WO2010132037A1 - Сепаратор барабанно-центробежный - Google Patents

Сепаратор барабанно-центробежный Download PDF

Info

Publication number
WO2010132037A1
WO2010132037A1 PCT/UA2009/000038 UA2009000038W WO2010132037A1 WO 2010132037 A1 WO2010132037 A1 WO 2010132037A1 UA 2009000038 W UA2009000038 W UA 2009000038W WO 2010132037 A1 WO2010132037 A1 WO 2010132037A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drum
sieves
grain
shaft
separator
Prior art date
Application number
PCT/UA2009/000038
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владими Степанович СУХИН
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Фирма "Аэромех""
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Фирма "Аэромех"" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Фирма "Аэромех""
Publication of WO2010132037A1 publication Critical patent/WO2010132037A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/18—Drum screens
    • B07B1/22—Revolving drums
    • B07B1/26—Revolving drums with additional axial or radial movement of the drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/48—Stretching devices for screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/50—Cleaning
    • B07B1/52—Cleaning with brushes or scrapers
    • B07B1/522—Cleaning with brushes or scrapers with brushes
    • B07B1/524—Cleaning with brushes or scrapers with brushes the brushes being rotating

Definitions

  • the invention relates to separators designed to separate, mainly, grain materials into fractions by size and aerodynamic properties, and can be used for cleaning and sorting grain at breeding stations, elevators, in farms, plants for the production of seeds and cereals, as well as in flour, feed, chemical and other industries.
  • Known scalper containing a perforated drum mounted on a horizontal shaft, a drive of rotational-vibrational movement of the drum, a loading hopper and receivers of separation products.
  • the main drive shaft is mounted coaxially with the drum shaft, on which a crank mechanism is located on a perpendicular rod, the connecting rod being connected to a rod fixed radially on the drum shaft and made with the possibility of oscillations in a plane perpendicular to the shaft axis.
  • the scalper is equipped with a vibratory axial vibration drive, and the drum shaft is located on vertical racks made with the possibility of oscillations in a plane perpendicular to the axis of the shaft [see US Pat. Russia Na 2275251 for class B 07 In 1/26, 1/42 published on 04/27/2006 in Bull. 12].
  • the main disadvantage of this scalper is its low productivity, due to the horizontal arrangement of the perforated drum.
  • the grain material under the influence of gravity, is constantly located in the lower part of the drum. Therefore, only the lower part of the drum is involved in the separation process, which leads to a decrease in the efficiency of its use, and as a result, to a decrease in the productivity of the scalper.
  • a separator comprising several unified air-sieve units mounted on a common frame.
  • the air-treated grain material by means of spreaders made in the form of disks with blades is fed to the inner perforated surface of the cylindrical sieves, in their upper part [see author St. USSR Na 506439 in class B 07 B 1/44 published in 1973].
  • a grain separator containing at least one vibrocentrifugal cylindrical sieve with a vertical shaft of rotation, the upper portion of which is solid, and a centrifugal pneumatic fan and grain spreader located above the sieve.
  • the grain material is supplied through spreaders made in the form of disks with blades to the inner non-perforated upper part of the surface of the cylindrical sieves.
  • the height of its non-perforated section is at least 0.6 m.
  • the use of sieves with a lower height of non-perforated sections reduces the quality of grain separation [see author St. USSR Ns 547239 for class B 07 B 9/00 published in 1975].
  • This grain separator is its increased dimensions due to the presence of non-perforated sections of sieves of relatively large sizes - not less than 0.6 m.
  • This grain separator operates as follows. When the drive is turned on, the cylindrical drum with sieves begins to rotate and simultaneously oscillate in the vertical direction.
  • the grain material to be divided into fractions is fed to a rotating spreader, from where it is sent in an even thin layer to a cylindrical drum. Due to the centrifugal inertia of the rotational motion, the grain material is pressed against the inner surface of the sieves, and due to the weight and inertia of the oscillatory motion of the drum, it moves down. In this case, small impurities pass through the slotted holes in the upper part of the sieve. The remaining part of the grain material enters the middle part of the sieve, where small and crushed grains stand out through larger slotted holes. The rest of the grain passes through similar openings, but of even larger sizes, in the lower part of the sieve, and large impurities descend from the lower part of the drum [see author St. USSR NQ 940879 for class B 07 B 9/00 published 07.07.82 in Bull. Ns 25].
  • This grain separator (and other separators of a similar principle of operation) has at least five significant drawbacks, namely:
  • the low efficiency of separation of grain material by seed quality which is due to the shape of the perforation holes of the sieves, namely, slotted.
