ВИБРАЦИОННОЕ СИТО

Полезная модель относится к устройствам разделения сыпучих материалов на фракции по размерам частиц и может быть применена в химической, пищевой, горной промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях промышленности, в частности, для разделения на фракции сыпучих гранулированных мелкодисперсных минеральных материалов малой плотности, в том числе абразивных.
Как известно, для распределения по фракциям сыпучих мелкодисперсных материалов, чаще всего применяются механические устройства с элементами, представляющими собой поверхность просеивания для ограничения перемещения частиц материала, размер которых больше заданного.
Известно вибрационное сито, содержащее короб с ситом, который установлен на опоре с помощью упругих элементов и связан с инерционным вибровозбудителем (Патент Украины UA 54580, МПК В 07 В 1/46, 1/28, дата публикации 17.03.2003).
Главным недостатком данного устройства является низкое качество разделения просеиваемого материала.
Наиболее близким по технической сути к заявляемому вибрационному ситу и избранным в качестве наиболее близкого аналога является вибрационное сито вибрационного элеватора, описанное в описании изобретения к патенту Российской Федерации RU 2058924 (МПК В 65 G 27/02, В 07 В 1/28, дата публикации 27.04.1996).
Указанный вибрационный элеватор содержит опору, установленный на ней при помощи эластичных амортизаторов корпус с транспортирующей спиралью, поверхность просеивания, загрузочную емкость и вибрационный
привод, при этом, нижняя часть корпуса и загрузочная емкость выполнены в виде многодечного грохота со сменными поверхностями просеивания и расположенными под каждой поверхностью просеивания диафрагмами для формирования потока материала для дальнейшего рассева.
Согласно описанию изобретения, вибрационный элеватор содержит опору, на которой с помощью упругих элементов установлен поддон цилиндрического корпуса. Внутри цилиндрического корпуса установлен многоситовый классификатор, который состоит из сменных просеивающих элементов, каждый из которых включает поверхность просеивания (сито) и установленную под ней диафрагму с отверстием. В центральной части верхней стенки цилиндрического корпуса вертикально установлена транспортирующая спираль, которая опирается на поверхность просеивания верхнего просеивающего элемента многоситового классификатора. Диафрагма верхнего просеивающего элемента многоситового классификатора выполнена в виде усеченного конуса, направленного вершиной вниз, нижнее основание которого имеет отверстие. Диафрагма просеивающего элемента, который расположен под верхним просеивающим элементом, выполнена плоской и содержит щелевое радиально расположенное отверстие. Верхняя стенка цилиндрического корпуса имеет загрузочное отверстие, а боковая цилиндрическая поверхность корпуса содержит отверстия с двумя патрубками разгрузки с поверхности просеивания и одним патрубком разгрузки из под поверхности просеивания, который расположен в придонной части корпуса. Указанный цилиндрический корпус соединен с вибрационным приводом.
Как указано в описании изобретения, после приведения в действие вибрационного привода вибрационный элеватор начинает совершать динамично стойкие колебательные винтовые движения. Просеиваемый сыпучий материал подают в загрузочное отверстие, через которое он поступает на верхнюю поверхность просеивания. Распределяясь по поверхности просеивания и совершая при этом круговые движения, частицы сыпучего материала перемешиваются и те, которые имеют размер меньший
размера ячеек поверхности просеивания, высыпаются вниз на конусообразную диафрагму. Те частицы, которые имеют размеры большие, чем размер ячеек поверхности просеивания, поступают в транспортирующую спираль и под действием инерционных и центробежных сил перемещаются по спирали вверх. Частицы сыпучего материала, которые попали на поверхность конусообразной диафрагмы, под действием собственного веса ссыпаются сквозь центральное отверстие этой диафрагмы в центральную часть следующей поверхности просеивания, где за счет центробежных сил, возникающих в результате винтовых колебаний корпуса, перемещаются от центра к периферии поверхности просеивания по спирали. При этом вертикальная составляющая колебаний корпуса принуждает частицы материала интенсивно встряхиваться, вследствие чего за время прохождения по ситу мелкие частицы, которые слипнулись с более крупными, успевают от них отсоединиться. Частицы сыпучего материала, которые имеют размер меньший размера ячеек поверхности просеивания, высыпаются вниз на следующую плоскую диафрагму со щелевым отверстием, которая формирует поток для дальнейшего рассеивания на следующей поверхности просеивания. Частицы сыпучего материала, которые имеют размер больший, чем размер ячеек этой поверхности просеивания, под действием центробежных сил перемещаются к периферии и выходят сквозь патрубок разгрузки с поверхности просеивания. Благодаря наличию плоской диафрагмы со щелевым отверстием материал распределяется по следующей поверхности просеивания равномерно, заполняя ее всю тонким слоем, что создает режим, при котором близкие по гранулометрическому составу частицы эффективно отделяются друг от друга. Частицы сыпучего материала, которые имеют размер меньший размера ячеек этой поверхности просеивания, высыпаются вниз на поддон многоситового классификатора, где под действием центробежных сил перемещаются к периферии и выходят сквозь патрубок разгрузки из под поверхности просеивания, который размещен в придонной части корпуса. Частицы сыпучего материала, которые имеют размер больший,
чем размер ячеек последней поверхности просеивания, под действием центробежных сил также перемещаются к периферии и выходят сквозь патрубок разгрузки с поверхности просеивания.
