UA112277C2 - Спосіб імпелерного нагнітання газу в аеродинамічних сепараторах, аеродинамічний сепаратор та нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора - Google Patents
Спосіб імпелерного нагнітання газу в аеродинамічних сепараторах, аеродинамічний сепаратор та нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора Download PDFInfo
- Publication number
- UA112277C2 UA112277C2 UAA201602275A UAA201602275A UA112277C2 UA 112277 C2 UA112277 C2 UA 112277C2 UA A201602275 A UAA201602275 A UA A201602275A UA A201602275 A UAA201602275 A UA A201602275A UA 112277 C2 UA112277 C2 UA 112277C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- impeller
- gas
- flow
- rectifier
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 99
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 claims 1
- 241000087799 Koma Species 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
- B07B11/02—Arrangement of air or material conditioning accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
- B07B11/06—Feeding or discharging arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
- B07B4/02—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures fall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/002—Axial flow fans
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
Група винаходів може знайти застосування в сільському господарстві, а також в харчовій, хімічній, гірничорудній, металургійній і будівельній галузях промисловості для поділу сипких сумішей на фракції. Група винаходів, що складається зі способу імпелерного нагнітання газу для аеродинамічних сепараторів, за яким потік газу спрямовують під необхідним для сепарації кутом шляхом нахилу осі імпелера, розділяють на внутрішній і зовнішній потоки за допомогою внутрішнього конічного кільця 5, випрямляють внутрішній та зовнішній потоки, пропускаючи їх через профільовані лопаті внутрішнього та зовнішнього контурів 6 випрямного апарата 4, прибирають гальмування потоку в центрі шляхом встановлення конусного обтічника 7, змінюють форму перерізу з круглої на квадратну або прямокутну, пропускаючи потік через канал подачі газового потоку; а також нагнітального вузла 12 для здійснення зазначеного способу та аеродинамічного сепаратора, в якому застосовані зазначені спосіб та нагнітальний вузол 12. Застосування групи винаходів для сепарації сипких сумішей призводить до скорочення енерговитрат, спрощення конструкції вузлів та підвищення якості поділу сипкої суміші на фракції.
Description
осі імпелера, розділяють на внутрішній і зовнішній потоки за допомогою внутрішнього конічного кільця 5, випрямляють внутрішній та зовнішній потоки, пропускаючи їх через профільовані лопаті внутрішнього та зовнішнього контурів б випрямного апарата 4, прибирають гальмування потоку в центрі шляхом встановлення конусного обтічника 7, змінюють форму перерізу з круглої на квадратну або прямокутну, пропускаючи потік через канал подачі газового потоку; а також нагнітального вузла 12 для здійснення зазначеного способу та аеродинамічного сепаратора, в якому застосовані зазначені спосіб та нагнітальний вузол 12.
Застосування групи винаходів для сепарації сипких сумішей призводить до скорочення енерговитрат, спрощення конструкції вузлів та підвищення якості поділу сипкої суміші на фракції. а й є о й й 7 б я ки й ка й м р - ке й в шли є я са Шов нрня с
Ж шлня Кум й ши ча и - ОО Ні КЗ ч Ка о ВК ой в 15 БА:
МВ, !
І сонні са , й не їх у ре Я й ше З НВ В НВ 4-- ще. й хх х ке В й щи м с х ою ех я «КАК ши ше НН а
Її з ДОВ "Ж шк З поодинці я
Янг. З
Група винаходів належить до області розділення сипких сумішей за такими ознаками, як вага, аеродинамічна форма часток та властивості поверхні часток і може знайти застосування в сільському господарстві при очищенні зерна і продуктів його переробки, а також в харчовій, хімічній, гірничорудній, металургійній і будівельній галузях промисловості для поділу сипких сумішей на фракції.
З рівня техніки відомо застосування профільованих лопатей для вирівнювання повітряного потоку після робочого колеса імпелера Ідив. БО 1150409 А, ВО 2378028 СТІ.
У документі БО 994052 АТ описаний пневматичний сепаратор, в якому для вирівнювання повітряного потоку по ширині трубопроводу використовується пристосування у вигляді ротора з лопатями.
У документі ОЕ 1507817 Ат описана конструкція апарата, в якому вихровий потік вирівнюють за допомогою конструктивного вузла з лопатями і обтічник. Аналогічні елементи містить пристрій згідно з документом СМ 102032585 А.
