УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО МУСОРА
DEVICE FOR SORTING, PRIMARILY, GARBAGE

Изобретение относится к оборудованию для сортировки, преимущественно мусора на начальном этапе его переработки, и может применяться в технологических линиях сортировочных комплексов для отсеивания из мусора мелких частиц неутилизируемых фракций.
Известно устройство для сортировки материалов, содержащее деку грохота, состоящую из двух независимых решеток из балок, установленных через одну с возможностью перемещения в противофазе по вертикали и горизонтали (патент РФ №2094133, кл. B07B 1/12, 01.07.92 г.). В известном устройстве затруднено передвижение к разгрузочному концу остающегося на балках решеток материала после просеивания мелких фракций, что исключает его использование для сортировки мусора.
Известно также устройство для сортировки материалов, например мусора, в котором колосниковый грохот состоит из двух рам, которые содержат параллельные чередующиеся колосники, приводимые в колебательное движение (патент РФ №2104097, кл. B07B 1/12, 23.09.94 г.). К недостаткам данного устройства можно отнести то, что на выходном конце колосников возможно скапливание мусора, остающегося после просеивания мелкой фракции, и неравномерный сброс мусора для дальнейшей переработки.
Из патента РФ №2306985 (кл. B07B 1/12, B07B 1/46, B09B 3/00, 01.09.2004 г.) известно также устройство для сортировки мусора, содержащее неподвижную решетку и подвижную решетку, каждая из которых состоит из соединенных друг с другом параллельных пластин, при этом пластины подвижной решетки размещены между пластинами неподвижной решетки с зазором, а подвижная решетка связана с приводом ее плоского вращательного движения, который включает в себя кривошипный механизм и водило.
Недостатком известного устройства является малая производительность, обусловленная низкой скоростью перемещения сортируемого материала, поскольку его движение сопровождается остановками при опускании пластин подвижной решетки ниже уровня пластин неподвижной решетки.
Прототипом настоящего изобретения является устройство для сортировки (патент РФ №2058834, кл. B07B 1/46, A01F 12/30, 12.01.93 г.), содержащее раму, на которой установлены первая и вторая решетки, имеющие загрузочную и разгрузочную части и смонтированные с возможностью плоского вращательного движения в противофазе друг с другом от привода, который содержит оппозитно установленные первый и второй кривошипы, соединенные соответственно с загрузочными частями первой и второй решеток, при этом каждая решетка состоит из рядов связанных друг с другом параллельных пластин и пластины одной решетки размещены между пластинами другой решетки с зазором между ними.
Недостатки прототипа определяются его конструктивными особенностями. Прототип содержит две пары кривошипов, каждая из которых связана соответственно с загрузочной и разгрузочной частями первой и второй решеток. Каждая пара кривошипов приводится во вращение от своего зубчатого колеса, которые, в свою очередь, связаны друг с другом приводной цепной передачей. Известно, что любая зубчатая передача имеет зазоры, которые делают невозможным установку кривошипов таким образом, чтобы обеспечивать движение решеток точно в противофазе. При этом возможно различие в траекториях движения загрузочной и разгрузочной частей решеток. В результате этого возникают качания загрузочной и разгрузочной частей решеток в плоскости вращательного движения и, как следствие этого, возникают динамические нагрузки, снижающие надежность и долговечность устройства. Наличие цепной передачи ухудшает ситуацию, возникающую при прохождении кривошипами так называемых "мертвых" точек. Поскольку цепь привода является жесткой связью, она не может компенсировать эти нарушения плоского вращательного движения решетки за счет быстрого сжатия или растяжения, а это приводит к увеличению динамических нагрузок на цепь, то есть к ударам, растягиванию звеньев цепи и дальнейшему росту динамических нагрузок на опоры валов кривошипов. Возникающие динамические нагрузки не позволяют увеличивать частоту вращения кривошипов, поскольку это может привести к разрушению металлоконструкции. Малая частота вращения кривошипов обуславливает и малую линейную скорость перемещения сортируемого материала по решеткам. Поэтому известное устройство имеет сравнительно малую пропускную способность и низкую производительность сортировки.
