Установка для сепарации сыпучих сред Российский патент 2020 года по МПК B07B1/22 

Изобретение относится к технике для классификации сыпучих сред и может быть использовано в горнодобывающей, пищевой, строительной, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен барабанный грохот (см. а.с. СССР N 278396, кл. В07В 1/00, 1970 г.), включающий просеивающую поверхность, расположенную между торцевыми щеками, загрузочное и разгрузочное приспособления и привод.

Недостатками известного устройств являются ограниченные технологические возможности, недостаточная эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является барабанный грохот (а.с. СССР N 1360814, опубл. в Б.И. 47, 1987 г., содержащий просеивающую поверхность, выполненную в виде отдельных равносторонних треугольников, установленных по периметру барабана в форме тетраэдальной колонны с винтовыми каналами по внутренней поверхности, узлы загрузки и разгрузки, привод

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, недостаточная эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение эффективности сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Технический результат достигается тем, что в установке для сепарации сыпучих сред, содержащей просеивающую поверхность с винтовыми каналами на внутренней поверхности, узлы загрузки и разгрузки, привод, просеивающая поверхность выполнена винтовой в виде винтового наклонного усеченного конуса с волнообразной боковой перфорированной поверхностью по ее периметру и с плоскими перфорированными основаниями в виде перфорированных торцевых щек эллиптической формы, смонтированными под острым углом одна к другой и под разными острыми углами к оси вращения винтовой просеивающей поверхности, при этом винтовая просеивающая поверхность установлена под острым углом к оси вращения и снабжена загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с уклоном в сторону выгрузки и жестко закрепленными по их внутренним диаметрам коническими пружинами с витками круглого сечения и уклоном в сторону выгрузки, причем большие оси перфорированных торцевых щек винтовой просеивающей поверхности повернуты по оси его вращения друг относительно друга на острый угол, при этом волнообразная боковая перфорированная поверхность по ее периметру сгибается, с образованием винтовых перфорированных поверхностей с винтовыми каналами выпуклой формы на внутренней поверхности просеивающей поверхности, причем винтовая перфорированная просеивающая поверхность смонтирована в корпусе, который снабжен разгрузочным приспособлением для мелких фракций сыпучих сред и вместе с загрузочным устройством закреплены на раме, упруго смонтированной на станине, а корпус снабжен механизмом для полива вращающейся перфорированной поверхности с частицами сыпучих материалов.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено технического решения, аналогичного заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой установки для сепарации сыпучих сред.

Новизна заключается в том, что просеивающая поверхность выполнена винтовой в виде винтового наклонного усеченного конуса с волнообразной боковой перфорированной поверхностью по ее периметру и с плоскими перфорированными основаниями в виде перфорированных торцевых щек эллиптической формы, смонтированными под острым углом одна к другой и под разными острыми углами к оси вращения винтовой просеивающей поверхност, что расширяет технологические возможности и повышает эффективности сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции, в том числе и за счет придания волнообразной боковой поверхностью пирамиды (винтовой просеивающей поверхности) дополнительного поперечного движения частицам сыпучих сред внутри винтовой перфорированной просеивающей поверхности.

