Виброцентробежный сепаратор
CENTRIFUGAL VIBRATORY SEPARATOR

Изобретение относится к сепараторам, предназначенным для разделения преимущественно зерновых материалов на фракции по размерам, 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 (Авторское свидетельство СССР №506439 по классу В07В 1/44. Виброцентробежный 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).
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 линейного асинхронного электродвигателя (ЛАД), индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, выполнен из металла с высокой электропроводностью и жестко соединен с рабочим органом (Патент 2678008, Российская Федерация, МПК В 04b 3/06.
Вибрационная центрифуга / Линенко А.В., Аипов Р.С., Халилов Б.Р., Камалов Т.И, Гильванов В.Ф. Заявитель и патентообладатель Башкирский гос-й аграрный ун-т, 22.01.2019 г.). Недостатком технического решения является неравномерный воздушный зазор между кольцом (ротором) и индукторами ЛАД, через который от индукторов кольцу передается электромагнитная мощность. Неравномерный воздушный зазор, с максимальной величиной зазора по вертикальной оси индуктора, приводит к повышенному току холостого хода ЛАД, увеличению потребляемой мощности ЛАД из сети, повышению шума и ухудшению энергетических характеристик вибрационного привода в целом.
Целью изобретения является обеспечение равномерного воздушного зазора между кольцом (ротором) и индукторами ЛАД, что позволит повысить энергетические характеристики вибрационного привода на его основе и уменьшить уровень шума привода. Это достигается тем, что индукторы ЛАД выполнены в виде дугообразной формы, в которых пазы для укладки обмотки выполнены перпендикулярно образующей оси индукторов.
Дугообразная форма индукторов ЛАД обеспечивает равномерный воздушный зазор между кольцом (ротором) и индукторами ЛАД, в которых пазы для укладки обмотки выполнены перпендикулярно образующей оси индукторов. Равномерный воздушный зазор, с проектируемой величиной, обеспечивает максимальную передачу электромагнитной мощности от индукторов ЛАД кольцу (ротору), что сопровождается уменьшением тока холостого хода ЛАД, уменьшением потребляемой мощности ЛАД из сети, снижением шума и повышением энергетических характеристик вибрационного привода в целом. Необходимо отметить, что предложенная дугообразная форма индукторов ЛАД не относится к известным дугостаторным двигателям, т.к. в последних пазы для укладки обмотки выполнены параллельно образующей оси индукторов (Фридкин П.А. Безредукторный дугостаторный электропривод. - М.: Энергия, 1970. - 137 с.), а в рассматриваемом ЛАД - перпендикулярно.
Предлагаемое техническое решение позволяет получить линейное перемещение вращающегося рабочего органа с повышенными энергетическими характеристиками вибрационного привода за счет дугообразной формы индукторов ЛАД, в которых пазы для укладки обмотки выполнены перпендикулярно образующей оси индукторов и имеет существенное отличие.
На фиг.1 показан общий вид предлагаемого вибрационного сепаратора. На фиг.2 показано положение кольца (его часть) в момент, когда напротив индукторов расположены части кольца без отверстий; на фиг.3 положения рабочего органа (его часть) в момент, когда напротив индукторов расположены части кольца с отверстиями; на фиг.4 - разрез А-А по фиг.1.
Виброцентробежный сепаратор имеет корпус 1, внутри которого находится рабочий орган 2 (фиг.1). Привод вращательного движения рабочего органа осуществляется от электродвигателя вращения 8, на валу которого закреплен шкив 7. Шкив 7 при помощи клиновых ремней 15 соединен с ведомым шкивом 6. Шкив 6 через шлицевое соединение 5 связан с рабочим органом 2.
Внутри корпуса 1 размещен входной патрубок 16, веялка 13, разбрасыватель 14, вибрационный привод рабочего органа 2 в вертикальной плоскости, от ЛАД, состоящего из индукторов дугообразной формы 3 (фиг.4), в которых пазы для укладки обмотки выполнены перпендикулярно образующей оси индукторов. Индукторы 3 жестко закреплены на основании 12, а ротором является кольцо 4, с выполненными на нем сквозными симметричными отверстиями 9.
Кольцо 4 подвижно и подпружинено в вертикальной плоскости с помощью роликов 11 и упругих элементов 10. Кольцо 4 выполнено из металла с высокой электропроводностью (например, из алюминия или меди) и может быть изготовлено из алюминиевого или медного трубного проката цилиндрической формы или алюминиевой или медной пластины, из которой формируется трубный цилиндр (Насар С.Α., Болдеа И. Линейные тяговые электрические машины: Пер. с англ. / Под ред. д-ра техн. наук А.С. Курбасова. М: Транспорт, 1981. 176 с.).
Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на электродвигатель 8, рабочий орган 2 и кольцо 4 будут совершать вращательное движение вокруг своей оси, передаваемое через шлицевое соединение 5 от шкива 6, при этом индукторы ЛАД 3 постоянно подключены к сети. В момент вращения, когда часть кольца 4 без отверстий находится напротив индукторов ЛАД 3, возникает электромагнитная сила, под действием которой кольцо 4 приходит в поступательное движение, например, вниз. При движении кольца 4 упругие элементы 10 сжимаются (фиг.2). По мере вращения кольца 4, наступает момент, при котором отверстия 9 в кольце располагаются симметрично относительно индукторов 3 ЛАД, при этом электромагнитная сила исчезает и под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 10, кольцо 4 возвращается в исходное состояние (фиг.3), продолжая совершать вращательное движение. Затем часть кольца без отверстий снова располагается напротив индукторов 3 и далее описанный процесс повторяется. При этом рабочий орган 2 совершает вибрационно-вращательное движение. Размер одного отверстия 9 на кольце 4 должен быть не меньше размера рабочей поверхности одного индуктора 3, что обеспечит возврат рабочего органа в исходное положение в момент, когда симметричные отверстия 9 расположены напротив индукторов 4 ЛАД, за счет упругих элементов 10.
Через входной патрубок 16 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 14 сыпучий материал под воздействием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности рабочего органа 2 и перемещается вниз. Вследствие возвратно-поступательного движения рабочего органа 2 происходит отделение сорных примесей.