечує дуже високу якість поділу сипучої суміші на фракції за питомою вагою. Проте, даним способом не вдається розділяти сипучу суміш, що складається з частинок, довжина яких у кілька разів перевищує їх ширину (наприклад, насіння тонконога лугового, пасовищного пирію, острабезостого, вівса тощо), тобто виконувати трієрні функції, оскільки "биті" насіння мають таку ж питому вагу, що й цілі. Оскільки відомий спосіб сепарації не може впливати на насіння іншимThe use of highly turbulent flat jets for the separation process certainly ensures a very high quality of separation of the bulk mixture into fractions by specific gravity. However, this method fails to separate a loose mixture consisting of particles whose length is several times greater than their width (for example, seeds of a thin-legged meadow, meadow wheat, ostrabestogo, oat, etc.), that is, to perform trier functions, since "broken" seeds have the same specific gravity as the targets. Since the known method of separation cannot affect the seeds by others

Зо каскадом турбулентних струменів, що обумовлено конструкцією сопел пристрою, ці відомі об'єкти техніки мають обмежені функціональні можливості, які обмежують область їх застосування, що і є їхнім спільним техніко-технологічним недоліком.With a cascade of turbulent jets, which is due to the design of the nozzles of the device, these known objects of technology have limited functional capabilities that limit the scope of their application, which is their common technical and technological disadvantage.

В основу винаходу поставлена задача створення способу сепарації сипучої суміші у текучому середовищі та пристрою для його здійснення, що забезпечать розподілення подовжених часток, як за питомою вагою, і з їхньою довжиною за рахунок зміни умов аеродинамічного впливу на насіння, що знаходиться у вільному польоті шляхом зміни взаємної просторової орієнтації і розмірів плоских стінок у генераторі каскаду повітряних струменів.The invention is based on the task of creating a method of separating a loose mixture in a fluid medium and a device for its implementation, which will ensure the distribution of elongated particles, both by specific weight and by their length due to changing the conditions of the aerodynamic influence on seeds in free flight by changing mutual spatial orientation and dimensions of flat walls in the generator of the cascade of air jets.

Рішення поставленої задачі досягається тим, що в способі сепарації сипучої суміші у текучому середовищі, що полягає у гравітаційному подаванні частинок суміші, аеродинамічному монотонно зростаючому впливі на них під гострим кутом до вертикалі каскадом турбулентних повітряних струменів, що розширюються, і відводі готових фракцій, згідно з винаходом, нижню плоскість струменів, за рахунок ефекту Коанда та позитивного зворотного зв'язку з повітрям у міжструминному просторі, приводять до автоколивального руху за всією шириною з подальшим аперіодичним силовим впливом на верхню площину нижче розташованого струменя.The solution to the given problem is achieved by the fact that in the method of separation of a loose mixture in a fluid medium, which consists in the gravitational supply of the particles of the mixture, the aerodynamic monotonically increasing influence on them at an acute angle to the vertical by a cascade of expanding turbulent air jets, and the removal of finished fractions, according to according to the invention, the lower plane of the jets, due to the Coand effect and positive feedback with the air in the inter-jet space, lead to self-oscillating movement along the entire width with subsequent aperiodic force impact on the upper plane located below the jet.

Рішення поставленої задачі досягається також і тим, що у пристрої для сепарації сипучої суміші у текучому середовищі, який включає бункер з вібролотком для гравітаційного подання суміші в зону сепарації, встановленим під ним струминним генератором, з розташованими одне під іншим плоскими соплами різної величини, які утворені верхньою і нижньою плоскими стінками і охоплені бічними стінками камери сепарації, та збірники фракцій, згідно з винаходом, верхня і нижня стінки кожного сопла розташовані під гострим кутом одна до одної, причому ширина верхньої стінки становить не менше 3,5 розміру висоти найменшого поперечного перерізу сопла, а ширина нижньої стінки - порівнянна з нею.The solution to the given problem is also achieved by the fact that the device for separating a loose mixture in a fluid medium, which includes a hopper with a vibrating tray for gravitational feeding of the mixture into the separation zone, a jet generator installed under it, with flat nozzles of different sizes located one under the other, which are formed upper and lower flat walls and covered by the side walls of the separation chamber and fraction collectors, according to the invention, the upper and lower walls of each nozzle are located at an acute angle to each other, and the width of the upper wall is at least 3.5 times the height of the smallest cross-section of the nozzle , and the width of the lower wall is comparable to it.