Кроме этого, в известном устройстве траектории движения загрузочной и разгрузочной частей решеток одинаковы и имеют форму окружности. Поступающий на решетки для сортировки материал подбрасывается вверх на одинаковую высоту на всей длине решеток. В то же время на разгрузочной части решеток уже нет необходимости подбрасывать материал на такую же высоту, поскольку на этой части формируется выходной слой сортируемого материала и дополнительные подбрасывания (встряхивание) будут приводить к нарушению целостности этого слоя. На дальнейшую сортировку материал будет поступать неоднородно, затрудняя работу с ним.
Техническим результатом от использования настоящего изобретения является повышение надежности и долговечности работы устройства, а также улучшение параметров выходящего слоя сортируемого материала для облегчения работы с ним при последующей сортировке на других устройствах, например на сортировочном конвейере.
Для достижения указанного технического результата предложено устройство для сортировки, преимущественно мусора, содержащее раму, на которой установлены первая и вторая решетки, имеющие загрузочную и разгрузочную части и смонтированные с возможностью плоского вращательного движения в противофазе друг с другом от привода, который содержит оппозитно установленные первый и второй кривошипы, соединенные соответственно с загрузочными частями первой и второй решеток, при этом каждая решетка состоит из рядов связанных друг с другом параллельных пластин и пластины одной решетки размещены между пластинами другой решетки с зазором между ними, отличающееся тем, что первый и второй кривошипы установлены на общем валу с одинаковыми эксцентриситетами в диаметральном направлении оппозитно друг другу, при этом привод включает в себя первое и второе водила, каждое из которых в одной точке шарнирно связано со своим кривошипом и в другой точке шарнирно присоединено к загрузочным частям соответственно первой и второй решеток, а также первый и второй двуплечие рычаги, каждый из которых имеет передний и задний концы, а в своей средней части имеет шарнирную опору на раме, передние серьги и первую и вторую задние серьги, при этом передние серьги шарнирно присоединены одной стороной к передним концам двуплечих рычагов и другой своей стороной шарнирно связаны соответственно с первым и вторым водилом, первая задняя серьга соединена одной своей стороной с задним концом первого двуплечего рычага и другой своей стороной соединена в одной точке со вторым водилом и с разгрузочной частью второй решетки, а вторая задняя серьга связана одной своей стороной с задним концом второго двуплечего рычага и другой своей стороной присоединена в одной точке к первому водилу и к разгрузочной части первой решетки.
В заявленном устройстве имеется только одна пара кривошипов, связанных загрузочными частями обеих решеток через водило. Расположение кривошипов на общем валу обеспечивает точное ориентирование кривошипов в диаметральном направлении оппозитно друг другу и, как следствие этого, исключаются нарушения траекторий движения загрузочных частей решеток. В любой момент времени они остаются одинаковыми и строго в противофазе. При этом движущиеся части обеих решеток уравновешивают друг друга, снижая динамические нагрузки в конструктивных элементах. Благодаря наличию в заявленном устройстве двуплечих рычагов, имеющих опору на раме в своей средней части и связанных серьгами с водилом и с разгрузочной частью решеток, достигается замена имеющейся в прототипе второй пары приводных кривошипов специальным механизмом с двумя кулисами. Такой механизм предназначен для решения следующих задач. Во-первых, он организует подвижные опоры разгрузочных частей решеток. Во-вторых, заявленный механизм позволяет изменить траектории движения разгрузочных частей решеток, превращая их из окружностей (как в прототипе) в эллипсы с длинной осью, параллельной направлению движения по решеткам сортируемого материала, что улучшает параметры выходящего слоя сортируемого материала за счет уменьшения высоты подбрасывания (встряхивания) на разгрузочной части решеток. В-третьих, данный механизм обеспечивает передачу усилия привода от одной решетки к другой через серьги, связанные с водилами таким образом, что при своем движении одно водило подталкивает другое водило, облегчая переход "мертвых" точек и также снижая динамические нагрузки. В результате этого достигается повышение надежности работы и долговечности устройства. Заявленное устройство позволяет значительно повышать частоту вращения кривошипов и тем самым увеличивая пропускную способность и производительность сортировки.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показано устройство для сортировки, преимущественно мусора, в аксонометрической проекции; на фиг.2 - то же, вид А на фиг.1; на фиг.3 - то же, разрез В-В, фиг.2; на фиг.4 - то же, вид Б, фиг.2; на фиг.5 - то же, разрез Г-Г, фиг.4; на фиг.6 - то же, разрез Д-Д, фиг.4; на фиг.7 - то же, разрез Е-Е, фиг.4.
