SU1510959A1

SU1510959A1 - Способ сепарации сыпучих смесей

Info

Publication number: SU1510959A1
Application number: SU884354632A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Косилов; Натан Исаакович Грабельковский; Сергей Анатольевич Аристов; Валерий Васильевич Пивень; Андрей Владимирович Миронов
Original assignee: Челябинский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства
Priority date: 1988-01-04
Filing date: 1988-01-04
Publication date: 1989-09-30

Abstract

Изобретение относитс к технике дл разделени сыпучих материалов по аэродинамическим свойствам и может быть использовано в сепараторах дл очистки и сортировани сельскохоз йственных материалов, например зернового вороха. Цель изобретени - повышение качества сепарации за счет сохранени посто нной величины силы аэродинамического сопротивлени на всем прот жении пути компонентов исходной смеси. Подают исходную смесь. Воздействуют на исходную смесь расположенными одна под другой воздушными стру ми. Воздушные струи, начина со второй сверху, направл ют в сторону верхней струи под углом, величину которого дл каждой нижележащей воздушной струи увеличивают и определ ют из выражени α_пов = α₀ - α, где α_пов - угол поворота струи по отношению к верхней горизонтальной воздушной струе

α₀ - угол вбрасывани исходной смеси

α - угол между абсолютной и переносной скорост ми частицы α=F(H), где H- рассто ние от места подачи исходной смеси до оси струи. Поворот струй осуществл ют непосредственно перед их встречей с движущимс раздел емым материалом. При этом обеспечиваетс сохранение первоначального угла между векторами скоростей воздушного потока и частиц материала на всем прот жении их пути. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к технике дл разделени сыпучих материалов по аэродинамическим свойствам и может быть использовано в сепараторах дл очистки и сортировани сельскохоз йственных материалов, например зернового вороха.

Цель изобретени - повьшение качества сепарации за счет сохранени посто нной величины силы аэродинамического сопротивлени на всем прот жении пути компонентов исходной.смеси.

Способ сепарации сыпучих материалов осуществл ют следующим образом.

Подают исходную смесь. Воздействуют на исходную смесь расположенными одна под другой воздушными стру ми, начина со второй сверху, направл ют в сторону верхней струи под углом, величину которого дл каждой нижележащей струи -увеличивают и определ ют из выражени ;

О1

QD

d.

П06

cio - об,

где обдоб угол поворота струи по

отношению к верхней горизонтальной воздушной : струе;

oip - угол вбрасывани исходной

смеси;

oi - угол абсолютной и переносной скорост ми частицы, oi f(h);

h - рассто ние от места подач исходной смеси до оси струи.

На фиг.1 изображено движение частицы смеси, вброшенной в воздушный поток; на фиг.2 - устройство дл реализации способа.

Способ сепарации сыпучих материалов реализуетс в пневмосепараторе. Пневмосепаратор включает в себ корпус 1 с загрузочным приспособлением 2, Загрузочное приспособление выполнено в виде двух ленточных транспортеров . К корпусу примыкает блок расположенных .один под другим центробежных вентил торов 3. В корпусе пневмосепаратора установлена жалю- зийна решетка 4с пластинами 5. Пластины решетки, начина со второй сверху, повернуты. Угол поворота пластин посто нно увеличиваетс от , верхних к нижним. Так, например дл разделений зернового вороха с коэффициентом парусности граничного компонента ,2 при вбрасывании исходного материала со скоростью 5 м/с под углом 90° в воздушный поток, скорость которого 10 м/с, предлагаютс следующие углы поворота. Пластина решетки, расположенна от верхней стенки камеры на рассто нии 0,3 м, поворачиваетс на угол 17, 0,6 м - на 37, 0,9 м - на 58 .Длина

пластин 5 решетки 4 в направлении движени -воздушного потока и их количество выбираютс из услови , что поворот струи происходит на требуемый угол при минимальном сопротивлении воздушному потоку.

Дл разделени смесей с различными физико-механическими свойствами, например зерновых смесей различных культур предусмотрена регулировка поворота пластин. Регулировка производитс за счет того, что пластины закреплены на поворотных ос х, концы которых выведены за боковую стенку камеры разделени . Концы осей св зан с механизмом поворота всех пластин. Предусмотрен отдельный поворот каждо пластины.

Решетка 4 вогнута в вертикальной продольной плоскости и вогнутостью

0

5

0

5

0

5

0

5

,

0

направлена в сторону движущегос раздел емого материала. Решетка вогнута по линии, параллельной траекто- рии движени т желой фракции смеси. Верхн часть решетки расположена перед зоной ввода материала, а нижн часть перед приемником 6 первой (чистой ) фракции. За приемником чистой фракции расположен приемник 7 второй фракции (фуражной). К корпусу 1 прикреплен пылеотделитель 8 с поворотной отводной трубой 9.

Способ сепарации сыпучих материалов осуществл ют следующим образ ом.

Включают вентил торы 3 и настраивают требуемую скорость воздушного потока дл обрабатьтаемой смеси. Включают в работу загрузочное приспособление 2. С его помош;ью устанавливают угол и скорость ввода исходной смеси. Скорость ввода смеси находитс в пределах 3-8 м/с, скорость воздушного потока 6-16 м/с. При подаче смеси в корпус 1 отмечают характер траектории компонентов. Поворотом пластин 5 решетки 4 направл ют воздушные струи под возрастающим сверху вниз углом. Поворот струй, начина с второй сверху, позвол ет сохранить силу аэродинамического сопротивлени на всем прот жении пути частиц. В процессе работы пневмосепаратора, наблюда за качеством сепарации смеси, производ т регулировку углов поворота струй. Компоненты смеср с меньшей парусностью попадают в приемник чистой фракции 6, а частицы с большей парусностью - в приемник 7. Частицы, имеющие наибольшую парусность, унос тс воздушным потоком через пылеотделитель 8 в отводную трубу 9.