Новизна заключается также в том по периметру винтовой просеивающей поверхности образованы винтовые перфорированные поверхности с винтовыми каналами выпуклой формы на внутренней поверхности просеивающей поверхности, которые не только способствуют транспортному движению частиц сыпучих сред от загрузки к выгрузке, но и усложняют движение частиц сыпучих сред, что расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих материалов и качество готовой продукции.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что волнообразные поверхности по периметру винтовой просеивающей поверхности придают дополнительное движение частицам сыпучих материалов внутри винтовой перфорированной просеивающей поверхности не только с большой амплитудой и с малой частотой, но и также наложением на эти движения колебаний с малой амплитудой и большой частотой, создаваемых за счет дебаланса винтовой перфорированной просеивающей поверхности, а также поверхностями волнообразной формы, что расширяет технологические возможности повышает эффективности сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности винтовой перфорированной просеивающей поверхности, в каждом ее элементе поперечного сечения, смещены относительно оси вращения, это нарушает скорость и направление движения частиц сыпучих сред, что расширяет технологические возможности, повышает эффективности сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Новизна заключается также в том, что за счет дебаланса масс частиц сыпучих сред и массы самой винтовой перфорированной просеивающей поверхности, которая генерирует и придает частицам сыпучих сред высокочастотные колебания с малой амплитудой, которые накладываются на низкочастотные колебания движущихся внутри винтовой перфорированной просеивающей поверхности частицам сыпучих сред с большой амплитудой и малой частотой. Такое совместное воздействие разных по частоте и амплитуде колебаний расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Новизна заключается в том, что совместное влияние вращательного движения винтовой перфорированной просеивающей поверхности и движущихся внутри ее с низкочастотными колебаниями и с большой амплитудой частицы сыпучих сред, и совмещение с этими движениями колебаний платформы с закрепленным на ней винтовой перфорированной просеивающей поверхности, а также высокочастотных колебаний с малой амплитудой, создаваемых за счет дебаланса винтовой перфорированной просеивающей поверхности, придает частицам сыпучих материалов сложное пространственное движение, что расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции

Новизна состоит также в том, что внутри цапфы по всей длине со стороны загрузки и цапфы со стороны разгрузки закреплен рабочий орган в виде пружины с круглым сечением витков, которая нарушает скорость и направление движения частиц сыпучих материалов при их встрече с витками этих пружин, что расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Новизна предложения заключается в том, что за счет конструктивных особенностей и монтажа винтовой перфорированной просеивающей поверхности в корпусе, который снабжен разгрузочным приспособлением для мелких фракций сыпучих сред и вместе с загрузочным устройством закреплены на раме, упруго смонтированной на станине расширяются технологические возможности, повышается эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Новизна предложения заключается в том, что за счет конструктивных особенностей корпуса снабженного механизмом для полива вращающейся перфорированной просеивающей поверхности с частицами сыпучих сред повышается качество готового продукта.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка для сепарации сыпучих сред; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - винтовая перфорированная просеивающая поверхность, общий вид; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - винтовая перфорированная просеивающая поверхность, наглядное изображение.

Установка для сепарации сыпучих сред содержит (фиг. 1, фиг. 2) корпус 1 и смонтированную в нем полую перфорированную просеивающую поверхность 2, установленный с возможностью вращения (привод на чертеже не показан), снабженный загрузочным приспособлением сырья (загрузочная воронка) 3, узел подачи воды, включающий коллектор с патрубком 4. Корпус 1 снабжен разгрузочным приспособлением мелкой фракции сыпучих материалов 5 и вместе с перфорированной просеивающей поверхностью 2 закреплен на раме 6, упруго смонтированной на станине 7 с помощью четырех упругих элементов 8. Установка для сепарации сыпучих сред содержит (фиг. 1, фиг. 2) также разгрузочный лоток 9 для приема крупных фракций сыпучих сред и разгрузочный лоток 10 для приема мелких фракций сыпучих сред, а также поддон 11 для сбора грязи, песка и воды. Разгрузочное приспособление 5 включает перфорированное дно 12 корпуса 1. Сам корпус 1 состоит из непосредственно корпуса 1 и крышки 13, скрепленных друг с другом. Со стороны разгрузки сыпучих сред в корпусе 1 над перфорированным дном 13 выполнено прямоугольное отверстие 14 для вывода мелких фракций сыпучих сред за пределы корпуса 1 установки для сепарации сыпучих сред. Винтовая перфорированная просеивающая поверхность 2 смонтирована с возможностью вращения на опорах 15 и 16, которые закреплены на раме 6. На фиг. 1 показано расположение торцевой перфорированной стенки 17 винтовой просеивающей поверхности 2 у опоры 16 и торцевой перфорированной стенки 18 у опоры 15, которые повернуты относительно друг друга на угол ω (фиг. 5), при этом волнообразная боковая поверхность по периметру винтовой перфорированной поверхности 2 сгибается с образованием винтовых поверхностей. Винтовая перфорированная поверхность 2 снабжена загрузочной конической цапфой 19 и конической разгрузочной цапфой 20. Внутри конической цапфы 19 жестко закреплена коническая пружина 21 с круглым сечением витков. А внутри конической разгрузочной цапфы 20 закреплена коническая пружина 22 с круглым сечением витков.