Устройство для сортировки, преимущественно мусора, является частью технологического оборудования мусоросортировочного комплекса и устанавливается, например, между конвейером, который подает в устройство мусор, и конвейером, на который поступает мусор после предварительной сортировки в заявленном устройстве (не показаны).
е
Устройство содержит раму 1, на которой смонтирован бункер для сортируемого материала, образованный передней 2 и боковыми 3, 4 стенками. Ниже приемного бункера на раме 1 расположены первая 5 и вторая 6 решетки, которые имеют загрузочную часть 7 и разгрузочную часть 8. Каждая решетка 5 и 6 состоит из рядов параллельных пластин, связанных друг с другом при помощи балок 9 и 10. Привод решеток 5 и 6 в плоское вращательное движение содержит электродвигатель 11 с редуктором 12 и клиноременную передачу 13, которая передает вращение от электродвигателя 11 на шкив 14, смонтированный на валу 15. Устройство содержит одинаковые элементы, установленные симметрично относительно его продольной оси и обозначенные в дальнейшем одинаковыми позициями. Между валами 15 левой и правой стороны смонтирован карданный вал 16 для синхронной передачи вращения от правой стороны к левой стороне. Вал 15 является общим валом для первого кривошипа 17 и второго кривошипа 18. Каждый из кривошипов 17 и 18 установлен с одинаковым эксцентриситетом  в диаметральном направлении оппозитно друг другу. С первым кривошипом 17 в одной своей точке шарнирно связано первое водило 19, а со вторым кривошипом 18 в одной своей точке шарнирно связано второе водило 20. В другой своей точке 21 первое водило 19 шарнирно соединено с загрузочной частью 7 первой решетки 5, а также в другой своей точке 22 второе водило 20 шарнирно связано с загрузочной частью 7 второй решетки 6. Устройство содержит первый двуплечий рычаг 23 и второй двуплечий рычаг 24, каждый из которых имеет передний конец 25 и задний конец 26, а в своей средней части имеет шарнирную опору 27 на раме 1. К передним концам 25 рычагов 23 и 24 шарнирно присоединены одной своей стороной передние серьги 28, которые другой своей стороной шарнирно присоединены к первому водилу 19 и второму водилу 20. К заднему концу 26 первого двуплечего рычага 23 шарнирно присоединена одной своей стороной первая задняя серьга 29, вторая сторона которой шарнирно связана со вторым водилом 20 и с разгрузочной частью 8 второй решетки 6 в одной точке 30. К заднему концу 26 второго двуплечего рычага 24 шарнирно присоединена одной своей стороной вторая задняя серьга 31, вторая сторона которой шарнирно связана с первым водилом 19 и с разгрузочной частью 8 первой решетки 5 в одной точке 32. Верхняя часть пластин решеток 5 и 6 имеет зубья. К боковым стенкам 3 и 4 прикреплены пластины 33, имеющие зацепы 34 и установленные с возможностью поворота в вертикальной плоскости.
