Пристрій для розділення матеріалів

Винахід належить до машинобудування, до пристроїв для розділення матеріалів за розміром, і може використовува тись на підприємствах машинобудування та вторчормета для відділення сторонніх металевих предметів і мілкої фракції з витої металевої стружки водночас з руйнуванням її клубків. Відомий пристрій для розділення матеріалів [Авт.свідоцтво СРСР кл.ВO7В13/04 №1570800, БВ №22, 1990], що містить розташовані послідовно завантажувальний бункер та сепаруючий орган у вигляді дво х встановлених з постійним зазором вертикальних безконечних стрічок з штирями на їх робочих поверхнях, а також перфороване днище у вигляді похилої підпружиненої плити, підвішеної під стрічками на горизонтальному шарнірі, вивантажувальний лотік та приймачі відділених компонент. Недоліком вказаного пристрою, взятого за прототип, є розташування вертикальних безконечних стрічок з незмінним зазором між ними. При підійманні й одночасному розділенні матеріалу в просторі між поверхнями стрічок густина матеріалу поступово зменшується знизу догори за рахунок відділення мілкої фракції і сторонніх предметів, а також за рахунок рихлення та розриву клубків стружки штирями стрічок. Але зазор між стрічками лишається незмінним, і це погіршує захоплювальну спроможність сепаруючого органу, особливо в його верхній частині. Тут е фективність захоплення матеріалу штирями та його транспортування до вивантажувального лотка знижується. Частина витої стружки провалюється вниз на перфоровану плиту. Ця стружка потім знову підхоплюється штирями й циркулює в сепараційному об'ємі, не потрапляючи в вивантажувальний лотік, або ж вивантажується через вікно разом з нероздрібними предметами, чим погіршується якість розділення. Окрім того, пристрій має той недолік, що перфорована плита на ділянці між безконечними стрічками є плоскою. Матеріал на цій ділянці днища настільки віддалений від штирів обох стрічок, що не захоплюється ними. Це погіршує надходження матеріалу у простір між стрічками. До того ж залишок стружки на днищі між стрічками не виводиться з пристрою і перешкоджає просіюванню мілкої фракції, фактично зменшуючи корисну поверхню перфорованого днища. Недоліком є й те, що днище підвішене лише на одному шарнірі перед безконечними стрічками. При відхиленні днища внаслідок зусиль під час роботи пристрою зазор між днищем та задньою безконечною стрічкою стає настільки великим, що крізь нього нерозділений матеріал потрапляє до вікна для вивантаження нероздрібних предметів. Цьому сприяє й те, що рух матеріалу по плоскому похилому днищі ніяк не обмежений на ділянці під задньою безконечною стрічкою. Тому вже на початку сепарації до вікна проштовхується частина стружки, яка тут настільки віддалена від штирів, що лише частково захоплюється ними. Решта цієї стружки вивантажується через вікно разом з нероздрібними предметами, що погіршує розділення. Щоб уникнути цього недоліку, треба приблизити до штирів вікно разом з заслінкою, що утримує стр ужку. Але це обмежить корисну площу перфорованого днища, через що мілка стружка не встигатиме просіюватись крізь нього і потраплятиме до вікна разом з нероздрібними предметами. Таким чином, вказані недоліки знижують ефективність сепарації в розглянутому пристрої. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення пристрою для відділення нероздрібних предметів та мілкої фракції з металевої стружки, в якому поліпшуються умови розділення компонент та чистота розділення, й за рахунок цього підвищується його ефективність, що дозволяє переробляти металеву стружку з меншими матеріальними та енергетичними затратами порівняно з існуючим обладнанням. Новий технічний результат виявляється в підвищенні ефективності сепарації за рахунок зменшення змішування компонент, що розділяються. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому пристрої, що містить послідовно розташовані завантажувальний бункер та сепаруючий орган у вигляді дво х встановлених з зазором вертикальних безконечних стрічок з штирями на їх робочих поверхнях, а також перфороване днище у вигляді похилої підпружиненої плити, підвішеної під стрічками на горизонтальному шарнірі й обмеженої вікном для вивантаження надрешітного продукту розділення, вивантажувальний лотік і приймачі відділених компонент, згідно з винаходом передня від завантажувального бункера нескінчена стрічка встановлена з похилом в бік задньої вертикальної безконечної стрічки, днище утворене трьома перфорованими плитами, змонтованими послідовно на двох горизонтальних шарнірах, встановлених на корпусі, причому передня від бункера плита з'єднана з пальцями, встановленими на пружинах з ковзанням поперек осі переднього горизонтального шарніра, середня плита однією гранню шарнірно з'єднана з передньою, а другою - з другим горизонтальним шарніром, вісь котрого паралельна осям нижніх валів безконечних стрічок та рівновіддалена від них і розташована над загальною площиною днища, причому на задній від бункера перфорованій плиті встановлена перегородка з пазами для проходу штирів, з можливістю повороту на кут 90° на горизонтальному шарнірі, вісь якого розташована в площині, що перпендикулярна до плити й перетинає вісь нижнього вала задньої безконечної стрічки, при цьому задня перфорована плита виконана виступаючою за межі корпусу в бік руху матеріалу, і верхні вали безкінечних стрічок є привідними. Передня від бункера безконечна стрічка має похил в бік задньої для зменшення зазору між стрічками знизу догори, тобто для підвищення захоплювальної спроможності сепаруючого органу по мірі зменшення густини матеріалу. Ця густина зменшується за рахунок відділення мілкої стружки та сторонніх предметів, розриву та розпушування витої стружки, причому крупні нероздрібні предмети відділяються переважно в нижній частині сепараційного об'єму, а мілкі транспортуються вгору в масі стружки. Для їх відділення необхідна взаємодія штирів стрічок з меншими зазорами, що й досягається похилом передньої стрічки. Таким чином, цей похил зумовлений як необхідністю підвищення захоплювальної спроможності по мірі зменшення густини матеріалу, так і необхідністю відділення все менших за розміром (і масою) сторонніх предметів. Необхідно, щоб похил мала саме передня безконечна стрічка, а не задня, тому що задня стрічка захоплює матеріал з нижчого рівня, ніж передня. Якби мала похил задня стрічка в бік передньої, то штирі задньої стрічки, звернені до передньої, на ділянці свого поступального руху також мали б відповідний похил вниз від горизонту. Витки стружки сповзали б з них внаслідок цього похилу, і провалювались би знову під задню стрічку, тобто не втягувалися б в процес розділення. А от похил передньої від бункера стрічки в бік задньої не погіршує роботу пристрою, бо якщо стружка й сповзе з похилих штирів, то потрапить під штирі задньої вертикальної стрічки, які вже рухаються вгору в горизонтальному положенні, без похилу, і тому стружка з них зісковзувати не буде. Таким чином, похил саме передньої безконечної стрічки в бік задньої за умови вертикального розташування останньої є єдино можливим і необхідним для підвищення ефективності розділення. Днище утворене трьома перфорованими плитами, змонтованими послідовно на двох горизонтальних шарнірах, встановлених на корпусі, причому передня від бункеру плита з'єднана з пальцями, встановленими на пружинах з ковзанням поперек осі переднього горизонтального шарніра, середня плита однією гранню з'єднана з передньою, а другою -з другим горизонтальним шарніром, вісь котрого паралельна осям нижніх валів безконечних стрічок та рівновіддалена від них і розташована над загальною площиною днища. Вказане розташування другого горизонтального шарніра дозволяє наблизити поверхню перфорованих плит, до штирів на ділянці між стрічками настільки, що весь матеріал захоплюється штирями й надходить до сепараційного об'єму, чим підвищується ефективність розділення. Водночас рівновіддаленість осі шарніра від обох осей нижніх валів безконечних стрічок максимально знижує імовірність заклинення нероздрібного предмету між віссю цього шарніра та штирями будь-якої з стрічок. Будь-яке інше розташування осі шарніра збільшило б небезпеку заклинення порівняно з пропонованим. Завдяки цьому шарніру задня від бункера перфорована плита може повертатись донизу при застряванні