Спосіб просівання сипучого матеріалу за допомогою вібраційного сита

Реферат: Винахід може бути використаний при виготовленні нових вібраційних сит, які призначені для просівання сипучого матеріалу, і одержання сипучого матеріалу встановленого фракційного складу, а також при модернізації існуючих вібраційних сит. Задачею винаходу є зменшити витрати електричної енергії на просівання одного кілограма, одного й того самого, сипучого матеріалу з одним тим самим фракційним складом при одержанні сипучого матеріалу, одного й того самого, встановленого фракційного складу, і однієї й тієї ж маси, шляхом удосконалення способу просівання сипучого матеріалу, за допомогою вібраційного сита. Поставлена задача вирішується тим, що в способі просівання сипучого матеріалу за допомогою вібраційного сита, що включає включення електродвигуна, шляхом подачі електричної напруги на електродвигун, забезпечення вібраційного руху робочої ємності вібраційного сита, що містить хоча б одну сітку, встановлену в робочій ємності вібраційного сита за допомогою електродвигуна й пристрою забезпечення вібрації вібраційного сита, після чого подачу сипучого матеріалу у робочу ємність вібраційного сита, на поверхню хоча б однієї сітки, просівання сипучого матеріалу, через хоча б одну сітку, і видалення сипучого матеріалу з робочої ємності вібраційного сита, згідно з винаходом, зменшують витрати електричної енергії на просівання одного кілограма, одного й того самого, сипучого матеріалу, з одним тим самим фракційним складом, при одержанні сипучого матеріалу, одного й того самого, встановленого фракційного складу, і однієї й тієї ж маси, використовуючи не менше двох сіток, які встановлені й закріплені в робочій ємності вібраційного сита, одна над іншою, де кожна із сіток, верхня і нижня, має власний встановлений модуль пружності, і де, до кожної із сіток жорстко прикріплені вантажі, які розташовані симетрично щодо центра симетрії кожної із дротяних сіток і які забезпечують UA 112738 C2 (12) UA 112738 C2 вібраційний коливальний рух кожної сітки, із частотою, більшою частоти вібраційного коливального руху робочої ємності вібраційного сита, при цьому загальну масу всіх вантажів, нерухомо з'єднаних з однією сіткою, встановлюють у межах від 0,5 кілограм до 12,0 кілограм, встановлюючи, при цьому найбільший габаритний розмір верхньої сітки або нижньої сітки, у межах від 600 міліметрів до 1500 міліметрів, і при цьому забезпечують ударну взаємодію верхньої й нижньої сіток, при роботі вібраційного сита, за допомогою ударних деталей, нерухомо закріплених на нижній сітці, і вантажів, нерухомо закріплених на верхній сітці, при цьому потужність електродвигуна встановлюють у межах від 0,3 кіловат до 3,0 кіловат, і при цьому частоту обертання електродвигуна встановлюють у межах від 800 обертів у хвилину до 4000 обертів у хвилину, а маса сипучого матеріалу, що перебуває в робочій ємності вібраційного сита, під час просівання сипучого матеріалу, не повинна перевищувати 100 кілограм, і вага самої робочої ємності вібраційного сита, у зібраному вигляді, не повинна перевищувати 800 кілограм. UA 112738 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід може бути використаний при виготовленні нових вібраційних сит, які призначені для просівання сипучого матеріалу, і одержання сипучого матеріалу встановленого фракційного складу, а також при модернізації існуючих вібраційних сит. Відомий спосіб просівання сипучого матеріалу за допомогою вібраційного сита, що включає включення електричного вібратора, шляхом подачі електричної напруги на електричний вібратор, забезпечення вібраційного руху двох сіток, верхньої сітки й нижньої сітки, за допомогою електричного вібратора, після чого подачу сипучого матеріалу на поверхню верхньої сітки, просівання сипучого матеріалу