СЕПАРАТОР
SEPARATOR

Изобретение относится к сепараторам для разделения твердых смесей по фракциям и может быть использовано в сельхозмашиностроении в конструкциях клубнекорнеуборочных и сортировальных машин, а также в деревообрабатывающей и горнорудной промышленности.
Известен элеватор картофелекопателя КСТ-1,4, который предназначен для перемещения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее. Элеватор картофелекопателя представляет собой решетчатое полотно с замкнутым контуром, верхняя рабочая ветвь при движении встряхивается эллиптическими звездочками. Полотно элеватора образованно прутками, концы которых заделаны в звенья втулочно-роликовой цепи, которыми полотно опирается на звездочки ведущего вала и опорные ролики ведомого вала (см. книгу А.Н.Карпенко, В.М.Халенский. «Сельскохозяйственные машины», М.: «Колос», 1983, с.338).
Конструкция элеватора достаточно сложна и при том неравнопрочна, наибольшему износу подвергаются звенья втулочно-роликовых цепей, которые работают в среде обрабатываемого материала и контактируют не только с ним, но и с ведущими и встряхивающими звездочками, поэтому из-за износа и вытягивания этих цепей их шаг увеличивается и перестает совпадать с шагом ведущих звездочек в результате чего они произвольно проскальзывают относительно соседних ведущих звездочек из-за чего нарушается параллельность прутков полотна валам поскольку прутки соединены с соседними цепями и при огибании таким полотном валов прутки изгибаются, полотно выходит из строя.
Известна роликовая сортировка КСЭ-15Б, которая разделяет клубни картофеля на фракции по размерам. Поверхность сортировки составлена из обрезиненных фигурных вращающихся роликов на начальном этапе величина просветов между ними меньше и через эти просветы проваливается более мелкая фракция на сборники с транспортерами, более крупная фракция проваливается на втором этапе, где просветы больше и самая крупная сходит с поверхности сортировки (см. там же, с.344).
Известная сортировка не обеспечивает достаточного динамического воздействия на сепарируемую массу и может работать лишь при ее невысокой влажности, исключающей залипание просветов, не обеспечивает возможности изменения скорости перемещения продукта по сепарирующей поверхности для улучшения сепарирующей способности.
Наиболее близким техническим решением является (см. а.с. №546394, 15.02.1977, B07B 1/46), из которого известен цепной грохот (сепаратор), включающий механизм привода, расположенные между боковинами рамы решетчатое полотно в виде ряда круглозвенных цепей с замкнутым контуром, охватывающим ведущий вал со звездочками, выполняющими функцию зацепов и ведомый вал.
Данное техническое решение не обеспечивает возможности изменения скорости продвижения продукта по решетчатому полотну без изменения величины динамического воздействия на него, что необходимо для достижения качественной сепарации при изменении, допустим, влажности и отсутствует возможность сепарации продукта на количество фракций более двух.
Целью изобретения является упрощение консультации, обеспечение большей равнопрочности ее элементов и увеличения срока службы, обеспечение возможности одновременно с выделением мелкой фракции (песок, пыль, опил) кусковую фракцию дополнительно разделять по размерам при любой влажности, исключая вероятность залипания полотна, а также путем изменения скорости перемещения продукта по сепарирующей поверхности, а следовательно, и продолжительности его обработки для достижения требуемой полноты разделения на фракции без изменения частоты вращения ведущего вала и величины динамического воздействия на продукт.
Поставленная цель осуществлена тем, что ведущий вал со звездочками и ведомый с роликами установлены замкнутые круглозвенные цепи, верхние ветви которых образуют вместе с боковинами рамы решетчатое полотно, а звездочки ведущего вала выполнены в виде зацепа, причем зацепы соседних цепей ведущего вала смещены относительно друг друга по углу поворота. Для обеспечения возможности изменения скорости перемещения продукта по решетчатому полотну, обусловленной величиной дуги контакта зацепа ведущего вала с цепью за один его оборот ведущих вал выполнен в виде двух валов с опорными роликами, которые закреплены на раме один над другим и между ними установлен вал с зацепами с возможностью перемещения относительно этих валов в горизонтальной плоскости. Для обеспечения возможности изменения величины дуги контакта зацепа ведущего вала с цепью без изменения величины натяжения цепи один из валов с опорными роликами ведущего вала и вал с зацепами установлены на общем коромысле с возможностью поворота последнего относительно рамы. При использовании сепаратора для разделения продукта более чем на две фракции опорные ролики и зацепы установлены на валах таким образом, что расстояние между ними на вдохе продукта меньше чем на его выходе с решетчатого полотна. При этом под верхней ветвью решетчатого полотна по его длине перпендикулярно движению продукта установлены конвейеры транспортировки фракций из пространства между ветвями.
