RU2121878C1

RU2121878C1 - Separator for loose materials

Info

Publication number: RU2121878C1
Application number: RU97107738A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Зюлин
Original assignee: Зюлин Алексей Никифорович
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 1998-11-20
Also published as: WO1998050172A1; AU3789297A

Abstract

FIELD: separation of loose materials. SUBSTANCE: separator includes row of concave sieving surfaces made in form of pins secured as cantilever at clearance and arranged in zigzag pattern one below another. Innovation of invention consists in availability of section in sieving surfaces having length of no less than two fifth of their pitch in height whose angle of concavity and length are related by definite relationship. Separator may be provided with additional row sieving surfaces at lesser clearance between sieving pins as compared with main row, upper sieving surface of additional row is located above at least one third of sieving surfaces of main row but below at least first (from above) sieving surfaces of main row. Separator may includes pneumoseparating channel above additional row of sieving surfaces. EFFECT: enhanced efficiency of separation. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике разделения сыпучих материалов по крупности и может найти применение при очистке зерна и продуктов его переработки в сельском хозяйстве, мукомольно-крупяной, комбикормовой промышленности, а также в угольной, горнорудной промышленности строительных материалов и других отраслях. The invention relates to techniques for the separation of bulk materials by size and can find application in the purification of grain and products of its processing in agriculture, flour and cereal, animal feed industry, as well as in the coal, mining industry of building materials and other industries.

Известен сепаратор сыпучих материалов по крупности, включающий ряд установленных зигзагообразно одна ниже другой наклонных просеивающих поверхностей /1/. В качестве просеивающих поверхностей используются известные пробивные решета или плетеные сита, что не позволяет надежно реализовать процесс сепарации из-за забиваемости отверстий решет (сит) частицами обрабатываемого материала. A known separator of bulk materials in size, including a number of installed zigzag one below the other inclined screening surfaces / 1 /. As screening surfaces, well-known punch sieves or braided sieves are used, which does not allow to reliably implement the separation process due to clogging of the sieve (sieve) openings by particles of the processed material.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа сепаратор сыпучих материалов, включающий ряд зигзагообразно установленных одна ниже другой вогнутых просеивающих поверхностей в виде консольно закрепленных с зазором между собой пальцев /2/. The closest in technical essence to the claimed device is the selected as a prototype of the separator of bulk materials, including a number of zigzag mounted one below the other concave sifting surfaces in the form of cantilever secured with a gap between the fingers / 2 /.

Такой сепаратор работоспособен не только при очистке материала от мелких компонентов, но так же и от более крупных, чем основной компонент, включений, но не достаточно эффективен. Such a separator is efficient not only when cleaning material from small components, but also from larger inclusions than the main component, but is not efficient enough.

Сущность изобретения заключается в том, что в сепараторе сыпучих материалов, включающем ряд зигзагообразно размещенных одна ниже другой вогнутых просеивающих поверхностей в виде консольно закрепленных с зазором между собой пальцев, согласно изобретению, просеивающие поверхности выполнены с участком протяженностью не менее двух пятых шага и их расстановки h по высоте, угол вогнутости α и длина l которого связаны соотношением

Кроме того, сепаратор может быть снабжен дополнительным рядом просеивающих поверхностей с меньшим, чем у основного ряда зазором между пальцами, причем верхняя просеивающая поверхность дополнительного ряда размещена выше по крайней мере одной трети просеивающих поверхностей основного ряда, но ниже конца по крайней мере первой сверху просеивающей поверхности последнего. Сепаратор может содержать пневмосепарирующий канал, расположенный над дополнительным рядом просеивающих поверхностей.The essence of the invention lies in the fact that in the separator of bulk materials, including a series of concave sifting surfaces arranged in a zigzag manner one below the other in the form of cantilever fingers fixed with a gap between each other, according to the invention, the sieving surfaces are made with a plot of at least two fifth steps and their placement h in height, the concavity angle α and the length l of which are related by the relation

In addition, the separator may be provided with an additional row of screening surfaces with a gap between the fingers less than the main row, the upper screening surface of the additional row being placed above at least one third of the screening surfaces of the main row, but below the end of at least the first screening surface on top last one. The separator may include a pneumatic separation channel located above an additional row of screening surfaces.

Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что новым является связь между формой (кривизной) просеивающих поверхностей и шагом их расстановки по высоте, наличием дополнительного ряда просеивающих поверхностей с меньшим зазором между пальцами, причем верхняя просеивающая поверхность дополнительного ряда размещена выше по крайней мере одной трети просеивающих поверхностей основного ряда, но ниже конца по крайней мере первой сверху просеивающей поверхности последнего. Кроме того предложенный сепаратор отличается от прототипа наличием пневмосепарирующего канала, размещенного над дополнительным рядом просеивающих поверхностей. Comparison of the claimed device with the prototype shows that the connection between the shape (curvature) of the screening surfaces and the step of their height distribution, the presence of an additional row of screening surfaces with a smaller gap between the fingers, the upper screening surface of the additional row is located above at least one third of the screening ones, is new surfaces of the main row, but below the end of at least the first on top of the sieving surface of the latter. In addition, the proposed separator differs from the prototype in the presence of a pneumatic separating channel placed above an additional row of sieving surfaces.

Определяемая соотношением

связь между углом изгиба α, длиной l основного рабочего участка просеивающей поверхности и шагом h расстановки просеивающих поверхностей по высоте обеспечивает оптимальные условия рабочего процесса сепарации - интенсивное просеивание проходовых частиц, высокую степень чистоты просеивающей поверхности от частиц, способных застревать в зазорах между пальцами, а также исключение зависания стеблевидных включений на просеивающих поверхностях.Defined by the ratio

the relationship between the bending angle α, the length l of the main working area of the screening surface and the step h of arranging the screening surfaces in height provides optimal conditions for the separation process — intensive screening of the passage particles, a high degree of purity of the screening surface from particles that can get stuck in the gaps between the fingers, and elimination of hanging stem-shaped inclusions on sieving surfaces.

При исполнении сепаратора с нарушением указанного соотношения резко снижается просеивающая способность и надежность работы устройства из-за забиваемости сепарирующих рабочих органов и зигзагообразного ряда в целом. When the separator is executed in violation of the specified ratio, the screening ability and reliability of the device are sharply reduced due to clogging of the separating tools and the zigzag line as a whole.

Установка дополнительных зигзагообразных рядов с меньшим, чем у основного ряда, зазором между пальцами позволяет за один пропуск материала разделить его не на две, а на большее число фракций, причем, благодаря особому размещению их по высоте относительно основного зигзагообразного ряда, реализовать такое разделение в пределах высоты основного ряда, и не за счет использования дополнительной высоты, как это потребовалось бы при повторном пропуске материала через два зигзагообразных ряда. The installation of additional zigzag rows with a smaller gap than the main row between the fingers allows you to divide it into two rather than two fractions for one pass of material, and due to their special placement in height relative to the main zigzag row, this separation can be realized within the height of the main row, and not due to the use of additional height, as would be required when re-passing the material through two zigzag rows.

Наличие пневмосепарирующих каналов, размещенных над дополнительными рядами, позволяет так же в пределах высоты основного ряда выделить еще одну фракцию, отделимую воздушным потоком. The presence of pneumatic separating channels located above the additional rows also allows one more fraction to be distinguished within the height of the main row, separated by an air stream.

Использование указанных отличительных признаков позволяет создавать надежный в работе, высокоэффективный и малогабаритный сепаратор, обеспечивающий комплексную очистку, например, поступающего от комбайнов зерна одновременно от крупных, мелких и легких примесей. The use of these distinguishing features allows you to create a reliable, high-performance and small-sized separator that provides comprehensive cleaning, for example, of grain coming from combine harvesters at the same time from large, small and light impurities.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."

Устройство соответствует критерию "изобретательский уровень", так как достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно, высокая эффективность просеивания и надежность работы сепаратора благодаря качественной самоочистке просеивающих поверхностей, а также одновременное выделение крупных, мелких и легких примесей. The device meets the criterion of "inventive step", since a result is achieved that meets the existing need, namely, high screening efficiency and reliability of the separator due to high-quality self-cleaning of screening surfaces, as well as the simultaneous separation of large, small and light impurities.

Изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке зерна. The invention is industrially applicable, as it can be used in agriculture for grain cleaning.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен продольный разрез сепаратора: на фиг. 2 - увеличенный участок ряда сепарирующих поверхностей; на фиг. 3 - вид просеивающей поверхности в двух проекциях. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a separator: FIG. 2 - an enlarged section of a number of separating surfaces; in FIG. 3 is a view of a screening surface in two projections.

Сепаратор содержит зигзагообразный ряд вогнутых просеивающих поверхностей 1, размещенные с обеих сторон от него дополнительные зигзагообразные ряды 2, пневмосепарирующие каналы 3 и загрузочное приспособление 4. Пневмосепарирующие каналы выполнены с окнами отвода 5 и входа 6 воздушного потока. Сепаратор содержит также патрубки вывода разделенных фракций 7, 8, 9 и 10 и направители 11. The separator contains a zigzag row of concave screening surfaces 1, additional zigzag rows 2 located on both sides of it, pneumatic separating channels 3 and loading device 4. Pneumatic separating channels are made with windows for exhaust 5 and air inlet 6. The separator also contains the outlet pipes of the separated fractions 7, 8, 9 and 10 and the guides 11.

Вогнутые просеивающие поверхности выполнены в виде консольно закрепленных на основе 12 упругих пальцев 13 с зазором C между ними. Concave screening surfaces are made in the form of cantilevered on the basis of 12 elastic fingers 13 with a gap C between them.

Просеивающие поверхности 1 содержат участок длиной l не менее двух пятых шага расстановки h просеивающих поверхностей по высоте, угол изгиба α которого связан с его длиной и шагом соотношением

определяющим оптимальные условия эффективной работы сепаратора - интенсивное просеивание проходовых частиц и самоочистку просеивающих поверхностей. Физический смысл этого соотношения состоит в том, что направление и скорость движения обрабатываемого материала при входе на очередную сепарирующую поверхность, зависящие от указанных параметров, обеспечивают плавный, без отскоков и сгруживаний режим движения материала. Скорость движения материала возрастает с увеличением шага расстановки просеивающих поверхностей по высоте и затормаживается все более с увеличением кривизны вогнутой просеивающей поверхности, определяемой отношением α/l. Угол направления потока материала с одной просеивающей поверхности на другую возрастает с уменьшением шага расстановки h просеивающих поверхностей и увеличением кривизны просеивающей поверхности.The screening surfaces 1 contain a section with a length l of at least two fifths of the spacing h of the screening surfaces in height, the bending angle α of which is related to its length and pitch by the ratio

determining the optimal conditions for the efficient operation of the separator - intensive screening of passage particles and self-cleaning of screening surfaces. The physical meaning of this relationship is that the direction and speed of movement of the processed material at the entrance to the next separating surface, depending on these parameters, provide a smooth, without rebounds and unloading mode of movement of the material. The speed of movement of the material increases with increasing pitch of the placement of screening surfaces in height and slows down more and more with increasing curvature of the concave screening surface, determined by the ratio α / l. The angle of direction of the material flow from one screening surface to another increases with decreasing spacing of the screening surfaces h and an increase in the curvature of the screening surface.

Когда величина α•h/l находится в пределах от 0,5 до 1,4, обеспечиваются близкие к оптимальным условия эффективной работы сепаратора. Когда величина α•h/l превосходит 1,4 или менее 0,5, эффективность работы сепаратора резко снижается из-за забивания зазоров между пальцами, скачкообразного и сгруживающего нестабильного движения сыпучего обрабатываемого материала в зигзагообразном ряде. When the value of α • h / l is in the range from 0.5 to 1.4, close to optimal conditions for the effective operation of the separator are provided. When the value of α • h / l exceeds 1.4 or less than 0.5, the efficiency of the separator decreases sharply due to clogging of the gaps between the fingers, abrupt and unloading unstable movement of the bulk processed material in a zigzag series.

