RU2761001C1 - Linear asynchronous electric drive for a vibration centrifugal separator - Google Patents

Abstract

FIELD: separation.

SUBSTANCE: invention relates to separators intended for separating primarily grain materials, and can be used in milling, chemical, and other branches of industry. A linear asynchronous electric drive for a vibration centrifugal separator consisting of a body, a working element, a rotary motion drive of the working element from a rotation engine and a vibration drive of the working element in the vertical plane from a flat linear asynchronous electric engine, the inductors whereof are rigidly fixed on the base, and the rotor thereof in the form of a ring with symmetrical through holes is movable and spring-loaded in the vertical plane, made of metal with high electrical conductivity, and rigidly connected with the working element. Arc-shaped symmetrical plates are located in the through symmetrical holes of the ring, interconnected by guides spring-loaded relative to the axial shaft of the ring, configured to move in the vertical plane. The arc-shaped plates are made of the same material as the ring.

EFFECT: increase in the power characteristics of the drive for increasing the efficiency of separation.

1 cl, 5 dwg

Description

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.The invention relates to separators designed for separating, mainly grain materials into fractions by size, and can be used at breeding stations, elevators, farms, factories for the production of seeds and cereals, as well as in milling, feed, chemical and other industries ...

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).Known vibro-centrifugal grain separator, consisting of a body, a rotating and vibrating working body, drives for vibration and rotational movements of the working body (USSR author's certificate No. 506439 class B07B 1/44. Vibro-centrifugal grain separator / Goncharov E.S., Prilutsky A.N. ., Polupanov F.P., Voloshin N.I., Bydrievsky Yu.V., Starkov A.A., Kodin N.A., Shishkin N.V., Antonov B.N., Tsukareva S.F., Malkin BL; applicant and patentee Ukrainian head research institute of mechanization and electrification of agriculture, Gorky machine-building plant named after M. Vorobiev, 03/15/1976, Bulletin No. 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.The disadvantage of the technical solution is the low reliability of the vibration drive of the working body of the vibrocentrifugal separator due to the transfer of significant dynamic forces to the bearing assemblies, the presence of a large number of rubbing and wearing parts.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является установка, состоящая из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от плоского линейного асинхронного электродвигателя (ЛАД), индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор в виде кольца с симметричными сквозными отверстиями подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, выполнен из металла с высокой электропроводностью и жестко соединен с рабочим органом (патент 2678008, Российская Федерация, МПК B04b 3/06. Вибрационная центрифуга / Линенко А.В., Аипов Р.С., Халилов Б.Р., Камалов Т.И, Гильванов В.Ф. Заявитель и патентообладатель Башкирский государственный аграрный ун-т, 22.01.2019 г.).The closest to the proposed technical solution is an installation consisting of a body, a working body, a rotary motion drive of the working body from the rotation motor and a vibration drive of the working body in the vertical plane from a flat linear asynchronous electric motor (LIM), the inductors of which are rigidly fixed on the base, and its the rotor in the form of a ring with symmetric through holes is movable and spring-loaded in the vertical plane, made of metal with high electrical conductivity and rigidly connected to the working body (patent 2678008, Russian Federation, IPC B04b 3/06. Vibration centrifuge / Linenko A.V., Aipov R.S., Khalilov B.R., Kamalov T.I., Gilvanov V.F.Applicant and patent holder Bashkir State Agrarian University, 22.01.2019).

Недостатком технического решения является изменение электромагнитной силы, создаваемой бегущим магнитным полем индукторов ЛАД, из-за поочередного прохождения через это поле сквозных симметричных отверстий и рабочей поверхности кольца в процессе работы установки. Это сопровождается частыми переходными процессами и способствует нагреву ЛАД, что ухудшает его энергетические характеристики.The disadvantage of the technical solution is the change in the electromagnetic force created by the traveling magnetic field of the LIM inductors, due to the alternate passage through this field of through symmetrical holes and the working surface of the ring during the operation of the installation. This is accompanied by frequent transient processes and promotes heating of the LIM, which degrades its energy characteristics.