Також з рівня техніки відомі пристрої, які містять пристрої для вирівнювання потоку повітря з профільованими лопатями і обтічником, наприклад описані в документах 50 1389878 А1 і США 101 045 С2. Вони застосовуються для поділу потоку повітря разом з сипучими продуктами.
Найбільш близьким за суттю є спосіб, описаний у патенті ОА 70179 І, при якому потік повітря створюють в горизонтальному напрямку за допомогою обертання імпелера, усувають вихор від крильчатки імпелера за допомогою випрямного апарата, пришвидшують та змінюють напрямок руху потоку повітря, пропускаючи його через формувач потоку.
Недоліком відомого способу є: - низька якість роботи випрямного апарата, через пласку форму його лопатей, які, на відміну від профільованих лопатей, не здатні прибрати завихрення потоку повітря; - значний аеродинамічний опір нагнітача через утворення турбулентних зон за втулкою крильчатки імпелера, в місці різкого переходу нагнітача від круглої форми до прямокутної, та використання формувачів повітряного потоку, які значно зменшують відкриту площу виходу нагнітача; - значна різниця у швидкості руху повітря на виході з нагнітача, спричинена зміщенням потоку в сторону його завихрення, гальмування потоку в центрі та кутах, через наявні зони турбулентності.
Найбільш близьким за суттю пристроєм для здійснення зазначеного способу є пристрій для здійснення сепарації сипких сумішей (див. патент ОА 74087 /), що містить у собі корпус, в якому встановлені завантажувальний пристрій, камера сепарації з відбивачем та приймачами готових фракцій з регульованим входом, яка сполучена передньою частиною з робочим органом, який формує потік повітря в горизонтальній площині а потім змінює його напрямок за допомогою випрямного апарата, що спрямовує потік повітря під необхідним кутом до горизонту. Робочий орган пристрою згідно з патентом ОА 74087 І містить електродвигун, імпелер з крильчаткою, що розміщена на валу електродвигуна, з'єднаний з електродвигуном випрямний апарат, камеру статичного тиску і формувач повітряного потоку, встановлені послідовно.
Недоліками відомого нагнітального вузла є нерівномірність потоку по перерізу та завихреність, сформованого ним потоку повітря, який подається до камери сепарації, що спричиняє неоднорідність розділених фракцій. Крім цього, відомий пристрій характеризується складністю конструкції та пов'язаними із цим підвищеними витратами електроенергії.
Необхідність випрямляння потоку повітря в аеродинамічних сепараторах виникає внаслідок того, що для точного поділу сипкої суміші на фракції із різною вагою частинок необхідне її пропускання через газовий потік, що рухається лінійно, без закручування, та з однаковою швидкістю по всьому перерізу потоку.
В той же час, створений імпелером газовий потік є вихровим, тобто закрученим в напрямку обертання лопатей. Крім того, швидкість руху, створеного імелером газового потоку не є однорідною по всьому перерізу потоку, а підвищується від його центру до країв. Також, газовий потік має подаватися до камери сепарації під певним кутом до горизонту, оптимальним для поділу сипкої суміші на фракції часток, що входять до її складу. Отже, створений імпелером газовий потік є непридатним для забезпечення належної якості сепарації сипкої суміші.
Для забезпечення прямолінійності та однакової швидкості руху газу або газової суміші (наприклад, повітря) по всьому перерізу потоку перед його подачею до камери сепарації, виникає необхідність усунути завихреність потоку, врівноважити різні швидкості руху газу або газової суміші по всьому перерізу потоку та спрямувати газовий потік під необхідним кутом до горизонту.
Причиною розробки нового нагнітального вузла стали результати вимірювань швидкості бо потоку повітря на виході із нагнітача відомого зразка (див. патент ОА 74087 ). По всій площині перерізу були виявлені значні відхилення від розрахункової швидкості газового потоку. В деяких точках значення швидкості потоку відрізнялись на 60 9о від розрахункових. Моделювання в програмному середовищі боідУМоїкв Ріо Бітиіаноп підтвердило одержані результати.
Задачами, які вирішуються запропонованою групою винаходів є: спрощення конструкції та підвищення надійності нагнітального вузла аеродинамічного сепаратора; скорочення енергоємності способу здійснення сепарації, тобто енерговитрат на роботу нагнітального вузла та аеродинамічного сепаратора в цілому; зменшення ваги та габаритів нагнітального вузла сепаратора та аеродинамічного сепаратора в цілому; забезпечення однакової швидкості та щільності потоку повітря, що виходить із нагнітального вузла аеродинамічного сепаратора по всьому перетину потоку; підвищення ступеня однорідності фракцій, розділених за допомогою аеродинамічного сепаратора.