Согласно описанию к данному изобретению, задачей изобретения является обеспечение качественного разделения материала на фракции с гарантированным получением продукта с определенным гранулометрическим составом.
Как было указано выше, вибрационный элеватор имеет несколько просеивающих элементов, как и несколько поверхностей просеивания, то есть сам процесс просеивания происходит в несколько стадий. Тем не менее, следует отметить, что, по описанию изобретения, после первой стадии просеивания, на вторую стадию просеивания попадается мелкая фракция (то есть более мелкие частицы чем ячейки сита), в то время когда крупная фракция (более крупные частицы чем ячейки сита) выносится из вибрационного элеватора через транспортирующую спираль, что в свою очередь указывает на то, что поверхности просеивания безусловно различаются размерами ячеек. То есть, у второй поверхности просеивания размер ячеек меньший чем у первой, а у третьей поверхности просеивания размер ячеек меньший чем у второй. Таким образом, наличие всех остальных, после первой поверхностей просеивания связано лишь с необходимостью обеспечения именно многофракционного разделения просеиваемого материала. Итак, с точки зрения качества разделения частиц сыпучего материала на фракции, все остальные, после первой поверхности просеивания выполняют другое назначение, то есть на качество разделения сыпучего материала на фракции не влияют.
Таким образом, в данном техническом решении не была реализована указанная выше задача, то есть данное устройство не обеспечивает высокое качество разделения просеиваемого сыпучего материала на фракции и ни коим образом не обеспечивает гарантированное получение продукта с
определенным гранулометрическим составом. Так, в процессе просеивания частицы сыпучего материала разного размера, двигающиеся по поверхности просеивания, слипаются между собой. Кроме того, существует возможность того, что при увеличении объема подачи сыпучего материала и соответствующем увеличении его слоя на поверхности просеивания, частицы, которые имеют размер меньший размера ячеек поверхности просеивания, вообще не могут попасть на поверхность просеивания. Таким образом, существует вероятность выхода частиц более мелкой фракции сыпучего материала вместе с материалом более крупной фракции.
Как можно увидеть, совокупность всех конструкционных элементов описанного вибрационного элеватора, за исключением транспортирующей спирали, представляет собой вибрационное сито.
С учетом вышеупомянутого, признаками наиболее близкого аналога, которые совпадают с существенными признаками предложенной полезной модели являются: наличие установленного на опоре с помощью упругих элементов и связанного с вибрационным приводом цилиндрического корпуса, в верхней части которого выполнено загрузочное отверстие, наличие размещенной внутри цилиндрического корпуса поверхности просеивания и расположенной под ней диафрагмы, выполненной в виде направленного вершиной вниз усеченного конуса, в нижней части которой выполнено отверстие, а также наличие патрубков разгрузки с поверхности просеивания и патрубка разгрузки из под поверхности просеивания.
В основу полезной модели поставлена задача создания вибрационного сита, которое обеспечивает качественное разделение частиц просеиваемого сыпучего материала на фракции без дополнительного увеличения времени просеивания за счет введения дополнительной поверхности просеивания и улучшения условий перемещения сыпучего материала в процессе просеивания.