нероздрібного предмету між нею та штирем задньої стрічки, звільняючи штир від заклинення. Кут відхилення цієї плити, яка має свій шарнір, не залежить від кута відхилення передньої плити. Тому зазор між задньою безконечною стрічкою та плитою не збільшується при відхиленні плити настільки, щоб крізь нього міг проходити нерозділений матеріал. Передня від бункера перфорована плита для запобігання застряванню між нею та штирем нероздрібного предмету також має відхилятися на своєму (передньому від бункера) горизонтальному шарнірі, що й досягається в пристрої. Порушува ти неперервність поверхні перфорованого днища не можна, тому передня плита шарнірно з'єднана з середньою плитою, яка своєю другою гранню з'єднана з другим горизонтальним шарніром. Щоб ці дві плити могли повертатися навколо своїх шарнірів, передня плита з'єднана з пальцями, які проходять з ковзанням поперек осі переднього горизонтального шарніра крізь пружини, зусилля яких повертає обидві плити у вихідне положення. Воно фіксується нижньою гранню стінки бункера, яка служить упором. Середня плита повернена вгору на шарнірі відносно передньої на кут, що забезпечує потрібне плече зусиль для повороту плит з ковзанням і водночас запобігає рухові нерозділеного матеріалу до вивантажувального вікна. Це також узгоджується з розташуванням другого горизонтального шарніра над загальною площиною днища. Таким чином, три встановленні вказаним способом плити утворюють неперервну, пружну, не плоску перфоровану поверхню, яка максимально знижує імовірність заклинення нероздрібного предмету та потрапляння нерозділеного матеріалу до вивантажувального вікна, а утворений плитами підйом сприяє захопленню всього матеріалу штирями, чим підвищується ефективність розділення. На задній від бункера перфорованій плиті встановлена перегородка з пазами для проходу штирів, з можливістю повороту на кут 90° на горизонтальному шарнірі, вісь якого розташована в площині, що перпендикулярна до плити й перетинає вісь нижнього вала задньої безконечної стрічки. На початку розділення перегородка відхилена вгору на 90° і перешкоджає рухо ві матеріалу до вивантажувального вікна, поки він повністю не розділиться на складові. При цьому матеріал, що утримується перегородкою, більш ефективно захоплюється штирями задньої стрічки, тому що він не потрапляє за неї. Вказане розташування осі повороту перегородки єдино можливе для досягнення технічного результату, оскільки якби перегородка була перед площиною, яка перпендикулярна до плити і перетинає вісь нижнього вала задньої безконечної стрічки, то ця перегородка приховувала б штирі при виході їх на поступальний рух, тобто зменшувала б захоплювальну спроможність штирів. Якщо ж перегородка буде за вказаною площиною, то матеріал просовуватиметься далі до вивантажувального вікна, звідки гірше захоплюватиметься штирями. До того ж в цьому випадку на матеріал, що утримується перегородкою, почне діяти непотрібне вертикальне притискне зусилля від штирів, яке сприяє заклиненню в разі потрапляння під штир нероздрібного предмету. Поворот перегородки на кут 90°, тобто врівень з поверхнею плити, забезпечує р ух нероздрібних предметів та залишків мілкої фракції по плиті до вивантажувального вікна, в процесі чого ці компоненти остаточно розділяються й вивантажуються. Перегородка утворена двома перфорованими стінками, з'єднаними під прямим кутом, для того, щоб при обох положеннях перегородки відповідний до неї виріз у задній перфорованій плиті був закритим, і крізь нього не проходили нероздрібні предмети. Разом з тим, перфоровані стінки перегородки не заважають рухові та відділенню мілкої фракції при будь-якому положенні перегородки, що також сприяє ефективності розділення. Технічний результат досягається лише при повороті перегородки відносно плити на 90°, оскільки в іншому разі виріз у плиті не буде повністю закритим, і крізь нього пройдуть нероздрібні предмети, що погіршить чистоту розділення. Фіксація положень перегородки здійснюється упорами, а її поворот - наприклад, за допомогою пневмоциліндра, з'єднаного з важелем, встановленим на осі перегородки. Оскільки важливий поворот перегородки відносно плити, то