Поставлений комплекс задач вирішується за допомогою запропонованої групи винаходів наступним чином.
Спосіб імпелерного нагнітання газу в аеродинамічному сепараторі, в якому створюють потік газу або суміші газів за допомогою обертання імпелера, випрямляють та вирівнюють по швидкості потік газу або суміші газів за допомогою випрямного апарата і подають потік в камеру сепарації, характеризується тим, що потік газу або суміші газів створюють шляхом обертання імпелера і спрямовують під необхідним кутом до камери сепарації шляхом установки осі обертання імпелера під кутом до площини горизонту.
Після цього, створений імпелером потік газу або суміші газів розділяють на внутрішній і зовнішній потоки за допомогою внутрішнього конічного кільця випрямного апарата, що звужується в напрямку руху потоку газу або суміші газів.
Далі потік газу або суміші газів у зовнішньому контурі випрямляють, пропускаючи його через профільовані лопаті зовнішнього контуру випрямного апарата, та сповільнюють за рахунок збільшення площі перерізу зовнішнього контуру.
При цьому потік газу або суміші газів у внутрішньому контурі випрямляють, пропускаючи його через профільовані лопаті внутрішнього контуру, та прискорюють до швидкості, рівній швидкості потоку у зовнішньому контурі, за рахунок зменшення площі перерізу внутрішнього конічного кільця та використання обтічника конічної форми, розташованого в центі випрямного
Зо апарата співвісно з імпелером.
За одним із варіантів здійснення способу потік газу або суміші газів створюється імпелером, вісь якого розташована під кутом до площини горизонту в діапазоні від більше 0 градусів до 60 градусів.
Також, за одним із варіантів здійснення способу форму перерізу випрямленого і вирівняного потоку газу або суміші газів змінюють із круглої на квадратну або прямокутну, направляючи його через канал подачі газового потоку, що виконаний у формі конфузора із плавним переходом від круглого перерізу в місці з'єднання каналу подачі газового потоку із випрямним апаратом до квадратного або прямокутного в місці виходу потоку газу або суміші газів із нагнітального вузла.
Нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора, призначений для здійснення зазначеного способу, що містить корпус, силовий привід, робочий орган у вигляді імпелера, випрямний апарат і канал подачі газового потоку, характеризується тим, що випрямний апарат виконаний у вигляді пристрою, що має встановлене співвісно із імпелером внутрішнє конічне кільце, яке звужується у напрямку руху газового потоку і утворює внутрішній і зовнішній контури випрямного апарата. Випрямний апарат нагнітального вузла також має встановлені у зовнішньому та внутрішньому контурі випрямного апарата профільовані лопаті і конусний обтічник, розташований в центрі внутрішнього контуру співвісно з імпелером.
За одним із варіантів виконання нагнітального вузла діаметр внутрішнього конічного кільця визначають в залежності від співвідношення зовнішнього діаметра імпелера та діаметра його втулки, а також розподілу осьової і тангенціальної швидкості потоку по радіусу лопаті.
За одним із варіантів виконання нагнітального вузла кут звуження внутрішнього конічного кільця випрямного апарату визначають в межах діапазону від 2 до 25 градусів, в залежності від співвідношення зовнішнього діаметра імпелера та діаметра його втулки.
За одним із варіантів виконання нагнітального вузла профіль лопатей, встановлених у внутрішньому та зовнішньому контурах випрямного апарата, визначають в залежності від профілю лопатей імпелера.
За одним із варіантів виконання нагнітального вузла кількість лопатей у зовнішньому контурі випрямного апарата є більшою, ніж кількість лопатей у внутрішньому контурі випрямного апарата.
Один із варіантів виконання нагнітального вузла передбачає, що кут конуса конусного 60 обтічника визначається в межах діапазону від 2 до 25 градусів, в залежності від співвідношення зовнішнього діаметра імпелера та його втулки, а також розподілу осьової і тангенціальної швидкості потоку по радіусу лопаті.
За одним із варіантів виконання нагнітального вузла канал подачі газового потоку може бути виконаний у вигляді конфузора, який в області сполучення із випрямним апаратом має круглий переріз і плавно переходить у квадратний або прямокутний переріз на протилежному кінці корпусу.
