Багатофракційний вібраційний сепаратор

Реферат: Винахід належить до техніки сепарування та класифікації сипучих матеріалів і може бути використаний у сільськогосподарському виробництві, харчовій, хімічній, будівельній, гірничорудній та інших галузях промисловості. Багатофракційний вібраційний сепаратор, що містить два або декілька встановлених поярусно на пружних опорах корпусів з ситами, виконаних у вигляді спіралеподібних лотків із перфорованим та суцільним дном, які розміщені один під одним, а між ними встановлені перепускне сито і вертикальні циліндричні перегородки, в порожнинах між якими розміщені гумові кульки, причому напрям завивки спіралей лотків суміжних корпусів зустрічний. Віброприводи спіралеподібних лотків виконані у вигляді спільного вертикального вала, що має квадратний переріз і встановлений за допомогою пружних опор та зв'язаний із приводом обертання через еластичну муфту, а зі спіралеподібними лотками через порожнинну втулку, підшипники та корпус підшипникового вузла, за допомогою центральної осі та верхньої і нижньої груп регульованих упорів, що є двома взаємно перпендикулярними парами гвинтів, одна із яких паралельна до центральної осі. Використання винаходу дозволить забезпечити можливість незалежного регулювання вертикальних та горизонтальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків та можливості роботи вібраційного сепаратора при низьких частотах. UA 98184 C2 (12) UA 98184 C2 UA 98184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до техніки сепарування та класифікації сипучих матеріалів і може бути використаним у сільськогосподарському виробництві, харчовій, будівельній, хімічній, гірничорудній та інших галузях промисловості. Відомий вібраційний сепаратор (патент України №69424 С2, 15.09.2004, Бюл.№9), що містить встановлений на пружних опорах корпус з ситами, виконаний у вигляді спіралеподібних лотків із перфорованим та суцільним дном, 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. Недоліком даного вібраційного сепаратора є відсутність можливості поділу оброблюваного сипучого матеріалу на три чи більше фракції. Найбільш близьким за технічною суттю до заявлюваного є вібраційний сепаратор (Патент України №79624 С2, 10.07.2007. Бюл.№10), що містить два або декілька встановлених поярусно на пружних опорах корпусів з ситами, виконаними у вигляді спіралеподібних лотків із перфорованим та суцільним дном, які розміщені один під одним, а між ними встановлені вертикальні циліндричні перегородки, в порожнинах між якими розміщені гумові кульки, причому напрям завивки спіралей лотків суміжних корпусів зустрічний, та зв'язаний з приводом за допомогою еластичного елемента збудник коливань з дебалансами, що виконані із можливістю провертання навколо осі вала і встановлені попарно на його кінцях, причому пари дебалансів розвернуті одна відносно одної таким чином, що між площинами які проходять через їхні 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 збігається із напрямком завивки спіралі лотків, а вертикальні вали збудників їх коливань з'єднані між собою за допомогою еластичних елементів. Недоліком даного вібраційного сепаратора є низька якість та ефективність сепарування сипучих матеріалів з різними фізико-механічними властивостями, внаслідок неможливості незалежного регулювання вертикальних і горизонтальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків, що визначають форму траєкторії коливань ситових поверхонь лотків, яку необхідно змінювати залежно від форми та властивостей частинок сипучого матеріалу, що сепарується, та можливість роботи вібраційного сепаратора тільки при достатньо високих частотах коливань, оскільки при низьких частотах віброприводи спіралеподібних лотків розвивають недостатні відцентрові сили. В основу винаходу поставлено задачу у вібраційному сепараторі шляхом виконання віброприводів спіралеподібних лотків у вигляді спільного вертикального вала, який має квадратний переріз, і встановлений у теплоізольованій камері за допомогою пружних опор та зв'язаний із приводом обертання через еластичну муфту, а зі спіралеподібними лотками через порожнинну втулку, підшипники та корпус підшипникового вузла, за допомогою центральної осі та верхньої і нижньої груп регульованих упорів, що являють собою дві взаємно перпендикулярні пари гвинтів, одна із яких паралельна до центральної осі, забезпечити можливість незалежного регулювання вертикальних та горизонтальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків та можливість роботи вібраційного сепаратора при низьких частотах. Поставлена задача вирішується тим, що у вібраційному сепараторі, який містить два або декілька встановлених поярусно