Багатофракційний вібраційний сепаратор

Багатофракційний вібраційний сепаратор, що містить встановлений на пружних опорах корпус з ситами, виконаний у вигляді спіралеподібних лотків із перфорованим та суцільним днищами, які розміщені один під одним, а між ними встановлені вертикальні циліндричні перегородки, в порожнинах між якими розміщені гумові кульки, та C2 2 (19) 1 3 79624 вість поділу оброблюваного сипучого матеріалу на три чи більше фракції та достатню для якісного сепарування протяжність робочої зони лотків. Поставлена задача досягається тим, що у багатофракційному вібраційному сепараторі, який містить встановлений на пружних опорах корпус з ситами, виконаний у вигляді спіралеподібних лотків із перфорованим та суцільним днищами, які розміщені один під одним, а між ними розташовані вертикальні циліндричні перегородки, в порожнинах між якими розміщені гумові кульки, та зв'язаний з приводом за допомогою еластичного елемента, збудник коливань з дебалансами, що виконані із можливістю провертання навколо осі вертикального вала і встановлені попарно на його кінцях, причому, пари дебалансів розвернуті одна відносно одної таким чином, що між площинами які проходять через їх центри мас і вісь вертикального вала, утворений кут розвороту у 30-150°, який відраховується у напрямі від нижньої пари дебалансних вантажів до верхньої і має напрям відліку, що співпадає із напрямком завивки спіралі лотків, поярусно встановлено два або декілька підпружинених корпусів з ситами у вигляді спіралеподібних лотків із перфорованим та суцільним дном, причому напрям завивки спіралей лотків суміжних корпусів зустрічний, а вертикальні вали збудників їх коливань з'єднані між собою за допомогою еластичних елементів, причому кути розвороту пар дебалансних вантажів збудників коливань суміжних корпусів з ситами, мають зустрічний напрям відліку, який співпадає із напрямком завивки спіралі лотків. При обертанні вертикальних валів із парами дебалансів на кожному із них виникає система двох взаємно нерухомих обертових відцентрових сил, під дією яких, корпуси із спіралеподібними лотками починають здійснювати складні просторові коливання, які можна розглядати як суму двох коливань: поступальних коливань центрів мас корпусів по горизонтальній круговій траєкторії та кутових коливань корпусів навколо власного центру мас. При цьому кожна точка робочої поверхні спіралеподібних лотків коливається по траєкторії, яка має форму нахиленого під певним кутом до горизонтальної площини еліпсу. Причому, точки поверхонь лотків, які лежать на концентричному із віссю вертикального вала колі, здійснюють ці коливання із зсувом фаз одна відносно одної. Такі коливання точок поверхонь лотків можна розглядати як розповсюдження вздовж кільцевих осей лотків квазіхвиль, що призводить до інтенсивного вібротранспортування шару оброблюваного матеріалу вздовж лотків та його перемішування, а отже до його інтенсивного просіювання та розділу на фракції на перфорованому лотку. Оскільки напрям вібротранспортування шару сипучого матеріалу не залежить від напрямку обертання вертикальних валів і завжди здійснюється у напрямку підрахунку кута розвороту дебалансних вантажів від нижньої пари дебалансних вантажів до верхньої за умови, що цей кут не більший 180°, і у суміжних корпусах зі спіральними лотками цей кут має зустрічний напрям, то вібротранспортування оброблюваного матеріалу на суміжних корпусах зі спіральними 4 лотками буде зустрічним і співпадатиме із напрямком завивки спіралі лотків. Отже оброблюваний матеріал, що подається на початок спіралі верхнього перфорованого лотка переміщатиметься вздовж нього, при цьому крупна фракція переміщатиметься до його кінця і подаватиметься до приймального бункера крупної фракції, дрібна фракція, що просипається через отвори перфорованого лотка попадатиме на спіральний лоток із суцільним дном і транспортуватиметься до його кінця, звідки просипатиметься на кінець спіралі перфорованого лотка другого корпусу, що розміщений нижче. На спіральних лотках цього корпусу сипучий оброблюваний матеріал транспортуватиметься від кінців спіралей лотків до їх початків, де знову крупна фракція подається до приймального бункера, а дрібна просипатиметься на спіральний лоток із суцільним дном, транспортуватиметься до його початку і просипатиметься на початок перфорованого лотка корпусу, що знаходитиметься під ним і так далі. Таким чином