  • Slit holes calibrate grains by thickness, which, as you know, weakly correlates with seed quality.
  • the quality of the seeds is much better correlated with their width.
  • the known separator due to the tangential movement of the sieves relative to the separated material, cannot be adapted to calibrate seeds of an ellipsoidal shape, especially an elongated ellipsoid shape, because these seeds do not have the ability to reorient in space, therefore, will not have time to slip into slotted openings of sieves, that is, the known separator is not universal.
  • the basis of the invention is the task of improving the quality of separation of bulk materials while increasing the productivity of the separation process, the versatility and life of the separator, by increasing the speed of rotation of the drum with sieves without increasing wear of the mating parts and assemblies and not only cleaning, but calibrating any seeds type, and their width by creating a normal component of the speed of rotation of the drum, equipping it with an adjustable device for balancing and changing the shape of the holes of the perforation, as well as the forced fixation of the docking of half-cylinder sieves on the surface of the drum.
  • the vertical shaft of the drum is made in the form of an eccentric (crankshaft) shaft for generating radial vibrations of the drum to replace the tangential movement of the separated material by a tear-off path of its movement relative to the inner surface of the sol t, as well as inside the drum, on its shaft, is mounted for displacement and fixation in several directions rocker designed as a counterweight, mounted on the console.
  • this goal is also achieved by the fact that the connecting edges of the semi-cylindrical sieves are made in the form of a rectangular zigzag, and the drum is equipped at the joints of the sieves with stiffeners and a device for pressing the connecting edges of the sieves to the specified stiffeners.
  • the device for pressing the connecting edges of the sieves is made in the form of a channel or bar, which is attached to the stiffener of the drum with countersunk screws.
  • the perforation of the drum with round holes allows the calibration of seeds according to their width and, thereby, to ensure the separation of grain material into fractions according to the quality of the seeds.
  • a balancer in the form of a counterweight, having the ability to move and lock in several directions, provides full lansing the drum, which, in turn, allows you to increase the speed of its rotation several times, up to the physical destruction of nodes and parts or the physical destruction of seeds.
  • the implementation of the connecting edges of the semicylindrical sieves in the form of a rectangular zigzag allows you to get clamping pad along the entire length of the edges of the sieves located below the surface of the sieve (closer to the center of the drum), through which the edges of the sieves are forcibly fixed on the surface of the drum, which excludes their bending under the action of centrifugal forces at high drum speeds.
  • the drum is equipped at the joints of the sieves with corresponding stiffeners (mating pads for placing pads at the edges of the sieves) and devices for pressing the connecting edges of the sieves to the specified stiffeners.
  • the implementation of the specified device for pressing the connecting edges of the sieves in the form of a channel or bar extremely simplifies the design of the pressing element, and fixing the pressing device to the stiffener of the drum with countersunk head screws does not impede the operation of the cleaners of the external surface of the sieves from seeds stuck in their holes.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a drum-centrifugal separator with vertically axial reciprocating vibrations of the drum (prototype).
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a drum-centrifugal separator with radial vibrations of the drum (the proposed technical solution). Curved arrows in figures 1 and 2 show the vibrational-rotational direction of movement of the drum.
  • FIG. 3 is a detailed structural diagram of the proposed drum-centrifugal separator.
  • FIGs 4 diagram of the attachment of semi-cylindrical sieves to the drum, top view.
  • the letter “e” in figures 2 and 3 indicates the eccentricity of the vertical shaft of the proposed drum-centrifugal separator.
  • the proposed drum-centrifugal separator contains at least one vibrocentrifugal cylindrical drum 1 with sieves 2 and a vertical shaft 3 of rotation.
  • the vertical shaft 3 of the drum 1 is made with an eccentricity (crankshaft), which ensures its radial vibrations relative to the axis of rotation of the shaft 3. Since the drum 1 is directly connected to the shaft 3, when the latter rotates, the drum 1 also makes radial movements (or radial vibrations).
  • the vertical shaft 3 is driven in rotation from a standalone drive 4, in the form, mainly, of an electric motor.
  • the rotation of the drum 1 provides another standalone drive 5 through an elastic coupling 6, allowing to take into account the radial displacements of the drum 1 caused by the eccentric vertical shaft 3.
  • a balancer made in the form of a counterweight 7 mounted on the console 8 is mounted with the ability to move and fix.
