СЕПАРАТОР Российский патент 2001 года по МПК B07B1/06 B07B1/46 

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов по крупности составляющих их частиц и может найти применение в сельском хозяйстве при очистке зерна и продуктов его переработки, а также в пищевой, горнорудной, металлургической и строительной отраслях промышленности.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому является сепаратор, включающий корпус, приемное устройство, разделяющую поверхность, образованную коническими стержнями, диаметр которых уменьшается в направлении сходового конца разделяющей поверхности, приемники продуктов разделения (патент РФ N 2130341, М.кл. 6 В 07 В 1/04, Бюл. N 14, 1999 г.).

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности оперативного регулирования крупности разделяемых фракций, возможность эффективной работы сепаратора только при использовании стержней конической формы, изготовление которых достаточно трудоемко. Кроме того, угол клиновидности просеивающих в известном устройстве определяется только углом конусности стержней и его изменение даже в незначительных пределах возможно лишь в результате замены стержней.

Технической задачей изобретения является расширение области применения сепаратора и повышение надежности его в работе, обеспечение возможности оперативного регулирования крупности готового продукта без замены рабочих органов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в сепараторе, включающем корпус, приемное устройство, разделяющую поверхность, образованную стержнями, приемники продуктов разделения, разделяющая поверхность имеет форму усеченного конуса и образована стержнями или профилированными уголками. Стержни или уголки одним своим концом шарнирно соединены с втулкой, а другим контактируют с направляющими, установленными с определенным шагом на шкиве. Втулка и шкив посажены на вертикально закрепленный вал с возможностью изменения своего положения вдоль него, а шкив соединен с втулкой и корпусом посредством упругих элементов, кроме того, исходное верхнее положение втулки на валу определяют регулирующей гайкой. Стержни могут иметь также коническую форму или быть выполнены из профилированных уголков, ширина полок которых изменяется, при этом своим тонким концом стержни соединяются с втулкой, а толстым контактируют с направляющими.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показан вид с боку сепаратора в разрезе, на фиг. 2 - фрагмент конической разделяющей поверхности, на фиг. 3 - клиновидные каналы, образованные стержнями конической формы и профилированными уголками с переменной шириной полок.

Сепаратор включает корпус 1, стержни 2, шарнирно соединенные с втулкой 3, которая посажена на вертикально установленный вал 4, приемное устройство 5 и конический распределительный колпак 6, регулирующую гайку 7, упругие элементы 8 и 9, шкив 10 с закрепленными на нем направляющими 11, сборники проходовой 12 и сходовой 13 фракций.

Сепаратор работает следующим образом. Разделяемая смесь через приемное устройство 5 подается на конический распределительный колпак 6, в результате чего распределяется по ширине и поступает на разделяющую поверхность, имеющую форму усеченного конуса и образованную стержнями 2. Частицы смеси, размер которых меньше клиновидных просеивающих отверстий, образованных стержнями, проходят в них, образуя проходовую фракцию, и выводятся через приемник проходовой фракции 12. Непросеившиеся частицы поступают в приемники сходовой фракции 13.

Положительный эффект заключается в следующем. При конической форме разделяющей поверхности радиус r, соответствующий кратчайшему расстоянию от места шарнирного крепления стержней до оси вала 4, больше аналогичного расстояния R от места установки на шкиве 10 направляющих 11. Следовательно, шаг расположения мест шарнирного крепления стержней к валу больше шага расположения на шкиве направляющих. В этой связи клиновидную форму просеивающих отверстий можно получить при помощи стержней цилиндрической формы, более технологичных в изготовлении или профилированных уголков. Установка втулки 3 на валу 4 с возможностью ее относительного перемещения позволяет изменять расстояние H от плоскости, в которой лежат места шарнирного крепления стержней 2 к втулке 3, до плоскости, проходящей через верхнюю часть направляющих 11. В результате вращения регулирующей гайки 7 изменяется величина H, а следовательно, изменяется положение стержней 2 относительно направляющих 11, вследствие чего изменяется как угол β при вершине клиновидных просеивающих отверстий, так и угол установки стержней к горизонту. С целью исключения соскальзывания стержней 2 с направляющих 11 в стержнях в местах их контакта с направляющими могут быть выполнены пазы.