На частицу смеси, вброшенную в воздушный поток под углом ,действуют две силы: сила т жести и сила аэродинамического сопротивлени R, направленна противоположно вектору относительной скорости частицы.

Абсолютна скорость частицы V равна векторной сумме переносной и относительной

: V Ve+V,

где Vg--- переносна скорость частицы, равна С1 орости воздушного потока,

V,, - относительна скорость частицы .

Таким образом, при попадании частицы в воздушный поток в точке I

5-151

модуль вектора ее относительной скорости V

В нижней части канала в точке 11 вектор относительной скорости равен

Уц -л| V2+V|-2V Ve-cosoi, где 66 - угол между векторами V и Vg .

При движении частицы в воздушном потоке величина угла посто нно умень- шаётс . Таким образом, при отклонении траектории частицы под действием воздушного потока последний используетс неэффективно, так как сила аэродинамического сопротивлени при движении частицы в канале все врем снижаетс .

Дл сохранени посто нной величины силь.1 аэродинамического сопротивлени по высоте делительной камеры производ т поворот нижних струй в сторону верхней под углом, величина которого определ етс выражением:

oi

noe

- c6.

Дл практического использовани представленного выражени требуетс определить угол оС по формуле

с arctg

У

где V и Vu - проекции абсолютной скорости частицы на оси координат;

V, Xo+Xt; Л Y,+Yt, Xjj и Yg проекции начальной скорост

частицы на оси координат: Х V, . . Л о -sin,; X и Y - проекции ускорени частицы

на оси координат при удалени ее от верхней кромки воздушного канала на рассто ние h

Дл определени X и Y представим в первоначальном виде дифференциальное уравнение движени частицы в воздушном потоке; тХ R.j( -mq S in j ; mY mq-cosj - Ru,

проекции силы аэродинамического сопротивлени на оси координат;

j - угол наклона воздушного канала к горизонту, R К„. m .V ,

Kn - коэффициент парусности частицы .

Ry и RM

cos об

Vx

09596

R,R.cos/5 Kj,. mV2. ок К го-cosf( + +V2-2W V-coscv;,) ;

R,j R-sinp Kp tnV2,. sinf(W2 + 5 +V2-2W.V-cosa;.); ,

R К„-т cosft(W2 +V2+V2-2W л1 VJ +У x X П I 3

Y.L,.

V,

4v|R -Kn- rn sin(J(W2+V2+V2-2W V2+V2 x

03d

-4V +V2

m cos p(W2 +V2 +V|-2WVx ) ; . m-sin((W2+V2- -V2 2WV).

После преобразований получаетс : ,(W-X) (W-X)2+Y2-q -sinj,

.cosj-Kn Y л1 (W-X) +Y ,

Дл определени времени t представим уравнени движени частицы в следующем виде:

X

Y

Yo+Yot

Yt

IT

Приравниваем ординату Y рассто нию от верхней стенки камеры разделени до частицы h и находим врем t как корень квадратного уравнени

t -. 7

-Y ± -I i+2Yh Таким образом, найдены все значени дл определени угла поворота струи в зависимости от того, на каком рассто нии находитс стру от верхней стенки камеры разделени ,

Поворот струй воздушного потока осуществл етс перед их встречей с движущимс раздел емым материалом (перед зоной сепарации). С удалением от места поворота струй происходит

постепенное сужение общей высоты воздушного потока и снижение скорости из-за взаимодействи струй одна с другой. Это отрицательно сказываетс на качестве разделени компонентов

смеси. Поворот струй после зоны сепарации также не дает положительного эффекта,так как разделение смеси в этом случае производитс параллельными стру ми с низким качеством, Поэтому дл повьшени качества сепарации предлагаетс осуществл ть поворот струй непосредственно перед их встречей с движущимс раздел емым материалом .

В устройствах дл пневмосепарации угол подачи материала в воздушный поток колеблетс в широких пределах: 30 - 150°, Предлагаемый способ обеспечивает сохранение первоначального угла меуду векторами скоростей воздушного потока и частиц материала на всем прот жении их пути. Перва стру сверху не поворачиваетс , но посколь- ку в ней происходит .изменение угла между векторами скорости воздушного потока и частиц, то дл сохранени этого угла вторую струю требуетс повернуть, причем дл сохранени указанного угла поворот осуществл етс в сторону верхней струи.

Claims

Формула изобретени

Способ сепарации сыпучих смесей, включающий подачу исходной смеси, воздействие на исходную смесь расположенными одна под; другой воздушными

ю 5

0

стру ми, верхн из которых направлена горизонтально, и вывод разделенных фракций, отличающийс тем, что, с целью повьшени качества сепарации за счет сохранени посто нной величины силы аэродинамического сопротивлени на всем прот жении пути компонентов исходной смеси, воздушные струи, начина со второй сверху , направл ют в сторону верхней струи под углом, величину которого дл каждой нижележащей воздушной струи увеличивают и определ ют из выражени :

о

где cifioe угол поворота струи по

отношению к верхней горизонтальной воздушной струе; uifl - угол вбрасывани исходной

смеси; об - угол между абсолютной и

переносной скорост ми частицы .

fo