  • the counterweight 8 has the ability to move along the shaft 3, rotate in that or the other side relative to the shaft 3, move along the console 8, if it is not movable. If the console 8 has the ability to move in the radial direction, for example, along the thread (this option is shown in Fig. 1), there is no point in independently moving the counterweight 7 relative to the console 8, since the length of the latter can itself change. Due to the wide range of movements of the counterweight 7 (three degrees of freedom), it can be located at any point inside the drum 1, which allows to achieve its full balance.
  • Achieving absolute balance of rotation of the drum 1 allows, in turn, to increase the speed of its rotation several times (200 - 400 rpm), up to the physical destruction of nodes and parts or the physical destruction of seeds under the influence of excessive centrifugal forces.
  • An increase in the speed of rotation of the drum is, first of all, an increase in the performance of the separator. It is advisable to perforate the sieve 2 of the drum 1 with round holes (rather than slotted holes, as in the prototype separator). In this case, the calibration of the seeds will occur according to their width, which is more correlated with the quality of the seeds than their thickness. Therefore, the perforation of the sieves with 2 round holes ensures the separation of the grain material into fractions according to the quality of the seeds.
  • a centrifugal spreader 9 of grain material mainly of a disk type. From the outside
  • the sieve 2 of the drum 1 is structurally made in the form of two half-cylinders 13, then to prevent their arcuate bending at high speeds of rotation of the drum 1 under the action of centrifugal forces, it is advisable to make their straight-line connecting edges in the form of a rectangular zigzag 14 with the formation of pressure pads 15, which, thanks to zigzag, located below the outer surface of the sieve 2 (closer to the center of the drum 1). Through these clamping pads 15, the edges of the sieves 2 are forcedly pressed and fixed on the surface of the drum 1, which excludes their bending under the action of centrifugal forces at high speeds of rotation of the drum 1.
  • the drum 1 is equipped at the joints of the sieves 2 with corresponding stiffeners 16 (corresponding response pads for placement of pressure pads 15 on them at the edges of the sieves 2).
  • the pressing of the edges of the sieves 2 to the stiffeners 16 of the drum 1 is carried out using clamping devices 17, structurally made in the form of a channel or bar.
  • the clamping device 17, with its working surface mates with the clamping pads 15 along the entire length of the edges of the sieves 2 and presses them against the stiffener 16 of the drum 1. Due to this, the straight edges of the semicylinders 13 are reliably held along their entire length without bending on the forming surface of the stiffener 16 of the drum 1.
  • the clamping device 17 is attached to the stiffener 16 of the drum 1 with screws 18 with a countersunk head, which does not interfere with the operation of the cleaners 10 of the outer surface of the sieves 2 from seed in their holes of the seeds, does not destroy and does not abrade these cleaners 10.
  • the proposed drum-centrifugal separator works according to a completely new principle, the essence of which is as follows.
  • the cylindrical drum 1 with the sieves 2 starts to rotate, and when the drive 4 is turned on, due to the eccentricity “e” of the vertical shaft 3, it starts and simultaneously oscillates in the radial direction.
  • the grain material to be divided into fractions from the hopper (not shown due to common knowledge) is fed to the rotary spreader 9, from where it is sent with a uniform thin layer into the inside of the cylindrical drum 1.
  • the remaining part of the grain material enters the middle part of the drum 1, where fine and crushed grains are released, passing through the sieve 2 with larger openings.
  • the rest of the grain passes through similar holes, but of larger sizes, in the lower part of the sieves 2, and large impurities go from the bottom of the drum 1.
  • Outside of the sieve 2 of the drum 1 con tact with cleaners 10, the bristles of which effectively clean the holes from the seeds stuck in them.
  • the cleaning efficiency is ensured again thanks to the radial vibrations of the drum 1.
  • the bristles of the cleaners 10 “punch” holes without injuring the seeds and without wearing out.
  • a significant difference of the claimed object from previously known is that the drum performs, in addition to the traditional rotation around the vertical shaft, radial vibrations and is fully balanced by a counterweight that does not interfere with the separation process, despite its placement inside the drum.
  • These differences make it possible to obtain the normal component of the movement of the drum and, thus, fundamentally change the trajectory of the movement of grain material inside the drum: switch from a continuous trajectory to a tear-off one, which eliminates the deterioration of seed quality due to abrasion, increase the separator productivity, and eliminate mating wear nodes due to friction between the contacting surfaces, and round holes in the sieves provide calibration of seeds for quality without compromising the performance of the separator but.