Поставленная задача решена за счет того, что вибрационное сито, содержащее установленный на опоре с помощью упругих элементов и связанный с вибрационным приводом цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнено загрузочное отверстие, размещенную внутри цилиндрического корпуса поверхность просеивания и расположенную под ней диафрагму, выполненную в виде направленного вершиной вниз усеченного конуса, в нижнем основании которого выполнено отверстие, а также патрубки разгрузки с поверхности просеивания и патрубок разгрузки из под поверхности просеивания, согласно полезной модели, дополнительно содержит вторую поверхность просеивания, которая установлена под вышеуказанной диафрагмой и имеет размер ячеек, равный размеру ячеек верхней поверхности просеивания, содержит две конусообразные секции, направленные вершинами вверх и установленные под каждой поверхностью просеивания, при этом, конусообразная секция, которая установлена под верхней поверхностью просеивания, расположена выше диафрагмы, кроме того, один из патрубков разгрузки с поверхности просеивания выполнен в виде трубы, соединяющей полость, расположенную над верхней поверхностью просеивания, с полостью, образованной между диафрагмой и расположенной над ней конусообразной секцией, а также содержит дополнительный патрубок разгрузки из под поверхности просеивания, который установлен между верхней поверхностью просеивания и расположенной под ней конусообразной секцией.
Именно эти признаки необходимы и достаточны для решения поставленной задачи.
Так, введение в устройство второй поверхности просеивания, которая установлена под конусообразной диафрагмой и имеет размер ячеек, равный размеру ячеек верхней поверхности просеивания, а также выполнение одного из патрубков разгрузки с поверхности просеивания в виде трубы, которая соединяет полость, расположенную над верхней поверхностью просеивания с полостью, образованной между диафрагмой и расположенной над ней конусообразной секцией, и наличие дополнительного патрубка разгрузки из
под поверхности просеивания, который установлен между верхней поверхностью просеивания и расположенной под ней конусообразной секцией, позволяет обеспечить одновременное повторное просеивание материала с целью повторного отделения более мелкой фракции, которая при первом просеивании могла остаться вместе с материалом более крупной фракции.
Введение в устройство двух конусообразных секций, которые направлены вершинами вверх и установлены под каждой поверхностью просеивания, позволяет обеспечить быстрый выход просеянной мелкой фракции с вибрационного сита под действием центробежных сил и сил тяжести.
Расположение одной из конусообразных секций между верхней поверхностью просеивания и диафрагмой позволяет обеспечить одновременность процессов просеивания на обеих поверхностях просеивания при минимальных габаритных размерах устройства.
На чертеже представлен разрез вибрационного сита.
Один из возможных вариантов выполнения вибрационного сита имеет вертикально расположенный цилиндрический корпус 1, в нижней части которого в виде ребер выполнено основание 2, которое с помощью расположенных по кругу пружин 3 соединено с опорой 4. В нижней части корпуса 1, по центру основания 2, установлен вибрационный привод 5, выполненный в виде электрического вибратора с дебалансными секторами. Верхняя стенка корпуса 1, с целью устранения ее возможной вибрации во время работы вибрационного привода, выполнена в виде поверхности усеченного конуса, направленного вершиной вниз, и содержит в центральной части загрузочный патрубок 6. Внутри корпуса 1 установлены две идентичные поверхности просеивания (сита) 7, которые представляют собой металлическую сетку с одинаковым размером ячеек. Под каждой поверхностью просеивания 7 установлена конусообразная секция 8, выполненная в виде поверхности усеченного конуса, направленного вершиной
вверх. Под верхней конусообразной секцией 8 установлена диафрагма 9, которая выполнена в виде поверхности направленного вершиной вниз усеченного конуса, в нижнем основании которого выполнено сквозное отверстие. Над и в непосредственной близости к верхней поверхности просеивания 7 выполнено отверстие, которое соединено с патрубком 10 разгрузки с поверхности просеивания, который выполнен в виде трубы, соединяющей полость 11, расположенную над верхней поверхностью просеивания, с полостью 12, образованной между диафрагмой 9 и расположенной над ней конусообразной секцией 8. Над и в непосредственной близости к нижней поверхности просеивания 7 выполнено отверстие, которое соединено с патрубком 13 разгрузки с поверхности просеивания. Над и в непосредственной близости к верхней и нижней конусообразным секциям 8 выполнены отверстия, которые соединены с патрубками 14 разгрузки из под поверхности просеивания.