Винтовая перфорированная просеивающая поверхность 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) выполнена в виде винтового наклонного усеченного конуса с волнообразной перфорированной боковой поверхностью по его периметру и с плоскими перфорированным основаниями 17 и 18 в виде торцевых щек эллиптической формы, смонтированными под острым углом β одна к другой (фиг. 3) и под разными острыми углами ψ и ϕ к оси вращения винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, при этом винтовая перфорированная просеивающая поверхность 2 установлена под острым углом α к оси ее вращения и снабжена загрузочной и разгрузочной цапфами 19 и 20 конической формы с уклоном в сторону выгрузки и закрепленными по их внутренним диаметрам коническими пружинами 21 и 22, с витками круглого сечения и уклоном в сторону выгрузки, причем большие оси i₁-i₁ и i₂-i₂ (фиг. 5) торцевых перфорированная щек 17 и 18 винтовой перфорированной поверхности 2, повернуты по оси его вращения друг относительно друга на острый угол ω, при этом волнообразная боковая перфорированная поверхность по ее периметру сгибается с образованием винтовых поверхностей с винтовыми каналами волнообразной формы 23.

Установка для сепарации сыпучих сред работает следующим образом.

Частицы сыпучих сред, поступают через загрузочную воронку 3 и загрузочную втулку 19 во вращающуюся винтовую перфорированную поверхность 2, где они совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине винтовой перфорированной поверхности 2 в каждом поперечном сечении (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), при этом центры симметрии внутренней поверхности винтовой перфорированной поверхности 2, в каждом ее элементе поперечного сечения смещены относительно оси вращения, что нарушает не только скорость и направление движения частиц сыпучих сред, но и способствует созданию эксцентриситета и частицам сыпучих сред сообщаются низкочастотные колебания с большой амплитудой. Этому способствуют винтовые каналы волнообразной формы 23 по внутреннему периметру винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, которые захватывают порции частиц сыпучих материалов при вращении винтовой перфорированной поверхности 2, поднимают выше угла естественного откоса и бросают на противоположные стенки винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2 навстречу вращающимся винтовым каналам 23 по периметру винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, увеличивая, таким образом, частоту и энергоемкость взаимодействия частиц сыпучих материалов, что расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

При этом, за счет дебаланса винтовой перфорированной поверхности 2 и размещенных внутри него частиц сыпучих материалов, рамы 6, упруго установленной на станине 7 создаются, высокочастотные колебания с малой амплитудой.

Поэтому совместное воздействие на частицы сыпучих материалов высокочастотных колебаний с малой амплитудой и низкочастотных колебаний с большой амплитудой, а также нарушение скорости и направления движения частиц сыпучих материалов при их контакте с витками двух пружин 21 и 22 расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

