УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КАЛИБРОКЛАССИФИКАТОР
UNIVERSAL SIZING CLASSIFIER

Изобретение относится к промышленному и сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для сортирования и калибрования кусковых и сыпучих материалов.
В условиях ведения бизнеса важно иметь минимальное количество оборудования, например одно устройство, на котором можно производить сортирование и калибрование разнообразных кусковых и сыпучих материалов, в частности зерна, гравия, щебня, добываемых руд, драгоценных камней.
Известен калиброклассификатор в виде решета с регулируемыми отверстиями для очистки зерна различных культур (прототип - патент на полезную модель №73805), конструкцию которого, кроме того, используют для сортирования и калибрования кусковых и сыпучих материалов, в частности гравия, щебня, прикрепляя решето к калибровальным или сортировальным машинам. Решето состоит из установленных в направляющих рамы соприкасающихся друг с другом верхнего листа и нижнего листа с возможностью их взаимного перемещения, в каждом из которых выполнены ряды калибровочных отверстий. На поверхности верхнего листа установлены параллельно друг другу между рядами отверстий перегородки, закрепленные на поверхности верхнего листа поперек движения очищаемого материала и выполненные в виде треугольного профиля со скосом кромок по направлению движения очищаемого материала. Плотное прижатие листов решета в процессе работы обеспечивают болты с шайбами, выполняющие роль прижимного механизма. В торцевой части рамы установлен механизм регулирования решета.
Недостатком конструкции решета является то, что использование прижимного механизма - прижимных болтов с шайбами, обеспечивающих в процессе работы плотное прижатие листов решета, достаточно для очистки и калибровки зерна и зерносодержащих смесей, но недостаточно для обеспечения плотного и качественного прижатия листов при сортировании и калибровании более твердых сыпучих и кусковых материалов из-за высокого стирания прижимных болтов с шайбами, которые, к тому же, в процессе работы необходимо вручную регулировать. Кроме того, отверстия, выполненные в верхнем и нижнем листах, не позволяют достаточно точно подобрать конфигурацию отверстий для каждого вида сортируемого (калибруемого материала).
Технической задачей является создание универсального калиброклассификатора, позволяющего: повысить плотность прижатия листов решета, повысить точность подбора конфигураций отверстий для каждого вида сортируемого (калибруемого материала), расширить функциональные возможности калиброклассификатора.
Техническая задача достигается тем, что универсальный калиброклассификатор состоит из установленных в направляющих рамы соприкасающихся друг с другом верхнего листа и нижнего листа с возможностью их взаимного перемещения, в каждом из которых выполнены ряды отверстий, при этом к наружной поверхности верхнего листа между рядами отверстий поперек движения очищаемого материала прикреплены гофры треугольнообразного сечения, прижатие обоих листов по всей их площади обеспечено соприкосновением нижнего листа с прижимным механизмом, кроме того, верхний и нижний листы соединены с регулировочным механизмом, в котором согласно изобретению прижимной механизм установлен под нижним листом, подвижно прикреплен к конечным участкам рамы и выполнен в виде не менее одной трубы, длина которой составляет не менее длины нижнего листа, по всей длине нижней части трубы без нарушения жесткости ее конструкции периодически выполнены прорези для вывода сора, внутри трубы по всей ее длине встроено не менее трех фиксирующих механизмов, каждый из которых содержит вертикально установленные прижимы, каждый из которых выполнен в виде пластины, и шарики, предназначенные для передвижения внутри трубы с возможностью ограничения их движения, кроме того, каждый прижим выполнен с возможностью его вертикального перемещения через прорезь, выполненную в стенке верхней части