РЕВОЛЬВЕРНО-РОТАЦИОННЫЙ СОРТИРОВОЧНЫЙ УЗЕЛ
CAPSTAN-ROTARY SCREENING UNIT

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов по крупности составляющих компонентов и может найти применение в коммунальном хозяйстве для сортировки твердых бытовых отходов по фракциям, а также в сельском хозяйстве, в пищевой, горнорудной, металлургической и строительной отраслях промышленности.
Из уровня техники известны устройства для сепарации сыпучих материалов, содержащие перфорированные поверхности, загрузочный бункер и приемники продуктов разделения (Воронов И.Г., Кожуховский И.Е. и др. Очистка и сортирование семян. - М.: Госиздат, 1959, с.582).
Основным недостатком известных устройств является низкая эффективность процесса сепарации из-за забиваемости перфораций проходовыми частицами.
Из уровня техники известен также сортировочный узел, содержащий сортировочную поверхность с расположенным над ней загрузочным механизмом с управляемым затвором для подачи порций сепарируемого материала на сортировочную поверхность, оборудованную средством для ее вращения, имеющим орган управления, при этом сортировочная поверхность выполнена круглой формы с диаметром не более 1,5 метра или в виде кольца с внутренним диаметром не менее одного метра и внешним диаметром, не превышающим 30 метров (RU 57649 U1 от 27.10.2006).
Недостатком известного устройства является трудоемкость изготовления и наладки оборудования, большие массогабаритные показатели и не очень точное разделение фракций по размерам.
Наиболее близким устройством по выполняемой функции и достигаемому результату к заявляемому техническому решению по совокупности признаков является сортировочный узел, включающий корпус, приемное устройство, разделяющую поверхность, образованную коническими стержнями, диаметр которых уменьшается в направлении сходового конца разделяющей поверхности, приемники продуктов разделения (RU 2130341 от 20.05.1999).
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности оперативного регулирования крупности разделяемых фракций, возможность эффективной работы сортировочного узла только при использовании стержней конической формы, изготовление которых достаточно трудоемко, а также частая забиваемость проходных отверстий и трудоемкий процесс их очистки.
Целью настоящего изобретения является создание простого, надежного сортировочного узла, лишенного вышеперечисленных недостатков.
Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, заключается в повышении производительности сортировочного узла за счет упрощения прочистки сепарационных проходных отверстий, уменьшения массогабаритных показателей, обеспечения многократности сортировки и повышения ее качества и эффективности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что револьверно-ротационный сортировочный узел содержит сортировочный стол и сортировочно-распределительное устройство, имеющие общую ось вращения, служащую вертикальной направляющей. Новым, согласно предлагаемому изобретению, является то, что сортировочный стол и сортировочно-распределительное устройство выполнены с возможностью колебаний и вращения вокруг общей оси вращения в обе стороны. Сортировочно-распределительное устройство выполнено в виде жестко связанного с общей осью вращения полого корпусного элемента с направляющими пазами на боковой поверхности и расположенного внутри него сепарационного элемента, представляющего собой ползун, установленный с возможностью скольжения по упомянутой вертикальной направляющей, и образующие сепарационные проходы стержни, расположенные в направляющих пазах полого корпусного элемента и шарнирно закрепленные на ползуне своими концами. Стержни закреплены на ползуне с возможностью изменения угла своего наклона относительно вертикальной направляющей во время скольжения ползуна и перемещения их в направляющих пазах, при этом сортировочный стол выполнен многоуровневым. Верхний уровень сортировочного стола предназначен для неотсепарированных фракций материала, попадающих на него с сортировочно-распределительного устройства, а нижний уровень сортировочного стола предназначен для фракций материала, отсепарированных через сепарационные проходы сортировочно-распределительного устройства, причем по периметру верхнего уровня сортировочного стола предусмотрены рабочие места для операторов-сортировщиков, имеющих возможность разделения неотсепарированного материала по фракциям и заполнения ими накопительно-разгрузочных бункеров, также размещенных по периметру верхнего уровня сортировочного стола. Верхний уровень сортировочного стола может быть выполнен тороидальной формы. Каждый уровень сортировочного стола может быть предназначен для сбора и накопления отдельной фракции сепарируемого материала и каждый накопительно-разгрузочный бункер может быть предназначен для отдельной фракции сепарируемого материала. В боковой или нижней части каждого уровня сортировочного стола может быть предусмотрено разгрузочное окно, через которое происходит разгрузка данной ступени во время вращения за счет отклоняющего шибера (направляющего экрана). Количество, форма и размер стержней и, соответственно, сепарационных проходов может быть различно. Сортировочный стол и сортировочно-распределительное устройство могут быть оснащены виброприводами. Верхний уровень сортировочного стола может быть расположен наклонно или горизонтально или выполнен конусообразно.