Технической задачей изобретения является устранение частых переходных процессов в ЛАД, что позволит повысить энергетические характеристики вибрационного привода на его основе.The technical objective of the invention is to eliminate frequent transient processes in the LIM, which will improve the energy characteristics of a vibration drive based on it.

Техническая задача достигается тем, что в линейном асинхронном электроприводе для виброцентробежного сепаратора, состоящем из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от плоского линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор в виде кольца с симметричными сквозными отверстиями подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, выполнен из металла с высокой электропроводностью и жестко соединен с рабочим органом, в сквозных симметричных отверстиях кольца расположены дугообразные симметричные пластины связанные между собой подпружиненными относительно осевого вала кольца направляющими с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, причем дугообразные пластины выполнены из того же материала, что и само кольцо.The technical problem is achieved by the fact that in a linear asynchronous electric drive for a vibratory centrifugal separator, consisting of a body, a working body, a rotary motion drive of the working body from the rotation motor and a vibration drive of the working body in the vertical plane from a flat linear asynchronous electric motor, the inductors of which are rigidly fixed on the base, and its rotor in the form of a ring with symmetric through holes is movable and spring-loaded in the vertical plane, made of metal with high electrical conductivity and rigidly connected to the working body, in the through symmetrical holes of the ring there are arcuate symmetric plates connected to each other by guides spring-loaded relative to the axial shaft of the ring with the possibility movement in the vertical plane, and the arcuate plates are made of the same material as the ring itself.

Применением подвижных в вертикальной плоскости отверстий кольца симметричных дугообразных пластин обеспечивается колебание рабочего органа без разрыва магнитной цепи индукторов ЛАД, причем ширина пластин такова, что обеспечивается слияние кольца с пластинами в горизонтальной плоскости, а высота одного отверстия позволяет разместить в ней дугообразную пластину с запасом хода обеспечивающим амплитуду колебаний рабочего органа.The use of holes in the ring of symmetric arcuate plates movable in the vertical plane ensures the oscillation of the working body without breaking the magnetic circuit of the LIM inductors, and the width of the plates is such that the merging of the ring with the plates in the horizontal plane is ensured, and the height of one hole makes it possible to place an arcuate plate in it with a power reserve providing amplitude of vibrations of the working body.