трубы, при этом высота прижима превышает размер высоты трубы в поперечном разрезе с возможностью обеспечения функционального прижатия верхнего и нижнего листа, по всему продольному периметру прижима прикреплена ограничительная пластина, в стенке нижней части трубы в месте расположения прижима выполнена нижняя прорезь для возможности вертикального перемещения прижима через верхнюю и нижнюю части трубы, к наружной поверхности нижней части трубы в месторасположении каждого фиксирующего механизма за счет регулировочного прижимного винта прикреплена рессора, выполненная в виде не менее одной пружинистой пластины, на каждом конце которой установлена впрессованная деталь качения, под прижимным механизмом установлена прикрепленная к раме съемная рама с установленными в ней жалюзийным механизмом и съемными жалюзийными пластинами, причем в сторону направления продвижения калибруемого материала высота каждой последующей жалюзийной пластины превышает высоту предыдущей жалюзийной пластины настолько, чтобы обеспечить возможность равномерной подачи воздуха на нижний лист решета, кроме того, жалюзийные пластины выполнены прямыми и(или) вогнутыми по направлению движения очищаемого материала, кроме того, на поверхности верхнего листа вдоль движения калибруемого материала установлено не менее двух съемных делителей, выполненных в виде ребер, кромка верхней части которых выполнена зубчатой формы, отверстия верхнего листа выполнены вертикально по отношению к поверхности этого листа в виде усеченных конусных форм с направлением конусной части в сторону нижнего листа, в котором выполнены вертикальные отверстия, продольное сечение которых по форме и размеру аналогично продольному сечению конусной части в границе соприкосновения верхнего и нижнего листов, стенки отверстий верхнего и нижнего листа выполнены так, что в продольном разрезе они имеют конфигурацию разнообразных геометрических фигур, в частности квадрата, треугольника, круга, овала, шестиугольника, перегородки выполнены в виде гофр треугольнообразного сечения так, что в профильной плоскости они имеют конфигурацию треугольника с вогнутой стенкой, образующей прямой угол с поверхностью верхнего листа, кроме того, верхний и нижний листы выполнены съемными, а рама снабжена набором съемных нижних листов и набором съемных верхних листов, при этом часть верхних листов из набора имеют в различном сочетании конфигурации стенок отверстий и выполнены без гофр, а часть верхних листов набора выполнены с гофрами при одних и тех же конфигурациях стенок отверстий выполненных без гофр верхних листов.
Предлагаемое изобретение отличается от прототипа тем, что прижимной механизм установлен под нижним листом, подвижно прикреплен к конечным участкам рамы и выполнен в виде не менее одной трубы, длина которой составляет не менее длины нижнего листа, по всей длине нижней части трубы без нарушения жесткости ее конструкции периодически выполнены прорези для вывода сора, внутри трубы по всей ее длине встроены не менее трех фиксирующих механизмов, каждый из которых содержит вертикально установленные прижимы, каждый из которых выполнен в виде пластины, и шарики, предназначенные для передвижения внутри трубы с возможностью ограничения их движения, кроме того, каждый прижим выполнен с возможностью его вертикального перемещения через прорезь, выполненную в стенке верхней части трубы, при этом высота прижима превышает размер высоты трубы в поперечном разрезе с возможностью обеспечения функционального прижатия верхнего и нижнего листа, по всему продольному периметру прижима прикреплена ограничительная пластина, в стенке нижней части трубы в месте расположения прижима выполнена нижняя прорезь для возможности вертикального перемещения прижима через верхнюю и нижнюю части трубы, к наружной поверхности нижней части трубы в месторасположении каждого фиксирующего механизма за счет регулировочного прижимного винта прикреплена рессора, выполненная в виде