Відмінною особливістю запропонованого способу сепарації сипучої суміші у текучому середовищі є використання ефекту Коанда і позитивного зворотного зв'язку струменів з повітрям у міжструминному просторі для переведення нижньої площини кожного струменя у автоколивальний рух з подальшим аперіодичним силовим впливом на верхню площину нижче розташованого струменя.A distinctive feature of the proposed method of separation of a loose mixture in a fluid medium is the use of the Coand effect and positive feedback of jets with air in the interjet space to transfer the lower plane of each jet into self-oscillating motion with subsequent aperiodic force impact on the upper plane located below the jet.

Таке формування струменів дозволяє надавати аеродинамічний вплив на частки суміші не тільки в напрямку сумарного повітряного потоку, але й в напрямку коливання струменів, що, за рахунок сил інерції і поздовжнього обертання частинок, вистроює їх переважно довгою віссю уздовж сумарного повітряного потоку.This formation of jets allows you to exert an aerodynamic influence on the particles of the mixture not only in the direction of the total air flow, but also in the direction of oscillation of the jets, which, due to the forces of inertia and longitudinal rotation of the particles, aligns them mainly along the long axis along the total air flow.

Оскільки Міделеві перерізи "битої" і цілої частинок, в цьому випадку опиняються однаковими, то відбувається винесення "битих" частинок повітряним потоком, як більш легких у відповідний для них збірник фракцій.Since the Midel cross-sections of "broken" and whole particles in this case turn out to be the same, the "broken" particles are removed by the air flow, as a collection of fractions corresponding to them lighter.

При цьому зберігається і, навіть, поліпшується якість сепарації за питомою вагою, частинок кулястої і еліпсоїдної форм.At the same time, the quality of separation by specific gravity of spherical and ellipsoidal particles is maintained and even improved.

Технічним результатом винаходу є можливість шляхом внесення незначних змін до розмірів і просторового взаємного розташування стінок сопел, змінити характер витікання і властивостей повітряних струменів, тепер здатних розділяти на фракції як насіння звичайної форми, так і подовженої, виділяючи 3 них "биті" (неякісні) насіння і, саме так, значно розширити функціональні можливості об'єктів техніки, що заявляються, отже, і області їх спільного використання.The technical result of the invention is the possibility, by making minor changes to the dimensions and spatial mutual arrangement of the walls of the nozzles, to change the nature of the outflow and the properties of the air jets, which are now able to separate into fractions both regular and elongated seeds, separating 3 of them "broken" (low-quality) seeds and, just like that, to significantly expand the functionality of the declared equipment objects, and therefore, the areas of their joint use.

Таким чином, уся сукупність суттєвих ознак запропонованих технічних рішень разом забезпечує досягнення поставленої мети, сформульованої у постановці задачі.Thus, the entire set of essential features of the proposed technical solutions together ensures the achievement of the set goal formulated in the statement of the problem.

Подальша суть заявлених технічних рішень пояснюється кресленнями, на яких зображено наступне: фіг. 1 - схема пристрою для здійснення способу сепарації сипучої суміші у текучому середовищі, що заявляється; фіг. 2 - вигляд по стрілці А на фіг. 1 (переріз сопла). Пунктирними лініями показано рух повітряних струменів в зоні сепарації.The further essence of the claimed technical solutions is explained by the drawings, which show the following: fig. 1 - scheme of the device for the implementation of the method of separation of the loose mixture in the liquid medium, which is claimed; fig. 2 - view along arrow A in fig. 1 (section of the nozzle). Dashed lines show the movement of air jets in the separation zone.