Аеродинамічний сепаратор для розділення сипучих сумішей, в якому застосовані зазначені спосіб та пристрій, містить корпус, завантажувальний пристрій, горизонтальну камеру сепарації з приймачами розділених фракцій і нагнітальний вузол, що містить корпус, силовий привід, імпелер і випрямний апарат і характеризується тим, що випрямний апарат має встановлене співвісно з імпелером внутрішнє конічне кільце, яке утворює внутрішній і зовнішній контури випрямного апарата, встановлені внутрішньому та зовнішньому контурах випрямного апарата профільовані лопаті і розташований в центрі внутрішнього контуру співвісно з імпелером конусний обтічник.
За одним із варіантів реалізації сепаратора кут нахилу осі імпелера до площини горизонту може бути в діапазоні від більше 0 градусів до 60 градусів.
Суть втіленого у групі винаходів технічного рішення пояснюється кресленнями, де: фіг. 1 - нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора; фіг. 2 - випрямний апарат нагнітального вузла аеродинамічного сепаратора; фіг. З - аеродинамічний сепаратор.
Нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора (фіг. 1) містить корпус 1 і встановлені співвісно привід 2, імпелер З та випрямний апарат 4, що має внутрішнє конічне кільце 5, профільовані лопаті внутрішнього і зовнішнього контурів 6 та конусний обтічник 7.
Випрямний апарат (фіг. 2) виконаний у вигляді пристрою, що містить внутрішнє конічне кільце 5, лопаті внутрішнього та зовнішнього контурів 6 та конусний обтічник 7.
Аеродинамічний сепаратор (фіг. 3) виконаний у вигляді пристрою, що містить корпус 8, завантажувальний пристрій 9, камеру сепарації 10, приймачі розділених фракцій 11 та нагнітальний вузол 12.
Принцип роботи нагнітального вузла 12 аеродинамічного сепаратора полягає у тому, що
Зо потік газу або газової суміші створюють шляхом обертання імпелера З у відповідному середовищі газу або газової суміші за допомогою силового приводу 2. На фіг. 1, фіг. З для прикладу як силовий привод 2 використано електродвигун, на валу якого встановлюється імпелер 3. Проте, як силовий привод також можна використовувати будь-який силовий привід, здатний створювати необхідний крутний момент і частоту обертання, використовуючи будь-який наявний вид енергії.
Газовий потік спрямовують у необхідному для сепарації напрямку шляхом спрямування у відповідному напрямку осі обертання імпелера 3.
За одним із варіантів здійснення способу, потік газу або газової суміші створюється імпелером 3, встановленим під кутом до горизонтальної площини в діапазоні від більше 0 градусів до 60 градусів шляхом встановлення імпелера З під відповідним кутом до горизонтальної площини. Це дає змогу сформувати газовий потік у оптимальному для здійснення сепарації напрямку і усуває необхідність зміни напрямку газового потоку спеціальними формувачами потоку, які використовуються у відомих аналогах.
За допомогою конічного кільця 5, яке утворює внутрішній і зовнішній контури випрямного апарата 4 і має форму сопла, створюється два контури зі змінною площею поперечного перерізу: зовнішній контур - між конічним кільцем 5 та корпусом 1 нагнітального вузла 12, внутрішній контур - між конічним кільцем 5 і конусним обтічником 7.
Створений імпелером З газовий потік, який є вихровим, тобто закрученим у напрямку обертання лопатей імпелера 3, та має неоднорідну швидкість руху газу або газової суміші по перерізу потоку, розділяють на внутрішній і зовнішній потоки шляхом його пропускання через внутрішній та зовнішній контури випрямного апарата. Такий поділ газового потоку забезпечує можливість по-різному впливати на фізичні характеристики внутрішнього та зовнішнього потоків.
Газовий потік у внутрішньому контурі випрямляють, перетворюючи тангенціальну складову швидкості потоку в осьову, шляхом пропускання потоку через лопаті зовнішнього і внутрішнього контурів 6 випрямного апарата 4, збільшуючи тим самим загальний коефіцієнт корисної дії пристрою. Профільовані лопаті випрямного апарата встановлені максимально близько до лопатей імпелера.
При цьому варіантами реалізації пристрою передбачено, що діаметр основи конуса бо внутрішнього конічного кільця 5 визначається в залежності від діаметра втулки і зовнішнього діаметра імпелера 3, та що кут звуження внутрішнього конічного кільця 5 визначається в межах діапазону від 2 до 25 градусів. Це забезпечує отримання потоку, рівномірного по швидкості по всьому перерізу.