  • the quintessence of the proposed technical solution is that the drum performs radial vibrations, rather than vertically axial, and is also equipped with a special design balancer, which allows achieving complete balancing of the drum movements, the edges of the sieves are zigzag and pressed to the surface of the drum, and these circumstances made it possible to acquire the proposed separator listed above and other benefits.

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Использование: в сепараторах, предназначенных для очистки и сортировки зерна на фракции по размерам на селекционных станциях, элеваторах, в фермерских хозяйствах, заводах по производству семян и круп, а также в мукомольной, комбикормовой, химической и других отраслях промышленности. Сущность: Сепаратор барабанно-центробежный содержит по меньшей мере один виброцентробежный цилиндрический барабан с решетами и вертикальным валом вращения, а также расположенный над барабаном разбрасыватель зерна. Вертикальный вал барабана выполнен в виде эксцентриситетного (коленчатого) вала для генерирования радиальных колебаний барабана для замены тангенциального перемещения сепарируемого материала на отрывную траекторию его движения относительно внутренней поверхности решет. Внутри барабана, на его валу, установлен с возможностью перемещения и фиксации в нескольких направлениях балансир, выполненный в виде противовеса, установленного на консоли. Стыковочные края полуцилиндрических решет выпол нены в виде прямоугольного зигзага, а барабан в месте стыка решет ребрами жесткости и устройством для прижимастыковочных краев решет к указанным ребрам жесткости. Устройство для прижима стыковочных краев решет выполнено в виде швеллера или бруса с винтами с потайной головкой. Технические преимущества: повышение удельной производительности; исключение истирания зернового материала; уменьшение износа очистителей решет; возможность полной балансировки барабана; универсальность; компактность; простота обеспечения радиальных колебаний барабана; увеличение скорости вращения барабана; простота прижимного устройства.

Description

СЕПАРАТОР БАР АБАННО-ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сепараторам, предназначенным для разделения, преимущественно, зерновых материалов на фракции по размерам и аэродинамическим свойствам, и может быть использовано для очистки и сортировки зерна на селекционных станциях, элеваторах, в фермерских хозяйствах, заводах по производству семян и круп, а также в мукомольной, комбикормовой, химической и других отраслях промышленности.
Предшествующий уровень техники
Известен скальператор, содержащий перфорированный барабан, установленный на горизонтальном валу, привод вращательно-колебательного движения барабана, загрузочный бункер и приемники продуктов разделения. Соосно с валом барабана установлен основной приводной вал, на перпендикулярном прутке которого расположен кривошипно-шатунный механизм, при этом шатун соединен со стержнем, закрепленным радиально на валу барабана и выполненным с возможностью колебаний в плоскости, перпендикулярной оси вала. Скальператор снабжен виброприводом осевых колебаний, а вал барабана расположен на вертикальных стойках, выполненных с возможностью колебаний в плоскости, перпендикулярной оси вала [см. пат. России Na 2275251 по классу В 07 В 1/26, 1/42 опубликованный 27.04.2006 в Бюл. 12].
Основным недостатком этого скальператора является его низкая производительность, обусловленная горизонтальным расположением перфорированного барабана. При горизонтальном расположении барабана, зерновой материал, под действием гравитации постоянно находится в нижней части барабана. Поэтому в процессе сепарации задействована лишь нижняя часть барабана, что приводит к снижению эффективности его использования, и как следствие, к снижению продуктивности скальператора.
Этот недостаток устранен в зерновых сепараторах, содержащих вертикально расположенные центробежно-пневматические веялки и виброцентробежные решета. В частности, известен сепаратор, содержащий несколько унифицированных воздушно-решетных блоков, установленных на общей раме. В таком сепараторе обработанный воздушным потоком зерновой материал посредством разбрасывателей, выполненных в виде дисков с лопатками, подается на внутреннюю перфорированную поверхность цилиндрических решет, в их верхнюю часть [см. авт. св. СССР Na 506439 по классу В 07 В 1/44 опубликованное в 1973 году].
Таким сепараторам присущи следующие недостатки. Ввиду того, что линейные скорости зерновых частиц и поверхности цилиндрических решет различны по величине, то некоторый период времени они движутся по поверхности решет в неустановившемся режиме, при котором резко ухудшается процесс сепарирования. Поэтому для достижения требуемого качества разделения зерновых материалов необходимо увеличить площадь поверхности решета, что приводит к увеличению габаритов сепаратора. Кроме того, разбрасыватель в виде диска с лопатками подает материал на поверхность решета струями, что не обеспечивает равномерного распределения частиц вдоль периметра решета и снижает качество сепарирования.