вузол кріплення пневмоциліндра жорстко зв'язаний з плитою, але винесений за межі корпусу пристрою, щоб не чинити перешкод рухові матеріалу. Задня перфорована плита виконана виступаючою за межі корпусу в бік руху матеріалу, щоб збільшити корисну площу цієї плити. Завдяки наявності перегородки під задньою безконечною стрічкою, кінцева частина задньої перфорованої плити звільнена від утримування матеріалу поблизу штирів для його повного захоплення. Тому довжина плити в напрямку руху матеріалу нічим не обмежується і може бути збільшена настільки, щоб повністю відділити мілку фракцію від нероздрібних предметів. Таким чином, перегородка робить можливим збільшення корисної площі задньої плити, чим підвищується ефективність розділення. Але коливання збільшеної за площею та масою плити відносно горизонтального шарніра більш уповільнені, що знижує ефективність руху і розділення матеріалу на цій плиті. Тому за умови збільшення плити на ній необхідне встановлення моторавібратора, який інтенсифікує коливання плити, а разом з тим і процес розділення на ній. Верхні вали безкінечних стрічок є приводними, завдяки чому приводне зусилля прикладене до верхніх частин безконечних стрічок. Це забезпечує належне натягання стрічок і виключає їх провисання, чим зберігається саме той, необхідний для підвищення ефективності розділення зазор між стрічками, який дає похил передньої стрічки в бік задньої. На фіг.1 показаний пристрій для розділення матеріалів, вид збоку в розрізі, на фіг.2 - задня перфорована плита з піднятою перегородкою, вид збоку, розріз А-А на фіг.3; на фіг.3 - задня перфорована плита з піднятою перегородкою, вид Б на фіг.2; на фіг.4 - та ж плита з опущеною перегородкою, вид збоку, розріз В-В на фіг.5; на фіг.5 - та ж плита, з опущеною перегородкою, вид Г на фіг.4. Пристрій для розділення матеріалів (фіг.1) містить завантажувальний бункер 1 та сепаруючий орган у вигляді двох встановлених з зазором вертикальних безконечних стрічок 2, 3 з штирями 4 на їх робочих поверхнях та гребінчастими очищувачами 5,6, а також перфороване днище, підвішене під стрічками та обмежене вікном 7 для вивантаження надрешітного продукту розділення, вивантажувальний лотік 8 і приймачі відділених компонент 9, 10, 11. Передня від завантажувального бункера безконечна стрічка встановлена з похилом в бік задньої вертикальної безконечної стрічки, а днище утворене трьома перфорованими плитами 12, 13, 14, змонтованими послідовно на двох горизонтальних шарнірах 15, 16, встановлених на корпусі, причому передня від бункера плита з'єднана з пальцями 17, встановленими на пружинах 18 з ковзанням поперек осі переднього горизонтального шарніра, середня плита однією гранню шарнірне з'єднана з передньою, а другою - з другим горизонтальним шарніром 16, вісь котрого паралельна осям нижніх валів безконечних стрічок та рівновіддалена від них і розташована над загальною площиною днища. На задній від бункера перфорованій плиті встановлена перегородка 19 (фіг.2, 3, 4, 5) з пазами для проходу штирів, утворена двома перфорованими стінками 19, 20, з'єднаними під прямим кутом вздовж осі повороту перегородки. Перегородка встановлена на горизонтальному шарнірі 21, вісь якого розташована в площині, що перпендикулярна до плити й перетинає вісь нижнього вала задньої безконечної стрічки. На верхній та нижній поверхнях задньої перфорованої плити 14 встановлені упори 22 для фіксації перегородки в крайніх положеннях. На осі повороту перегородки встановлений важіль 23, з'єднаний з пневмоциліндром 24, вузол кріплення 25 котрого жорстко зв'язаний з задньою перфорованою плитою 14 та винесений за межі корпусу 26 пристрою. Перфорована плита 14 виконана виступаючою за межі корпусу й підвішена на пружинах 27, а на її нижній поверхні встановлений мотор-вібратор 28. Схема розташування штирів на робочих поверхнях стрічок аналогічна прототипу. Пристрій працює наступним чином. Матеріал (суміш витої стружки з нероздрібними предметами та мілкою фракцією) завантажується в бункер 1 (фіг.1) та потрапляє на передню перфоровану плиту 12. Передня безконечна стрічка 2 при своєму рухові захоплює матеріал штирями 4 і протаскує його по