У внутрішньому та зовнішньому контурі випрямного апарата 4 встановлені профільовані лопаті б, які випрямляють завихреність газового потоку, що створюється імпелером 3. При цьому, один з варіантів реалізації пристрою передбачає, що профіль лопатей внутрішнього та зовнішнього контуру 6 випрямного апарата 4 визначається в залежності від співвідношення осьової та тангенціальної складових швидкості потоку. Це дозволяє зробити потік більш рівномірним, підвищити загальний коефіцієнт корисної дії пристрою. Крім цього, один з варіантів реалізації пристрою передбачає, що кількість лопатей 6, встановлених у внутрішньому та зовнішньому контурах випрямного апарата 4, має бути різна, (в зовнішньому контурі більша), що зменшує опір руху газу через внутрішній контур, при достатній ефективності випрямного апарата в цілому.
В центрі внутрішнього контуру випрямного апарата 4, одразу за втулкою крильчатки імпелера З співвісно встановлений конусний обтічник 7, що виконаний у формі конуса, вершина якого направлена в напрямку руху газового потоку та який запобігає зриву потоку за втулкою імпелера 3, зменшує енергетичні витрати на здійснення процесу нагнітання газового потоку.
При цьому один з варіантів реалізації пристрою передбачає, що кут конуса конусного обтічника 7 визначається в межах діапазону від 2 до 25 градусів, в залежності від кута конусу конічного кільця 5, що забезпечує рівномірний по швидкості потік.
Таким чином, на виході із випрямного апарата 4 до каналу подачі газового потоку забезпечується потік газу або газової суміші, що є лінійним, позбавленим закручень або вихорів і однорідним по швидкості та тиску по всьому перерізу.
Також, один із варіантів реалізації пристрою передбачає можливість виконання каналу подачі газового потоку у вигляді конфузора, який в області сполучення із випрямним апаратом має круглий переріз і плавно переходить у прямокутний або квадратний переріз на протилежному кінці корпусу. Це дозволяє сформувати газовий потік прямокутного або, відповідно, квадратного перерізу, що є оптимальним для пропускання через нього сипкої суміші, яку потрібно розділити на фракції.
Зо Запропонований пристрій забезпечує значно більш високу рівномірність швидкостей у всіх точках перерізу газового потоку. Максимальні відхилення швидкості склали 595. Це було підтверджено комп'ютерним моделюванням та фактичними замірами швидкостей на робочих зразках пристрою.
Сепаратор для розділення сипучих сумішей (фіг. 3) із застосуванням описаних способу та пристрою має корпус 8, в якому встановлені його конструктивні вузли: нагнітальний вузол 12, завантажувальний пристрій 9, камера сепарації 10 та приймачі розділених фракцій 11.
Камера сепарації 10 встановлена горизонтально та споруджена приймачами розділених фракцій.
Завантажувальний пристрій 9 сепаратора виконаний у формі бункера, який оснащений пристроєм для дозування подачі суміші.
Нагнітальний вузол 12 сепаратора характеризується тим, що він має корпус 1, в якому послідовно встановлений силовий привід 2, імпелер З з можливістю обертання, випрямний апарат 4 та канал подачі газового потоку.
Як правило, силовим приводом 2 імпелера З є електродвигун, на валу якого встановлюється імпелер 3. Як силовий привід 2 також може використовуватися будь-який силовий привід, здатний створювати необхідний крутний момент і частоту обертання, використовувати будь- який вид енергії.
Випрямний апарат 4 нагнітального вузла 12 сепаратора характеризується тим, що містить внутрішнє конічне кільце 5, що має форму сопла, тобто звужується в напрямку руху газового потоку, яке розділяє випрямний апарат на два контури - внутрішній і зовнішній, профільовані лопаті 6, встановлені у внутрішньому та зовнішньому контурах, та встановлений співвісно із імпелером конусний обтічник 7.
Канал подачі газового потоку нагнітального вузла 12 може бути виконаний у вигляді конфузора з плавним переходом від круглого перерізу в місці з'єднання із випрямним апаратом до квадратного або прямокутного перерізу в місці його з'єднання із камерою сепарації.
За одним із варіантів реалізації пристрою, нагнітальний вузол 12 встановлений під кутом до горизонтальної площини, завдяки чому газовий потік потрапляє до камери сепарації 10 під необхідним кутом, без необхідності використання додаткових формувачів газового потоку, що використовуються в аналогічних пристроях.