через верхню сітку, а також нижню сітку, і видалення сипучого матеріалу встановленого фракційного складу, з поверхонь сіток [1]. При виконанні цього способу взагалі не приділяють ніякої уваги енергозбереженню. Найбільш близьким є спосіб просівання сипучого матеріалу за допомогою вібраційного сита, що включає включення електродвигуна, шляхом подачі електричної напруги на електродвигун, забезпечення вібраційного руху робочої ємності вібраційного сита, що містить хоча б одну сітку, встановлену в робочій ємності вібраційного сита, за допомогою електродвигуна й пристрою забезпечення вібрації вібраційного сита, після чого подачу сипучого матеріалу в робочу ємність вібраційного сита, на поверхню хоча б однієї сітки, просівання сипучого матеріалу, через хоча б одну сітку, і видалення сипучого матеріалу з робочої ємності вібраційного сита [2]. Цьому способу властивий такий самий недолік. В основу винаходу поставлена задача шляхом удосконалення способу просівання сипучого матеріалу за допомогою вібраційного сита зменшити витрати електричної енергії на просівання одного кілограма, одного й того самого, сипучого матеріалу, з одним тим самим фракційним складом, при одержанні сипучого матеріалу, одного й того самого, встановленого фракційного складу, і однієї й тієї ж маси. Поставлена задача вирішується тим, що в способі просівання сипучого матеріалу за допомогою вібраційного сита, що включає включення електродвигуна, шляхом подачі електричної напруги на електродвигун, забезпечення вібраційного руху робочої ємності вібраційного сита, що містить хоча б одну сітку, встановлену в робочій ємності вібраційного сита за допомогою електродвигуна й пристрою забезпечення вібрації вібраційного сита, після чого подачу сипучого матеріалу у робочу ємність вібраційного сита, на поверхню хоча б однієї сітки, просівання сипучого матеріалу, через хоча б одну сітку, і видалення сипучого матеріалу з робочої ємності вібраційного сита, згідно з винаходом, зменшують витрати електричної енергії на просівання одного кілограма, одного й того самого, сипучого матеріалу, з одним тим самим фракційним складом, при одержанні сипучого матеріалу, одного й того самого, встановленого фракційного складу, і однієї й тієї ж маси, використовуючи не менше двох сіток, які встановлені й закріплені в робочій ємності вібраційного сита, одна над іншою, де кожна із сіток, верхня і нижня, має власний встановлений модуль пружності, і де, до кожної із сіток жорстко прикріплені вантажі, які розташовані симетрично щодо центра симетрії кожної із дротяних сіток і які забезпечують вібраційний (коливальний) рух кожної сітки, із частотою, більшою частоти вібраційного (коливального) руху робочої ємності вібраційного сита, при цьому загальну масу всіх вантажів, нерухомо з'єднаних з однією сіткою, встановлюють у межах від 0,5 кілограм до 12,0 кілограм, встановлюючи, при цьому найбільший габаритний розмір верхньої сітки, або нижньої сітки, у межах від 600 міліметрів до 1500 міліметрів, і при цьому забезпечують ударну взаємодію верхньої й нижньої сіток, при роботі вібраційного сита, за допомогою ударних деталей, нерухомо закріплених на нижній сітці, і вантажів, нерухомо закріплених на верхній сітці, при цьому потужність електродвигуна встановлюють у межах від 0,3 кіловат до 3,0 кіловат, і при цьому частоту обертання електродвигуна встановлюють у межах від 800 обертів у хвилину до 4000 обертів у хвилину, а маса сипучого матеріалу, що перебуває в робочій ємності вібраційного сита, під час просівання сипучого матеріалу, не повинна перевищувати 100 кілограм, і вага самої робочої ємності вібраційного сита, у зібраному вигляді, не повинна перевищувати 800 кілограм. На фіг. 1 схематично зображене виконання способу просівання сипучого матеріалу, за допомогою вібраційного сита. Стрілками