Известен также зерновой сепаратор, содержащий, по меньшей мере, одно виброцентробежное цилиндрическое решето с вертикальным валом вращения, верхний участок которого выполнен сплошным, и расположенные над решетом центробежно-пневматическую веялку и разбрасыватель зерна. В этом сепараторе зерновой материал посредством разбрасывателей, выполненных в виде дисков с лопатками, подается на внутреннюю неперфорированную верхнюю часть поверхности цилиндрических решет. Для обеспечения установившегося процесса движения зерна по решету, высота неперфорированной его участка составляет не менее 0,6 м. Использование решет с меньшей высотой непер- форированных участков снижает качество сепарирования зерна [см. авт. св. СССР Ns 547239 по классу В 07 В 9/00 опубликованное в 1975 году].
Основным недостатком этого зернового сепаратора является увеличенные его габариты вследствие наличия неперфорированных участков решет относительно больших размеров - не менее 0,6 м.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемым за прототип, является зерновой сепаратор, содержащий, по меньшей мере, один виброцентробежный цилиндрический барабан с решетами и вертикальным валом вращения, верхний участок которого выполнен сплошным с радиальными пластинчатыми ребрами, а нижний - перфорированным щелевыми отверстиями, и расположенные над барабаном центробежно-пневматическую веялку и разбрасыватель зерна, а также вибратор для вертикального колебания барабана, выполненный в виде шатуна, кинематически связанного с гори- зонтальным коленчатым валом привода. Этот зерновой сепаратор работает следующим образом. При включении привода цилиндрический барабан с решетами начинает вращаться и одновременно колебаться в вертикальном направлении. Зерновой материал, подлежащий разделению на фракции, поступает на вращающийся разбрасыватель, откуда он равномерным тонким слоем направляется на цилиндрический барабан. За счет центробежной силы инерции вращательного движения зерновой материал прижимается к внутренней поверхности решет, а за счет веса и сил инерции колебательного движения барабана продвигается вниз. При этом мелкие примеси проходят сквозь щелевые отверстия в верхней части решета. Оставшаяся часть зернового материала поступает в среднюю часть решета, где выделяются мелкие и дробленые зерна проходя через щелевые отверстия большего размера. Оставшаяся часть зерна проходит сквозь аналогичные отверстия, но еще больших размеров, в нижней части решета, а крупные примеси сходят с нижней части барабана [см. авт. св. СССР NQ 940879 по классу В 07 В 9/00 опубликованное 07.07.82 г. в Бюл. Ns 25].
Данному зерновому сепаратору (и другим сепараторам аналогичного принципа действия) присущи, по меньшей мере, пять существенных недостатков, а именно:
Во-первых, ограниченность удельной производительности. Этот недостаток поясняется следующим. Под действием центробежных сил сепарируемый зерновой материал прижимается к внутренней поверхности решета и постепенно под действием собственного веса перемещаются вниз, попадая пофракци- онно в щелевые отверстия. Понятно, с увеличением скорости вращения и вертикальных колебаний барабана, тем выше продуктивность процесса сепарации. Однако, при высоких названных скоростях, зерновой материал настолько силь- но прижимается к решетам, что его перемещение вниз практически невозможно, а из-за быстрых вертикальных колебаний, зерна не успевают проскочить в щелевые отверстия и процесс сепарации практически не осуществляется. Следовательно, для сепараторов подобной конструкции, у которых перфорированный барабан совершает вращательные и возвратно-поступательные вертикально-осевые перемещения, имеются ограничения по скорости вращения, обычно, до 100 об/мин, что и ограничивает их удельную производительность.
Во-вторых, низкая эффективность сепарации зернового материала по качеству семян, что обусловлено формой отверстий перфорации решет, а именно, щелевой. Щелевые отверстия калибруют зерна по толщине, которая, как известно, слабо коррелирует с качеством семян. С качеством семян гораздо лучше коррелирует их ширина. Кроме того, известный сепаратор, ввиду тангенциального перемещения решет относительно сепарируемого материала, не может быть приспособлен для калибровки семян эллипсоидной формы, тем более, удлиненной эллипсоидной формы, поскольку, указанные семена не имеют возможности переориентироваться в пространстве, следовательно, не будут успевать проскакивать в щелевые отверстия решет, то есть известный сепаратор не универсален.
