Центробежно-ротационное устройство для сегрегации отработанной абразивной смеси

Полезная модель относится к промышленному оборудованию машиностроительных производств и может быть использована для разделения (сегрегации) отработанной абразивной смеси по размерам частиц с целью возвращения (рекуперации) годных частиц для повторного использования в том же технологическом процессе.
Известны устройства для сегрегации смесей, содержащие две конические чаши разных диаметров, установленные соосно одна в другой и вращающиеся вокруг вертикальной оси, загрузка смеси и подача воды производится во внутренние чаши, имеющие просеивающие поверхности в виде узких вертикальных прорезей или сеток [1, 2].
Недостатком данных устройств является низкое качество разделения смеси на фракции, что обусловлено следующими конструктивными недостатками аналогов.
Во вращающихся с постоянной угловой скоростью чашах рассматриваемых устройств устанавливается относительный покой суспензии, образованной частицами разделяемой смеси и водой. Это не способствует перемешиванию частиц смеси и может приводить к заращиванию прорезей или ячеек просеивающих поверхностей. Движение частиц смеси обеспечивают центробежные силы, для создания которых чаши должны вращаться с большой угловой скоростью, что увеличивает нагрузку на опоры, особенно внутренней чаши.
В качестве прототипа принято устройство, содержащее опорную раму, неподвижный цилиндрический корпус с фланцевым креплением, отсадочную камеру с проницаемой боковой поверхностью, установленную внутри корпуса, соосно с ним, устройство для подачи воды, желоб для отвода продуктов разделения смеси.
Недостатком данного устройства является низкое качество разделения смеси на фракции, что обусловлено конструктивными недостатками прототипа, такими же, как у рассмотренных выше аналогов.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение качества разделения отработанной абразивной смеси на фракции.
Решение указанной задачи достигается тем, что цилиндрическая отсадочная камера неподвижна, жестко соединена с крышкой корпуса, а дно камеры образовано тарелью, внутренняя поверхность камеры и тарель имеют эластичные уплотнительные элементы, осевое положение камеры с крышкой в начале и в конце цикла работы устройства определяется верхним и нижним упорами корпуса.
Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает, что имеет место наличие новых деталей и функциональных связей между ними.
Новые детали: неподвижная цилиндрическая отсадочная камера; крышка корпуса, соединенная с камерой; тарель, образующая дно камеры; эластичные уплотнительные элементы на внутренней поверхности камеры и на тарели; верхний и нижний упоры корпуса.
Новые функциональные связи.
Проницаемая боковая поверхность неподвижной цилиндрической отсадочной камеры участвует в образовании тороидального потока разделяемой абразивной смеси, обеспечивает удаление мелкой фракции и удержание крупной фракции внутри камеры.
Крышка корпуса, жестко соединенная с отсадочной камерой, служит для крепления устройства для загрузки смеси и устройства для подачи воды, а также установки отсадочной камеры в заданное положение внутри корпуса в начале и в конце цикла работы устройства и предотвращения выброса смеси из камеры во время работы устройства.
Тарель приводит во вращение отработанную абразивную смесь, загруженную в отсадочную камеру, и вместе с проницаемой боковой поверхностью неподвижной цилиндрической отсадочной камеры образует в камере тороидальный поток, что обеспечивает интенсивное перемешивание смеси.
Эластичные уплотнительные элементы на внутренней поверхности камеры и на тарели удерживают крупную фракцию смеси в отсадочной камере до момента ее выгрузки.
Верхний и нижний упоры корпуса определяют осевое положение камеры с крышкой в начале и в конце цикла работы устройства.
Наличие новых элементов и функциональных связей позволяет повысить качество разделения отработанной абразивной смеси на фракции за счет ее интенсивного перемешивания в тороидальном потоке.
На фиг. 1 показано центробежно-ротационное устройство для сегрегации отработанной абразивной смеси, а также схема движения смеси в отсадочной камере.
Центробежно-ротационное устройство для сегрегации отработанной абразивной смеси содержит опорную раму 1, неподвижный цилиндрический корпус 2 с фланцевым креплением.
Цилиндрическая отсадочная камера 3 с проницаемой боковой поверхностью установлена внутри корпуса, соосно с ним. Отсадочная камера неподвижна, жестко соединена с крышкой 4 корпуса, а дно камеры образовано тарелью 5. Внутренняя поверхность камеры и тарель имеют эластичные уплотнительные элементы 6 и 7. Тарель закреплена на валу 8, соединенном с электродвигателем 9 ременной передачей 10. Осевое положение отсадочной камеры с крышкой в начале и в конце цикла работы устройства определяется верхним 11 и нижним 12 упорами корпуса.
Устройство 13 для подачи воды и устройство для загрузки смеси 14 закреплены в крышке корпуса.
Снизу к корпусу крепится приемный кожух 15 с желобом 16 для отвода продуктов разделения смеси в сменную емкость 17.
Устройство работает следующим образом.
Определенный объем отработанной абразивной смеси загружают через устройство 14 крышки 4 в отсадочную камеру 3.
Включают подачу воды через устройство 13 и электродвигатель 9, который через ременную передачу 10 приводит во вращение вал 8 с закрепленной на нем тарелью 5.
Образовавшаяся в неподвижной отсадочной камере суспензия (смесь абразива с водой) при вращении тарели образует тороидальный поток, внутри которого происходит интенсивное перемешивание частиц абразивной смеси.
При контакте тороидального потока с проницаемой боковой поверхностью отсадочной камеры происходит удаление мелкой фракции смеси во внутренний объем неподвижного цилиндрического корпуса 2. Далее мелкая фракция смеси попадает в приемный кожух 15 и по желобу 16 сбрасывается в сменную емкость 17.
После удаления мелкой фракции смеси (по желобу идет чистая вода) подачу воды и электродвигатель отключают, емкость 17 для мелкой фракции заменяют на емкость для крупной фракции.
Верхний упор 11 удаляют и опускают крышку 4 до нижнего упора 12, при этом эластичные уплотнительные элементы 6 и 7 выходят из соприкосновения и между тарелью и внутренней поверхностью отсадочной камеры образуется кольцевой зазор.
Включают подачу воды и электродвигатель и производят выгрузку крупной фракции смеси из отсадочной камеры через кольцевой зазор в приемный кожух и далее по желобу в сменную емкость.
После выгрузки крупной фракции смеси (по желобу идет чистая вода) подачу воды и электродвигатель отключают, емкость 17 для крупной фракции заменяют на емкость для мелкой фракции.
Крышку в корпусе поднимают в верхнее положение, которое фиксируют установкой верхнего упора, при этом эластичные уплотнительные элементы 6 и 7 входят в соприкосновение и кольцевой зазор между тарелью и внутренней поверхностью отсадочной камеры устраняется.
Затем цикл работы устройства повторяется.
Преимущества предлагаемого устройства перед прототипом заключаются в повышении качества разделения абразивной смеси на фракции за счет ее интенсивного перемешивания в тороидальном потоке.
Источники информации, принятые во внимание
1. Патент РФ № 2361676, кл. B03В 5/32, 2008.
2. Патент РФ № 2430784, кл. В03В 5/32, 2009.
3. Патент РФ № 2323783, кл. В03В 5/32, 2007 (прототип).