передній перфорованій плиті, крізь яку починає просуватись мілка фракція. В разі надмірного ущільнення під стрічкою 2, а також при потраплянні нероздрібного предмету під штир, передня плита 12 повертається вниз навколо шарніра 15 разом з шарнірно з'єднаною з нею середньою плитою 13. Водночас з тим плита 12 ковзає своїми пальцями 17 поперек осі шарніра 15, стискаючи пружини 18. Відхилення плити триває, поки ущільнений матеріал або нероздрібний предмет з-під штиря не проштовхнуться на ділянку днища між стрічками. Після цього пружини 18, розпрямляючись, вертають плиту 12 у вихідне положення, яке фіксується упором (нижньою гранню стінки бункера). Таким чином, шарнірно з'єднані передня та середня перфоровані плити за умови обертання передньої плити з ковзанням поперек осі переднього шарніра, забезпечують захоплення матеріалу штирями та запобігають заклиненню, що підвищує е фективність розділення. Штирі передньої безконечної стрічки затягують матеріал на ділянку днища між стрічками, де він наближається до штирів задньої стрічки 3 завдяки тому, що другий горизонтальний шарнір 16 розташований над загальною площиною днища, а змонтовані на цьому шарнірі плити 13, 14 утворюють підйом. Завдяки цьому весь матеріал ефективно захоплюється штирями обох стрічок. Наявність вказаного підйому узгоджена із збільшенням відстані між нижніми валами стрічок, зумовленими похилом передньої з них в бік задньої, і підвищує е фективність захоплення матеріалу в нижній частині сепараційного об'єму. Разом з тим штирі задньої стрічки фактично захоплюють матеріал з більш високого рівня, що прискорює його втягування в процес розділення. Задня безконечна стрічка, рухаючись назустріч передній, взаємодіє з нею, внаслідок чого матеріал захоплюється штирями обох стрічок і піднімається вгору, в зазор між стрічками. Стрічки рухаються з різними швидкостями, за рахунок чого вита стр ужка по мірі підіймання все більше розтягується та розривається, а мілка фракція та нероздрібні предмети звільняються від зачеплення з клубками і під дією гравітації осипаються вниз. Великі за розміром і масою предмети відділяються переважно в нижній частині сепараційного об'єму, а менші предмети втягуються разом із стружкою вище, де вони також відділяються за рахунок того, що тут зазор між стрічками зменшується, і штирі ефективно розтягують стружку. Тобто відділення все менших за розміром нероздрібних предметів залишається ефективним на всій висоті сепараційного об'єму за рахунок зменшення зазору між стрічками внаслідок похилу передньої стрічки в бік задньої. Завдяки цьому вита стр ужка, незважаючи на її розрив та рихлення, ефективно захоплюється штирями по всій висоті сепараційного об'єму й транспортується вгору аж до зняття її з штирів гребінчастими очищувачами 5, 6 та переведення у вивантажувальний лоток 8. Оскільки має похил передня стрічка, а задня - вертикальна, то частина стружки, яка зісковзує з похилих штирів передньої стрічки, потрапляє згодом на штирі задньої стрічки, які вже не мають похилу й транспортують стружку вгор у без зісковзування. Задня стрічка підхоплює стружку з нижчого рівня, ніж передня, тому весь зумовлений зісковзуванням матеріал все одно втягується в розділення. Таким чином, нахил саме передньої стрічки за умови вертикальності задньої підвищує е фективність розділення. Очищена від нероздрібних предметів та мілкої фракції вита стр ужка вивантажується з лотка в приймач 9. В зазорі між стрічками нероздрібні предмети й мілка фракція провалюються вниз крізь проміжки між рухомими штирями, тобто назустріч витій стружці, що рухається вгору. Тому частина предметів та мілкої фракції деякий час затримується в середовищі витої стружки, рухаючись як вниз, так і знизу догори, але поступово опускаючись донизу, по мірі зменшення подавання матеріалу з бункера. Всі нероздрібні предмети та мілка фракція досягають днища, коли вихідний матеріал вже не надходить знизу до зазору між стрічками. Тому пристрій працює циклічно з завантаженням матеріалу окремими порціями. Перегородка 19 на початку сепарації орієнтована під прямим кутом до плити 14 (фіг.2, 3), тому рух нерозділеного матеріалу по цій плиті