позначені напрямки руху сипучого матеріалу. На фіг. 2 окремо зображена система із двох, взаємодіючих між собою, сіток. Буквою D позначений найбільший габаритний розмір (діаметр) верхньої сітки, або нижньої сітки. На фіг. 3 зображений переріз А-А, позначений на фіг. 2. Буквою Q1 позначений центр симетрії верхньої сітки. На фіг. 4 зображений переріз Б-Б, позначений на фіг. 2. Буквою Q2 позначений центр симетрії нижньої сітки. Спосіб здійснюють наступним чином. Включають електродвигун 1 шляхом подачі електричної напруги на електродвигун 1, і тим самим забезпечують вібраційний рух робочої 1 UA 112738 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ємності вібраційного сита 2 за допомогою пристрою забезпечення вібрації вібраційного сита (фіг. 1), що містить пружини 3, з'єднані з робочою ємністю вібраційного сита 2, і опорною рамою вібраційного сита 4, а також містить збудник вібраційних коливань ємності вібраційного сита, з'єднаний з робочою ємністю вібраційного сита 2, за допомогою корпуса збудника вібраційних коливань 5. При цьому корпус збудника вібраційних коливань 5 з'єднаний підвісним підпором 6 з вузлом кріплення електродвигуна 7 за допомогою стрижнів 8 і підпірних пружин 9. Підвісний підпір 6, вузол кріплення електродвигуна 7, стрижні 8, і підпірні пружини 9, є частинами пристрою забезпечення вібрації вібраційного сита. Збудник вібраційних коливань ємності вібраційного сита містить дебаланс 10, закріплений на валу 11, що, у свою чергу, закріплений на підшипниках 12, у корпусі збудника вібраційних коливань 5. Збудник вібраційних коливань ємності вібраційного сита отримує енергію, необхідну для збудження вібраційних коливань, від електродвигуна 1, за допомогою фланця пристрою забезпечення вібрації вібраційного сита 13, і фланця електродвигуна 14, з'єднаних між собою пружинним блоком 15. При цьому фланець 13 і пружинний блок 15 є частинами пристрою забезпечення вібрації вібраційного сита. Вузол кріплення електродвигуна 7 з'єднаний з опорною рамою вібраційного сита 4 за допомогою гнучких кріплень 16, виготовлених з гуми. Сипучий матеріал подають у робочу ємність вібраційного сита 2, через горловину робочої ємності вібраційного сита 17, на поверхню верхньої сітки 18, що встановлена, у робочій ємності вібраційного сита 2, і закріплена на кільцевій опорній деталі 19. Після цього здійснюють просівання сипучого матеріалу через верхню сітку 18, на поверхню конусної деталі 20, що встановлена в робочій ємності вібраційного сита 2. Після просівання сипучого матеріалу, видаляють сипучий матеріал з робочої ємності вібраційного сита 2, через патрубки 21 й 22, які з'єднані з робочою ємністю вібраційного сита 2. Напрямок руху сипучого матеріалу на фіг. 1 позначено стрілками. При просіванні, сипучий матеріал безперешкодно проходить через нижню сітку 23, що також закріплена на кільцевій опорній деталі 19. Кожна із сіток 18 й 23, має власний встановлений модуль пружності (модуль Юнга), що встановлюють в межах від 10 ГПа до 100 ГПа. Сітки 18 й 23 можуть бути металевими (дротовими), а можуть бути виготовлені із пружного неметалічного матеріалу. До верхньої сітки 18 нерухомо прикріплені вантажі 24, які розташовані симетрично щодо центра симетрії верхньої сітки - Q1 (фіг. 3). До нижньої сітки 23 нерухомо прикріплені вантажі 25, які розташовані симетрично щодо центра симетрії нижньої сітки - Q2 (фіг. 4), а також прикріплені ударні деталі 26, які також розташовані симетрично щодо центра симетрії нижньої сітки - Q2 (фіг. 2, 4). Ударні деталі 26 виготовлені із пружного неметалічного матеріалу. Вантажі 24 забезпечують вібраційний (коливальний) рух верхньої сітки 18, із частотою, більшою частоти вібраційного (коливального) руху робочої ємності вібраційного сита 2. Вантажі 25 забезпечують вібраційний (коливальний) рух