ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к пищевой промышленности и предназначена для разделения сыпучего материала на отдельные фракции, отличающиеся по размерам частиц.
Известно устройство для разделения сыпучего материала с цилиндрическим ситом для очистки зерна от примесей. Оно содержит расположенный горизонтально барабан, в котором расположены бичи (Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработки зерна. Колос, 1984, с.445, стр.45). Барабан и бичи вращаются вокруг одной оси, но с разной скоростью.
В верхней части машины на горизонтальной оси расположена цилиндрическая щетка для очистки ситового цилиндра. Под барабаном помещен желоб с одним или двумя шнеками, которые выводят продукт, полученный проходом через сита.
Неочищенная смесь поступает через приемное отверстие внутрь ситового цилиндра. При его вращении продукт поднимается на некоторую высоту, а затем под действием силы тяжести падает на быстровращающиеся бичи барабана. Бичи расположены под углом к оси барабана, отбрасывают продукт к ситу, через которое он и просеивается. Продукт в ситовом цилиндре перемещается в продольном направлении. Крупные частицы продукта идут сходом с ситового цилиндра.
Недостатком устройства является малая производительность и эффективность при отсутствии действия центробежных сил, недостаточно полное использование ситовой поверхности (весь материал находится в нижней части ситового барабана).
Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является центробежный сепаратор (Демский А.Б., Борискин М.А. и др. Справочник. Оборудование для производства муки и крупы, Агропромиздат, 1990, стр.49-52, стр.47) для разделения сыпучего материала, включающий корпус с патрубками для подвода разделяемого материала и отвода разделенных фракций, размещенные внутри него ситовой барабан с вертикальной осью вращения, состоящий из ряда секций, образованных цилиндрическими ситами. Снаружи барабана размещены дисковые и щеточные очистители. В нижней части барабана размещен привод вращения барабана и привод с кривошипно-шатунным механизмом для создания колебаний вдоль его оси.
Устройство имеет высокую эффективность разделения за счет действия значительных центробежных сил. Однако при осевой вибрации ситового барабана возникают большие нагрузки на привод колебателя, так как колебания барабана и зерновой массы совершаются вдоль вектора их силы тяжести. Необходимость вибрации ситового барабана, имеющего значительную массу, требует дополнительных затрат энергии, ведет к быстрому износу элементов привода, требует тщательной балансировки подвижных частей. Кроме этого возникает постоянное скольжение дисковых и щеточных очистителей в осевом направлении, приводящее к быстрому износу самих очистителей и сита. Это связано с тем, что опоры очистителей неподвижны, а ситовой барабан колеблется вдоль оси очистителей. Так как очистители постоянно прижаты к ситу пружинами, то приходится преодолевать дополнительные силы трения при вибрации ситового барабана, что приводит к значительным затратам энергии на преодоление сил трения.
В процессе эксплуатации не предусмотрено регулирование режимов сепарирования, вызванное, например, изменением влажности материала, его фракционным составом и т.п. Недостаточна универсальность данного сепаратора при необходимости перехода на другой тип сепарируемой
смеси, так как скорость вращения, частота и амплитуда колебаний ситового барабана постоянны.
Таким образом, недостатки известного устройства не обеспечивают требуемой надежности в процессе эксплуатации, не позволяют в широком диапазоне регулировать режимы сепарирования, не дают возможности повысить качество просеивания сыпучего материала.
Технический результат полезной модели заключается в снижении потерь на трение, уменьшении нескомпенсированных сил инерции и смягчении вибрационной нагрузки на привод сепаратора.
Это достигается тем, что предложенный центробежный сепаратор для разделения сыпучего материала, включающий корпус с патрубками для подвода разделяемого материала и отвода фракций, размещенный внутри него ситовой барабан с опорным валом и вертикальной осью вращения, состоящий из ряда секций, расположенные снаружи барабана дисковые и щеточные очистители, загрузочное устройство над барабаном, привод вращения барабана, расположенный в корпусе под барабаном. На барабане установлена рама, на раме диаметрально друг другу и симметрично вертикальной оси барабана размещены два дебаланса закрепленные на осях и соединенные цепными передачами со звездочкой, жестко закрепленной на опорном валу, барабан связан с водилом через упругие элементы, водило установлено посредством подшипников на опорном валу, при этом водило и опорный вал через зубчатые передачи связаны с общим приводом центробежного сепаратора.
