Виброцентробежный сепаратор

Полезная модель относится к сепараторам, предназначенным для разделения, преимущественно зерновых материалов на фракции по размерам, и может быть использовано на селекционных станциях, элеваторах, в фермерских хозяйствах, заводах по производству семян и круп, а также в мукомольной, комбикормовой, химической и других отраслях промышленности.
Известен виброцентробежный зерновой сепаратор, состоящий из корпуса, вращающегося и вибрирующего рабочего органа, приводов для вибрационного и вращательного движений рабочего органа (Авторское свидетельство СССР №506439 по классу В07В 1/44. Виброцентробежный зерновой сепаратор / Гончаров Е.С., Прилуцкий А.Н., Полупанов Ф.П., Волошин Н.И., Быдриевский Ю.В., Старков А.А., Кодин Н.А., Шишкин Н.В., Антонов Б.Н., Цукарева С.Ф., Малкин Б.Л.; заявитель и патентообладатель Украинский головной научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства, Горьковский машиностроительный завод им. М. Воробьева, 15.03.1976 г. Бюллетень №10).
Недостатком технического решения является низкая надежность вибрационного привода рабочего органа виброцентробежного сепаратора из-за передачи значительных динамических усилий на подшипниковые узлы, наличие большого числа трущихся и изнашивающихся деталей.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является установка, состоящая из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от плоского линейного асинхронного электродвигателя (ЛАД), индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротором является кольцо с симметричными сквозными отверстиями, подвижное и подпружиненное в вертикальной плоскости, выполненное из металла с высокой электропроводностью, жестко соединенное с рабочим органом (Патент 2678008, Российская Федерация, МПК B04b 3/06. Вибрационная центрифуга / Линенко А.В., Аипов Р.С, Халилов Б.Р., Камалов Т.И., Гильванов В.Ф., 07.03.2018 г.).
Недостатком технического решения является невозможность изменения частоты колебаний рабочего органа без изменения частоты его вращения, либо замены ротора (кольца), имеющего другое количество или другие размеры отверстий, что влечет за собой замену функциональных элементов привода, и, следовательно, ограничивает область его применения.
Целью полезной модели является обеспечение регулирования частоты колебаний рабочего органа виброцентробежного сепаратора без изменения частоты его вращения и замены функциональных элементов привода.
Это достигается тем, что кольцо выполнено с возможностью изменения количества его сквозных отверстий симметрично расположенными и подвижными пластинами.
Предлагаемое техническое решение имеет существенное отличие от известных, заключающееся в том, что регулирование частоты и амплитуды колебаний рабочего органа без изменения его частоты вращения осуществляется за счет изменения количества сквозных симметричных отверстий в кольце, без его замены. Применением симметричных подвижных пластин обеспечивают изменение числа отверстий в кольце, причем размер пластин таков, что при их вхождении в кольцо обеспечивается полное слияние кольца с пластинами, в вертикальной плоскости. Таким образом, формируется новое кольцо, с другим количеством отверстий.
В момент вращения рабочего органа с постоянной скоростью, когда часть кольца без отверстий располагается напротив индукторов ЛАД, возникает электромагнитная сила, под действием которой кольцо с рабочим органом приходит в поступательное движение, к примеру, вниз в вертикальной плоскости. При этом упругие элементы, расположенные под кольцом, сжимаются. По мере вращения кольца, наступает момент, при котором симметрично расположенные отверстия кольца находятся напротив индукторов ЛАД, при этом электромагнитное поле пропадает, и за счет энергии, накопленной в упругих элементах, кольцо с рабочим органом возвращается в исходное состояние, продолжая при этом совершать вращательное движение. Далее в момент, когда напротив индукторов будут проходить части кольца без отверстий, кольцо снова придет в поступательное движение и далее описанный процесс повторится. Частота колебаний рабочего органа, в данном случае определяется количеством симметричных отверстий в кольце. Количество отверстий предлагается регулировать путем задействования симметричных пластин, которые с помощью направляющих можно ввести в плоскость кольца, таким образом увеличив количество отверстий, но уменьшив их размеры.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит осуществить регулирование частоты колебаний рабочего органа сепаратора от ЛАД, что позволит повысить технологичность установки. Пластины вводятся при неподвижном кольце. При работе установки кольцо вращается всегда с постоянной скоростью.
На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого вибрационного сепаратора. На фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 3 - расположение пластин относительно кольца.