не менее одной пружинистой пластины, на каждом конце которой установлена впрессованная деталь качения, под прижимным механизмом установлена прикрепленная к раме съемная рама с установленными в ней жалюзийным механизмом и съемными жалюзийными пластинами, причем в сторону направления продвижения калибруемого материала высота каждой последующей жалюзийной пластины превышает высоту предыдущей жалюзийной пластины настолько, чтобы обеспечить возможность равномерной подачи воздуха на нижний лист решета, кроме того, жалюзийные пластины выполнены прямыми и(или) вогнутыми по направлению движения очищаемого материала, кроме того, на поверхности верхнего листа вдоль движения калибруемого материала установлено не менее двух съемных делителей, выполненных в виде ребер, кромка верхней части которых выполнена зубчатой формы, отверстия верхнего листа выполнены вертикально по отношению к поверхности этого листа в виде усеченных конусных форм с направлением конусной части в сторону нижнего листа, в котором выполнены вертикальные отверстия, продольное сечение которых по форме и размеру аналогично продольному сечению конусной части в границе соприкосновения верхнего и нижнего листов, стенки отверстий верхнего и нижнего листа выполнены так, что в продольном разрезе они имеют конфигурацию разнообразных геометрических фигур, в частности квадрата, треугольника, круга, овала, шестиугольника, гофры треугольнообразного сечения выполнены так, что в профильной плоскости они имеют конфигурацию треугольника с вогнутой стенкой, образующей прямой угол с поверхностью верхнего листа, кроме того, верхний и нижний листы выполнены съемными, а рама снабжена набором съемных нижних листов и набором съемных верхних листов, при этом часть верхних листов из набора имеют в различном сочетании конфигурации стенок отверстий и выполнены без гофр, а часть верхних листов набора выполнены с гофрами при одних и тех же конфигурациях стенок отверстий выполненных без гофр верхних листов.
На фигуре 1 изображен общий вид устройства (вид в изометрии). На фигуре 2 - общий вид устройства (вид в разрезе А-А). На фигуре 3 - верхнее и нижнее решета: общий вид стенок вертикальных отверстий, выполненных в данных решетах, при этом конфигурация стенок вертикальных отверстий в продольном разрезе имеет вид разнообразных геометрических фигур: а - квадрат, б - треугольник, в - круг, г - овал, д - шестиугольник, е - в различном сочетании. На фигуре 4 - верхнее решето с установленными на нем гофрами и нижнее решето, на которых показаны конфигурации продольного разреза стенок вертикальных отверстий: а - квадрат, б - треугольник, в - круг, г -овал, д - шестиугольник, е - в различном сочетании. На фигуре 5 - фрагмент устройства: схема фиксирующего механизма (вид сбоку): а - с одним прижимом, б - с двумя прижимами. На фигуре 6 показан фрагмент устройства: гофра треугольнообразного сечения, выполненная так, что в профильной плоскости она имеет конфигурацию треугольника с вогнутой стенкой, образующей прямой угол с поверхностью верхнего листа.
Универсальный калиброклассификатор состоит из установленных в направляющих 2 рамы 1 соприкасающихся друг с другом верхнего листа 3 и нижнего листа 4 с возможностью их взаимного перемещения, в каждом из которых выполнены ряды отверстий 5. Отверстия верхнего листа выполнены вертикально по отношению к поверхности этого листа в виде усеченных конусных форм с направлением конусной части в сторону нижнего листа, в котором выполнены вертикальные отверстия, продольное сечение которых по форме и размеру аналогично продольному сечению конусной части в границе соприкосновения верхнего и нижнего листов. Стенки отверстий верхнего и нижнего листов выполнены так, что в продольном разрезе они имеют конфигурацию разнообразных геометрических фигур, в частности квадрата, треугольника, круга, овала, шестиугольника (фиг.3). К наружной поверхности верхнего листа 3 между рядами отверстий поперек движения очищаемого