В момент вращения рабочего органа с постоянной скоростью, когда часть кольца без отверстий располагается напротив индукторов ЛАД, возникает электромагнитная сила, под действием которой кольцо с рабочим органом приходит в поступательное движение, к примеру, вниз в вертикальной плоскости. При этом упругие элементы, расположенные под кольцом сжимаются. По мере вращения кольца, наступает момент, при котором симметрично расположенные отверстия кольца с подвижными дугообразными пластинами находятся напротив индукторов ЛАД, при этом электромагнитное поле перестает оказывать действие на кольцо, и начинает влиять на подвижные пластины. Связанные между собой дугообразные пластины под действием электромагнитной силы приходят в поступательное движение вниз, при этом сжимается упругий элемент, установленный на осевом валу под направляющими. В это время кольцо за счет энергии накопленной в упругих элементах, расположенных под кольцом, возвращается в исходное состояние, продолжая при этом совершать вращательное движение. Далее в момент, когда напротив индукторов будут проходить части кольца без отверстий, кольцо снова придет в поступательное движение, а симметричные пластины, также за счет накопленной энергии в упругом элементе, расположенном под направляющими, возвращаются в исходное состояние и далее описанный процесс повторится. Частота колебаний рабочего органа, в данном случае, определяется количеством симметричных отверстий с подвижными подпружиненными пластинами в кольце и частотой вращения кольца.At the moment of rotation of the working body at a constant speed, when a part of the ring without holes is located opposite the LIM inductors, an electromagnetic force arises, under the action of which the ring with the working body comes into translational motion, for example, down in the vertical plane. In this case, the elastic elements located under the ring are compressed. As the ring rotates, a moment comes at which the symmetrically located holes of the ring with movable arcuate plates are opposite the LIM inductors, while the electromagnetic field ceases to exert an effect on the ring and begins to affect the movable plates. The interconnected arcuate plates under the action of an electromagnetic force come into downward translational motion, while the elastic element mounted on the axial shaft under the guides is compressed. At this time, the ring, due to the energy accumulated in the elastic elements located under the ring, returns to its original state, while continuing to rotate. Further, at the moment when parts of the ring without holes pass opposite the inductors, the ring will again begin to translate, and the symmetrical plates, also due to the accumulated energy in the elastic element located under the guides, return to their original state and the process described below will be repeated. The oscillation frequency of the working body, in this case, is determined by the number of symmetrical holes with movable spring-loaded plates in the ring and the frequency of rotation of the ring.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить колебательное и вращательное движения рабочего органа с повышенными энергетическими характеристиками. Применением подвижных дугообразных пластин обеспечивается колебательное движение рабочего органа без блока включения-отключения индукторов ЛАД и исключаются частые переходные электромагнитные процессы в приводе.The proposed technical solution makes it possible to obtain the oscillatory and rotational motion of the working body with increased energy characteristics. The use of movable arcuate plates ensures the oscillatory movement of the working body without the ON-OFF block of the LIM inductors and excludes frequent transient electromagnetic processes in the drive.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства. На фиг. 2 показано положение кольца (его часть) в момент, когда напротив индукторов расположены части кольца без подвижных пластин. На фиг. 3 положение кольца (его часть) в момент, когда напротив индукторов расположены части кольца с подвижными симметричными дугообразными пластинами подпружиненными относительно вала. На фиг. 4 - разрез А-А по фиг.1. На фиг. 5 - часть кольца с подвижными дугообразными пластинами, подпружиненными относительно осевого вала и связанными между собой направляющими.FIG. 1 shows a general view of the proposed device. FIG. 2 shows the position of the ring (its part) at the moment when parts of the ring without movable plates are located opposite the inductors. FIG. 3 the position of the ring (its part) at the moment when parts of the ring with movable symmetric arcuate plates spring-loaded relative to the shaft are located opposite the inductors. FIG. 4 - section A-A according to Fig. 1. FIG. 5 - part of the ring with movable arcuate plates, spring-loaded relative to the axial shaft and interconnected guides.

Линейный асинхронный электропривод для виброцентробежного сепаратора имеет корпус 1, внутри которого находится рабочий орган 2 (фиг. 1), входной патрубок 3, разбрасыватель 4, вибрационный и вращательный привода рабочего органа 2. Привод вращательного движения рабочего органа осуществляется от электродвигателя вращения 5, на валу которого закреплен шкив 6. Шкив 6 при помощи клиновых ремней 7 соединен с ведомым шкивом 8. Ведомый шкив 8 через шлицевое соединение 9 связан с рабочим органом 2.A linear asynchronous electric drive for a vibratory centrifugal separator has a housing 1, inside which there is a working body 2 (Fig. 1), an inlet pipe 3, a spreader 4, a vibrating and rotary drive of the working body 2. The rotary motion of the working body is driven from an electric motor of rotation 5, on the shaft which is fixed to the pulley 6. The pulley 6 is connected with the driven pulley 8 by means of V-belts 7. The driven pulley 8 is connected to the working body 2 through the splined connection 9.

