ВИБРОЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2023 года по МПК B07B9/00 B07B1/00 

Изобретение относится к сепараторам, предназначенным для разделения, преимущественно зерновых материалов, на фракции по размерам и аэродинамическим свойствам, и может быть использовано на селекционных станциях, элеваторах, в фермерских хозяйствах, заводах по производству семян и круп, а также в мукомольной, комбикормовой, химической и других отраслях промышленности.

Известен виброцентробежный зерновой сепаратор, состоящий из корпуса, вращающегося и вибрирующего рабочего органа, приводов, для вибрационного и вращательного движений рабочего органа [Авторское свидетельство СССР №506439 по классу В07В 1/44. Виброцентробежный зерновой сепаратор / Гончаров Е.С., Прилуцкий А.Н., Полупанов Ф.П., Волошин Н.И., Быдриевский Ю.В., Старков А.А, Кодин Н.А., Шишкин Н.В., Антонов Б.Н., Цукарева С.Ф., Малкин Б.Л.; заявитель и патентообладатель Украинский головной научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства, Горьковский машиностроительный завод им. М. Воробьева, 15.03.1976 г. Бюллетень №10].

Недостатком технического решения является низкая надежность вибрационного привода рабочего органа виброцентробежного сепаратора из-за передачи значительных динамических усилий на подшипниковые узлы, наличие большого числа трущихся и изнашивающихся деталей.

В качестве прототипа выбран виброцентробежный сепаратор, состоящий из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, разделен на подвижные относительно друг друга секции вдоль оси вращения (патент 2686760, Российская Федерация, МПК B07b 1/26. Виброцентробежный сепаратор / Линенко А.В., Халилов Б.Р., Камалов Т.И., Хуснутдинов Ш.И. Заявитель и патентообладатель Башкирский государственный аграрный ун-т, 30.04.2019 г.).

Недостатком прототипа является низкая эффективность сепарирования установки.

Технической задачей изобретения является повышение технологических характеристик и эффективности сепарирования установки.

Техническая задача достигается тем, что в виброцентробежном сепараторе состоящем из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, разделен на подвижные относительно друг друга секции вдоль оси вращения, секции ротора выполнены из двух соединенных между собой электропроводящих материалов, первый из которых обращен своей поверхностью к индукторам линейного электродвигателя и выполнен из цветного металла с высокой электропроводностью, а другой из ферромагнитного материала.

Наличие обратного магнитопровода из ферромагнитного материала, например, стали, обеспечит появление нормальной силы притяжения на подвижных секциях направленной перпендикулярно оси вращения ротора, тем самым обеспечится дополнительно движение подпружиненных секций решет в направлении к соответствующим индукторам линейного электродвигателя (ЛЭД) (Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин, учебник для вузов. - 3 изд., перераб. и доп.- Москва: высш. шк., 2001 - 327 с.: ил.).

Предлагаемое техническое решение имеет существенное отличие от известных, заключающееся в том, что электромагнитная сила передается в двух направлениях от индукторов ЛЭД не одновременно всему ротору, а только нескольким секциям, на которые разделены ротор с рабочим органом. По мере вращения ротора электромагнитная сила от индукторов будет по очереди передана каждой секции ротора связанной со своей секцией рабочего органа, которая находится напротив индукторов ЛЭД. Индукторы ЛЭД во время работы виброцентробежного сепаратора подключены к сети постоянно. Такое решение позволит повысить эффективность сепарации за счет придания рабочему органу дополнительных перпендикулярных колебаний относительно оси вращения.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемой конструкции виброцентробежного сепаратора. На фиг. 2 показан разрез Б-Б по фиг. 1; на фиг. 3 - положение секции в момент ее нахождения в электромагнитном поле индукторов ЛЭД; на фиг. 4 - выноска А-А по фиг. 2.

Виброцентробежный сепаратор имеет корпус 1. Внутри корпуса находится рабочий орган, состоящий из секций 6 (фиг. 1). Внутри корпуса размещен линейный электропривод вибрационного движения рабочего органа в вертикальной плоскости, представляющий собой ЛЭД, состоящий из нескольких индукторов 2 (фиг. 2), жестко закрепленных на основании, и ротора, который разделен на независимые друг от друга вертикальные подвижные секции 11, которые соединены с секциями рабочего органа 6. Секции ротора 11 выполнены из двух соединенных между собой электропроводящих материалов, первый из которых, обращен своей поверхностью к индукторам 2 ЛЭД и выполнен из цветного металла с высокой электропроводностью, а другой из ферромагнитного материала. Секции 11 ротора с помощью направляющих 14 (фиг. 3) соединены с кольцом 8. Секции 11 ротора и секции 6 рабочего органа подвижны и подпружинены в вертикальной плоскости с помощью упругих элементов 10. Направляющие 14 имеют ограниченную степень свободы хода в перпендикулярном оси вращения направлении. Это позволяет обеспечивать дополнительные перпендикулярные колебания секций 11 в процессе работы установки, при этом, не позволяя секциям 11 касаться индукторов 2 ЛЭД обеспечивая минимально допустимый для работы воздушный зазор. Жесткость упругих элементов 10 подбирается таким образом, чтобы обеспечить рабочую амплитуду колебаний секций 11 и 6 при движении в вертикальной плоскости, и также реализовать возврат секций 11 и 6 в исходное состояние после исчезновения нормальной силы притяжения.