на пружних опорах корпусів з ситами, виконаними у вигляді спіралеподібних лотків із перфорованим та суцільним дном, які розміщені один під одним, а між ними встановлені перепускне сито і вертикальні циліндричні перегородки, в порожнинах між якими розміщені гумові кульки, причому напрям завивки спіралей лотків суміжних корпусів зустрічний шляхом виконання віброприводів спіралеподібних лотків у вигляді спільного вертикального вала, який має квадратний переріз і встановлений за допомогою пружних опор та зв'язаний із приводом обертання через еластичну муфту, а зі спіралеподібними лотками через порожнинну втулку, підшипники та корпус підшипникового вузла, за допомогою центральної осі та верхньої і нижньої груп регульованих упорів, що є двома взаємно перпендикулярними парами гвинтів, одна із яких паралельна до центральної осі, забезпечується можливість незалежного регулювання вертикальних та горизонтальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків та можливість роботи вібраційного сепаратора при низьких частотах, оскільки складові траєкторії коливань спіралеподібних лотків встановлюються шляхом регулювань і не залежать від кутової швидкості вала віброприводу. 1 UA 98184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для регулювання величини горизонтальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків та ексцентриситету порожнинної втулки відносно осі спільного вертикального вала достатньо у верхній та нижній групі упорів відпустити на однакову величину по одному гвинту, розміщеному із однієї сторони вала у площині, що проходить через центральну вісь і підтягнути гвинти, які розміщені симетрично до відпущених гвинтів. При цьому для забезпечення більшої збалансованості вібросепаратора та зменшення величини динамічних зусиль, що передаються на його раму та навколишнє обладнання, необхідно у віброприводах суміжних спіралеподібних лотків встановлювати ексцентриситети зустрічних напрямків відносно вала. Для регулювання величини вертикальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків та зміни кута нахилу осі порожнинної втулки до осі спільного вертикального вала достатньо у верхній та нижній групі упорів відпустити на однакову величину по одному гвинту, розміщеному із різних сторін вала у площині, що перпендикулярна до центральної осі, і підтягнути гвинти, які розміщені симетрично до відпущених. На фіг. 1. зображена конструктивна схема багатофракційного вібраційного сепаратора, на фіг. 2 - вібропривод спіралеподібного лотка. 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. Всередині корпусів з ситами 4, змонтовано вертикальний вал 10, який має квадратний переріз і встановлюється за допомогою пружних опор - підшипників 11 та пружин 12 усередині корпусів з ситами 4. Вертикальний вал 10 з'єднаний за допомогою еластичної муфти 13, із привідним електродвигуном 14. На валу 10 за допомогою центральної осі 15 та верхньої 17 і нижньої 18 груп регульованих упорів встановлена порожнинна втулка 19. Кожна із груп регульованих упорів складається із двох взаємно перпендикулярних пар гвинтів, одна із яких паралельна до центральної осі 15. На зовнішню поверхню порожнинної втулки 19 напресовано два радіально-упорних підшипники 20, які знаходяться в корпусі підшипникового вузла 21, що прикріплений до корпусів з ситами 4. Вал 10 має квадратний переріз для забезпечення надійного контакту регулювальних гвинтів із його поверхнею. Підшипники 11, пружини 12 та привідний електродвигун 14 закриті кожухами 22 і 23 відповідно. Над початками спіральних перфорованих лотків 5 непарних корпусів з ситами 4, починаючи із верхнього, закріплений живильник 24 чи знаходяться перепускні люки 25 суцільних спіральних лотків верхніх корпусів 4, а в кінці перфорованих лотків 5 знаходяться вивантажувальні лотки 26 та приймальні бункери відповідної фракції 27. У парних корпусів з ситами 4 - перепускні люки 25 суцільних спіральних лотків верхніх корпусів 4 знаходяться над кінцями цих перфорованих лотків 5, а вивантажувальні лотки 26 та приймальні бункери відповідної фракції 27 знаходяться на початку спірального перфорованого лотка 5. Суміжні корпуси з ситами 4 з'єднані між собою за допомогою еластичних ущільнень 28 таким чином, що утворюють гнучку повітронепроникну трубу. Багатофракційний вібраційний сепаратор працює таким чином. При включенні привідного електродвигуна 14, обертовий рух через еластичну муфту 13 передається до вертикального вала 10 і через регульовані групи упорів 17 та 18 до порожнинної втулки 19. Радіально-упорні підшипники 20 передають на корпус 21 і спіралеподібний лоток 4 тільки зусилля у горизонтальному і вертикальному напрямках. При цьому внаслідок