ВИБРАЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР
OSCILLATING SEPARATOR

Изобретение относится к сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве и обогатительной промышленности.
Известен вибрационный сепаратор, включающий деку, закрепленную на подвесках с упругими связями, связанный с декой вибровозбудитель с регулируемой амплитудой колебаний деки [1].
Недостатком технического решения является то, что привод сепаратора, выполненный в виде кривошипно-шатунного вибровозбудителя, имеет сложную конструкцию, большие массогабаритные показатели, ограниченные возможности регулирования параметров колебаний большой амплитуды и низкой частоты, что снижает эффективность применяемого сепаратора.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является вибрационный сепаратор, включающий деку, подвески, вибровозбудитель с регулируемой амплитудой колебаний деки, выполненный в виде линейного асинхронного двигателя с блоком управления и со статором, состоящим из двух частей, расположенных с разных сторон деки, причем обмотки одной части статора являются продолжением другой, а ротор двигателя со стороны статора снабжен в крайних точках упругими элементами [2].
Недостатком технического решения является то, что привод сепаратора имеет сложную конструкцию, большие весогабаритные показатели, что снижает эффективность применяемого сепаратора.
Изобретение позволяет достичь новый технический эффект - повышение эффективности применения сепаратора. Этот технический эффект достигается тем, что части статора жестко связаны с декой, установлены параллельны друг другу и могут перемещаться между упругими элементами на роторе, состоящем из двух частей, причем последние крайними точками закреплены на подвесках, выполненных упругими.
Предлагаемое техническое решение имеет существенное отличие от известных в связи с тем, что привод сепаратора выполнен в виде линейного асинхронного двигателя со статором, состоящим из двух частей, разнесенных в пространстве параллельно друг другу, жестко закрепленых на деке и установленных подвижно на роторе, состоящем из двух частей, закрепленных крайними точками на упругих подвесках, что дает возможность упростить конструкцию, уменьшить весогабаритные показатели, обеспечить сложное колебательное движение деки: наложение высокочастотных колебаний на колебательное движение деки в разных плоскостях, что позволяет дополнительно повысить эффективность сепарирования и тем самым повысить эффективность применения технического решения.
На фиг.1 приведен вид сепаратора сбоку, на фиг.2 - разрез А-А.
Дека 1 жестко соединена со статором 2 линейного асинхронного двигателя (ЛАД). Статор ЛАД выполнен из двух частей 3 и 4, расположенных с разных сторон деки 1 параллельно друг другу. Обмотка части 3 является продолжением обмотки части 4 статора 2. Части 3 и 4 статора 2 расположены соответственно на частях 5 и 6 ротора (фиг.2). На конце частей ротора со стороны статора жестко установлены попарно упругие элементы 7 и 8. Причем упругие элементы 7 и 8 установлены относительно статора 2 с зазором. Части 5 и 6 ротора в свою очередь установлены своими концами жестко на упругих подвесках, попарно, 9 и 10. Между элементами привода под декой 1 может быть установлена приемная емкость 11 для сыпучего материала 12 после его сепарации.
Сепаратор работает следующим образом. С блока управления (не показан) на обмотки статора 2 ЛАД подается переменное напряжение питания, обмотки частей 3 и 4 статора 2 создают бегущие магнитные поля, направленные, например, от упругих элементов 7 к упругим элементам 8. Взаимодействие бегущего магнитного поля частей статора с частями 5 и 6 ротора создает силу, приложенную к статору 2 и направленную по направлению бегущего магнитного поля. Под действием этой силы статор 2 и дека 1 совершают движение на частях 5 и 6 ротора в сторону магнитного поля. При этом вначале выбирается зазор между частями статора и упругими элементами 8, затем упругие элементы 8 начинают сжиматься. Части ротора 5 и 6 ЛАД установлены на упругих подвесках 9 и 10. Из-за смещения центра тяжести сепаратора при движении статора 2 и деки 1, части ротора 5 и 6 тоже движутся в направлении поля, но по радиусу. При этом упругая подвеска 10 сжимается, а упругая подвеска 9 разжимается, соответственно, один край деки 1 опускается, а другой поднимается.
В какой-то момент времени блок управления обесточивает обмотки статора ЛАД. Бегущее магнитное поле исчезает, под действием потенциальной энергии предварительно сжатых упругих элементов 8 статор ЛАД с декой перемещаются в обратном направлении. При движении статора с декой в сторону упругих элементов 7 выбирается зазор между статором 2 и упругими элементам 7, затем упругие элементы 7 начинают сжиматься. Вслед за статором 2 и декой 1, из-за смещения центра тяжести сепаратора в противоположную сторону, движутся ротора части 5 и 6, но по радиусу, сжимая упругие подвески 9 и разжимая упругие подвески 10, а предварительно деформированные упругие подвески 9 и 10 будут способствовать этому движению. При этом один край деки 1, противоположный предыдущему, поднимается, а второй опускается.
Частота включений блоком управления ЛАД, а также длительность ее включения определяется необходимой амплитудой и частотой колебаний деки применительно к материалу сепарации. При изменении длительности включений ЛАД изменяется амплитуда, а при изменении частоты изменяется частота колебаний деки.
Предложенное техническое решение обеспечивает сложное колебание деки в разных плоскостях. Наложение высокочастотных колебаний, из-за краевых эффектов в ЛАД при выполнении статора из частей с малым числом пар полюсов и расположенных параллельно и по краям деки, на продольные колебания деки совместно с колебаниями деки по радиусу позволяет существенно повысить эффективность сепарирования. В предложенном техническом решении, в отличие от прототипа, нет дополнительных элементов, например платформы 7 (фиг.1 - прототип), имеется возможность обеспечения беспрепятственного выхода продукции сепарирования 12. Это позволяет упростить конструкцию, уменьшить металлоемкость. В предложенном техническом решении максимальная амплитуда колебаний (А) определяется длиной ротора (L) и длиной части статора (С) из условия A=L-C. Соответственно в прототипе из-за того, что части статора расположены на одном роторе, А=L-2C. Следовательно, возможная амплитуда колебаний деки в предлагаемом техническом решении при тех же общих габаритах больше, чем у прототипа на длину части статора С, что способствует уменьшению габаритов вибрационного сепаратора.
В предложенном техническом решении ЛАД может иметь различное конструктивное исполнение: цилиндрическое, плоское одностороннее, плоское двустороннее, что дополнительно способствует повышению эффективности применения.
Источники информации
1. А.с №1602581, СССР МКИ, В07В 1/28, 30.10.90. Бюл. №40. Вибрационный сепаратор.
2. Патент РФ №2325235, кл. В07В 1/28, 27.05.2008. Бюл. №15. Вибрационный сепаратор (прототип).