оброблюваний матеріал почергово проходить через усі перфоровані лотки, де від нього почергово відділяються крупніші фракції та подається до приймального бункера найдрібнішої фракції. Отже на багатофракційному вібраційному сепараторі оброблюваний матеріал поділяється на декілька фракцій, кількість яких на одиницю більша від кількості корпусів з ситами. Виготовлення лотків спіральними, дозволяє збільшити протяжність шляху, по якому рухається шар оброблюваного матеріалу по перфорованій поверхні, а отже покращити якість сепарування, при збереженні габаритних розмірів корпусу. Змінюючи масу пар дебалансів, їх ексцентриситет та кут взаємного розвороту, можна плавно, у широких межах, регулюва ти складові траєкторії коливань корпусу із лотками залежно від властивостей оброблюваного матеріалу. Оскільки, вертикальні циліндричні перегородки жорстко прикріплені до спіралеподібних лотків із перфорованим дном утворюють кільцеві лотки, які також здійснюють описані вище коливання, то розміщені в порожнинах між перегородками гумові кульки вібротранспортуються вздовж кільцевих лотків із постійним підкиданням, при цьому вони постійно вдаряються об перфороване дно спіральних лотків і очищують їх. Конструктивна схема багатофракційного вібраційного сепаратора зображена на Фіг.1-3. Багатофракційний вібраційний сепаратор складається із рами 1 з опорними панелями 2 на яких, за допомогою рівномірно розміщених по колу пружних елементів 3, поярусно встановлені корпуси з ситами 4, що утворені верхнім перфорованим 5 та нижнім суцільним 6 спіральними лотками. Між спіральними лотками закріплені циліндричні вертикальні роздільні перегородки 7 та перепускне сито 8, що утворюють кільцеві лотки. У порожнинах між перегородками 7 вільно розміщені гумові кульки 9. Діаметр отворів перепускного сита 8 повинен бути більшим від діаметра отворів спірального перфорованого лотка 5, але меншим половини діаметра гумових кульок 9. До корпусів з ситами 4 співвісно кріпляться збудники коливань, які складаються із 5 79624 вертикальних валів 10, на обох кінцях яких розміщені верхні 11 та нижні 12 пари дебалансів. Дебаланси виготовлені у формі кругових секторів із прорізами, мають однакові розміри і можуть вільно встановлюватись на відповідних шийках вертикальних валів 10 та фіксуватись стяжними болтами. У кожній парі дебаланси можуть встановлюватись під кутом g один відносно одного, а пари дебалансів 11 та 12 встановлені таким чином, щоб між площинами, які проходять через їх центри мас і вісь вертикального валу 10, утворювався кут їх взаємного розвороту a величиною у 30-150°. Причому, кут розвороту a, який відраховується у напрямі від нижньої пари дебалансів до верхньої, має напрям відліку, що співпадає із напрямком завивки спіралі лотків. Вертикальні вали 10 з'єднані за допомогою еластичних муфт 13 між собою та з привідним електродвигуном 14. Над початками непарних, починаючи із верхнього, спіральних перфорованих лотків 5 закріплений живильник 15 чи знаходяться перепускні люки 16 суцільних спіральних лотків верхніх корпусів 4, а в кінці перфорованих лотків 5 знаходяться вивантажувальні лотки 17 та приймальні бункери відповідної фракції 18. У парних спіральних перфорованих лотках 5 перепускні люки 16 суцільних спіральних лотків верхніх корпусів 4 знаходяться над кінцями цих перфорованих лотків 5, а вивантажувальні лотки 17 та приймальні бункери відповідної фракції 18 знаходяться на початку спірального перфорованого лотка 5. Суміжні корпуси з ситами 4 з'єднані між собою за допомогою еластичних ущільнень 19 таким чином, що утворюють гнучк у повітронепроникну трубу. Нижня дебалансна пара 12 найнижчого корпусу із ситами 4 закрита кожухом 20. Багатофракційний вібраційний сепаратор працює наступним чином. При включенні привідного електродвигуна 14, обертовий рух через еластичні муфти 13 передається до вертикальних валів 10 із парами дебалансів 11 і 12, що призводить до виникнення систем двох взаємно нерухомих обертових відцентрових сил, які діють на вертикальні вали 10. Під дією цих сил генеруються складні просторові коливання корпусів з ситами 4 та спіралеподібними лотками 5 і 6, які можна розглядати як суму дво х коливань: поступальних коливань їх центрів мас по горизонтальних кругови х траєкторіях та кутових коливань навколо центрів мас. При цьому кожна точка робочих поверхонь спіралеподібних лотків 5 і 6 коливається по траєкторії, яка має форму