Изобретение пояснено чертежами. На фиг.1 изображена схема сепаратора в положении, когда зацеп ведущего вала вне контакта с цепью, верхняя ветвь прогнута под действием веса продуктов; на фиг.2 изображена схема в положении, когда зацеп ведущего вала взаимодействует с цепью; на фиг.3 изображено положение соседних ветвей по сечению А-А в различных фазах и расположение на них фрагментов продукта; на фиг.4 показана схема сепаратора, ведущий вал которого состоит из двух расположенных друг над другом валом с опорными роликами и установленного между ними с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости вала с зацепами; на фиг.5 - схема сепаратора, где один из валов с опорными роликами ведущего вала с зацепами установлены на общем коромысле с возможностью поворота коромысла относительно рамы сепаратора. Рама сепаратора на всех схемах условно не показана.
Сепаратор содержит установленные на общей раме с приводом ведущий вал 1 с зацепом 2, ведомый вал 3 с опорным роликами, круглозвенную цепь 4, коромысло 5 и валы 6 с опорными роликами ведущего вала 1. На фиг.3 - цепь «а» по окончании воздействия на нее зацепа 2, фрагмент продукта в наивысшей точке; «б» - начало воздействия зацепа на цепь, фрагмент продукта получает ускорение; «в» - зацеп на цепь не воздействует, фрагмент продукта в низшей точке своим весом прогибает верхнюю ветвь цепи; «г» - зацеп на цепь не воздействует, фрагмент под действием веса падает на цепь.
Работает описываемый сепаратор следующим образом. В начальный период фиг.1 (цепь «в» фиг.3) зацеп 2 ведущего вала 1 не взаимодействует с цепью 4, нижняя ветвь ее натянута, а верхняя прогнута под воздействием веса продукта. Как только зацеп 2 при повороте вала 1 захватит звено цепи 4 фиг.2 (цепь «б», фиг.3) верхняя ветвь ее резко натянется, сообщив крупной фракции продукта импульс движения по ходу цепи и вверх, мелкая фракция провалится вниз через звенья цепей и пространство между ними. Поскольку зацепы соседних цепей смещены относительно друг друга по углу поворота ведущего вала 1, соседние цепи совершают свой цикл со сдвигом на этот угол. Во время воздействия своего зацепа на любую из цепей она будет находиться выше цепей, которые со своими зацепами в данный момент не взаимодействуют, и продукт на цепи, взаимодействующей с зацепом, будет находится в неустойчивом положении и перемещаться не только ко сходу с сепаратора, но и сваливаться на соседние цепи, что способствует перемещению продукта как по длине вместе с цепью, так и по ширине сепарирующей поверхности, то есть более равномерному распределению по толщине слоя и, как следствие, более полному распределению на фракции.
Для обеспечения возможности изменения величины перемещения цепи 4 за оборот вала 1 с зацепами 2 ведущий вал (фиг.4 и 5) выполнен в виде двух расположенных друг над другом валов 6 с опорными роликами, между которыми расположен вал 1 с зацепами 2 с возможностью изменения его положения относительно валов 6, что позволяет изменять величину угла поворота вала 1, при котором зацеп 2 взаимодействует с цепью 4. На фиг.4 вал 1 установлен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости относительно валов 6, что ведет к изменению натяжения цепи 4, требует введение в конструкцию дополнительного натяжного устройства цепи и усложняет регулировки измения величины перемещения цепи 4 на оборот вала 1. На фиг.5 вал 1 и один из валов 6 ведущего вала установлен на общем коромысле 5, при изменении угла поворота которого относительно рамы сепаратора изменяется величина угла поворота вала 1, при котором зацеп 2 взаимодействует с цепью 4 без изменения натяжения последней.
Для разделения продукта на более чем две фракции расстояние между опорными роликами валов 3 и 6 и зацепами вала 1 на входе продукта в сепаратор меньше, чем на выходе из него, в результате чего расстояние между цепями постепенно увеличивается по длине сепаратора, что позволяет разделять продукт по размеру кусков для чего по длине сепаратора между ветвями цепи установлены поперечные конвейеры.
Описываемый сепаратор позволяет упростить конструкцию при большей равнопрочности его элементов с увеличением срока службы обеспечивает возможность выделять не только мелкую фракцию при любой влажности, но и кусковую фракцию разделять по размерам, а также регулировать скорость перемещения продукта по сепарирующей поверхности без изменения частоты вращения ведущего вала, что недопустимо ввиду снижения динамического воздействия на продукт. Полнота сепарации обеспечена не только возможностью изменения скорости движения продукта, а следовательно, и продолжительности его обработки на сепарирующий поверхности, но и перемещением продукта как в сторону его схода, так и в поперечном направлении, что обеспечивает распределение обрабатываемого продукта более равномерно по толщине на поверхности сепаратора.