е
R
е
а
b
e
Устройство для сортировки, преимущественно мусора, работает следующим образом. Мусор поступает в бункер по конвейеру (не показан) и падает под действием собственного веса на переднюю стенку 2 бункера и по ней сползает на загрузочную часть 7 первой решетки 5 и второй решетки 6. Вращающийся электродвигатель 11 через редуктор 12 и клиноременную передачу 13 заставляет вращаться шкив 14, который передает вращение на вал 15 правой и левой стороны устройства. Вместе с валом 15 вращаются первый кривошип 17 и второй кривошип 18. Благодаря эксцентриситетам  кривошипы 17 и 18 заставляют первое водило 19 и второе водило 20 совершать плоское вращательное движение в противофазе, то есть если первое водило 19 поднимается вверх, то второе водило 20 опускается вниз на такую же величину. Поскольку с водилами 19 и 20 соединены своей загрузочной частью первая решетка 5 и вторая решетка 6, то и они совершают такое же, как и водила 19 и 20 плоское вращательное движение. Траекторией плоского вращательного движения пластин первой решетки 5 и второй решетки 6 (фиг.3) является окружность с радиусом , равным удвоенной величине эксцентриситета . При своем движении первое водило 19 и второе водило 20 передают усилие на переднюю серьгу 28, от которой оно поступает на передние концы первого двуплечего рычага 23 и второго двуплечего рычага 24, заставляя их качаться вокруг осей шарниров 27. Качающийся первый двуплечий рычаг 23 своим задним концом через серьгу 29 передает усилие на второе водило 20 и разгрузочную часть 8 второй решетки 6. Качающийся второй двуплечий рычаг 24 своим задним концом через серьгу 31 передает усилие на первое водило 19 и разгрузочную часть 8 первой решетки 5. Размеры плеч двуплечих рычагов 23 и 24, а также размеры серег 28 и размеры серег 29 и 31 подобраны таким образом, что траектория плоского вращательного движения разгрузочной части решеток 5 и 6 представляет собой эллипс с длинной осью , параллельной верхней поверхности пластин решеток 5 и 6. Короткая ось  эллипса имеет длину, меньшую размера эксцентриситета . Движущиеся пластины решеток 5 и 6 побрасывают находящийся на них мусор, заставляя его одновременно с этим перемещаться от загрузочной части 7 к разгрузочной части 8. При этом мелкие частицы мусора (не использующиеся в дальнейшем фракции) просыпаются в зазоры между пластинами решеток 5 и 6. Просыпавшиеся частицы мусора удаляются в накопитель конвейером (не показан). Устройство практически не испытывает динамические нагрузки, поскольку возникающие инерционные силы от обеих решеток уравновешиваются ими же. При достижении кривошипами 17 и 18 положений, близких к "мертвым" точкам, остановки механизма или возникновения неопределенности в направлении движения решеток 5 и 6 не происходит, так как двуплечие рычаги 23 и 24 "помогают" разноименным решеткам 5 и 6 преодолевать "мертвые" точки кривошипов 17 и 18, подталкивая их через серьги 29 и 31 к выходу из таких положений. При движении по решеткам 5 и 6 в направлении к разгрузочной части 8 высота подбрасывания мусора постепенно снижается и слой выходящего мусора становится более равномерным, чем на загрузочной части 7. Пластины 33 своими зацепами 34 затормаживают проходящий под ними мусор и если в мусоре имеются пластиковые или бумажные пакеты, то они разрушаются зубьями пластин решеток 5 и 6. С разгрузочной части устройства сходит равномерный слой предварительно отсортированного мусора, с которым достаточно просто работать на дальнейших стадиях сортировки. Отсутствие динамических нагрузок позволяет увеличить частоту вращения кривошипов 17 и 18, что обеспечивает увеличение пропускной способности и производительности сортировки мусора.