Пристрій для здійснення способу сепарації сипучої суміші у текучому середовищі складається з бункера 1 з вібролотком 2 для гравітаційного подання частинок суміші в зону сепарації. Під вібролотком 2 встановлений струминний генератор 3, що являє собою замкнутий об'єм з набором ряду плоских сопел 4. Кожне сопло 4 утворене верхньою стінкою 5 і нижньою стінкою 6. Усі сопла закриті по торцях бічними стінками камери сепарації 7 для виключення підсмоктування повітря з атмосфери, яке неминуче призведе до зриву генерації струменів.The device for the implementation of the method of separation of the loose mixture in a fluid medium consists of a hopper 1 with a vibrating tray 2 for the gravitational supply of mixture particles to the separation zone. Under the vibrating tray 2, a jet generator 3 is installed, which is a closed volume with a set of a number of flat nozzles 4. Each nozzle 4 is formed by an upper wall 5 and a lower wall 6. All nozzles are closed at the ends by the side walls of the separation chamber 7 to exclude the suction of air from the atmosphere , which will inevitably lead to jet generation failure.

Генератор З пов'язаний з джерелом подачі в нього повітря під тиском Р. Кількість сопел 4 залежить від необхідної продуктивності пристрою, але не може бути менше трьох. Висота поперечного перерізу сопел 4 з і крок 7з між соплами 4 збільшуються зверху донизу. Верхня стінка 5 і нижня стінка б кожного сопла 4 розташовані під гострим кутом а4 одна до іншої.Generator Z is connected to the source of air supply to it under pressure P. The number of nozzles 4 depends on the required performance of the device, but there cannot be less than three. The cross-sectional height of the nozzles 4z and the step 7z between the nozzles 4 increase from top to bottom. The upper wall 5 and the lower wall b of each nozzle 4 are located at an acute angle a4 to each other.

Зо Ширина верхньої стінки 5 становить не менше 3,5 розмірів висоти найменшого поперечного перерізу сопла 4, а ширина нижньої стінки 6 - порівнянна з нею. До генератора 3 з боку сопел 4 прилягають збірники фракцій 8.The width of the upper wall 5 is at least 3.5 times the height of the smallest cross-section of the nozzle 4, and the width of the lower wall 6 is comparable to it. The fraction collectors 8 are adjacent to the generator 3 on the side of the nozzles 4.

Запропонований спосіб сепарації сипучої суміші у текучому середовищі з використанням описаного вище пристрою здійснюється наступним чином.The proposed method of separation of a loose mixture in a fluid medium using the device described above is carried out as follows.

Спочатку здійснюють гравітаційне подання частинок сипучого матеріалу. Для здійснення цієї операції використовують вібролоток 2. На частки, що знаходяться у вільному падінні, діють під гострим кутом до вертикалі каскадом плоских струменів (показані пунктиром) в режимі розвиненої турбулентності, яка виникає завдяки викривленню струменів під час їх розширення в соплах 4, а наявність верхньої стінки 5 певного розміру і нижньої стінки 6, встановлених під кутом одна до іншої, забезпечують виникнення ефекту Коанда і позитивного зворотного зв'язку струменів з повітрям у міжструминному просторі для переведення нижньої площини кожного струменя у автоколивальний рух з подальшим аперіодичним силовим впливом на верхню площину нижче розташованого струменя. Після проходження частинками суміші каскаду струменів здійснюють відведення готових фракцій. Одночасно з цим здійснюють відбирання проміжних фракцій і повернення їх на повторну сепарацію.First, the particles of bulk material are gravity fed. To carry out this operation, a vibrating tray 2 is used. Particles in free fall are acted upon at an acute angle to the vertical by a cascade of flat jets (shown by dashed lines) in the mode of developed turbulence, which arises due to the curvature of the jets during their expansion in the nozzles 4, and the presence the upper wall 5 of a certain size and the lower wall 6, installed at an angle to each other, ensure the occurrence of the Coand effect and positive feedback of jets with air in the interjet space to transfer the lower plane of each jet into self-oscillating motion with subsequent aperiodic force impact on the upper plane below the located jet. After the particles of the mixture pass through the cascade of jets, the finished fractions are removed. At the same time, intermediate fractions are selected and returned for re-separation.