Выполнение сортировочно-распределительного устройства в виде полого корпусного элемента и расположенного внутри него ползуна с шарнирно закрепленными стержнями, одни из концов которых свободно установлены в направляющих пазах полого корпусного элемента, позволяет значительно повысить производительность сортировочного узла за счет упрощения прочистки сепарационных проходов, поскольку их проходное сечение изменяется во время подъема или опускания ползуна. Изменение угла наклона стержней ведет к улучшению качества сепарации и повышению ее эффективности. Выполнение сортировочного стола двухступенчатым, а также общая револьверно-ротационная схема сортировочного узла позволяет осуществить многократность сортировки (что повышает ее качество и эффективность, позволяет осуществлять сортировку одним оператором!) и способствует уменьшению массогабаритных показателей, что тоже значительно влияет на повышение производительности сортировочного узла.
Далее изобретение поясняется конкретным примером реализации, где револьверно-ротационный сортировочный узел предназначен для сортировки твердых бытовых отходов. Данный пример реализации не является единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
На чертеже схематично представлен общий вид сортировочного узла.
Револьверно-ротационный сортировочный узел состоит из двух основных частей - сортировочно-распределительного устройства и сортировочного стола.
Все основные части сортировочного узла вращаются вокруг общей оси вращения, служащей вертикальной направляющей 1.
Сортировочно-распределительное устройство содержит вертикально установленный полый корпусной элемент 2.
Полый корпусной элемент 2 может быть выполнен из любого подходящего листового материала и установлен с возможностью вращения по часовой и против часовой стрелки или колебаний вокруг вертикальной направляющей 1.
Внутри полого корпусного элемента 2 расположен сепарационный элемент.
Сепарационный элемент выполнен из ползуна 3 и стержней 4.
Ползун 3 установлен на вертикальной направляющей 1 с возможностью скольжения вверх и вниз.
Стержни 4 шарнирно закреплены на ползуне 3 первыми концами. При этом стержни 4 закреплены на ползуне 3 с возможностью изменения угла своего наклона относительно вертикальной направляющей 1 во время скольжения ползуна 3.
Стержни 4 образуют сепарационные проходы, при этом количество, форма и размер стержней 4 и, соответственно, сепарационных проходов могут быть различны и зависят от условий эксплуатации и качественного состава сепарируемого материала.
Вторые концы стержней 4 свободно установлены в направляющих пазах 5, выполненных на боковой поверхности полого корпусного элемента 2.
При движении ползуна 3 вверх или вниз по вертикальной направляющей 1 стержни 4 изменяют угол своего наклона относительно вертикальной направляющей 1, тем самым "вдвигаясь" или "выдвигаясь" из направляющих пазов 5, за счет чего меняется ширина сепарационных проходов между стержнями 4, что ведет к автоматической прочистке сепарационных проходов.
Ползун 3 может занимать, в зависимости от режима работы, следующие положения:
- первые концы стержней 4 будут находиться выше вторых концов стержней 4, образовывая "горку", что будет способствовать смещению сепарируемого материала к периферии сепарационного элемента;
- первые концы стержней 4 будут находиться ниже вторых концов стержней 4, образовывая "яму", что будет способствовать смещению сепарируемого материала к центру сепарационного элемента;
- стержни 4 будут находиться в горизонтальной плоскости, что будет способствовать равномерному распределению сепарируемого материала внутри полого корпусного элемента 2.
Для извлечения из полого корпусного элемента 2 крупных неотсепарированных фракций могут быть предусмотрены закрываемые окна (не показано).
Следует отметить, что сепарационный элемент может быть оснащен виброприводом и, что очевидно, иметь возможность вращения по часовой и против часовой стрелки вокруг вертикальной направляющей 1 совместно с полым корпусным элементом 2.
Вибропривод и привод вращения сортировочно-распределительного устройства могут быть выполнены любой известной конструкции, что очевидно для специалиста и не является предметом данной заявки.
Сортировочный стол предназначен для окончательного разделения сортируемого материала по фракциям и распределения фракций по накопительно-разгрузочным бункерам.
Сортировочный стол выполнен многоуровневым.
Нижний уровень 6 сортировочного стола предназначен для мелких фракций материала, отсепарированных через сепарационные проходы стержней 4 сортировочно-распределительного устройства.
Сортировочно-распределительное устройство расположено таким образом, что все мелкие фракции, проходящие через сепарационные проходы между стержнями 4, попадают на нижний уровень 6 сортировочного стола.
Для более равномерного распределения мелких фракций на нижнем уровне 6 он может иметь вибропривод.
Может быть, также, предусмотрена возможность вращения нижнего уровня 6, что, в некоторых случаях, облегчает его разгрузку.
Для разгрузки нижнего уровня 6 в его нижней или боковой части может быть предусмотрено разгрузочное окно, через которое происходит разгрузка нижнего уровня во время вращения за счет отклоняющегося шибера (направляющего экрана).
Как вариант, нижний уровень 6 сортировочного стола может быть выполнен в виде вращающегося диска, разгружаемого за счет центробежных сил.