Уменьшение потерь на трение достигается путем установки цепных передач и дебалансов. Уменьшение нескомпенсированных сил инерции также достигается установкой дебалансов. Смягчение вибрационий нагрузки на привод сепаратора достигается путем установки водила. Вращающиеся дебалансы создают крутильные колебания в плоскости перпендикулярной направлению действия сил тяжести барабана и продукта в нем, как следствие отпадает необходимость преодолевать эти силы.
Барабан связан с водилом через упругие элементы, а водило в свою очередь через зубчатую передачу связано с приводом сепаратора. Упругие элементы смягчают вибрационную нагрузку, передающуюся от барабана к приводу.
Таким образом, совокупность существенных признаков изложенных в формуле полезной модели позволяет достичь желаемого технического результата изложенного в формуле полезной модели.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором фиг.1 продольный разрез сепаратора; фиг.2 - разрез по А-А; фиг.3 - разрез по Б-Б.
Центробежный сепаратор для разделения сыпучего материала включает корпус 1, установленный в нем ситовой барабан 2 с вертикальной осью вращения, состоящий из ряда секций 3, расположенные в корпусе снаружи барабана дисковые 4 и щеточные 5 очистители его наружной поверхности, размещенное в верхней части барабана загрузочное устройство в виде дискового разбрасывателя 6. Сбоку от барабана размещены патрубки 7 для отвода фракций. На раме 8 барабана установлены два дебаланса 9. Дебалансы закреплены на осях 10, расположены диаметрально друг другу и симметрично оси барабана и при этом они соединены цепными передачами 11 со звездочкой 12, жестко закрепленной на опорном валу 13. Барабан 2 через упругие элементы 14 связан с водилом 15, которое установлено посредством подшипников на опорном валу. Водило и опорный вал через независимые зубчатые передачи 16 и 17 связаны с общим приводом центробежного сепаратора. В конструкции центробежного сепаратора может быть применена цепная передача как например Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М. Машиностроение, 1992, Т2, с.784, стр.597.
Полезная модель работает следующим образом.
Исходный материал после предварительной воздушной сепарации через патрубок поступает на дисковый разбрасыватель 6 и равномерно, под действием центробежных сил, распределяется по поверхности
ситового барабана 2. Разделение на фракции осуществляется за счет принудительного скольжения по ситовой поверхности. Сыпучий материал последовательно проходит ситовые поверхности всех секций 3, в каждой из которых отделяется одна из фракций. При этом сито первой секции имеет самые мелкие отверстия, а на выходе, то есть в нижней секции, сито имеет самые крупные отверстия.
Для создания принудительного скольжения барабан 2 получает крутильные колебания от дебалансов 9. Дебалансы приводятся во вращение цепными передачами 11. В результате возникает пара, действующих в окружном направлении, и которые синхронно изменяют свое направление на противоположное. Тем самым создается переменный крутящий момент, который обеспечивают появление крутильных колебаний барабана. Дебалансы одновременно вращаются вместе с барабаном 2 и вокруг своих осей 10. В процессе вращения барабана осуществляется непрерывная очистка отверстий сит с помощью дисковых 4 и щеточных 5 очистителей.
Ситовой барабан равномерно вращается без осевых вибраций, следовательно, дисковые и щеточные очистители перемещаются по ситовой поверхности без осевого скольжения. Это существенно снижает износ рабочих органов очистителей, а так же ситовых поверхностей.
Повышение надежности работы обеспечивается также благодаря тому, что существенно снижается количество подвижных элементов в конструкции сепаратора, снижаются потери на трение.
В сепараторе для разделения сыпучих материалов предусмотрено регулирование режимов сепарирования. Подбором передаточных отношений цепных передач дебалансов 9 и передаточных отношений зубчатых передач 16 и 7 привода барабана обеспечивается изменение частоты и амплитуды крутильных колебаний.