Изменение угла β обусловливает изменение конечной ширины клиновидных просеивающих отверстий, что оказывает существенное влияние на гранулометрический состав проходовой фракции. Таким образом, посредством вращения регулирующей гайки 7 осуществляется оперативное изменение крупности готового компонента без замены рабочих органов, а следовательно, и быстрая перенастройка сепаратора на другие технологические процессы.

При малых углах клиновидности просеивающих отверстий, рекомендуемых для данного типа разделяющих элементов, справедливо допущение 0,5β ≈ tg(0,5β). Тогда взаимосвязь влияния конструктивных параметров сепаратора на конечную ширину h_к клиновидных отверстий определится зависимостями:
h_К = h₀+Lβ, (1)

где h₀ - начальная ширина клиновидных отверстий, L - длина стержней и d - толщина стержней в месте их шарнирного закрепления к втулке 3. Уменьшение расстояния H обуславливает увеличение угла клиновидности β, а следовательно, и увеличение конечной ширины каналов h_к. В результате крупность проходовой фракции возрастает.

Соединение шкива 10 с втулкой 3 и корпусом 1, посредством упругих элементов, обеспечивает колебания стержней, повышая тем самым эффективность работы сепаратора. Жесткость упругого элемента 9 следует принять больше, чем жесткость упругого элемента 8.

Угол β может быть определен и в виде:

где α - угол установки стержней к горизонту, выбор которого для конкретного технологического процесса определяется физико-механическими свойствами разделяемой смеси.

Анализ выражения (3) показывает, что базовое значение угла β определяется толщиной стержней d, начальной шириной каналов h₀ и внешним радиусом втулки r. Поэтому в реальных условиях получение малых базовых углов клиновидности возможно за счет увеличения размера втулки, а следовательно, и увеличения габаритов сепаратора. Во избежание этого клиновидные каналы могут быть образованы стержнями не постоянного сечения, а иметь коническую форму или быть выполнены из профилированных уголков, ширина полок которых изменяется (см. фиг. 3). При этом своим тонким концом стержни должны соединяться с втулкой 3, а толстым опираться на направляющие 11. В результате угол клиновидности каналов можно уменьшить до требуемого значения, и он будет определяться выражением:

где γ - угол конусности стержней
Такое выполнение стержней позволяет получить любые значения углов клиновидности просеивающих отверстий.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, в пищевой, горнорудной, металлургической и строительной отраслях промышленности. Сепаратор включает корпус, приемное устройство, сборники фракций, разделяющую поверхность в форме усеченного конуса, образованную стержнями или профилированными уголками, которые одним своим концом шарнирно соединены с втулкой, а другим контактируют с направляющими, установленными с определенным шагом на шкиве. Стержни и уголки могут быть выполнены как постоянного сечения, так и с увеличением своего диаметра или ширины полок в направлении сходового конца разделяющей поверхности. Втулка и шкив посажены на вертикально закрепленный вал с возможностью изменения своего положения вдоль него, а шкив соединен с втулкой и корпусом посредством упругих элементов. Исходное верхнее положение втулки на валу определяют регулирующей гайкой. Изобретение обеспечивает возможность оперативного регулирования крупности готового продукта без замены рабочих органов при повышении надежности работы сепаратора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Сепаратор, включающий корпус, приемное устройство, разделяющую поверхность, образованную стержнями, приемники продуктов разделения, отличающийся тем, что разделяющая поверхность имеет форму усеченного конуса и образована стержнями или профилированными уголками, которые одним своим концом шарнирно соединены с втулкой, а другим контактируют с направляющими, установленными с определенным шагом на шкиве, при этом втулка и шкив посажены на вертикально закрепленный вал с возможностью изменения своего положения вдоль него, а шкив соединен с втулкой и корпусом посредством упругих элементов, кроме того, исходное верхнее положение втулки на валу определяют регулирующей гайкой. 2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что диаметр стержней увеличивается в направлении сходового конца разделяющей поверхности. 3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что стержни выполнены из профилированных уголков, ширина полок которых увеличивается в направлении сходового конца разделяющей поверхности.