[发明专利]一种风力分选分离机

说明书

 

技术领域  

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及利用物料的空气动力学特性差异采用风力进行分选分离的机械装置，尤其是涉及一种对农业油料种籽脱壳处理后的混合物料以及对农业种籽采用风力进行高效分选分离的机械装置。

背景技术

根据目标物料与杂质的空气动力学性质的差异，利用气流进行分选的方法称为风力分选，简称为风选。在风选装置中，按照气流的运动方向，可分为以下几种。

1.       垂直气流分选机 

它是利用速度低于目标物料的悬浮速度而大于物料中轻杂的悬浮速度的垂直气流，使物料中的较轻杂质顺着气流向上运动而种籽落下，达到清选目的。教材《谷物加工工艺学》（马涛，肖志刚主编，科学出版社，2009.12）中给出的TFDZ型垂直气流分选机及TFXH型循环风分离器是这种形式分离器的代表性粮食加工类产品。这种装置为了在垂直风道里产生足够速度大小的向上的空气流，通常都采用功率较大的离心风机，一般采用负压吸式方式工作，噪音大。因其整个清理阶段都处在负压状态下，对管网的气密性要求较高。风量选择过大时，容易带粮，风量过小又影响除杂效率。目前这类风选机一般用于悬浮速度差异很大的物料分离。

2.       水平气流分选

物料在水平气流中具有不同的空气动力学特性，其飞行系数一般各不相同。农村的原始手摇风车，即是利用这一原理风选谷物，用水平气流吹去谷物中的杂质的。文献《自制移动式粮食风选除杂机应用试验》（王永淮，徐刚鸿，王大春，仓房建设与仓储设施，20082）报告了一种水平气流式粮食除杂机，该除杂机的风选室横截面积约2m²，为了产生必要的空气流速，采用了三台强力轴流风机，直接正对垂帘状自上而下的粮流，横向吹透粮流，达到除杂目的。当功率相同时，轴流风机的空气流量远远大于离心风机，噪音也较小，因此该设备的功耗相对较小。但是轴流风机产生的风束在其横截面上分布很不均匀，在风机轴线附近风速很小，同时，轴流风机产生的风束是一边向前吹，一边做旋转运动的。三台并联使用的风机独立吹出的风束直接进入风选室内，三股风束会相互影响，使得机腔内的空气流十分复杂紊乱，造成空气流中存在很多小漩涡。被分离的谷物及杂质在这种紊乱气流作用下其运动十分复杂，分离效果会大大下降。因此，这种风选机也只能用于分离飞行系数差异很大的物系，比如从谷物原料中除去轻杂。同时，这种结构的风选机直接将轻杂及细粉尘吹出机外，对环境造成的固体粉尘污染很大。

文献《吹式风选稻谷工艺探讨》（陈镇德，粮食与饲料工业，20029）报告了一种吹式稻谷风选除杂机，该除杂机采用离心风机及循环风工作方式，使粉尘不易外扬。该风选机的风选室内空气的流动同样很紊乱，因此，该风选机同样也只能用于分离飞行系数差异很大的物系。同时，由于采用的是离心风机，功耗及噪音大，风选室的横截面积较小，生产能力受到限制。

3.       倾斜气流分选器

倾斜气流分选与水平气流分选的原理基本相同。文献《核桃壳仁风选机的设计与试验研究》（董远德，张学军，史建新. 技术-食品工程，2012.08）报告了一种风选机，用于核桃破壳后的壳仁分离。该设备采用低压大流量离心风机，同前（2. 水平气流分选）所分析的那样，从原理上说，该设备只可用于分离空气动力学特性差异较大的物料混合物，同时它直接将轻杂及细粉尘吹出机外，对环境造成的固体粉尘污染很大。

专利检索所得到的相关文献都是在某一工艺中采用上述某一种气流分选机，尚未发现实质性从事气流分选分离设备研究的文献及专利。

综上所述，现代的各种风力分选设备当采用离心风机作为风源时，动力消耗及噪音大；当采用多个轴流风机并联工作时，虽然动力消耗及噪音小，但是采用轴流风机时由于风压不足以配套采用旋风分离器除杂，一般将粉尘直接排入大气，造成环境污染；

不论是采用离心风机或是采用轴流风机，在现代的风选设备中风机产生的风都未经任何加工调质处理而直接送入风选室，风选室内气体流场紊乱，各点的风速大小及方向都互不相同，空气流中存在很多小漩涡，造成分选分离质量的下降，这是迄今为止的风选机一般只能用于分离空气动力学特性差异较大的混合物料的根本原因。

发明内容

为了克服现有技术风选室内气体流场紊乱分选分离质量不佳，以及现有技术将粉尘直接排入大气造成环境污染等问题，本发明提供一种风力分选分离机，实现对空气动力学特性差异很小的混合物料的高效分离。