Новим у запропонованому пристрої є конструкція нагнітального вузла 12, встановлення нагнітального вузла під кутом до площини горизонту та відсутність необхідності застосування формувачів газового потоку.
Використання нахиленого нагнітального вузла, плавного переходу від круглого до прямокутного перерізу, профільованих лопатей випрямного апарату та відсутність формувачів газового потоку значно скоротили втрати швидкості потоку, що дозволило знизити споживання енергії в 2-3 рази.
Claims (12)
1. Спосіб імпелерного нагнітання газу в аеродинамічному сепараторі, в якому створюють потік газу або суміші газів за допомогою обертання імпелера, випрямляють та вирівнюють по швидкості потік газу або суміші газів за допомогою випрямного апарата і подають потік в камеру сепарації, який відрізняється тим, що потік газу або суміші газів створюють шляхом обертання 15 імпелера і спрямовують під необхідним кутом до камери сепарації шляхом установки осі обертання імпелера під кутом до площини горизонту, створений імпелером потік газу або суміші газів розділяють на внутрішній і зовнішній потоки за допомогою внутрішнього конічного кільця випрямного апарата, що звужується в напрямку руху потоку газу або суміші газів і утворює внутрішній та зовнішній контури випрямного апарата, потік газу або суміші газів у зовнішньому 20 контурі випрямляють, пропускаючи його через профільовані лопаті зовнішнього контуру випрямного апарата, та сповільнюють за рахунок збільшення площі перерізу зовнішнього контуру, потік газу або суміші газів у внутрішньому контурі випрямляють пропускаючи його через профільовані лопаті внутрішнього контуру та прискорюють до швидкості, рівній швидкості потоку у зовнішньому контурі, за рахунок зменшення площі перерізу внутрішнього конічного 25 кільця та використання обтічника конічної форми, розташованого в центі випрямного апарата співвісно з імпелером.
2. Спосіб імпелерного нагнітання газу або суміші газів за п. 1, який відрізняється тим, що потік газу або суміші газів створюється імпелером, вісь якого розташована під кутом до площини горизонту в діапазоні від більше 0 градусів до 60 градусів. Зо
3. Спосіб імпелерного нагнітання газу або суміші газів за одним із пп. 1-2, який відрізняється тим, що форму перерізу випрямленого і вирівняного потоку газу або суміші газів змінюють із круглої на квадратну або прямокутну, направляючи його через канал подачі газового потоку, що виконаний у формі конфузора із плавним переходом від круглого перерізу в місці з'єднання каналу подачі газового потоку із випрямним апаратом до квадратного або прямокутного 35 перерізу в місці виходу потоку газу або суміші газів із нагнітального вузла.
4. Нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора, що містить корпус, силовий привід, робочий орган у вигляді імпелера, випрямний апарат і канал подачі газового потоку, який відрізняється тим, що випрямний апарат виконаний у вигляді пристрою, що має встановлене співвісно із імпелером внутрішнє конічне кільце, що звужується у напрямку руху газового потоку, яке 40 утворює внутрішній і зовнішній контури випрямного апарата, встановлені у зовнішньому та внутрішньому контурі випрямного апарата профільовані лопаті і конусний обтічник, розташований в центрі внутрішнього контуру співвісно з імпелером.
5. Нагнітальний вузол за п. 4, який відрізняється тим, що діаметр внутрішнього конічного кільця визначають в залежності від співвідношення зовнішнього діаметра імпелера та діаметра 45 його втулки, а також розподілу осьової і тангенціальної швидкості потоку по радіусу лопаті.
б. Нагнітальний вузол за одним із пп. 4-5, який відрізняється тим, що кут звуження внутрішнього конічного кільця випрямного апарата визначають в межах діапазону від 2 до 25 градусів, в залежності від співвідношення зовнішнього діаметра імпелера та діаметра його втулки. 50
7. Нагнітальний вузол за одним із пп. 4-6, який відрізняється тим, що профіль лопатей, встановлених у внутрішньому та зовнішньому контурах випрямного апарата, визначають в залежності від профілю лопатей імпелера.
8. Нагнітальний вузол за одним із пп. 4-7, який відрізняється тим, що кількість лопатей у зовнішньому контурі випрямного апарата є більшою, ніж кількість лопатей у внутрішньому 55 контурі випрямного апарата.