Указанное условие эффективной работы сепаратора обеспечивает возможность его использования на очистке основного компонента, например, зерна как от крупных, так и от мелких включений, для чего сепаратор снабжен дополнительными зигзагообразными рядами с меньшим зазором между пальцами вогнутых просеивающих поверхностей. При этом предложенное размещение дополнительных рядов в пределах высоты основного ряда позволяет реализовать процесс двойного разделения без увеличения высоты сепарирующего агрегата. Такая возможность обусловлена особенностью протекающего в зигзагообразном ряде гравитационного процесса сепарации, заключающегося в том, что наиболее интенсивное просеивание проходовых частиц осуществляется при движении обрабатываемого материала потоком определенной плотности, при которой частицы стеснены в некоторой степени, исключающей их свободные скачкообразные движения, резко снижающие вероятность просеивания. При этом более мелкие из проходовых частиц просеиваются уже на 20 - 30% просеивающих поверхностей зигзагообразного ряда, в то время как для достаточной полноты выделения других, более крупных проходовых частиц требуется 70 - 80% сепарирующего ряда. The specified condition for the effective operation of the separator makes it possible to use it to clean the main component, for example, grain, from both large and small inclusions, for which the separator is equipped with additional zigzag rows with a smaller gap between the fingers of the concave screening surfaces. Moreover, the proposed placement of additional rows within the height of the main row allows you to implement the process of double separation without increasing the height of the separating unit. This possibility is due to the peculiarity of the gravitational separation process occurring in a zigzag series, which consists in the fact that the most intense sifting of the passage particles is carried out when the processed material moves with a flow of a certain density, at which the particles are constrained to some extent, eliminating their free spasmodic movements, which sharply reduce the probability of sifting. At the same time, the smallest of the passage particles are sifted already on 20-30% of the sieving surfaces of the zigzag row, while 70–80% of the separation row is required for sufficient completeness of the separation of other, larger passage particles.

Рабочий процесс осуществляется следующим образом. The workflow is as follows.

Исходный зерновой материал, содержащий зерно и подлежащие выделению крупные, мелкие и легкие (воздушно отделимые) примеси при подаче в загрузочное приспособление 4 сепаратора перемещаются вниз под действием гравитационных сил, попадая на вогнутые просеивающие поверхности 1 зигзагообразного ряда. Просеивающие поверхности этого ряда имеют достаточно большой зазор между консольно закрепленными пальцами, что обеспечивает возможность прохода в него зерна и более мелких примесей, но исключает возможность прохода крупных примесей. The initial grain material containing grain and large, small and light (air separable) impurities to be separated, when fed to the loading device 4, separators move downward under the influence of gravitational forces, falling on concave sieving surfaces 1 of a zigzag line. The screening surfaces of this row have a sufficiently large gap between the cantilever fixed fingers, which allows the passage of grain and smaller impurities into it, but excludes the possibility of passage of large impurities.

В процессе движения материала по первой сверху просеивающей поверхности через нее успевает просеяться значительная часть зерна, мелкой и легкой примеси, поскольку последняя включает в себя, как правило, и значительную часть мелкой примеси. При этом зерновой материал, не прошедший через первую просеивающую поверхность, приобретает, благодаря рациональным форме (кривизне) вогнутой просеивающей поверхности и шагу расстановки их по высоте, оптимальные значения скорости и направления встречи со следующей просеивающей поверхностью, обеспечивающие высокую интенсивность просеивания и самоочистку консольно-пальцевых решеток. In the process of moving the material along the first from above the screening surface, a significant part of the grain, fine and light impurities have time to sift through it, since the latter includes, as a rule, a significant part of the fine impurities. In this case, the grain material that has not passed through the first screening surface acquires, due to the rational shape (curvature) of the concave screening surface and the step of arranging them in height, the optimal values of speed and direction of encounter with the next screening surface, providing high screening intensity and self-cleaning of the console-finger gratings.

Процесс просеивания зерна, мелких и легких примесей продолжается на второй просеивающей поверхности, затем на третьей и т.д. до последней или до полного их выделения. The process of sifting grain, small and light impurities continues on the second screening surface, then on the third, etc. to the last or to their complete selection.

При этом мелкие примеси просеиваются интенсивнее зерна, и для требуемой полноты их просеивания достаточно использование 20 - 30% общего числа просеивающих поверхностей ряда. At the same time, small impurities are sifted more intensively than grain, and for the required completeness of their sifting, it is sufficient to use 20-30% of the total number of sifting surfaces of the row.