нижньої сітки 23, із частотою, більшою частоти вібраційного (коливального) руху робочої ємності вібраційного сита 2. Кожна із сіток 18 й 23, разом із закріпленими на них вантажами 24 й 25, являє собою пружинний маятник, що має свою власну частоту коливань. Частота коливань пружинного маятника γ визначається формулою: γ=(1/2π)• , де k коефіцієнт пружності пружини пружинного маятника, a m - маса вантажу пружинного маятника. У цьому випадку маса вантажу пружинного маятника, для верхньої сітки 18, складається з маси вантажів 24 і маси сипучого матеріалу, що перебуває на верхній сітці 18, під час просівання. Коефіцієнт пружності пружини, у цьому випадку, визначається модулем пружності сітки 18 (модулем Юнга). Нижня сітка 23 має чарунки більших розмірів, ніж верхня сітка 18, тому просіяний через верхню сітку 18 сипучий матеріал, проходить через неї вільно, падаючи на поверхню конусної деталі 20, що встановлена в робочій ємності вібраційного сита 2. Тому, маса вантажу пружинного маятника, для нижньої сітки 23, складається з маси вантажів 25 і маси ударних деталей 26. Коефіцієнт пружності пружини, у цьому випадку, визначається модулем пружності сітки 23. Сітки 18 й 23 можуть мати різні модулі пружності. Збудження вібраційних коливань сіток 18 й 23, разом із закріпленими на них вантажами 24 й 25, здійснюють, впливаючи на сітки 18 й 23 вібраційним рухом робочої ємності вібраційного сита 2, частота вібраційних коливань якої значно нижче частоти коливань сіток 18 й 23. При вібраційному (коливальному) русі сіток 18 й 23, забезпечують їхню ударну взаємодію за допомогою ударних деталей 26, нерухомо закріплених на нижній сітці 23, і вантажів 24, нерухомо закріплених на верхній сітці 18. Вібраційне сито являє собою систему, взаємодіючих між собою, пружинних маятників, що приводять у коливання електродвигуном 1. Енергія коливань пружинного маятника Е 2 UA 112738 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 визначається формулою: Е=ЕP+ЕК, де ЕP - потенційна енергія коливань пружинного маятника, а ЕК - кінетична енергія коливань пружинного маятника. 2 Потенційна енергія коливань пружинного маятника ЕP, визначається формулою: ЕP=kХ /2, де k - коефіцієнт пружності пружини пружинного маятника, а X - подовження пружини пружинного маятника (амплітуда коливань пружинного маятника). 2 Кінетична енергія коливань пружинного маятника, визначається формулою: Е К=mV /2, де m маса вантажу пружинного маятника, а V - швидкість руху вантажу пружинного маятника. Пружинні маятники, утворені сітками 18 й 23, мають різну енергію коливань. Їхня ударна взаємодія забезпечує перерозподіл коливальної енергії, що, у свою чергу, забезпечує різку зміну амплітуди й частоти коливань. При просіванні сипучого матеріалу у вібраційному ситі, у якому використають тільки одну сітку, без прикріплених до неї вантажів, як наприклад, у джерелі інформації [2], необхідну частоту й амплітуду коливань, необхідно передавати всій робочій ємності вібраційного сита 2. А маса робочої ємності вібраційного сита 2, значно більша маси сіток 18 й 23, із прикріпленими до них вантажами 24 й 25, а також ударними деталями 26, і сипучим матеріалом, що перебуває на верхній сітці. Це потребує набагато більших енерговитрат, на просівання сипучого матеріалу, ніж у способі, що заявляється. Крім того, у способі, що заявляється, ударна взаємодія сіток 18 й 23, сприяє збільшенню частоти й амплітуди вібрації верхньої сітки 18. У робочій ємності вібраційного сита 2, може бути встановлено кілька збірок, де кожна складається з верхньої й нижньої сіток, із прикріпленими до них вантажами, та ударними деталями. У пристрої, зазначеному в джерелі інформації [1], просівання сипучого матеріалу, також потребує збільшених енерговитрат, оскільки при використанні електромагнітного вібратора, у