Результат интеллектуальной деятельности: Сепаратор сыпучих материалов

Изобретение относится к устройствам для сепарирования сыпучих материалов, в том числе для сепарирования зерновой смеси.

Известен сепаратор сыпучих материалов [Патент на изобретение RU №2330730 С1 Сепаратор сыпучих материалов / Скорняков Эдуард Петрович (RU) / опубл. 10.08.2008 Бюл. №22], принятый в качестве прототипа, содержащий несущий короб, наклонно ориентированные в коробе сепарирующие элементы, бункер для загрузки сыпучего материала и подвода его к сепарационным элементам, продольные щелевые проходы, лотки для сбора отсепарированных фракций материала и вибровозбудитель с приводом коленчатого вала, вращающегося в подшипниках, установленных в коробе, от электродвигателя, возбуждающего вибрацию сепарационных элементов.

Недостатком этого сепаратора является то, что в зависимости от степени загрузки сепаратора возможно отклонение центра тяжести сепарационных элементов от оси кривошипа коленчатого вала, что в итоге приведет к изменению угла их наклона по отношению к горизонтали, при этом амплитуды колебаний противоположных торцов сепарирующих элементов будет различны. При неизменной ширине щелей по длине сепарирующих элементов затруднено освобождение застрявших в них частиц материала. А последовательное прохождение сепарируемого материала в сепарируемых элементах от верхнего яруса к нижнему будет приводить к тому, что отсепарированные фракции в верхних сепарирующих элементах будут поступать в нижние с запаздыванием и попадать в концевые части этих элементов. В итоге часть более мелких фракций уйдет на выход вместе с более крупными, не успевая пройти в следующий сепарационный элемент. Недостатком является и громоздкость сепаратора, являющаяся следствием конструкции самих сепарационных элементов. Все это снижает эксплуатационные показатели сепаратора сыпучих материалов.

Задача изобретения заключается в устранении отмеченных недостатков и тем самым повышении эксплуатационных показателей сепаратора.

Технический результат достигается за счет того, что в сепараторе сыпучих материалов, содержащем подпружиненный несущий короб, бункер для загрузки сыпучего материала и подвода его к сепарационным элементам, размещенным в коробе со снижением в сторону от бункера, продольные щелевые проходы, лотки для сбора отсепарированных фракций материала и вибровозбудитель с приводом коленчатого вала с установленными на нем дебалансами, вращающегося в подшипниках, установленных в коробе, от электродвигателя, возбуждающего вибрацию сепарационных элементов, сепарационные элементы неподвижно установлены в рамке с бортами, выполнены в виде стержней, каждый из которых имеет в поперечном сечении форму равнобедренного треугольника, обращенного основанием вниз, разделенных между собой продольными щелевыми проходами, ширина которых дискретно увеличивается по направлению движения сыпучего материала от бункера к сходу от зоны для просеивания мелких фракций материала к зонам для просеивания более крупных фракций за счет уменьшения высоты и основания треугольника, под каждым из щелевых проходов установлены линейки щеток, неподвижно связанные с несущим коробом, вибровозбудитель снабжен вторым коленчатым валом, связанным с первым посредством установленных на валах звездочек и цепной передачи, а коленчатые валы смещены к противоположным торцам рамки.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1).

Сепаратор содержит сепарирующие элементы 1, неподвижно установленные в рамке, имеющей борта для удержания сыпучего материала над сепарирующими элементами, образующими в совокупности решетный стан 2, размещенный с наклоном к горизонту в подпружиненном несущем коробе 3. Сепарационные элементы выполнены в виде стержней, имеющих в поперечном сечении форму равнобедренных треугольников, обращенных основаниями вниз. Стержни расположены в одной плоскости, разделены между собой продольными щелевыми проходами 4, ширина которых дискретно увеличивается по направлению движения сыпучего материала от бункера 5 к сходу от зоны для просеивания мелких фракций материала к зонам для просеивания более крупных фракций за счет уменьшения высоты и основания треугольников.

Решетный стан шарнирно соединен с четырьмя кривошипами 6 (эксцентриками) коленчатых валов 7 и 8, расположенных на расстоянии друг от друга с возможностью вращения в подшипниках 9, неподвижно установленных в несущем коробе 3. Коленчатые валы кинематически связаны между собой посредством установленных на них звездочек 10 и 11 одинакового диаметра и цепной передачи 12, обеспечивающих их синхронное вращение, как по частоте вращения, так и по углу поворота кривошипов. Цепь на звездочки наброшена так, что углы поворота кривошипов обоих коленчатых валов по отношению к плоскости расположения сепарационных элементов одинаковы. При этом один из коленчатых валов (на чертеже вал 7) связан с валом приводного электродвигателя 13. На противоположных концах коленчатых валов установлены дебалансы 14, уравновешивающие динамическое воздействие на валы массы решетного стана. Для сбора отсепарированных фракций материала под сепарирующими элементами установлена секционированная скатная доска 15. Под каждым из щелевых проходов для удаления застрявших в них частиц сепарируемого материала установлены щетки 16. При конкретном выполнении сепаратора возможна установка вместо щеток мягких резиновых валиков.

Работает сепаратор сыпучих материалов следующим образом.

При включении электродвигателя 13 за счет вращения коленчатых валов решетный стан начинает вращаться в вертикальной плоскости по круговой траектории радиусом, равным длине кривошипов, так, что угол его наклона по отношению к горизонтали остается неизменным. С помощью транспортера (на чертеже не показан) сепарируемый материал подается в бункер 5 и из него попадает на сепарационные элементы. За счет вибрации сепарационных элементов и наклона плоскости их размещения сепарируемый материал поступает сначала в зону просеивания мелких частиц (1-я зона), где за счет вибрации происходит их самосепарация (перемещение в нижнюю часть слоя материала). За счет того, что промежуток между сепарационными элементами сужается в направлении сверху вниз, происходит ориентация продолговатой стороной частиц вдоль щелевого прохода и, если размер некоторых из них меньше ширины щелевого прохода в этой зоне, просеивание их в секцию накопления мелких частиц скатной доски. В противном случае частицы перемещаются во вторую зону, с более широкими щелевыми проходами.

В этой зоне просеиваются частицы с размерами больше ширины щелевых проходов первой зоны, но меньше ширины щелевых проходов текущей (второй) зоны. Частицы с большими поперечными размерами проходят в третью зону (на чертеже не показана) или, если ее нет, на сход в третью секцию скатной доски. Применительно к сепарации зерновой смеси во вторую секцию скатной доски поступает чистовой (откалиброванный) материал, а в первую и третью секцию - отходы.

Очистки щелевых проходов от застрявших частиц сепарируемого материала осуществляется за счет того, что каждый щелевой проход, как и любая другая точка решетного стана, совершает круговое движение и в самой нижней точке орбиты приближается на минимальное расстояние к щетке или резиновому валику. В этот момент застрявшие частицы, выступающие за края щелевых проходов, выталкиваются обратно в пространство между сепарационными элементами, что и обеспечивает очистку щелевых проходов. В то же время конусность пространства между сепарационными элементами способствует ориентации продолговатых частиц вдоль щелевых проходов, чем обеспечивается более быстрое их прохождение через щелевые проходы и тем самым увеличение удельной производительности (в расчете на единицу площади решетного стана) сепаратора сыпучего материала. К такому же результату приводит и то, что сепарируемый материал последовательно проходит через всю длину последующих зон, а не только первой зоны, что повышает вероятность просеивания частиц.

Всем этим в совокупности и решается поставленная задача изобретения.

Источники информации:

1. Патент РФ на изобретение №2330730, опубл. 10.08.2008.