того, що втулка 19 за допомогою регульованих груп упорів 17 та 18 встановлюється відносно осі вала 10 із деяким ексцентриситетом е, а вісь порожнинної втулки 19 під певним кутом Q до осі вала 10, точки поверхні спіралеподібних лотків 4 будуть коливатись по складних просторових траєкторіях зі зсувом фаз одна відносно одної, що приводить до інтенсивного перемішування і вібротранспортування сипучого оброблюваного матеріалу по спіралеподібних лотках 4. Отже оброблюваний матеріал, що подається із живильника 24 на початок спіралі верхнього перфорованого лотка 5, переміщатиметься вздовж нього, при цьому крупна фракція переміщатиметься до його кінця і через вивантажувальні лотки 26 подаватиметься до приймального бункера крупної фракції 27, 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 25 просипатиметься на кінець спіралі перфорованого лотка 5 другого корпусу з ситами 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 2 UA 98184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 бункера 26, 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 25 просипатиметься на початок перфорованого лотка 5 корпусу з ситами 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 26. Отже, оброблюваний матеріал поділяється на декілька фракцій, кількість яких на одиницю більша від кількості корпусів з ситами 4. Траєкторія руху оброблюваного сипучого матеріалу на фіг. 1 вказана пунктирними стрілками. Водночас, під дією коливань корпусів 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 застрягли у їх отворах. Для регулювання величини горизонтальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків 4 та ексцентриситету е порожнинної втулки 19 відносно осі спільного вертикального вала 10 достатньо у верхній 17 та нижній 18 групі упорів відпустити на однакову величину по одному гвинту, розміщеному із однієї сторони вала 10 у площині, що проходить через центральну вісь 15 і підтягнути гвинти, які розміщені симетрично до відпущених гвинтів. Причому для забезпечення більшої збалансованості вібросепаратора та зменшення величини динамічних зусиль, що передаються на його раму та навколишнє обладнання, необхідно у віброприводах суміжних спіралеподібних лотків встановлювати ексцентриситети є однакової величини, але зустрічних напрямків відносно осі вала 10. Для регулювання величини вертикальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків 4 та зміни кута Q нахилу осі порожнинної втулки 19 до осі спільного вертикального вала 10 достатньо у верхній 17 та нижній 18 групі упорів відпустити на однакову величину по одному гвинту, розміщеному із різних сторін вала 10 у площині, що перпендикулярна до центральної осі 15, і підтягнути гвинти, які розміщені симетрично до відпущених. Центральна вісь 15 фіксує порожнинну втулку 19 від осьових переміщень відносно вала 10, під час регулювань. При цьому буде змінюватись форма траєкторії коливань ситових поверхонь спіралеподібних лотків, яку необхідно змінювати залежно від форми та властивостей частинок сипучого матеріалу, що сепарується,а також залежно від вихідних параметрів його засміченості. Встановлення вала 10 через пружні опори - підшипники 11 і пружини 12 дозволяє зменшити динамічні навантаження в усіх підшипниках віброприводів і тим самим суттєво збільшити строк їх служби. Конструкція вібросепаратора дозволяє здійснювати незалежне плавне регулювання вертикальних та горизонтальних складових траєкторії коливань спіралеподібних лотків у широких межах, без розбирання її привода та понизити робочі частоти коливань спіралеподібних лотків. 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. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 Багатофракційний вібраційний сепаратор, що містить два або декілька встановлених поярусно на пружних опорах корпусів з ситами, виконаних у вигляді спіралеподібних лотків із перфорованим та суцільним дном, які розміщені один під одним, а між ними встановлені перепускне сито і вертикальні циліндричні перегородки, в порожнинах між якими розміщені гумові кульки, причому напрям завивки спіралей лотків суміжних корпусів зустрічний, який відрізняється тим, що віброприводи спіралеподібних лотків виконані у вигляді спільного вертикального вала, який має квадратний переріз і встановлений за допомогою пружних опор та зв'язаний із приводом обертання через еластичну муфту, а зі спіралеподібними лотками через порожнинну втулку, підшипники та корпус підшипникового вузла, за допомогою центральної осі та верхньої і нижньої груп регульованих упорів, що є двома взаємно перпендикулярними парами гвинтів, одна із яких паралельна до центральної осі. 3 UA 98184 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4