Электропривод реализован на базе плоского ЛАД, индукторы 10 которого жестко закреплены на основании 11, а ротором является кольцо 12. Кольцо 12 имеет сквозные симметричные отверстия, в которых расположены подпружиненные относительно осевого вала 13, с помощью упругого элемента 14, связанные между собой направляющими 15, симметричные дугообразные и подвижные в плоскости образующей кольца пластины 16 (фиг. 5).The electric drive is implemented on the basis of a flat LIM, the inductors 10 of which are rigidly fixed on the base 11, and the rotor is the ring 12. The ring 12 has through symmetrical holes, in which are located spring-loaded relative to the axial shaft 13, using an elastic element 14, connected by guides 15, symmetrical arcuate and movable in the plane of the generatrix of the ring plate 16 (Fig. 5).

Кольцо 12 подвижно и подпружинено в вертикальной плоскости с помощью роликов 17 и упругих элементов 18. Кольцо 12 выполнено из металла с высокой электропроводностью (например, из алюминия или меди) и может быть изготовлено из алюминиевого или медного трубного проката цилиндрической формы или алюминиевой, или медной пластины, из которой формируется трубный цилиндр (фиг. 4) (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.). Дугообразные пластины 16 выполнены из того же материала, что и кольцо 12.Ring 12 is movable and spring-loaded in the vertical plane by means of rollers 17 and elastic elements 18. Ring 12 is made of metal with high electrical conductivity (for example, aluminum or copper) and can be made of aluminum or copper rolled cylindrical tubes or aluminum or copper plate, from which the tubular cylinder is formed (Fig. 4) (Nasar S.A., Boldea I. Linear traction electric machines: Translated from English / Edited by Dr. of Engineering Sciences A.S. Kurbasov. M. : Transport, 1981.176 p.). The arcuate plates 16 are made of the same material as the ring 12.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на электродвигатель 5, рабочий орган 2 и кольцо 12 будут совершать вращательное движение вокруг своей оси, передаваемое через шкивы 6, 8 и ременную передачу 7. При подаче напряжения на индукторы 10, рабочий орган 2 и кольцо 12 будут совершать колебательное движение, осуществляемое за счет бегущего магнитного поля индукторов 10, при этом индукторы ЛАД постоянно подключены к сети.The device works as follows. When voltage is applied to the electric motor 5, the working body 2 and the ring 12 will perform a rotational movement around their axis, transmitted through the pulleys 6, 8 and the belt drive 7. When voltage is applied to the inductors 10, the working body 2 and the ring 12 will oscillate, carried out due to the traveling magnetic field of the inductors 10, while the LIM inductors are constantly connected to the network.

На уровне индукторов 10 в кольце 12 имеются сквозные симметричные отверстия с подвижными дугообразными пластинами 16, поэтому одновременно с вращательным движением кольцо 12 будет совершать колебательное движение следующим образом: в момент вращения, когда часть кольца 12 без отверстий находится напротив индукторов ЛАД 10, возникает электромагнитная сила, под действием которой кольцо 12 приходит в поступательное движение, например, вниз. При движении кольца 12 упругие элементы 18 сжимаются (фиг. 2).At the level of the inductors 10 in the ring 12 there are through symmetrical holes with movable arcuate plates 16, therefore, simultaneously with the rotational movement, the ring 12 will oscillate as follows: at the moment of rotation, when a part of the ring 12 without holes is opposite the LAD 10 inductors, an electromagnetic force arises , under the action of which the ring 12 comes into translational motion, for example, downward. When the ring 12 moves, the elastic elements 18 are compressed (Fig. 2).