вібраційний (коливальний) рух приводиться весь пристрій, із частотою коливань самого електромагнітного вібратора, або близькою до частоти його коливань. Сітки, які приводяться електромагнітним вібратором у вібраційний (коливальний) рух, жорстко кріпляться до корпуса вібросита. У результаті, при просіванні сипучого матеріалу за допомогою вібраційного сита, зменшують витрати електричної енергії, на просівання одного кілограма, одного й того самого, сипучого матеріалу, з одним тим самим фракційним складом, при одержанні сипучого матеріалу, одного й того самого, встановленого фракційного складу, і однієї й тієї ж маси. При цьому загальну масу всіх вантажів, нерухомо з'єднаних з однією сіткою, із сіткою 18, або сіткою 23, встановлюють у межах від 0,5 кілограм до 12,0 кілограм. Найбільший габаритний розмір верхньої сітки 18, або нижньої сітки 23, встановлюють у межах від 600 міліметрів до 1500 міліметрів. На фіг. 2 таким габаритним розміром є діаметр верхньої сітки 18, або нижньої сітки 23, і позначений він буквою D. Потужність електродвигуна 1 встановлюють у межах від 0,3 кіловат до 3,0 кіловат, і при цьому частоту обертання електродвигуна 1 встановлюють у межах від 800 обертів у хвилину до 4000 обертів у хвилину. При цьому також маса сипучого матеріалу, що перебуває в робочій ємності вібраційного сита 2, під час просівання сипучого матеріалу, не повинна перевищувати 100 кг, і вага самої робочої ємності вібраційного сита, у зібраному вигляді, не повинна перевищувати 800 кг, навіть, якщо в робочій ємності вібраційного сита 2, може бути встановлено кілька збірок, що складаються з верхньої й нижньої сіток, із прикріпленими до них вантажами, і ударними деталями. При використанні верхньої сітки 18, або нижньої сітки 23, з модулем пружності менш 10 ГПа, з найбільшим габаритним розміром верхньої сітки 18, або нижньої сітки 23, менше 600 мм, а також з масою всіх вантажів, нерухомо з'єднаних з однією сіткою, із сіткою 18, або сіткою 23, менше 0,5 кілограм, буде потрібно невиправдано більший час, для просівання одного кілограма сипучого матеріалу, що забезпечить невиправдану перевитрату електричної енергії. При використанні верхньої сітки 18 або нижньої сітки 23, з модулем пружності більше 100 ГПа, з найбільшим габаритним розміром верхньої сітки 18 або нижньої сітки 23, більше 1500 мм, а також з масою всіх вантажів, нерухомо з'єднаних з однією сіткою, із сіткою 18, або сіткою 23, більше 12,0 кілограм, буде потрібно невиправдано більша електрична енергія для просівання одного кілограма сипучого матеріалу, оскільки невиправдано зросте енергія, необхідна для забезпечення вібраційного (коливального) руху сіток 18 й 23. Потужність електродвигуна 1 не повинна бути менше 0,3 кіловат, оскільки, при цьому енергія, передана вібраційному ситу, буде недостатньою. Потужність електродвигуна 1 не повинна бути більше 3,0 кіловат, оскільки це призведе до невиправданої перевитрати електричної енергії. 3 UA 112738 C2 5 10 15 20 25 Частота обертання електродвигуна 1 не повинна бути менше 800 обертів у хвилину, оскільки, при цьому енергія, передана вібраційному ситу, буде недостатньою. Частота обертання електродвигуна 1 не повинна бути більше 4000 обертів у хвилину, оскільки це приведе до невиправданої перевитрати електричної енергії. Маса сипучого матеріалу, що перебуває в робочій ємності вібраційного сита 2, під час просівання сипучого матеріалу, не повинна перевищувати 100 кг, і вага самої робочої ємності вібраційного сита, у зібраному вигляді, не повинен перевищувати 800 кг, оскільки це приведе до невиправданої перевитрати електричної енергії. Всі зазначені чисельні параметри отримані експериментальним шляхом у виробничих умовах ТОВ "КБ ІНТЕЛ", м. Жовті Води, Дніпропетровської обл., Україна. Таким чином спосіб просівання