В результате, поток движущихся частиц сыпучих сред не стационарен, а размеры и расположение активного движения потоков частиц сыпучих сред заметно меняются за время одного оборота винтовой перфорированной поверхности 2. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения частиц сыпучих сред, движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений частиц между собой и со стенками винтовой перофорированной просеивающей поверхности 2, а также с торцевыми перфорированными стенками 17 и 18, что обеспечивает очистку их перфорированных поверхностей и расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Процесс не стационарности движения частиц сыпучих сред усугубляется расположением торцевых перфорированных стенок 17 и 18, что существенно меняет направление движения частиц сыпучих сред вдоль оси вращения винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2 и создает зоны различного давления торцевых перфорированных стенок 17 и 18 на частицы сыпучих сред и расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Поэтому частицы сыпучих сред имеют возможность под воздействием разности давления торцевых перфорированных стенок эллиптической формы 17 и 18, расположенных под углом α к оси вращения винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении, создавая при этом турбулентные потоки. В результате интенсификации движения потоков частицы сыпучих сред повышается эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции, а грязь и песок вместе с водой выводятся за пределы перфорированной поверхности винтовой просеивающей поверхности 2, стекают по стенкам корпуса 1 и попадают в разгрузочное приспособление с перфорированным дном 12 корпуса 1. Вода, грязь и песок через отверстия перфорированного дна 12 выводятся в поддон 11 для их сбора, а мелкие фракции сыпучих сред, через отверстие 14 и разгрузочное приспособление 12, выводятся за пределы корпуса 1 в разгрузочный лоток 10. Крупные фракции сыпучих сред, посредством разгрузочной цапфы 20 и пружины 22, выводятся за пределы корпуса 1 и винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2 в разгрузочный лоток 9.

Процесс движения частиц сыпучих сред, которые поднимаются вверх и падают вниз, непрерывен. Поскольку внутренние перфорированные стенки винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2 расположены под углом к его оси вращения, то в каждой порции частиц сыпучих сред, каждая частица перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс сепарации и мойки сыпучих сред, расширяет технологические возможности. При этом, конструктивное оформление винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, вместе с загруженными частицами сыпучих сред, создает дебаланс во вращающейся винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, что придает ей и корпусу 1 низкочастотные колебания, которые не только интенсифицируют процесс сепарации и мойки, но и обеспечивают надежность перемещения мелких фракций сыпучих сред по дну 12 корпуса 1 и их вывод за пределы устройства. Таким образом, частицы сыпучих сред совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как винтовая перфорированная просеивающая поверхность 2 выполнена с волнообразной поверхностью по периметру и плоскими перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы 17 и 18, расположенными под углом β друг другу, размещенными наклонно под острым углом α к горизонтальной оси вращения винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, при этом большие оси эллипсов торцевых стенок 17 и 18 эллиптической формы по периметру повернуты относительно друг друга на острый угол ω, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное с наложением на эти движения низкочастотных колебаний, возбуждаемых асимметричным положением винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2 и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также винтовыми каналами 23 по периметру перфорированной просеивающей поверхности. В результате поток движущихся частиц сыпучих сред не стационарен, а размеры и расположение активного их смешивания заметно меняются за время одного оборота винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2. В результате нарушения упорядоченности процесса движения частиц сыпучих сред, движение их становится более активным, ликвидируются зоны малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений потоков частиц сыпучих сред между собой и со стенками винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, а также торцевыми перфорированными стенками 17 и 18, что обеспечивает расширение технологических возможностей. Процесс не стационарности движения частиц сыпучих сред усугубляется расположением торцевых стенок 17 и 18, большие оси которых повернуты относительно друг друга на острый угол ω, что существенно меняет направление движения частиц сыпучих сред вдоль оси вращения винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2 и создает зоны различного давления торцевых стенок 17 и 18 на частицы сыпучих сред. Поэтому частицы сыпучих сред имеют возможность под воздействием геометрического уклона винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2 и разности давления торцевых стенок эллиптической формы 17 и 18 друг к другу и к оси вращения, не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении. Усложнению траекторий перемещений частиц сыпучих сред, а также их движению от загрузки к выгрузке способствуют витки конических пружин 21 и 22. а также винтовые каналы волнообразной формы 23 по внутреннему периметру винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, которые захватывают порции частиц при своем вращении, поднимают выше угла естественного откоса и бросают на противоположные стенки винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, навстречу вращающимся винтовым каналам 23 увеличивая таким образом, частоту и энергоемкость взаимодействия частиц сыпучих сред что расширяет технологические возможности, повышает эффективность сепарации сыпучих сред и качество готовой продукции.

Скорость перемещения частиц сыпучих сред от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением угла наклона всего устройства для сепарации сыпучих сред.