После разгрузки нижнего уровня 6 сортировочного стола отсепарированные мелкие фракции поступают в накопительно-разгрузочные бункеры или напрямую, или с помощью, например, ленточных транспортеров (не показано).
Верхний уровень 7 сортировочного стола выполнен с возможностью вращения и предназначен для неотсепарированных фракций материала, поступающих на него из полого корпусного элемента 2.
Верхний уровень 7 сортировочного стола может быть выполнен, например, тороидальной формы, с прямоугольным поперечным сечением. В некоторых случаях может быть целесообразно, если верхний уровень 7 сортировочного стола будет выполнен многоступенчатым, причем каждая его ступень будет предназначена для отдельной фракции сепарируемого материала.
Полый корпусной элемент 2 установлен таким образом, что все неразделенные фракции сортируемого материала, которые не прошли через сепарационные проходы между стержнями 4 в силу своих габаритных размеров, попадают только на верхний уровень 7 сортировочного стола.
По периметру верхнего уровня 7 сортировочного стола предусмотрены рабочие места для операторов-сортировщиков, рядом с которыми, также по периметру верхнего уровня 7, размещены накопительно-разгрузочные бункеры 8.
Окончательная сепарация и распределение по накопительно-разгрузочным бункерам 8 крупных фракций происходит на верхнем уровне 7.
В некоторых случаях, в зависимости от условий эксплуатации и качества сепарируемого материала, может оказаться целесообразным, если верхний уровень 7 сортировочного стола будет расположен наклонно или горизонтально или будет выполнен конусообразно.
Также, в зависимости от условий эксплуатации и качества сепарируемого материала, для разгрузки верхнего уровня 7 в его нижней или боковой части может быть предусмотрено разгрузочное окно, через которое происходит разгрузка верхнего уровня 7 во время вращения за счет отклоняющегося шибера (направляющего экрана).
Разгрузка заполненных накопительно-разгрузочных бункеров 8 может быть осуществлена, например, с помощью шиберов 9.
Может оказаться целесообразным, если каждый накопительно-разгрузочный бункер будет предназначен для отдельной фракции сепарируемого материала.
Предлагаемый револьверно-ротационный сортировочный узел работает следующим образом.
Материал, предназначенный для сепарации, например твердые бытовые отходы, подается в сортировочно-распределительное устройство, в полый корпусной элемент 2 на стержни 4.
Осуществляя рабочий процесс, ползун 3 поднимается и опускается по направляющей 1. При этом может, также, происходить вибрация стержней 4, и их совместное вращение или колебание с полым корпусным элементом 2.
Происходит сепарация мелких фракций, поступающих через сепарационные проходы между стержнями 4 на нижний уровень 6 сортировочного стола.
За счет изменяемого наклона стержней 4 и их вибрации крупные фракции сепарируемого материала постепенно продвигаются в сторону верхнего уровня 7 сортировочного стола до полного перемещения неотсепарированных крупных фракций на верхний уровень 7 сортировочного стола.
Во время сепарации происходит автоматическая очистка сепарационных проходов за счет изменения расстояния между стержнями 4.
По мере заполнения нижнего уровня 6 мелкими фракциями отсепарированного материала происходит его разгрузка. Это может быть осуществлено открытием шибера, предусмотренного в донной части нижнего уровня 6. Может быть предусмотрен и такой вариант: в боковой части нижнего уровня 6 открывается окно и, за счет возникающих при вращении центробежных сил, накопленный материал через упомянутое окно выводится, например, на ленточный транспортер и, далее, в накопительно-разгрузочный бункер.
Неотсепарированные крупные фракции, поступившие на вращающуюся верхний уровень 7 сортировочного стола сортируются операторами-сортировщиками по накопительно-разгрузочным бункерам 8.
Поскольку верхний уровень 7 сортировочного стола вращается, может быть задействован всего один оператор-сортировщик, сортирующий неотсепарированные фракции по накопительно-разгрузочным бункерам 8.
По мере заполнения накопительно-разгрузочных бункеров 8 происходит их замена или опорожнение с последующим направлением разделенных фракций на дальнейшую переработку.
Неотсепарированные крупные фракции, поступившие из полого корпусного элемента 2 на вращающейся верхний уровень 7 рабочего стола могут быть отсортированы операторами-сортировщиками и другим образом: каждая из отсортированных фракций распределяется по ступеням верхнего уровня сортировочного стола, откуда поступает, например, на переработку.
Может быть предусмотрен вариант, объединяющий сортировку фракций как по ступеням верхнего уровня сортировочного стола, так и по накопительно-разгрузочным бункерам.
Таким образом, предлагаемый револьверно-ротационный сортировочный узел представляет собой простое и надежное устройство, легкое в обслуживании и наладке, позволяющее быстро и качественно производить сепарацию практически любых материалов и имеющее улучшенные массогабаритные и технико-экономические показатели по сравнению с аналогами.