Просеивающийся в верхней части зигзагообразного ряда (та часть включает три просеивающие поверхности) материал, содержащий основную часть мелких и легких примесей, поступает по направителям 11 в пневмосепарирующие каналы 3 и по ним далее в дополнительные зигзагообразные ряды. Sifted in the upper part of the zigzag line (that part includes three screening surfaces), the material containing the main part of small and light impurities enters along the guides 11 into the air separation channels 3 and through them further into the additional zigzag rows.

В пневмосепарирующих каналах 3 осуществляется выделение легких примесей восходящим воздушным потоком, отсасываемым из окон 5 и входящим через вход 6. Вентилятор для отсоса воздуха на фиг. не показан. In the pneumatic separating channels 3, light impurities are separated by an ascending air stream drawn from the windows 5 and entering through the inlet 6. The fan for suctioning air in FIG. not shown.

Легкие примеси выносятся из поступающего в пневмосепарирующие каналы 3 зернового материала, который далее поступает в дополнительные зигзагообразные ряды 2 для выделения мелких примесей. Light impurities are carried out from the grain material entering the pneumatic separating channels 3, which then enters additional zigzag rows 2 to isolate small impurities.

В дополнительных рядах 2 процесс сепарации осуществляется аналогично процессу в основном ряде. Просеивающие поверхности дополнительных рядов имеют меньшие, чем у основного ряда, зазоры между пальцами, пропускающие мелкие примеси и исключающие проход основного зерна. In additional rows 2, the separation process is carried out similarly to the process in the main row. The screening surfaces of the additional rows have smaller gaps between the fingers than the main row, letting in small impurities and excluding the passage of the main grain.

При движении зернового материала по просеивающим поверхностям мелкие примеси проходят в зазоры между консольными пальцами этих поверхностей, а зерно сходит, чем и обеспечивается очистка зерна от мелких примесей. When the grain material moves along the screening surfaces, small impurities pass into the gaps between the cantilever fingers of these surfaces, and the grain comes off, which ensures the cleaning of grain from small impurities.

Очищенное от крупных, мелких и легких примесей зерно выводится из сепаратора через приемники чистого зерна 7, а мелкие примеси - через патрубки отхода 8. Grain purified from large, small and light impurities is discharged from the separator through the clean grain receivers 7, and small impurities through the waste pipes 8.

Зерновой материал, который не просеялся в верхней части основного зигзагообразного ряда (в соответствии с фиг. 1) через три верхние просеивающие поверхности, состоит в основном из зерна и крупной примеси. Этот материал продолжает движение вниз по просеивающим поверхностям ряда 1. При этом зерно проходит через них и выводится через патрубки чистого зерна 9, а крупные примеси сходят с просеивающих поверхностей и выводятся из сепаратора через патрубок отхода 10. Grain material, which was not sifted in the upper part of the main zigzag row (in accordance with Fig. 1) through the three upper screening surfaces, consists mainly of grain and coarse impurities. This material continues to move down along the screening surfaces of row 1. At the same time, the grain passes through them and is discharged through the nozzles of clean grain 9, and large impurities come off the screening surfaces and are removed from the separator through the waste pipe 10.

Применение предложенного сепаратора позволит значительно повысить эффективность процесса сепарации сыпучих материалов и надежность его работы. The application of the proposed separator will significantly improve the efficiency of the process of separation of bulk materials and the reliability of its operation.

Источники информации
1. Патент США N 4411778, НКИ 209-246, 1983.Sources of information
1. US patent N 4411778, NKI 209-246, 1983.

2. Патент России N 2071389, МПК B 07 B 1/04 (прототип), 1994. 2. Patent of Russia N 2071389, IPC B 07 B 1/04 (prototype), 1994.

Claims

1. The separator of bulk materials, including a series of concave sifting surfaces zigzag one below the other in the form of fingers cantileverly fixed with a gap between each other, characterized in that the sieving surfaces are made with a plot of at least two-fifths of their spacing steps h in height, the concavity angle α and the length l of which are related by

2. The separator according to claim 1, characterized in that it is provided with an additional row of screening surfaces with a gap between the fingers less than the main row, the upper screening surface of the additional row being placed above at least one third of the screening surfaces of the main row, but below the end at least the first on top of the sieving surface of the latter.

3. The separator according to claim 2, characterized in that it contains a pneumatic separating channel located above an additional row of sieving surfaces.