ВИБРОЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР С ЛИНЕЙНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Российский патент 2023 года по МПК B07B9/00 

Изобретение относится к сепараторам, предназначенным для разделения, преимущественно зерновых материалов на фракции по размерам, 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 (ВЦС) из-за передачи значительных динамических усилий на подшипниковые узлы, наличие большого числа трущихся и изнашивающихся деталей.

В качестве прототипа выбран виброцентробежный сепаратор с линейным электроприводом, состоящий 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, а его ротор с симметричными сквозными отверстиями, подвижен в вертикальной плоскости и жестко соединен с рабочим органом (патент 2739284, Российская Федерация, МПК В 07b 1/26. Виброцентробежный сепаратор / Линенко А.В., Халилов Б.Р., Камалов Т.И, Сыртланов Д.Р. Заявитель и патентообладатель Башкирский государственный аграрный ун-т, 22.10.2020 г.).

Недостатками прототипа являются ограниченные параметры колебаний рабочего органа в вертикальной плоскости и недостаточная степень очистки обрабатываемых материалов.

Технической задачей изобретения является повышение технологической эффективности виброцентробежного сепаратора путем регулирования параметров колебаний рабочего органа.

Техническая задача достигается тем, что в виброцентробежном сепараторе с линейным электроприводом, состоящем 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, а его ротор выполнен из двух колец разного радиуса, помещенных друг за другом, с возможностью осевого поворота, причем кольцо, обращенное своей поверхностью к индукторам линейного электродвигателя изготовлено из алюминиевого или медного трубного проката цилиндрической формы или алюминиевой, или медной пластины, из которой формируется трубный цилиндр, а другое кольцо изготовлено из холоднокатаных полос электротехнической стали.

Применение ротора выполненного из двух колец разного радиуса, изготовленных из разнородных материалов, помещенных друг за другом по принципу «труба в трубе» с возможностью осевого поворота, обеспечит возможность изменения поверхности ротора, через которое происходит замыкание магнитного потока индукторов и изменение ширины отверстий кольца. Тем самым обеспечивается регулирование электромагнитной мощности, передаваемой от индукторов ротору, что позволит увеличить или уменьшить скорость рабочего органа при движении вверх (вниз) и более точно регулировать параметры колебаний рабочего органа в пределах, обеспечивающих качественный технологический процесс.

В момент вращения рабочего органа с постоянной скоростью, когда часть ротора в виде колец без отверстий располагается напротив индукторов линейного электродвигателя (ЛЭД), возникает электромагнитная сила, под действием которой ротор, жестко соединенный с рабочим органом приходит в поступательное движение, к примеру, вниз в вертикальной плоскости. При этом упругие элементы, расположенные под ротором сжимаются. По мере вращения ротора наступает момент, при котором симметрично расположенные отверстия ротора находятся напротив индукторов ЛЭД. При этом электромагнитное поле пропадает и за счет энергии, накопленной в упругих элементах, ротор возвращается в исходное состояние, продолжая при этом совершать вращательное движение. Далее в момент, когда напротив индукторов будет проходить часть ротора без отверстий, ротор снова придет в поступательное движение и далее описанный процесс повторится. Частота колебаний рабочего органа в данном случае определяется количеством симметричных отверстий и частотой вращения ротора.

Путем осевого поворота внешнего или внутреннего кольца относительно друг друга, можно изменять активную поверхность ротора ЛЭД, через которое происходит замыкание магнитного потока и изменение ширины отверстий кольца. Этим обеспечивается регулирование электромагнитной мощности, передаваемой от индукторов ротору, что позволит увеличить или уменьшить скорость рабочего органа при движении вверх (вниз), и обеспечить более качественный технологический процесс. Наименьшая электромагнитная мощность от индукторов ротору будет передаваться в момент, когда их активные поверхности колец полностью перекрывают друг друга. При их осевом смещении относительно друг друга передаваемая электромагнитная мощность будет увеличиваться, а ширина отверстий ротора будет уменьшаться. Техническое решение дает возможность изменения (в определенном диапазоне) параметров колебаний рабочего органа, не изменяя при этом частоты его вращения.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства. На фиг. 2 положение ротора (его часть) в момент, когда напротив индукторов расположены части кольца с отверстиями. На фиг. 3 показано положение кольца (его часть) в момент, когда напротив индукторов расположена часть ротора без отверстий. На фиг. 4 - разрез А-А по фиг. 1. На фиг. 5 показан общий вид ротора, состоящий из двух колец.

Виброцентробежный сепаратор имеет корпус 1, внутри которого находится рабочий орган 2 (фиг. 1), жестко соединенный с ротором, образованным кольцами 4 и 17 (фиг. 5), входной патрубок 16, разбрасыватель 14, вибрационный и вращательный приводы рабочего органа 2. Привод вращательного движения рабочего органа осуществляется от электродвигателя вращения 8, на валу которого закреплен шкив 7. Шкив 7 при помощи клиновых ремней 15 соединен с ведомым шкивом 6. Ведомый шкив 6 через шлицевое соединение 5 связан с рабочим органом 2.

