СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ РАБОТЫ ПЛАНЕТАРНОГО РЕШЕТНОГО СЕПАРАТОРА
METHOD OF STABILISING PLANETARY SIEVE SEPARATOR OPERATION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, пищевой, химической, добывающей, металлургической промышленности, в частности к сепарации сыпучих материалов в решетных машинах.
Известен способ стабилизации работы цилиндрических решет, включающий циклический отбор пробы материала на выходе из цилиндрического решета, выделение из пробы примесей посредством решетного классификатора, определение массы пробы и выделенных из пробы примесей, вычисление относительного содержания примесей в пробе, сравнение полученного относительного содержания примесей с заданными нижним и верхним предельными его значениями и регулирование частоты вращения цилиндрического решета при отклонении полученного относительного содержания примесей за пределы заданных значений (Краусп В.Р. Автоматизация послеуборочной обработки зерна. - Москва: Машиностроение, 1975 г. - С.142-147). Если относительное содержание примесей в пробе материала больше предельного верхнего заданного его значения, то частота вращения цилиндрического решета увеличивается, если относительное содержание примесей в пробе материала меньше предельного нижнего заданного его значения, то частота вращения цилиндрического решета уменьшается.
Недостатком этого способа является узкий диапазон регулирования частоты вращения цилиндрического решета, так как основным фактором, обуславливающим процесс сепарации в этом решете, является сила тяжести, и увеличение частоты вращения решета ограничивается предельным показателем кинематического режима, который представляет собой отношение центробежных сил, прижимающих частицы сепарируемого материала к поверхности цилиндрического решета, к силе тяжести, что существенно ограничивает уровень стабилизируемой производительности решета. Для обеспечения условий сепарации показатель кинематического режима цилиндрического решета должен быть меньше 1.
Известны планетарные решетные сепараторы (RU 2274500 С2, 04.06.2004, В07В 1/22, В07В 1/42), в которых цилиндрические решета совершают сложное вращательное (планетарное) движение: относительное - вокруг собственной оси и переносное - относительно оси вала водил цилиндрических решет. Основным фактором, обуславливающим процесс сепарации сыпучих материалов в планетарных решетных сепараторах, вместо силы тяжести являются центробежные силы, вследствие чего производительность сепараторов в несколько раз выше, чем в обычных цилиндрических решетах, совершающих простое вращение. Однако и в этих машинах для обеспечения условий сепарации материала отношение сил, прижимающих частицы сепарируемого материала к поверхности цилиндрического решета, к силам, отрывающим частицы от его поверхности (показатель кинематического режима планетарного решетного сепаратора), должно быть меньше 1, что также обуславливает узкий диапазон регулирования частоты вращения цилиндрических решет в планетарном решетном сепараторе и ограничивает уровень стабилизируемой производительности сепаратора.
Предлагаемый способ стабилизации работы планетарного решетного сепаратора, включающий циклический отбор пробы материала на выходе из сепаратора, выделение из пробы примесей посредством решетного классификатора, определение массы пробы и выделенных из пробы примесей, вычисление относительного содержания примесей в пробе, сравнение полученного относительного содержания примесей с заданными нижним и верхним предельными его значениями и регулирование частоты вращения цилиндрического решета при отклонении полученного относительного содержания примесей за пределы заданных значений, отличается от известного способа тем, что процесс сепарации осуществляется при постоянном отношении угловых скоростей относительного и переносного движений (при постоянном показателе кинематического режима планетарного решетного сепаратора), а для обеспечения стабилизации процесса сепарации в планетарном решетном сепараторе осуществляется регулирование частоты вращения вала водил цилиндрических решет сепаратора (угловой скорости переносного движения цилиндрических решет), при этом отношение радиуса водил к радиусу цилиндрического решета в сепараторе должно быть больше 1.
Нижний предел регулирования частоты вращения вала водил цилиндрических решет определяется исходя из условия обеспечения удержания зернового слоя на поверхности цилиндрических решет, а верхний предел регулирования частоты вращения вала водил цилиндрических решет - исходя из предельно допустимого повреждения сепарируемого материала и условий обеспечения прочности и надежности цилиндрических решет.
Технический результат изобретения заключается в расширении диапазона регулирования частоты вращения цилиндрических решет и в повышении уровня стабилизируемой производительности планетарного решетного сепаратора.