Преимущества обеспечиваются за счет того что винтовая перфорированная просеивающая поверхность по внутреннему периметру снабжена винтовыми каналами волнообразной формы, что обеспечивает транспортное движение частиц сырья от загрузки к выгрузке, при этом плоские торцевые стенки эллиптической формы смонтированы под углом друг к другу, размещены наклонно под острым углом к горизонтальной оси вращения винтовой перфорированной просеивающей поверхности 2, повернуты относительно друг друга на острый угол и снабжены по периметру образующими в виде чередующихся выступами и впадинами волнообразной формы, что позволяет повысить производительность, расширить технологические возможности за счет одновременного воздействия на частицы сыпучих сред высокочастотных колебаний с малой амплитудой и низкочастотных колебаний с большой амплитудой, а также нарушения скорости и направления движения частиц сыпучих материалов при их встрече с винтовыми каналами волнообразной формы.

Предложенное изобретение относится к технике для классификации сыпучих сред и может быть использовано в горнодобывающей, пищевой, строительной, металлургической и других отраслях промышленности. Установка для сепарации сыпучих сред содержит просеивающую поверхность с винтовыми каналами на внутренней поверхности, узлы загрузки и разгрузки, привод. Просеивающая поверхность выполнена винтовой в виде винтового наклонного усеченного конуса с волнообразной боковой перфорированной поверхностью по ее периметру и с плоскими перфорированными основаниями в виде перфорированных торцевых щек эллиптической формы, смонтированными под острым углом одна к другой и под разными острыми углами к оси вращения винтовой просеивающей поверхности. Винтовая просеивающая поверхность установлена под острым углом к оси вращения и снабжена загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с уклоном в сторону выгрузки и жестко закрепленными по их внутренним диаметрам коническими пружинами с витками круглого сечения и уклоном в сторону выгрузки. Большие оси перфорированных торцевых щек винтовой просеивающей поверхности повернуты по оси ее вращения друг относительно друга на острый угол. Волнообразная боковая перфорированная поверхность по ее периметру сгибается с образованием винтовых перфорированных поверхностей с винтовыми каналами выпуклой формы на внутренней поверхности просеивающей поверхности. Винтовая перфорированная просеивающая поверхность смонтирована в корпусе, который снабжен разгрузочным приспособлением для мелких фракций сыпучих сред и вместе с загрузочным устройством закреплен на раме, упруго смонтированной на станине. Корпус снабжен механизмом для полива вращающейся перфорированной поверхности с частицами сыпучих материалов. Технический результат - повышение эффективности сепарации сыпучих сред и качества готовой продукции. 5 ил.

Установка для сепарации сыпучих сред, содержащая просеивающую поверхность с винтовыми каналами на внутренней поверхности, узлы загрузки и разгрузки, привод, отличающаяся тем, что просеивающая поверхность выполнена винтовой в виде винтового наклонного усеченного конуса с волнообразной боковой перфорированной поверхностью по ее периметру и с плоскими перфорированными основаниями в виде перфорированных торцевых щек эллиптической формы, смонтированными под острым углом одна к другой и под разными острыми углами к оси вращения винтовой просеивающей поверхности, при этом винтовая просеивающая поверхность установлена под острым углом к оси вращения и снабжена загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с уклоном в сторону выгрузки и жестко закрепленными по их внутренним диаметрам коническими пружинами с витками круглого сечения и уклоном в сторону выгрузки, причем большие оси перфорированных торцевых щек винтовой просеивающей поверхности повернуты по оси ее вращения друг относительно друга на острый угол, при этом волнообразная боковая перфорированная поверхность по ее периметру сгибается с образованием винтовых перфорированных поверхностей с винтовыми каналами выпуклой формы на внутренней поверхности просеивающей поверхности, причем винтовая перфорированная просеивающая поверхность смонтирована в корпусе, который снабжен разгрузочным приспособлением для мелких фракций сыпучих сред и вместе с загрузочным устройством закреплен на раме, упруго смонтированной на станине, а корпус снабжен механизмом для полива вращающейся перфорированной поверхности с частицами сыпучих материалов.