материала прикреплены гофры 6 треугольнообразного сечения (фиг.1, 4). Прижатие обоих листов по всей их площади обеспечено соприкосновением нижнего листа с прижимным механизмом 7, установленным под нижним листом и подвижно прикрепленным к конечным участкам рамы. Прижимной механизм выполнен в виде не менее одной трубы 8. По всей длине нижней части трубы без нарушения жесткости ее конструкции периодически выполнены прорези 9 для вывода сора. Внутри трубы по всей ее длине встроены не менее трех фиксирующих механизмов 10. Каждый фиксирующий механизм 10 содержит либо один вертикально установленный прижим 11, выполненный в виде пластины, в частности, квадратной, прямоугольной формы, либо два или более прижимов. Количество прижимов зависит от размера площади прижатия нижнего и верхнего листов, от их толщины, от размера и веса очищаемого (калибруемого) материала. На фигуре 5а показан фиксирующий механизм 10 с одним прижимом, на фигуре 5б - фиксирующий механизм 10 с двумя прижимами. При этом для установки второго прижима в стенке нижней части трубы выполнена дополнительная нижняя прорезь 17, а в стенке верхней части трубы выполнена так же дополнительная прорезь 13, предназначенная для расположения в ней второго прижима, в которой закрепляют съемный ограничитель 26 (фиг.5а), если устанавливают только один прижим 11. Высота прижима (фиг.5а, б) превышает размер высоты трубы в поперечном разрезе с возможностью обеспечения функционального прижатия верхнего и нижнего листа. При этом усилие функционального прижатия зависит от размера, веса, а также от степени загрязненности очищаемого (калибруемого) материала. По обоим торцам каждого прижима 11 расположено не менее одного шарика 12. Ограничение передвижения шарика, который перекатывается в трубе в процессе работы прижимного механизма, осуществляется, например, за счет прикрепления к внутренней стенке трубы пальцеобразного ограничителя 25, либо этот ограничитель можно выполнить путем вырезки части стенки трубы и отгибания этой части внутрь трубы. В случае установления в трубе 8 двух или более прижимов роль ограничителя выполняет рядом расположенный прижим. Установку ограничителя 25, а также двух или более прижимов 11 выполняют на расстоянии, обеспечивающем свободное перемещение шарика. По всему продольному периметру прижима жестко прикреплена ограничительная пластина 16. Для возможности вертикального перемещения прижима через верхнюю и нижнюю части трубы в стенках трубы выполнены две прорези, расположенные противоположно друг другу в месторасположении прижима: в стенке верхней части трубы - прорезь 13, а в стенке нижней части трубы - нижняя прорезь 17. Длина и ширина прорези 13 выполнена соответствующей длине и толщине прижима с возможностью свободного прохода прижима через прорезь. Длина нижней прорези 17 выполнена соответствующей сумме длины прижима и толщины ограничительной пластины 16, а ширина нижней прорези 17 - соответствующей сумме толщины прижима и толщины ограничительной пластины 16, с возможностью свободного прохода прижима через нижнюю прорезь 17. В месторасположении каждого фиксирующего механизма со стороны нижней части трубы к наружной ее поверхности за счет регулировочного прижимного винта 18 прикреплена рессора 19, выполненная в виде не менее одной пружинистой пластины, на каждом конце которой установлена впрессованная деталь качения 23. Под прижимным механизмом 7 установлена прикрепленная к раме 1 съемная рама 20 с установленными в ней жалюзийным механизмом 21 и съемными жалюзийными пластинами 22. На поверхности верхнего листа вдоль движения очищаемого материала установлено не менее двух съемных делителей 15, выполненных в виде ребер, кромка верхней части которых выполнена зубчатой формой. Верхний и нижний листы соединены с регулировочным механизмом 14. Кроме того, на фигуре 2 изображены болты 24 прижимного механизма 7, на фигуре 5(а, б) - ограничитель 25, на фигуре 5а - съемный ограничитель 26.