Технический результат изобретения достигается тем, что процесс сепарации осуществляется при постоянном отношении угловых скоростей относительного и переносного движений (при постоянном показателе кинематического режима планетарного решетного сепаратора), а для обеспечения стабилизации процесса сепарации материала осуществляется регулирование частоты вращения вала водил цилиндрических решет планетарного сепаратора. При этом отношение радиуса водил к радиусу цилиндрического решета в сепараторе должно быть больше 1. Нижний предел регулирования частоты вращения вала водил цилиндрических решет планетарного решетного сепаратора определяется исходя из условия обеспечения удержания зернового слоя на поверхности цилиндрического решета, а верхний предел регулирования частоты вращения вала водил цилиндрических решет - исходя из допустимого повреждения сепарируемого материала и условий обеспечения прочности и надежности решета.
На фигуре 1 изображена схема движения цилиндрических решет в планетарном решетном сепараторе. Цилиндрические решета 1 планетарного решетного сепаратора совершают сложное вращательное (планетарное) движение: вращаются относительно собственной оси (относительное движение) и совместно с водилами 2 - относительно оси вала водил (переносное движение). Отношение радиуса водил цилиндрических решет к радиусу цилиндрического решета больше 1. Процесс сепарации материала в планетарном решетном сепараторе осуществляется под действием центробежных сил. При работе планетарного решетного сепаратора в цилиндрических решетах образуется слой сепарируемого материала с поперечным сечением, имеющим вид сегмента. Частицы материала в сегменте движутся круговоротом. При постоянном поступлении материала в начале цилиндрического решета образуется больший сегмент, чем в конце, что обуславливает разницу потенциальной энергии масс материала в начале и конце решета и, как следствие, перемещение материала вдоль решета.
На фигуре 2 представлена схема стабилизации работы планетарного решетного сепаратора предлагаемым способом. Система стабилизации работы планетарного решетного сепаратора включает пробоотборник 3, решетный классификатор порционного типа, имеющий весовое устройство (далее решетный классификатор) 4, вычислительное устройство 5, согласующее устройство 6, управляющее устройство 7 и регулятор частоты вращения вала водил 8 планетарного решетного сепаратора 9.
в
н
Реализация предлагаемого способа стабилизации работы планетарного решетного сепаратора рассматривается на примере выделения мелких примесей. Предлагаемый способ стабилизации работы планетарного решетного сепаратора 9 осуществляется следующим образом. В пробоотборнике 3 задаются частота и продолжительность отбора проб материала на выходе из планетарного решетного сепаратора 9. В решетном классификаторе 4 задаются продолжительность просеивания пробы материала, время и продолжительность взвешивания и выгрузки материала из емкости весового устройства решетного классификатора 4. Посредством согласующего устройства 6 задаются верхний а и нижний а предельные значения относительного содержания мелких примесей в материале, выходящем из планетарного решетного сепаратора 9.
о
В планетарный решетный сепаратор 9 поступает исходный материал с относительным содержанием мелких примесей а. Пробоотборник 3 в соответствии с заданной программой отбирает пробы материала на выходе из планетарного решетного сепаратора 9. Отобранная проба материала поступает в решетный классификатор 4, где из пробы выделяются мелкие примеси. Мелкие примеси проходят сквозь решето решетного классификатора 4 и поступают в его весовое устройство, которое определяет массу этих примесей. По истечении заданного времени просеивания оставшаяся в решете часть пробы автоматически выгружается из решета решетного классификатора 4 и также поступает в его весовое устройство, которое определяет массу этой части пробы. Вычислительное устройство 5 вычисляет относительное содержание мелких примесей в пробе материала.
в
н
в
н
После вычисления относительного содержания мелких примесей а в пробе материала соответствующий сигнал от решетного классификатора 4 поступает в согласующее устройство 6, которое сравнивает полученное относительное содержание мелких примесей в пробе материала с заданными верхним а и нижним а его предельными значениями и при отклонении относительного содержания мелких примесей в пробе от его заданных верхнего и нижнего предельных значений подает сигнал рассогласования Δa в управляющее устройство 7. Это управляющее устройство 7 подает сигнал z на регулятор частоты вращения вала водил 8 планетарного решетного сепаратора 9. Регулятор частоты вращения вала водил 8 осуществляет ее дискретное изменение на величину Δn. При отклонении относительного содержания мелких примесей за предельное верхнее значение а подается сигнал на увеличение частоты вращения вала водил планетарного решетного сепаратора 9, при отклонении относительного содержания мелких примесей за предельное нижнее значение а подается сигнал на уменьшение частоты вращения вала водил планетарного решетного сепаратора 9.
После определения массы выделенных мелких примесей и оставшейся части пробы емкость весового устройства решетного классификатора 4 автоматически разгружается. Далее процесс регулирования скоростного режима планетарного решетного сепаратора 9 циклично повторяется.
Аналогично реализуется предлагаемый способ стабилизации работы планетарного решетного сепаратора при выделении крупных примесей.