Суттєва відмінність запропонованих технічних рішень від раніше відомих, полягає у повній зміні умов аеродинамічного впливу на насіння, що знаходяться у вільному польоті шляхом зміни взаємної просторової орієнтації і розмірів плоских стінок у генераторі каскаду повітряних струменів. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють якісно розділяти сипучу суміш на окремі фракції, незалежно від їх форми та розмірів, розширити область застосування способу та використання пристрою, а також суттєво підвищити якість кінцевого продукту. Жодний з відомих способів сепарації та пристрою для їх здійснення не мають вказані властивості, оскільки не містять у своєму складі всієї сукупності суттєвих ознак, притаманних запропонованим технічним рішенням.The essential difference between the proposed technical solutions and the previously known ones is a complete change in the conditions of the aerodynamic influence on the seeds in free flight by changing the mutual spatial orientation and dimensions of the flat walls in the generator of the cascade of air jets. These differences, taken together, allow you to qualitatively separate the bulk mixture into separate fractions, regardless of their shape and size, expand the scope of application of the method and use of the device, and also significantly improve the quality of the final product. None of the known separation methods and devices for their implementation have the specified properties, since they do not contain the entire set of essential features inherent in the proposed technical solution.

Запропоновані технічні рішення перевірені на практиці. Пристрій складається із звичайних деталей і вузлів, спосіб не містить операцій або процесів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, в галузі сільськогосподарського машинобудування, з чого виходить, що вони промислово придатні. У відомих джерелах патентної документації та науково-технічної інформації не виявлено подібних способів сепарації бо сипучої суміші у текучому середовищі та пристроїв для їх здійснення аналогічного призначення із вказаними відмінними суттєвими ознаками та перевагами, а отже, запропоновані технічні рішення відповідають критерію новизна, а тому вважаються такими, що можуть одержати правовий захист.The proposed technical solutions have been tested in practice. The device consists of ordinary parts and assemblies, the method does not contain operations or processes that would be impossible to reproduce at the current stage of development of science and technology, in particular, in the field of agricultural engineering, which means that they are industrially suitable. In the known sources of patent documentation and scientific and technical information, no similar methods of separation of a loose mixture in a fluid medium and devices for their implementation with a similar purpose with the specified distinctive essential features and advantages were found, and therefore, the proposed technical solutions meet the criterion of novelty, and therefore are considered such that can receive legal protection.

Оскільки суттєві ознаки запропонованих технічних рішень не випливають і взагалі не можуть випливати з існуючого рівня техніки, заявлені технічні рішення можуть вважатися такими, що відповідають критерію "винахідницький рівень".Since the essential features of the proposed technical solutions do not and cannot be derived from the existing state of the art, the claimed technical solutions can be considered as meeting the "inventive level" criterion.

Технічними перевагами запропонованих техніко-технологічних рішень є можливість зміни характеру витікання і властивостей повітряних струменів, оттепер здатних розділяти на фракції, як насіння звичайної форми, так і подовженої, виділяючи з них "биті" (неякісні) насіння і, саме так, значно розширити функціональні можливості об'єктів техніки, що заявляються, а отже, і області їх спільного використання. Це стало можливим завдяки внесенню певних змін до розмірів і просторового взаємного розташування стінок сопел.The technical advantages of the proposed technical and technological solutions are the possibility of changing the nature of the outflow and the properties of air jets, from now on they are able to separate into fractions both regular and elongated seeds, separating from them "broken" (low-quality) seeds and, in this way, to significantly expand the functional capabilities of the equipment objects that are declared, and therefore, the areas of their joint use. This became possible due to the introduction of certain changes to the dimensions and spatial mutual arrangement of the nozzle walls.

Після опису запропонованого способу сепарації сипучої суміші у текучому середовищі і пристрою для його здійснення, фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації елементів пристрою, зокрема, кількості сопел, стінок та їх розмірів, можуть змінюватися в залежності від стану та виду вихідного сипучого матеріалу, що піддається сепаруванню, та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній галузі знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованих технічних рішень.After describing the proposed method of separating a loose mixture in a fluid medium and the device for its implementation, it should be clear to specialists in this field of knowledge that everything described above is only illustrative and not restrictive, being represented by this example. Numerous possible modifications of the device elements, in particular, the number of nozzles, walls and their sizes, can vary depending on the state and type of the initial bulk material to be separated, and, of course, are within the scope of one of the usual and natural approaches in this fields of knowledge and are considered to be within the scope of the proposed technical solutions.

