ВИБРОЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР С ЛИНЕЙНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Российский патент 2024 года по МПК B07B1/26 B07B1/42 

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 вдоль оси вращения на независимые друг от друга секции (патент 2686760, Российская Федерация, МГЖ В07b 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.).

Недостатками прототипа являются высокая энергоемкость процесса и низкий КПД установки.

Технической задачей изобретения является повышение энергетических характеристик виброцентробежного сепаратора путем увеличения передаваемой электромагнитной мощности от индукторов ротору линейного электродвигателя.

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 асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, разделен вдоль оси вращения на независимые друг от друга секции, снабжен неподвижными пластинами, установленными по радиусу за ротором напротив индукторов, и перекрывающими активную поверхность индукторов, причем неподвижные пластины выполнены из холоднокатаных пластин электротехнической стали, а секции ротора из алюминиевой или медной пластин.

Применение неподвижных пластин, выполненных из холоднокатаных пластин электротехнической стали, обеспечит замыкание магнитного потока, создаваемого индукторами линейного электродвигателя (ЛЭД), тем самым увеличится электромагнитная мощность, передаваемая от индукторов ротору, что связано с повышением КПД электропривода, не усложняя при этом конструкцию ротора и не увеличивая его вес. (Насар С.А., Болдеа И. Линейные тяговые электрические машины: Пер. с англ. / Под ред. д-ра техн. наук А.С. Курбасова. М.: Транспорт, 1981. 176 с.).

В момент вращения рабочего органа с постоянной скоростью электромагнитная мощность от индукторов ЛЭД передается подвижным секциям, на которые разделены ротор с рабочим органом. Наличие неподвижных холоднокатаных пластин электротехнической стали обеспечивает замыкание магнитного потока индукторов ЛЭД, что обеспечит повышение электромагнитной мощности передаваемой от индукторов подвижным секциям. По мере вращения ротора электромагнитная мощность 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. Чем меньше зазор между подвижным ротором и неподвижными пластинами, тем большая электромагнитная мощность будет передаваться от индукторов секциям ротора.

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 1 размещен линейный электропривод вибрационного движения рабочего органа в вертикальной плоскости, представляющий собой ЛЭД, состоящий из нескольких индукторов 2 (фиг. 2) [Насар С.А., Болдеа И. Линейные тяговые электрические машины: Пер. с англ. / Под ред. д-ра техн. наук А.С. Курбасова. М.: Транспорт, 1981. 176 с.], жестко закрепленных на основании.

Ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, разделен вдоль оси вращения на независимые друг от друга секции 14, которые соединены с секциями 6 рабочего органа. За ротором ЛЭД установлены по радиусу неподвижные пластины 15, перекрывающие активную поверхность индукторов 2. Подвижные секции 14 ротора с помощью направляющих 11 (фиг. 3) соединены с кольцом 8. Секции 6 рабочего органа и секции 14 ротора подвижны и подпружинены в вертикальной плоскости с помощью упругих элементов 10. Секции 14 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 ротора 14 приводятся во вращение вокруг своей вертикальной оси через шлицевые соединения 5.

Неподвижные пластины 15 изготовлены из холоднокатаных пластин электротехнической стали. Подвижные секции 14, обращенные к индукторам 2 ЛЭД, изготовлены из алюминиевой или медной пластины, которые в дальнейшем изгибаются в соответствие с радиусом изгиба секции рабочего органа и равные количеству секций рабочего органа (фиг. 4).

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

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 подвижные секции 14 ротора располагаются напротив неподвижных пластин 15 и индукторов 2 ЛЭД, возникает электромагнитная сила, под действием которой секции 14 ротора с секциями 6 рабочего органа приходят в поступательное движение, например, вниз. При движении секций 14 и 6 упругие элементы 10 сжимаются (фиг. 3). По мере вращения рабочего органа, наступает момент, при котором секции 14 ротора выходят из электромагнитного поля индукторов 2 ЛЭД, при этом электромагнитные силы исчезают и под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 10, секции 14 и 6 возвращаются в исходное состояние, продолжая совершать вращательное движение. Затем следующие подвижные секции 14 ротора снова располагается напротив индукторов 2 и неподвижных пластин 15 и далее описанный процесс повторяется. Таким образом, секции 6 рабочего органа с секциями ротора совершают вибрационно-вращательное движение.

Через приемную воронку 12 исходный сыпучий материал поступает в верхнюю часть блока - веялку 13, где созданный вентилятором (не показан на рисунке) 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. Под действием возвратно-поступательного движения секций 6 сыпучий материал движется вниз, при этом 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.]. Также частота и амплитуда колебаний рабочего органа зависят и от количества секций 14, на которые разделен ротор.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить колебательное движение рабочего органа в вертикальной плоскости с повышенными энергетическими характеристиками.

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 асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, разделен вдоль оси вращения на независимые друг от друга секции. Сепаратор снабжен неподвижными пластинами, установленными по радиусу за ротором напротив индукторов, и перекрывающими активную поверхность индукторов. Неподвижные пластины выполнены из холоднокатаных пластин электротехнической стали, а секции ротора из алюминиевой или медной пластин. Технический результат - повышение энергетических характеристик виброцентробежного сепаратора. 4 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 асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, разделен вдоль оси вращения на независимые друг от друга секции, отличающийся тем, что снабжен неподвижными пластинами, установленными по радиусу за ротором напротив индукторов, и перекрывающими активную поверхность индукторов, причем неподвижные пластины выполнены из холоднокатаных пластин электротехнической стали, а секции ротора из алюминиевой или медной пластин.