Секции 11 ротора через кольцо 8 соединены с горизонтально расположенным шкивом 9. Шкив 9 при помощи клиновых ремней получает вращение от шкива 4, закрепленного на валу электродвигателя 3. При вращении шкива 9 секции рабочего органа 6 с секциями 11 ротора приводятся во вращение вокруг своей вертикальной оси через шлицевые соединения 5.

Секции 11 ротора выполнены из двух слоев разнородных электропроводящих металлов, которые могут быть соединены между собой сваркой, пайкой или заклепочным соединением. Часть секций 11 ротора обращенные к индукторам 2 ЛЭД, выполнены из металла с высокой электропроводностью и могут быть изготовлены из алюминиевой или медной пластины. Второй слой может быть изготовлен из холоднокатаных пластин электротехнической стали (фиг. 4). Пластины изгибаются в соответствие с радиусом изгиба секции рабочего органа и разделяются на секции, равные количеству секций рабочего органа.

Внутри корпуса виброцентробежного сепаратора, параллельно образующей рабочего органа, установлены приемная воронка 12, веялка 13 и разбрасыватели 7.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электродвигатель 3 (фиг. 1), рабочий орган виброцентробежного сепаратора будет совершать вращательное движение вокруг своей оси, при этом индукторы 2 ЛЭД постоянно подключены к сети. В момент вращения рабочего органа, когда секции 11 ротора располагаются напротив индукторов 2 ЛЭД, возникает электромагнитная сила, под действием которой секции 11 ротора с секциями рабочего органа 6 приходят в поступательное движение, например вниз в вертикальной плоскости. При движении секций упругие элементы 10 сжимаются (фиг. 3). При этом, также возникает нормальная сила притяжения направленная перпендикулярно оси вращения рабочего органа, которая обеспечивает дополнительно движение секций 6 и 11 в направлении к соответствующим индукторам 2 ЛЭД. По мере вращения рабочего органа, наступает момент, при котором секции 11 ротора выходят из электромагнитного поля индукторов 2 ЛЭД, при этом электромагнитные силы исчезают и под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 10, секции 11 возвращаются в исходное состояние (фиг. 3), продолжая совершать вращательное движение. Затем следующие секции 11 ротора снова располагается напротив индукторов 2 и далее описанный процесс повторяется. Жесткость упругих элементов 10 подбирается таким образом, чтобы обеспечить рабочую амплитуду колебаний секций 11 и 6 при движении в вертикальной плоскости, и также реализовать возврат секций 11 и 6 в исходное состояние после исчезновения силы притяжения. Наличие обратного магнитопровода из ферромагнитного материала, обеспечит появление нормальной силы притяжения на подвижных секциях 11 направленной перпендикулярно оси вращения рабочего органа, тем самым обеспечится дополнительно движение секций решет 6 в перпендикулярном направлении. Таким образом, секции 11 и 6 совершают вращательное и сложное вибрационное движение.

Через приемную воронку 12 исходный сыпучий материал поступает в верхнюю часть блока - веялку 13, где созданный вентилятором воздушный поток проходит сквозь разбрасываемый сыпучий материал и удаляет легкие примеси и пыль. Поступающий с разбрасывателя 7 сыпучий материал под воздействием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности секций 6 решет и перемещается вниз под собственным весом. Вследствие возвратно-поступательного движения секций 6 происходит отделение сорных примесей.

В данной конструкции частота и амплитуда колебаний секций 6 рабочего органа зависит от его частоты вращения, соответственно регулированием частоты вращения рабочего органа можно изменять параметры его колебаний. Частоту вращения рабочего органа можно изменять с помощью преобразователя частоты напряжения или тиристорных регуляторов напряжения [Ильинский Н.Ф., Москаленко В.В. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 208 с.].

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность сепарации.

Изобретение относится к сепараторам, предназначенным для разделения преимущественно зерновых материалов, и может быть использовано в мукомольной, химической и других отраслях промышленности. Устройство состоит из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от линейного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании. Ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, разделен на подвижные относительно друг друга секции вдоль оси вращения, которые выполнены из двух соединенных между собой электропроводящих материалов, первый из которых обращен своей поверхностью к индуктору линейного электродвигателя и выполнен из цветного металла с высокой электропроводностью, а другой - из ферромагнитного материала. Изобретение обеспечивает повышение эффективности сепарации. 4 ил.

Виброцентробежный сепаратор, состоящий из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, разделен на подвижные относительно друг друга секции вдоль оси вращения, отличающийся тем, что секции ротора выполнены из двух соединенных между собой электропроводящих материалов, первый из которых обращен своей поверхностью к индукторам линейного электродвигателя и выполнен из цветного металла с высокой электропроводностью, а другой — из ферромагнитного материала.