нахиленого під певним кутом до горизонтальної площини еліпсу. Причому, точки поверхонь спіралеподібних лотків 5 і 6, які лежать на концентричних із осями вертикальних валів 10 колах, здійснюють ці коливання із зсувом фаз одна відносно одної. Такі коливання точок поверхонь спіралеподібних лотків 5 і 6 можна розглядати як розповсюдження вздовж їх кільцевих осей квазіхвиль, які складаються із біжучих повздовжньої і поперечної квазіхвиль, що зсунуті одна відносно одної на 90°. Причому, хвилеві фронти обох квазіхвиль мають форму площин, які проходять через осі вертикальних валів 10, а довжина квазіхвиль рівна довжині концентричних із віссю валів 10 кіл, вздовж яких вона розповсюджу 6 ється. Такі коливання точок поверхонь спіралеподібних лотків 5 і 6, призводять до інтенсивного перемішування і вібротранспортування оброблюваного матеріалу вздовж їх спіральних доріжок. Оскільки напрям вібротранспортування шару сипучого матеріалу не залежить від напрямку обертання вертикальних валів 10 і завжди здійснюється у напрямку підрахунку кута розвороту дебалансних вантажів від нижньої пари дебалансних вантажів 12 до верхньої 11 за умови, що цей кут не більший 180°, і у суміжних корпусах зі спіральними лотками 4 цей кут має зустрічний напрям, то вібротранспортування оброблюваного матеріалу на суміжних корпусах зі спіральними лотками 4 буде зустрічним і співпадатиме із напрямком завивки спіралі лотків 5 і 6. Отже оброблюваний матеріал, що подається із живильника 15 на початок спіралі верхнього перфорованого лотка 5, переміщатиметься вздовж нього, при цьому крупна фракція переміщатиметься до його кінця і через вивантажувальні лотки 17 подаватиметься до приймального бункера крупної фракції 18, дрібна фракція, що просипається через отвори перфорованого лотка 5 попадатиме на спіральний лоток із суцільним дном 6 і транспортуватиметься до його кінця, звідки, через перепускний люк 16 просипатиметься на кінець спіралі перфорованого лотка 5 другого корпусу 4, що розміщений нижче. На спіральних лотках 5 і 6 цього корпусу сипучий оброблюваний матеріал транспортуватиметься від кінців спіралей лотків до їх початків, де знову крупна фракція подається до приймального бункера 18, а дрібна фракція, що просипається через отвори перфорованого лотка 5 попадатиме на спіральний лоток із суцільним дном 6 транспортуватиметься до його початку і через перепускний люк 16 просипатиметься на початок перфорованого лотка 5 корпусу 4, що знаходитиметься під ним і так далі. Таким чином оброблюваний матеріал почергово проходить через усі перфоровані лотки, де від нього почергово відділяються крупніші фракції та подається до приймального бункера найдрібнішої фракції 18. Отже, оброблюваний матеріал поділяється на декілька фракцій, кількість яких на одиницю більша від кількості корпусів з ситами. Траєкторія руху оброблюваного сипучого матеріалу на Фіг.1-3 вказана пунктирними стрілками. Водночас, під дією коливань корпусу з ситами 4 виникає вібротранспортування гумових кульок 9 вздовж кільцевих лотків, які також здійснюють описані вище коливання. Дане вібротранспортування гумових кульок 9, здійснюється із постійним їх підкиданням і вдарянням об перфоровані робочі поверхні спіральних лотків 5, що супроводжується очищенням останніх від гранул оброблюваного матеріалу, що застряли у їх отворах. Змінюючи масу пар дебалансів 11 і 12, їх ексцентриситет, шляхом провертання і зміни кута взаємного положення дебалансів один відносно одного у кожній парі g, а також кут взаємного розвороту пар дебалансних вантажів a, можна плавно, у широких межах, регулювати складові траєкторії коливань спіралеподібних лотків 5 і 6 та точок їх поверхонь. При цьому, буде змінюватись інтенсивність перемішування шару оброблюваного ма 7 79624 теріалу та швидкість його вібротранспортування вздовж лотків, а отже час обробітку, залежно від вихідних параметрів. Кут взаємного розвороту пар дебалансів 11 і 12 повинен знаходитись у межах 30-150°, оскільки при інших його значеннях не відбуватиметься ефективного вібротранспортування Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 шару оброблюваного матеріалу. Виготовлення лотків 5 і 6 спіральними, дозволяє збільшити протяжність шляху, по якому рухається шар оброблюваного матеріалу по перфорованій поверхні, а отже покращити якість сепарування, при збереженні габаритних розмірів корпусу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601