Виброцентробежный сепаратор имеет корпус 1, внутри которого находится рабочий орган 2 (фиг. 1). Привод вращательного движения рабочего органа 2 осуществляется от электродвигателя 10, на валу которого закреплен ведущий шкив 9. Шкив 9 при помощи клиновых ремней 17 соединен с ведомым шкивом 8. Шкив 8 через шлицевое соединение 13 связан с рабочим органом 2.
Внутри корпуса 1 размещен входной патрубок 18, веялка 12, разбрасыватель 11. Вибрационный привод рабочего органа 2 в вертикальной плоскости осуществляется от плоского ЛАД, состоящего из индукторов 4, жестко закрепленных на основании 19, а ротором является кольцо 7, на котором выполнены симметричные сквозные отверстия 3.
Кольцо 7 подвижно и подпружинено в вертикальной плоскости с помощью роликов 5 и упругих элементов 6. Кольцо 7 выполнено из металла с высокой электропроводностью (например, из алюминия или меди) и может быть изготовлено из алюминиевого или медного трубного проката цилиндрической формы или алюминиевой, или медной пластины, из которой формируется трубный цилиндр (Насар С.А., Болдеа И. Линейные тяговые электрические машины: Пер. с англ. / Под ред. д-ра техн. наук А.С. Курбасова. М.: Транспорт, 1981. 176 с.), на котором выполнены сквозные симметричные отверстия 3, причем высота одного отверстия должна быть не меньше высоты рабочей поверхности одного индуктора 4, а количество отверстий 3 регулируется, путем ввода симметричных пластин 15 в кольцо 7 по направляющим 16 (фиг. 2, 3). Пластины 15 имеют два положения, при первом из которых пластины включены в работу, это достигается введением пластин в плоскость кольца, что обеспечивает увеличение количества отверстий в нем, при втором - пластины в работу не включены. Фиксация положения пластин обеспечивается с помощью резьбовых фиксаторов 14, а изменение положения пластин осуществляется путем их перемещения по направляющим 16.
При подаче напряжения на электродвигатель 10, рабочий орган 2 и кольцо 7 будут совершать вращательное движение вокруг своей оси, передаваемое через шлицевое соединение 13 от шкива 8, при этом индукторы 4 ЛАД постоянно подключены к сети. В момент вращения, когда часть кольца без отверстий находится напротив индукторов 4 ЛАД, возникает электромагнитная сила, под действием которой кольцо 7 приходит в поступательное движение, например, вниз. При движении кольца 7 упругие элементы 6 сжимаются. По мере вращения кольца 7, наступает момент, при котором отверстия 3 в кольце располагаются симметрично относительно индукторов 4 ЛАД, при этом электромагнитная сила исчезает и под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 6, кольцо 7 возвращается в исходное состояние (фиг. 3), продолжая совершать вращательное движение. Затем часть кольца без отверстий снова располагается напротив индукторов 4 и далее описанный процесс повторяется. При этом рабочий орган 2 совершает вибрационно-вращательное движение.
В положении, когда симметричные пластины введены в кольцо формируется новое кольцо с большим количеством отверстий, что повышает частоту колебаний рабочего органа, при этом частота его вращения не изменяется. В положении, когда симметричные пластины отдалены от рабочей (активной) поверхности кольца, магнитное поле создаваемое индукторами ЛАД перестает оказывать свое воздействие на пластины, количество отверстий уменьшается, соответственно уменьшается частота колебаний рабочего органа. Высота отверстия 3 на кольце 7 должна быть не меньше высоты рабочей поверхности одного индуктора 4, что обеспечит возврат рабочего органа 2 в исходное положение в момент, когда симметричные отверстия 3 расположены напротив индукторов 4 ЛАД, за счет потенциальной энергии накопленной в упругих элементах 6.
Через входной патрубок 18 исходный сыпучий материал поступает в верхнюю часть блока - веялку 12, где созданный вентилятором (не показан) воздушный поток проходит сквозь разбрасываемый сыпучий материал и удаляет легкие примеси и пыль. Поступающий с разбрасывателя 11 сыпучий материал под воздействием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности рабочего органа 2 и перемещается вниз. Вследствие возвратно-поступательного движения рабочего органа 2 происходит отделение сорных примесей.
В данной конструкции при постоянной частоте вращения рабочего органа частота его колебаний зависит от количества симметричных пластин, введенных в работу и увеличивающих количество симметричных отверстий кольца. Соответственно регулированием количества пластин можно изменять параметры колебаний рабочего органа.