неможливий. Завдяки цьому вита стружка не потрапляє до вікна 7 для сторонніх предметів, а густина нерозділеного матеріалу перед задньою стрічкою 3 збільшується, й захоплення його штирями поліпшується. Таким чином, наявність перегородки на задній плиті підвищує е фективність розділення. Штирі задньої безконечної стрічки проходять крізь пази перегородки і захоплюють утримуваний нею матеріал. Оскільки перегородка розташована в площині, що перпендикулярна до плити 14 і перетинає вісь нижнього вала стрічки 3, то нероздрібний предмет не може потрапити в зазор між штирем та плитою 14 (за умови піднятої перегородки) і викликати заклинення. Якби перегородка була встановлена за вказаною площиною, то зазор між плитою 14 та штирем у його нижньому положенні лишався б вільним, і в ньому міг би застрягнути нероздрібний предмет, враховуючи те, що саме перед перегородкою накопичуються ці предмети в процесі розділення. Якщо ж розташува ти перегородку перед вказаною площиною, то вона буде приховувати штирі задньої стрічки при їх виході на поступальний рух, тобто погіршить захоплення ними матеріалу. Таким чином, вказане розташування перегородки єдино можливе і необхідне для підвищення ефективності розділення. Завдяки тому, що перегородка утримує матеріал перед задньою безконечною стрічкою, можна збільшити корисну поверхню розділення задньої плити і обійтись без заслінки у вікні, яка є у найближчого аналога. Коли перегородка 19 піднята, то стінка 20, з'єднана з нею під прямим кутом, повністю закриває відповідний виріз у плиті 14 врівень з поверхнею цієї плити, і в цей виріз не потрапляють нероздрібні предмети. Оскільки обидві стінки 19, 20 перфоровані, то мілка стружка відсіюється крізь них при будь-якому положенні перегородки, бо ця стружка проникає й крізь отвори вертикальної стінки на плиту 14. Таким чином, виконання перегородки у вигляді двох перфорованих стінок, з'єднаних під прямим кутом, поліпшує розділення мілкої стружки і нероздрібних предметів. Як тільки вивантаження витої стружки з лотка припиняється, приводиться до дії пневмоциліндр 24, який за допомогою важеля 23 повертає перегородку 19 на шарнірі 21 на кут 90° так, що вона лягає врівень з поверхнею плити 14, а стінка 20 фіксується упором 22 (фіг.4, 5). Таке положення відповідає усуненню перегородки під задньою безконечною стрічкою. Тепер нероздрібні предмети разом з мілкою стружкою просуваються по перфорованій плиті 14 до вивантажувального вікна 7. Разом з тим мілка стружка остаточно просіюється крізь отвори й потрапляє в приймач 10. Це просіювання, як і рух предметів по плиті 14, інтенсифікується працюючим мотор-вібратором 28, який надає коливання плиті. Плита коливається тому, що вона встановлена на шарнірі 16, а її вільний кінець підвішений на пружинах 27, закріплених іззовні на корпусі пристрою за допомогою кронштейнів, які проходять крізь пази у бокових стінках корпусу (фіг. 1). Завдяки тому, що вузол кріплення 25 (фіг.2, 3, 4, 5) пневмоциліндра жорстко зв'язаний з перфорованою плитою 14 та проходить крізь паз у боковій стінці 26 корпусу, коливання плити не впливають на роботу пневмоциліндра й на положення перегородки 19. Оскільки плита 14 виконана виступаючою за межі корпусу в бік руху матеріалу, то її поверхня розділення виявляється достатньою для повного відділення мілкої стружки від нероздрібних предметів, які потрапляють до приймача 11. Після опускання перегородки (фіг.4, 5) рух безконечних стрічок триває, і їх штирі утримують можливі залишки витої стружки від їх ковзання по днищу до вивантажувального вікна. Після виведення всіх нероздрібних предметів приводиться до дії пневмоциліндр, який встановлює перегородку вертикально, і в такому стані пристрій готовий до завантаження нової порції матеріалу. Таким чином, похил передньої безкінечної стрічки в бік вертикальної задньої, разом з виконанням днища у вигляді трьох підпружинених перфорованих плит, змонтованих на шарнірах з вказаним їх розташуванням, а також використання поворотної перегородки під задньою безконечною стрічкою, та зумовлене нею збільшення поверхні розділення задньої перфорованої плити, забезпечує підвищення ефективності сепарації.