сипучого матеріалу, за допомогою вібраційного сита, дозволяє зменшити витрати електричної енергії на просівання одного кілограма, одного й того самого, сипучого матеріалу, з одним тим самим фракційним складом, при одержанні сипучого матеріалу, одного й того самого, встановленого фракційного складу, і однієї й тієї ж маси. Вказаний спосіб може бути використаний не тільки при виготовленні нових вібросит, але й при модернізації вже існуючих вібросит. Спосіб випробуваний у виробничих умовах ТОВ "КБ ИНТЕЛ", м. Жовті Води, Дніпропетровської обл., Україна. При модернізації вібраційного сита, зазначеному в джерелі інформації [2], і впровадженні способу просівання сипучого матеріалу, за допомогою вібраційного сита, що заявляється, вдалося зменшити витрати електричної енергії на просівання одного кілограма, одного й того самого, сипучого матеріалу, з тим самим фракційним складом, при одержанні сипучого матеріалу, того самого, встановленого фракційного складу, і однієї й тієї ж маси, в 2,5-3,0 разу (залежно від сипучого матеріалу і його фракційного складу). Джерела інформації: 1. Патент України на корисну модель № 58221, В07В 1/40, В07В 1/28, опублікований 11.04.2011, Бюл. № 7, 2011 р. 2. Деклараційний патент України на винахід № 37090, В07В 1/40, опублікований 16.04.2001, Бюл. № 3, 2001 р. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 Спосіб просівання сипучого матеріалу за допомогою вібраційного сита, котрий включає включення електродвигуна, шляхом подачі електричної напруги на електродвигун, забезпечення вібраційного руху робочої ємності вібраційного сита, що містить хоча б одну сітку, встановлену в робочій ємності вібраційного сита за допомогою електродвигуна й пристрою забезпечення вібрації вібраційного сита, після чого подачу сипучого матеріалу у робочу ємність вібраційного сита, на поверхню хоча б однієї сітки, просівання сипучого матеріалу, через хоча б одну сітку, і видалення сипучого матеріалу з робочої ємності вібраційного сита, який відрізняється тим, що зменшують витрати електричної енергії на просівання одного кілограма, одного й того самого, сипучого матеріалу, з одним тим самим фракційним складом, при одержанні сипучого матеріалу, одного й того самого, встановленого фракційного складу, і однієї й тієї ж маси, використовуючи не менше двох сіток, які встановлені й закріплені в робочій ємності вібраційного сита, одна над іншою, де кожна із сіток, верхня і нижня, має власний встановлений модуль пружності, і де до кожної із сіток жорстко прикріплені вантажі, які розташовані симетрично щодо центра симетрії кожної із дротяних сіток і які забезпечують вібраційний коливальний рух кожної сітки, із частотою, більшою частоти вібраційного коливального руху робочої ємності вібраційного сита, при цьому загальну масу всіх вантажів, нерухомо з'єднаних з однією сіткою, встановлюють у межах від 0,5 кілограм до 12,0 кілограм, встановлюючи, при цьому найбільший габаритний розмір верхньої сітки або нижньої сітки, у межах від 600 міліметрів до 1500 міліметрів, і при цьому забезпечують ударну взаємодію верхньої й нижньої сіток, при роботі вібраційного сита, за допомогою ударних деталей, нерухомо закріплених на нижній сітці, і вантажів, нерухомо закріплених на верхній сітці, при цьому потужність електродвигуна встановлюють у межах від 0,3 кіловат до 3,0 кіловат, і при цьому частоту обертання електродвигуна встановлюють у межах від 800 обертів у хвилину до 4000 обертів у хвилину, а маса сипучого матеріалу, що перебуває в робочій ємності вібраційного сита, під час просівання сипучого матеріалу, не повинна перевищувати 100 кілограм, і вага самої робочої ємності вібраційного сита, у зібраному вигляді, не повинна перевищувати 800 кілограм. 4 UA 112738 C2 5 UA 112738 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 6