Виброцентробежный сепаратор
CENTRIFUGAL VIBRATORY SEPARATOR

Изобретение относится к сепараторам, предназначенным для разделения, преимущественно зерновых материалов, на фракции по размерам и аэродинамическим свойствам, и может быть использовано на селекционных станциях, элеваторах, в фермерских хозяйствах, заводах по производству семян и круп, а также в мукомольной, комбикормовой, химической и других отраслях промышленности.
Известен виброцентробежный зерновой сепаратор, состоящий из корпуса, вращающегося и вибрирующего рабочего органа, приводов для вибрационного и вращательного движений рабочего органа [1].
Недостатком технического решения является низкая надежность вибрационного привода рабочего органа виброцентробежного сепаратора из-за передачи значительных динамических усилий на подшипниковые узлы, наличие большого числа трущихся и изнашивающихся деталей.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является установка, состоящая из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от плоского линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости и выполнен из металла с высокой электропроводностью [2].
Недостатком технического решения является передача больших динамических нагрузок на упругие элементы из-за большой массы рабочего органа и ротора, одновременно совершающих колебательное движение, большая установленная мощность линейного асинхронного электродвигателя (ЛАД), большие пусковые токи ЛАД, что в целом снижает надежность вибрационного привода.
Во всех известных авторам конструкциях, вращательное движение рабочего органа с одновременным его вибрационным движением от ЛАД, происходит при одновременном воздействии электромагнитной силы индукторов ЛАД на весь его ротор, который соединен с рабочим органом.
Целью изобретения является снижение установленной мощности и повышение надежности виброцентробежного сепаратора.
Это достигается тем, что рабочий орган с ротором вдоль оси вращения разделены на подвижные относительно друг от друга секции.
Предлагаемое техническое решение имеет существенное отличие от известных, заключающееся в том, что электромагнитная сила передается от индукторов ЛАД не одновременно всему ротору, а только нескольким секциям, на которые разделены ротор с рабочим органом. По мере вращения ротора электромагнитная сила от индукторов будет по очереди передана каждой секции ротора связанной со своей секцией рабочего органа, которая находится напротив индукторов ЛАД. Индукторы ЛАД во время работы виброцентробежного сепаратора подключены к сети постоянно. Такое решение позволит снизить динамические нагрузки на упругие элементы, снизить установленную мощность виброцентробежного сепаратора и повысит его надежность.
На фиг. 1 показан общий вид предлагаемой конструкции виброцентробежного сепаратора. На фиг. 2 показан разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 3 - положение секции в момент ее нахождения в электромагнитном поле индукторов ЛАД.
Виброцентробежный сепаратор имеет корпус 1. Внутри корпуса находится рабочий орган, состоящий из секций 6 (фиг. 1). Внутри корпуса размещен линейный электропривод вибрационного движения рабочего органа в вертикальной плоскости, представляющий собой плоский ЛАД, состоящий из нескольких индукторов 2 (фиг. 2) [3], жестко закрепленных на основании, и ротоpa, который разделен на независимые друг от друга вертикальные подвижные секции 14, которые соединены с секциями рабочего органа 6. Секции ротора 14 с помощью направляющих 11 (фиг. 3) соединены с кольцом 8. Секции рабочего органа с ротором подвижны и подпружинены в вертикальной плоскости с помощью упругих элементов 10. Секции ротора 14 через кольцо 8 соединены с горизонтально расположенным шкивом 9. Шкив 9 при помощи клиновых ремней получает вращение от шкива 4, закрепленного на валу электродвигателя 3. При вращении шкива 9 секции рабочего органа 6 с секциями ротора 14 приводятся во вращение вокруг своей вертикальной оси через шлицевые соединения 5.
Секции ротора 14 выполнены из металла с высокой электропроводностью и могут быть изготовлены из алюминиевой или медной пластины, которая в дальнейшем изгибается в соответствие с радиусом изгиба секции рабочего органа и разделяется на секции, равные количеству секций рабочего органа.
Внутри корпуса виброцентробежного сепаратора, параллельно образующей рабочего органа, установлены приемная воронка 12, веялка 13 и разбрасыватели 7.
При подаче напряжения на электродвигатель 3 (фиг. 1), рабочий орган виброцентробежного сепаратора будет совершать вращательное движение вокруг своей оси, при этом индукторы ЛАД постоянно подключены к сети. В момент вращения рабочего органа, когда секции ротора располагаются напротив индукторов ЛАД, возникает электромагнитная сила, под действием которой секции ротора с секциями рабочего органа приходят в поступательное движение, например вниз. При движении секций упругие элементы 10 сжимаются (фиг. 3). По мере вращения рабочего органа, наступает момент, при котором секции ротора выходят из электромагнитного поля индукторов ЛАД, при этом электромагнитные силы исчезают и под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 10, секции возвращаются в исходное состояние (фиг. 3), продолжая совершать вращательное движение. Затем следующие секции ротора снова располагается напротив индукторов 2 и далее описанный процесс повторяется. Таким образом, секции рабочего органа с секциями ротора совершают вибрационно-вращательное движение.
Через входной патрубок и дозатор исходный сыпучий материал поступает в верхнюю часть блока - веялку 13, где созданный вентилятором воздушный поток проходит сквозь разбрасываемый сыпучий материал и удаляет легкие примеси и пыль. Поступающий с разбрасывателя сыпучий материал под воздействием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности секций решет и перемещается вниз под собственным весом. Вследствие возвратно-поступательного движения секций происходит отделение сорных примесей.
В данной конструкции частота и амплитуда колебаний секций рабочего органа зависит от его частоты вращения, соответственно регулированием частоты вращения рабочего органа можно изменять параметры его колебаний. Частоту вращения рабочего органа можно изменять с помощью преобразователя частоты напряжения или тиристорных регуляторов напряжения [4].
Также частота и амплитуда колебаний рабочего органа зависит и от количества секций, на которые разделен ротор 14. Чем больше таких секций, тем больше частота колебаний рабочего органа при одинаковой его частоте вращения.
Разделение рабочего органа и ротора виброцентробежного сепаратора на секции позволяет приводить в поступательное движение одновременно не весь рабочий орган, а лишь те секции, которые находятся напротив индукторов ЛАД. Это позволяет снизить установленную мощность вибрационного привода, а так же в несколько раз уменьшить динамическую нагрузку на упругие элементы и на всю конструкцию в целом. При этом качество разделения и производительность остаются на прежнем уровне.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №506439 по классу В07В 1/44. Вибро-центробежный зерновой сепаратор / Гончаров Е.С., Прилуцкий А.Н., Полупанов Ф.П., Волошин Н.И., Быдриевский Ю.В., Старков А.А, Кодин Н.А., Шишкин Н.В., Антонов Б.Н., Цукарева С.Ф., Малкин Б.Л.; заявитель и патентообладатель Украинский головной научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства, Горьковский машиностроительный завод им. М. Воробьева, 15.03.1976 г. Бюллетень №10.
2. Патент 2624702, Российская Федерация, МПК В04b 3/06. Вибрационная центрифуга / Линенко А.В., Линенко Ю.А., Халилов Б.Р., Туктаров М.Ф.; заявитель и патентообладатель Башкирский гос-й аграрный ун-т, 09.03.2016 г.
3. Насар С.А., Болдеа И. Линейные тяговые электрические машины: Пер. с англ. / Под ред. д-ра техн. наук А.С.Курбасова. М.: Транспорт, 1981. 176 с.
4. Ильинский Н.Ф., Москаленко В.В. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 208 с.