По мере вращения кольца 12, наступает момент, при котором симметричные отверстия с подвижными подпружиненными дугообразными пластинами 16 в кольце располагаются симметрично относительно индукторов 10 ЛАД. При этом электромагнитное поле перестает оказывать действие на кольцо 12, и начинает влиять на подвижные дугообразные пластины 16. Связанные через направляющие 15 между собой пластины 16 под действием электромагнитной силы приходят в поступательное движение вниз, при этом сжимается упругий элемент 14, установленный под направляющими 15 на осевом валу 13, в то время как кольцо 12, под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 18, возвращается в исходное состояние (фиг. 3), продолжая при этом совершать вращательное движение. Затем часть кольца 12 без отверстий снова располагается напротив индукторов 10, подвижные пластины 16 за счет потенциальной энергии накопленной в упругом элементе 14, расположенном под направляющими 15, возвращаются в исходное состояние и далее описанный процесс повторяется. При этом рабочий орган 2 совершает вибрационно-вращательное движение.As the ring 12 rotates, a moment comes at which the symmetrical holes with movable spring-loaded arcuate plates 16 in the ring are located symmetrically relative to the LIM inductors 10. In this case, the electromagnetic field ceases to exert an effect on the ring 12, and begins to influence the movable arcuate plates 16. The plates 16 connected through the guides 15 to each other under the action of the electromagnetic force come into translational motion downward, while the elastic element 14 installed under the guides 15 on axial shaft 13, while the ring 12, under the action of potential energy accumulated in the elastic elements 18, returns to its original state (Fig. 3), while continuing to make a rotational movement. Then, a part of the ring 12 without holes is again located opposite the inductors 10, the movable plates 16 due to the potential energy stored in the elastic element 14 located under the guides 15 are returned to their original state and the process described below is repeated. In this case, the working body 2 performs a vibration-rotary movement.

Ширина подвижных пластин должна обеспечивать их слияние с кольцом 12 в горизонтальной плоскости, что обеспечит исключение переходных процессов в приводе, а высота отверстий, должна обеспечить установку дугообразных пластин 16 высотой не менее высоты индукторов 10 с запасом хода, обеспечивающим амплитуду колебаний рабочего органа.The width of the movable plates should ensure their merging with the ring 12 in the horizontal plane, which will ensure the elimination of transient processes in the drive, and the height of the holes should ensure the installation of arcuate plates 16 with a height not less than the height of the inductors 10 with a power reserve providing the amplitude of oscillations of the working body.

Через входной патрубок 3 исходный сыпучий материал поступает в верхнюю часть блока, где созданный вентилятором (не показан) воздушный поток проходит сквозь разбрасываемый сыпучий материал и удаляет легкие примеси и пыль. Поступающий с разбрасывателя 4 сыпучий материал под воздействием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности рабочего органа 2 и перемещается вниз. Вследствие возвратно-поступательного движения рабочего органа 2 происходит отделение примесей.Through the inlet pipe 3, the original bulk material enters the upper part of the unit, where the air flow created by a fan (not shown) passes through the dispersed bulk material and removes light impurities and dust. The bulk material coming from the spreader 4 under the influence of centrifugal force is pressed against the inner surface of the working body 2 and moves downward. Due to the reciprocating movement of the working body 2, the separation of impurities occurs.

Claims (1)

Линейный асинхронный электропривод для виброцентробежного сепаратора, состоящего из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от плоского линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а его ротор в виде кольца с симметричными сквозными отверстиями подвижен и подпружинен в вертикальной плоскости, выполнен из металла с высокой электропроводностью и жестко соединен с рабочим органом, отличающийся тем, что в сквозных симметричных отверстиях кольца расположены дугообразные симметричные пластины, связанные между собой подпружиненными относительно осевого вала кольца направляющими с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, причем дугообразные пластины выполнены из того же материала, что и само кольцо.Linear asynchronous electric drive for a vibrocentrifugal separator consisting of a body, a working body, a rotary motion drive of the working body from the rotation motor and a vibration drive of the working body in the vertical plane from a flat linear asynchronous electric motor, the inductors of which are rigidly fixed on the base, and its rotor is in the form of a ring with symmetric through holes is movable and spring-loaded in the vertical plane, made of metal with high electrical conductivity and rigidly connected to the working body, characterized in that in the through symmetrical holes of the ring there are arcuate symmetric plates connected to each other by guides spring-loaded relative to the axial shaft of the ring with the ability to move in vertical plane, and the arcuate plates are made of the same material as the ring itself.

Images