Устройство работает следующим образом. Применяют универсальный калиброклассификатор в составе любой базовой машины, имеющей устройство, совершающее колебания, в частности в составе зерноуборочного комбайна, калибровальной или сортировальной машины. Сначала подготавливают универсальный калиброклассификатор к работе, прикрепляя его к устройству, совершающему колебания, посредством рамы 1. Затем в раму 1 при помощи направляющих 2 вставляют нижний лист 4 и верхний лист 3, предварительно выбрав листы из наборов. В зависимости от вида кусковых или сыпучих материалов, которые подлежат сортированию и(или) калиброванию, из набора съемных нижних листов и набора съемных верхних листов выбирают листы с оптимальным вариантом форм отверстий. Причем в продольном разрезе конфигурации стенок отверстий верхнего листа должны совпадать с конфигурациями стенок отверстий нижнего листа, например квадратные с квадратными (фиг.3а), смешанные конфигурации со смешанными (фиг.3е). Конфигурации стенок отверстий только одного вида на одном и том же листе, например, только квадратной, только треугольной, только круглой, только шестиугольной формы оптимально подходят для сортирования и(или) калибрования округлой формы сыпучего или кускового материала (зерно гороха, проса, гречихи и т.д.), а элипсоидальной и прямоугольной - для продолговатой формы сыпучего или кускового материала (зерно пшеницы, галька, гравий и т.д.). Учитывая то, что часть верхних листов набора выполнена с гофрами, а часть - без гофр при одних и тех же конфигурациях стенок отверстий, верхние листы с гофрами устанавливают в универсальном решете, устанавливаемом на базовые машины, которые в процессе работы передвигаются по местности, например на зерноуборочные комбайны, передвижные горнодобывающие машины. Кроме того, на листы с гофрами устанавливают не менее двух съемных делителей 15, выполненных в виде ребер, кромка верхней части которых выполнена в виде зубчатой формы. Зубчатая форма делителей способствует равномерному передвижению сортируемого (калибруемого) по поверхности верхнего листа во время движения базовой машины по неровной поверхности. Верхние листы без гофр 6 устанавливают на базовые машины, которые работают стационарно, например калибровальные и сортировальные машины. Гофры 6 треугольнообразного сечения позволяют сортируемому (калибруемому) материалу проходить через решето без задержки и забивки отверстий верхнего листа благодаря вогнутой стенке (фиг.6), образующей прямой угол с поверхностью верхнего листа, которая обеспечивает более эффективную пропускную способность отверстий.
При помощи регулировочного механизма 14 отверстия нижнего листа 4 устанавливают так по отношению к отверстиям верхнего листа 3, чтобы при их совмещении образовалась щель такого размера, которая бы обеспечивала проход более мелких частиц, например сорных частиц, чем основной поток сортируемого материала, а при калибровании обеспечивало бы разделение на более мелкую фракцию.
В зависимости от габаритов, твердости и веса сортируемого или калибруемого материала осуществляют прижатие листов 3 и 4 до необходимого усилия прижатия, которое обеспечивают при помощи прижимного механизма 7, подтягивая или отпуская болты 24 прижимного механизма 7. Кроме того, прижатие обоих листов в решете до необходимого усилия прижатия осуществляют за счет фиксирующих механизмов 10, установленных в трубе 8 прижимного механизма. При этом регулируют количество пружинистых пластин рессоры 19 за счет установки-съема пружинистых пластин на регулировочном прижимном винте 18 и за счет подкручивания-откручивания гайки указанного винта 18. Каждый конец рессоры с встроенной (впрессованной) деталью качения 23 должен быть установлен так, чтобы он касался прижима 11 через нижнюю прорезь 17. Кроме того, при подготовке устройства к работе устанавливают один прижим 11 в фиксирующий механизм 10 через нижнюю прорезь 17 (фиг.5а), а в прорезь 13, предназначенную для расположения в ней второго прижима, закрепляют съемный ограничитель 26 (фиг.5а). Если в процессе работы появляются хлопки, свидетельствующие о том, что нижний и верхний листы недостаточно прижаты, через прорезь 17, предназначенную для установки второго прижима, устанавливают дополнительно второй прижим (фиг.5б), при этом из прорези 13, предназначенной для расположения в ней второго прижима, удаляют съемный ограничитель 26.