Квінтесенцією запропонованих технічних рішень є те, що сепарація здійснюється каскадом повітряних струменів зі зміненими властивостями, які вдалося отримати шляхом спеціальної зміни розмірів і взаємного розташування верхньої та нижньої стінок кожного сопла, що дозволило розділяти на фракції як насіння звичайної форми, так і подовженої, та саме так підвищити якість розділення сипучої суміші на окремі фракції, і саме ця обставина дозволила надати запропонованому способу і пристрою перераховані вище й інші переваги. Зміна запропонованого принципу формування каскаду струменів і режиму їх течії на інший, природно, обмежить спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші, подібні описаному способу та пристрою, вже неThe quintessence of the proposed technical solutions is that the separation is carried out by a cascade of air jets with changed properties, which were obtained by specially changing the dimensions and the mutual location of the upper and lower walls of each nozzle, which made it possible to separate into fractions both regular and elongated seeds, namely to improve the quality of separation of the bulk mixture into separate fractions, and it was this circumstance that allowed to give the proposed method and device the above-mentioned and other advantages. Changing the proposed principle of forming a cascade of jets and their flow mode to another will naturally limit the range of advantages listed above and cannot be considered new technical solutions in this field of knowledge, since others, similar to the described method and device, are no longer

Зо вимагатимуть ніякого творчого підходу від конструкторів і інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, що підлягають захисту охоронними документами.Zo will require no creative approach from designers and engineers, and cannot be considered the results of their creative activity or new objects of intellectual property subject to protection by protective documents.

Claims (2)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУFORMULA OF THE INVENTION 1. Спосіб сепарації сипучої суміші в текучому середовищі, що полягає у гравітаційному подаванні частинок суміші, аеродинамічному монотонно зростаючому впливі на них під гострим кутом до вертикалі каскадом турбулентних повітряних струменів, що розширюються, та відводі готових фракцій, який відрізняється тим, що нижню плоскість струменів, за рахунок ефекту Коанда та позитивного зворотного зв'язку з повітрям у міжструминному просторі, приводять до автоколивального руху за всією шириною з подальшим аперіодичним силовим впливом на верхню площину нижче розташованого струменя.1. The method of separation of a loose mixture in a fluid medium, which consists in the gravitational supply of particles of the mixture, the aerodynamic monotonously increasing influence on them at an acute angle to the vertical by a cascade of expanding turbulent air jets, and the removal of finished fractions, which is characterized by the fact that the lower plane of the jets , due to the Coand effect and positive feedback with the air in the interjet space, lead to self-oscillating motion across the entire width with subsequent aperiodic force impact on the upper plane below the jet. 2. Пристрій для реалізації способу сепарації сипучої суміші у текучому середовищі за п. 1, який включає бункер з вібролотком для гравітаційного подання суміші в зону сепарації, встановленим під ним струминним генератором, з розташованими одне під іншим плоскими соплами різної величини, які утворені верхньою і нижньою плоскими стінками і охоплені бічними стінками камери сепарації, та збірники фракцій, який відрізняється тим, що верхня і нижня стінки кожного сопла розташовані під гострим кутом одна до одної, причому ширина верхньої стінки становить не менше 3,5 розміру висоти найменшого поперечного перерізу сопла, а ширина нижньої стінки - порівнянна з нею.2. A device for implementing a method of separating a loose mixture in a fluid medium according to claim 1, which includes a hopper with a vibrating tray for gravity feeding the mixture into the separation zone, a jet generator installed below it, with flat nozzles of different sizes located one below the other, which are formed by the upper and lower with flat walls and covered by the side walls of the separation chamber, and fraction collectors, which is characterized by the fact that the upper and lower walls of each nozzle are located at an acute angle to each other, and the width of the upper wall is at least 3.5 times the size of the height of the smallest cross-section of the nozzle, and the width of the lower wall is comparable to it.