9. Нагнітальний вузол за одним із пп. 4-8, який відрізняється тим, що кут конуса конусного обтічника визначається в межах діапазону від 2 до 25 градусів, в залежності від співвідношення зовнішнього діаметра імпелера та його втулки, а також розподілу осьової і тангенціальної швидкості потоку по радіусу лопаті.
10. Нагнітальний вузол за одним із пп. 4-9, який відрізняється тим, що канал подачі газового потоку виконаний у вигляді конфузора, який в області сполучення із випрямним апаратом має круглий переріз і плавно переходить у квадратний або прямокутний переріз на протилежному кінці корпусу.
11. Аеродинамічний сепаратор для розділення сипучих сумішей, що містить корпус, завантажувальний пристрій, горизонтальну камеру сепарації з приймачами розділених фракцій і нагнітальний вузол, що містить корпус, силовий привід, імпелер і випрямний апарат, який відрізняється тим, що випрямний апарат має встановлене співвісно з імпелером внутрішнє конічне кільце, яке утворює внутрішній і зовнішній контури випрямного апарата, встановлені у внутрішньому та зовнішньому контурах випрямного апарата профільовані лопаті і розташований в центрі внутрішнього контуру співвісно з імпелером конусний обтічник.
12. Сепаратор за п. 11, який відрізняється тим, що кут нахилу осі імпелера до площини горизонту може бути в діапазоні від більше 0 градусів до 60 градусів. Б Ка м с . ' т - 7 : я що я и р х У ше - ве рі тн тя з ох каш ке Й х я в Зх у я є киш х й д вик ВУ си
"ЯК. 4 и ше Е ї КТК пе, р зх НИ КОМА НИМ ЗИ шої с АК, Мо. Х Фо А НЕК дні ня КОТ, ЧЕ М щ ЛЕК
У. хо їв ще М ее опт
Фк. 1
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201602275A UA112277C2 (uk) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Спосіб імпелерного нагнітання газу в аеродинамічних сепараторах, аеродинамічний сепаратор та нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора |
PCT/UA2017/000016 WO2017155494A1 (ru) | 2016-03-09 | 2017-02-24 | Способ импеллерного нагнетания газа в аэродинамическом сепараторе, аэродинамический сепаратор и нагнетательный узел аэродинамического сепаратора |
US15/735,659 US10807125B2 (en) | 2016-03-09 | 2017-02-24 | Method of impeller-driven injection of gas in aerodynamic separator, aerodynamic separator and gas boosting unit of aerodynamic separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201602275A UA112277C2 (uk) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Спосіб імпелерного нагнітання газу в аеродинамічних сепараторах, аеродинамічний сепаратор та нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA112277C2 true UA112277C2 (uk) | 2016-08-10 |
Family
ID=56707159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201602275A UA112277C2 (uk) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Спосіб імпелерного нагнітання газу в аеродинамічних сепараторах, аеродинамічний сепаратор та нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10807125B2 (uk) |
UA (1) | UA112277C2 (uk) |
WO (1) | WO2017155494A1 (uk) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3719973A1 (de) * | 2019-04-04 | 2020-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Antriebseinheit mit einer lüftereinheit |
CN110230603A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-09-13 | 青岛农业大学 | 一种花生除杂用风机 |
JP6888130B1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-06-16 | Dowaエコシステム株式会社 | 有価物の選別方法 |
US11719100B2 (en) * | 2020-03-13 | 2023-08-08 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | System for extracting water from lunar regolith and associated method |
CN112642710B (zh) * | 2020-12-03 | 2021-11-16 | 常德古野源生态农业科技有限公司 | 一种抖动幅度及风力可调的茶叶风选设备 |
CN113731814B (zh) * | 2021-09-13 | 2022-05-10 | 三亚城投众辉新型建材有限公司 | 一种环保再生机制砂除粉器 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US916625A (en) * | 1907-12-04 | 1909-03-30 | Robert Stein | Separator. |
GB190909407A (en) * | 1909-04-21 | 1910-02-10 | Ernest Samuelson | Improvements in Pneumatic Separators for Granular Substances. |