Съемную раму 20 с установленными в ней жалюзийным механизмом 21 и съемными жалюзийными пластинами 22 устанавливают в тех случаях, когда в базовой машине предусмотрен обдув воздухом ее рабочих органов и есть возможность попадания этого обдува на универсальное регулируемое решето, установленное на базовой машине. Обдув используют для цели удаления с решета легко выдуваемых сорных примесей. Вогнутые жалюзийные пластины 22 устанавливают в съемной раме 20 тогда, когда обдув воздухом осуществляется параллельно или под небольшим углом по отношению к продольной плоскости нижнего листа. Прямые жалюзийные пластины 22 устанавливают в съемной раме 20 в тех случаях, когда обдув воздухом осуществляется под углом, близким к прямому, по отношению к продольной плоскости нижнего листа. Наклон жалюзийных пластин 22 в съемной раме 20 устанавливают, регулируя их при помощи жалюзийного механизма 21, и в процессе работы универсального регулируемого решета корректируют их наклон.
Присоединенный к базовой машине универсальный калиброклассификатор вступает в работу, в процессе которой он совершает колебания вместе с устройством базовой машины, совершающим колебания. При этом каждый прижимной механизм 7 в процессе работы совершает колебания вместе с рамой 1. При колебании трубы 8 в конструкции фиксирующих механизмов каждый шарик 12 передвигается между ограничителем 25 и одним торцом прижима 11, а также между съемным ограничителем 26 и другим торцом прижима (в случае, если установлен один прижим, фиг.5а), а в случае, если установлено два и более прижимов (фиг.5б), шарик 12 передвигается еще и между прижимами. Передвигаясь, шарики 12 создают вибрацию прижима 11, который одновременно подпирается через нижнюю прорезь 17 впрессованной деталью качения 23, установленной на каждом конце рессоры 19. При этом прижим вертикально перемещается вверх-вниз через нижнюю 17 и верхнюю 13 прорези трубы 8 и, в конечном итоге, автоматически обеспечивает прижатие верхнего и нижнего листов решета. Ограничение вылета прижима из трубы обеспечивает ограничительная пластина 16. Через прорези 9, выполненные по всей длине нижней части трубы 8 без нарушения жесткости ее конструкции, выводится сор. Кроме автоматического прижатия верхнего 3 и нижнего 4 листов прижимной механизм 7 автоматически обеспечивает самоочистку этих листов путем передачи листам вибрации, создаваемой перемещением шариков 12 в трубе 8, воздействующих на прижим 11, которому, кроме того, вибрацию передает деталь качения 23.
Если под прижимным механизмом 7 установлена прикрепленная к раме 1 съемная рама 20 с жалюзийным механизмом 21 и съемными жалюзийными пластинами 22, она (съемная рама) совершает также колебания вместе с рамой 1. Через пространство между жалюзийными пластинами 22 воздух из обдува направляется на поверхность верхнего листа через прижимной механизм 7 и через совмещенные отверстия верхнего и нижнего листов. При этом воздух помогает более быстрому проталкиванию и прохождению сортируемого (калибруемого) материала через поверхность верхнего листа.
Кроме того, этот воздух дополнительно очищает прижимной механизм 7 от сора и запыленности.
Мелкие частицы сортируемого (калибруемого) материала, проходя через совмещенные отверстия верхнего 3 и нижнего 4 листов, образуют мелкую фракцию и попадают в конструктивную часть базовой машины, предназначенную для сбора данной фракции. Отсортированный (откалиброванный) материал, т.е. тот, который не прошел через совмещенные отверстия 5 верхнего 3 и нижнего 4 листов, в виде более крупной фракции, чем та, которая прошла через указанные отверстия, остается на поверхности решета и сходит с него в другую конструктивную часть базовой машины, которая предназначена для сбора данной (крупной) фракции.