Работа вибрационного сита осуществляется следующим образом.
После приведения в действие вибрационного привода 5 цилиндрический корпус 1 начинает совершать колебательные движения, при деформации пружин 3. При этом, продольная ось симметрии цилиндрического корпуса двигается таким образом, что описывает боковую поверхность конуса, направленного вершиной вниз. Далее через загрузочный патрубок 6 подается сыпучий материал, частицы которого попадают в центральную часть верхней поверхности просеивания 7 и, благодаря колебательным движениям корпуса 1, перемещаются к периферии. При этом происходит процесс предварительного просеивания. Частицы сыпучего материала, которые имеют размер, меньший размера ячейки поверхности просеивания, просыпаются и попадают на поверхность верхней конусообразной секции 8, под действием сил тяжести и центробежных сил перемещаются к боковой стенке корпуса 1 и выходят наружу через верхний патрубок 14 разгрузки из под поверхности просеивания. Одновременно с предварительным просеиванием происходит процесс окончательного просеивания сыпучего материала. Так, частицы материала,
которые имеют размер больший размера ячеек поверхности просеивания 7, в процессе предварительного просеивания перемещаются к внутренней поверхности боковой стенки корпуса 1 и попадают в отверстие патрубка 10, по которому перемещаются вниз на поверхность диафрагмы 9, то есть, из полости 11 попадают в полость 12. Далее эти частицы материала ссыпаются по поверхности диафрагмы 9 в ее отверстие и попадают в центральную часть нижней поверхности просеивания 7. Здесь осуществляется окончательное просеивание сыпучего материала. От центра нижней поверхности просеивания 7 частицы материала, благодаря колебательным движениям корпуса 1, перемещаются к периферии. Частицы сыпучего материала, которые имеют размер, меньший размера ячейки поверхности просеивания, просыпаются и попадают на поверхность нижней конусообразной секции 8, где под действием сил тяжести и центробежных сил перемещаются к боковой стенке корпуса 1 и выходят наружу через нижний патрубок 14 разгрузки из под поверхности просеивания. Частицы сыпучего материала, которые не просеялись при окончательном просеивании, под действием центробежных сил перемещаются к внутренней поверхности боковой стенки корпуса 1 и попадают в отверстие патрубка 13, через который выводят наружу.
Таким образом, одновременно осуществляется процесс предварительного и окончательного просеивания сыпучего материала. Часть частиц сыпучего материала разного размера, которые двигаются по верхней поверхности просеивания, слипаются между собой, к тому же, при увеличении объема подачи сыпучего материала и соответствующем увеличении его слоя на поверхности просеивания, частицы, которые имеют размер меньший размера ячеек поверхности просеивания, вообще не могут попасть к ячейкам верхней поверхности просеивания. В результате повторного (окончательного) просеивания сквозь ячейки нижней поверхности просеивания, которое происходит одновременно с предварительным просеиванием (без дополнительных временных затрат), частицы материала, которые имеют размер меньший размера ячеек поверхности просеивания и не просеялись в
результате вышеупомянутых обстоятельств при предварительном просеивании, отделяются (просеиваются) при повторном (окончательном) просеивании.
В результате конусообразного выполнения секций 8 обеспечивается более быстрое перемещение частиц материала к периферии и их вывод наружу, чем перемещение частиц по поверхности просеивания 7 к периферии и разгрузочным патрубкам, в результате чего устраняется возможность заторов при интенсивной подаче в сито сыпучего материала.
Изменяя угол поворота дебалансных секторов вибрационного привода 5 можно обеспечить необходимую амплитуду колебаний и желательный рисунок движения частиц на поверхностях просеивания 7.
Выполнение элементов и связей вибрационного сита, которое описано выше, позволяет обеспечить качественное разделение частиц просеиваемого сыпучего материала на фракции без дополнительного увеличения времени просеивания и улучшить условия перемещения сыпучего материала в процессе просеивания.