Электропривод вибрационного движения реализован на базе ЛЭД, индукторы 3 которого жестко закреплены на основании 12, а ротор образован кольцами 4 и 17, жестко соединенными с рабочим органом 2. Кольца 4 и 17 имеют сквозные симметричные отверстия 9, выполнены из двух установленных друг за другом разнородных электропроводящих материалов с высокой электропроводностью, с возможностью осевого поворота (фиг. 4, фиг. 5). Причем кольцо 17, обращенное своей поверхностью к индукторам ЛЭД, может быть изготовлено из алюминиевого или медного трубного проката цилиндрической формы или алюминиевой, или медной пластины, из которой формируется трубный цилиндр. Кольцо 4 может быть изготовлено из холоднокатаных полос электротехнической стали. Ротор, состоящий из колец 4 и 17, жестко соединен с рабочим органом 2, подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости с помощью упругих элементов 10 и роликов 11.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электродвигатель 8, рабочий орган 2 ВЦС и кольца 17 и 4, будут совершать вращательное движение вокруг своей оси, передаваемое через шлицевое соединение 5 от шкива 6, при этом индукторы 3 ЛЭД постоянно подключены к сети. В момент вращения, когда часть колец 17 и 4 без отверстий находится напротив индукторов 3 ЛЭД, возникает электромагнитная сила, под действием которой кольца 17 и 4 приходят в поступательное движение, например, вниз. При движении колец 17 и 4 упругие элементы 10 сжимаются. По мере вращения колец 17 и 4, наступает момент, при котором отверстия 9 располагаются симметрично относительно индукторов 3 ЛЭД, при этом электромагнитная сила исчезает и под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 10, кольца 17 и 4 с рабочим органом 2 возвращаются в исходное состояние, продолжая совершать вращательное движение. Затем часть колец 17 и 4 без отверстий снова располагается напротив индукторов 3 и далее описанный процесс повторяется. При этом рабочий орган 2 совершает колебательно-вращательное движение.

Путем осевого поворота кольца 17 относительно кольца 4 на величину сдвига s (фиг. 5), возможно изменять активную поверхность ротора ЛЭД, что позволит изменять параметры колебаний рабочего органа 2 в пределах, обеспечивающих качественный технологический процесс, оцениваемый степенью очистки обрабатываемого материала. Техническое решение дает возможность изменения (в определенном диапазоне) параметров колебаний рабочего органа 2, не изменяя при этом частоты его вращения. Наименьшая электромагнитная мощность от индукторов 3 ротору будет передаваться в момент, когда активные поверхности колец 17 и 4 полностью перекрывают друг друга. При их осевом смещении относительно друг друга передаваемая электромагнитная мощность будет увеличиваться, а ширина отверстий ротора будет уменьшаться.

Через входной патрубок 16 исходный сыпучий материал поступает в верхнюю часть блока - веялку 13, где созданный вентилятором (не показан) воздушный поток проходит сквозь разбрасываемый сыпучий материал и удаляет легкие примеси и пыль. Поступающий с разбрасывателя 14 сыпучий материал под воздействием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности рабочего органа 2 и перемещается вниз. Вследствие колебательного движения рабочего органа 2 происходит отделение примесей.

Предлагаемое техническое решение дает широкие возможности регулирования параметров колебаний рабочего органа, повышения технологической эффективности установки путем улучшения степени очистки обрабатываемых материалов.

Предложенное изобретение относится к сепараторам, предназначенным для разделения, преимущественно зерновых материалов, и может быть использовано в мукомольной, химической и других отраслях промышленности. Виброцентробежный сепаратор с линейным электроприводом 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, а его ротор с симметричными сквозными отверстиями подвижен в вертикальной плоскости и жестко соединен с рабочим органом. Ротор выполнен из двух колец разного радиуса, помещенных друг за другом, с возможностью осевого поворота. Кольцо, обращенное своей поверхностью к индукторам линейного электродвигателя, изготовлено из алюминиевого или медного трубного проката цилиндрической формы или алюминиевой или медной пластины, из которой формируется трубный цилиндр, а другое кольцо изготовлено из холоднокатаных полос электротехнической стали. Технический результат - повышение технологической эффективности виброцентробежного сепаратора. 5 ил.

Виброцентробежный сепаратор с линейным электроприводом, состоящий 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, а его ротор с симметричными сквозными отверстиями подвижен в вертикальной плоскости и жестко соединен с рабочим органом, отличающийся тем, что ротор выполнен из двух колец разного радиуса, помещенных друг за другом, с возможностью осевого поворота, причем кольцо, обращенное своей поверхностью к индукторам линейного электродвигателя, изготовлено из алюминиевого или медного трубного проката цилиндрической формы или алюминиевой или медной пластины, из которой формируется трубный цилиндр, а другое кольцо изготовлено из холоднокатаных полос электротехнической стали.