DE2929142A1 (de) * | 1979-07-19 | 1981-02-05 | Babcock Krauss Maffei Ind | Verfahren und vorrichtung zum sichten von grobkoernigem gut in einem horizontalsichtstrom |
SU1143369A1 (ru) * | 1980-04-28 | 1985-03-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Сельскохозяйственного Машиностроения Им.В.П.Горячкина | Вентил торный опрыскиватель |
SU1389878A1 (ru) * | 1986-05-20 | 1988-04-23 | Запорожский индустриальный институт | Способ классификации измельченных материалов и устройство дл его осуществлени |
SU1479141A1 (ru) * | 1987-02-17 | 1989-05-15 | Ю. А. Иванов | Устройство дл сортировки сыпучих материалов по плотности |
JPH02196197A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-02 | Daikin Ind Ltd | 軸流型送風機 |
US5032256A (en) * | 1990-01-03 | 1991-07-16 | Vickery James D | Method and apparatus for air separation of material |
US5732829A (en) * | 1996-04-12 | 1998-03-31 | Marcor Management, Inc. | Separation apparatus and method for granular material |
UA46628U (uk) * | 2009-07-31 | 2009-12-25 | Геннадий Владимирович Дудник | Пристрій для здійснення сепарації сипких сумішей |
CN102032585B (zh) * | 2010-12-01 | 2013-03-20 | 云南电力技术有限责任公司 | 煤粉锅炉煤粉分离及浓缩一体化装置 |
US9132432B2 (en) * | 2011-10-15 | 2015-09-15 | Dean Andersen Trust | Isotropic quantization sorting systems of automobile shredder residue to enhance recovery of recyclable materials |
CN103362857A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 华硕电脑股份有限公司 | 叶轮及风扇 |
UA74087U (uk) * | 2012-06-25 | 2012-10-10 | Геннадий Владимирович Дудник | Пристрій для здійснення сепарації сипких сумішей |
CN202962877U (zh) * | 2012-12-20 | 2013-06-05 | 长沙中联重科环卫机械有限公司 | 分离机及风力分选系统 |
US10125783B2 (en) * | 2013-02-25 | 2018-11-13 | Greenheck Fan Corporation | Fan assembly and fan wheel assemblies |
-
2016
- 2016-03-09 UA UAA201602275A patent/UA112277C2/uk unknown
-
2017
- 2017-02-24 WO PCT/UA2017/000016 patent/WO2017155494A1/ru active Application Filing
- 2017-02-24 US US15/735,659 patent/US10807125B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10807125B2 (en) | 2020-10-20 |
US20190060957A1 (en) | 2019-02-28 |
WO2017155494A1 (ru) | 2017-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA112277C2 (uk) | Спосіб імпелерного нагнітання газу в аеродинамічних сепараторах, аеродинамічний сепаратор та нагнітальний вузол аеродинамічного сепаратора | |
Ren et al. | Design of a rotor cage with non-radial arc blades for turbo air classifiers | |
CN101975653B (zh) | 超声速轴对称混合层风洞 | |
Sun et al. | CFD simulation and optimization of the flow field in horizontal turbo air classifiers | |
CN106089807A (zh) | 一种基于分形叶片的扩压器 | |
CN103752426A (zh) | 基于溢流管的旋流器在线调节装置 | |
Mao et al. | Orthogonal experimental design of an axial flow cyclone separator | |
CN107971224A (zh) | 用于颗粒分级的流场构建方法和分级装置 | |
US3358844A (en) | Device for increasing the total amount of separation of a vortex separator | |
Huang et al. | Study on classifying particle size and spatial internal flow field of T-shaped tooth structure in a disturbing rotary centrifugal air classifier | |
JP6527962B2 (ja) | 多段階軸流サイクロンセパレータ | |
Zhou et al. | Numerical simulation of particle classification in new multi-product classifier | |
RU176513U1 (ru) | Пылеуловитель-классификатор | |
CN202155314U (zh) | 一种离心力式带强制涡流的水平笼式选粉机 | |
RU195513U1 (ru) | "Пылеуловитель-классификатор" | |
CN113369140A (zh) | 一种基于半成品粗细分离的超细选粉机设计方法 | |
CN206240790U (zh) | 分级装置 | |
CN103826720B8 (zh) | 多旋流喷雾喷嘴 | |
CN215262564U (zh) | 一种用于流场中的颗粒富集装置 | |
RU2430795C1 (ru) | Пневматический винтовой классификатор | |
CN112049688B (zh) | 一种用于等半径预旋供气系统的过预旋叶型接受孔 | |
CN109187251B (zh) | 一种可视化气固冲蚀磨损试验箱 | |
CN208033036U (zh) | 一种内置电机直驱传动的选粉机 | |
CN102042908A (zh) | 高可靠性多叶片冷热气流掺混扰流装置 | |
Moloshnyi et al. | Influence of Rotational Wall of Axial Inlet Device on Velocity Distribution at Impeller Inlet |