В-третьих, трудности очистки щелевых отверстий барабана от застрявших в них семян, поскольку у вращающегося барабана отсутствует нормальная составляющая скорости по отношению к очистителю решет. Кроме того, вследствие вертикального возвратно-поступательного движения барабана, срок службы очистителей решет резко снижается из-за их истирания о внешнюю поверхность перфорированного барабана, при осевых возвратно-поступательных перемещений последнего. В-четвертых, ухудшение качества самых ценных семян в процессе сепарации. Самые крупные семена отбираются в нижней части решет (там самые большие щелевые отверстия). Пока такое зерно достигнет низа барабана, оно многократно истирается его перфорированной поверхностью решет (мелкими щелевыми отверстиями), поскольку барабан совершает только осевые возвратно-поступательные перемещения, а за счет центробежных сил семя прижато к поверхности решет.
В-пятых, невозможность добиться 100 %-нoй балансировки подвижных частей сепаратора, поскольку масса сепарируемого материала постоянно меняется, в том числе и за счет его продвижения вдоль барабана, что вынуждает ограничивать скорость вращения последнего и, тем самым, ограничивать производительность сепаратора. Кроме того, скорость вращения барабана ограничивается еще и тем, что края полуцилиндрических решет отгибаются от центра вращения под действием центробежных сил и через образовавшиеся щели выходит зерновой материал, не разделенный на фракции.
Все перечисленные недостатки известного сепаратора обусловлены тем, что его барабан совершает вертикально-осевые возвратно-поступательные перемещения, что обеспечивает лишь безотрывную траекторию перемещения семян сверху вниз, то есть семена постоянно находятся в контакте с внутренней поверхностью решет на протяжении всего процесса сепарирования.
В основу изобретения поставлена задача повышение качества сепарации сыпучих материалов с одновременным повышением продуктивности процесса сепарирования, универсальности и срока эксплуатации сепаратора, за счет увеличения скорости вращения барабана с решетами без увеличения износа сопрягаемых деталей и узлов и, не только очистки, но калибровки семян любого вида, причем по их ширине путем создания нормальной составляющей скорости вращения барабана, оснащения его регулируемым устройством для балансировки и изменения формы отверстий перфорации, а также принудительной фиксации места стыковки полуцилиндрических решет на поверхности барабана.
Сущность изобретения
Решение поставленной задачи достигается тем, что в зерновом сепараторе, содержащем по меньшей мере один виброцентробежный цилиндрический барабан с решетами и вертикальным валом вращения, а также расположенный над барабаном разбрасыватель зерна, согласно предложению, вертикальный вал барабана выполнен в виде эксцентриситетного (коленчатого) вала для генерирования радиальных колебаний барабана для замены тангенциального перемещения сепарируемого материала на отрывную траекторию его движения относительно внутренней поверхности решет, а также внутри барабана, на его валу, установлен с возможностью перемещения и фиксации в нескольких направлениях балансир, выполненный в виде противовеса, установленного на консоли.
Кроме того, указанная цель достигается также и тем, что решета виброцентробежного цилиндрического барабана могут быть перфорированы отверстиями круглой формы.
Кроме того, указанная цель достигается также и тем, что стыковочные края полуцилиндрических решет выполнены в виде прямоугольного зигзага, а барабан снабжен в местах стыков решет ребрами жесткости и устройством для прижима стыковочных краев решет к указанным ребрам жесткости. При этом устройство для прижима стыковочных краев решет выполнено в виде швеллера или бруса, который крепится к ребру жесткости барабана винтами с потайной головкой.
Перфорация барабана отверстиями круглой формы позволяет осуществлять калибровку семян по их ширине и, тем самым, обеспечить разделение зернового материала на фракции по качеству семян.
Установление барабана с эксцентриситетом относительно вертикальной оси вращения обеспечивает получение радиальных колебаний, при которых семена перемещаются по поверхности решет по отрывной траектории: при каждом радиальном колебании барабана семена встряхиваются, отрываясь от поверхности решет и вновь прижимаясь к ним центробежной силой, но при каждом отрыве перемещаясь вниз под действием собственного веса. Такая (отрывная) траектория перемещения семян исключает их истирание во время перемещения вдоль решет сверху вниз, повышает продуктивность процесса сепарирования вследствие возможности пространственной переориентации се- мын в свободном полете, улучшает условия очистки отверстий от застрявших в них семян, практически отсутствует износ очистителей решет.
Поскольку при радиальных колебаниях барабана появляется нормальная составляющая перемещений, в сопрягаемых деталях и узлах исключается истирание контактирующих поверхностей, срок службы сепаратора и отдельных его узлов увеличивается в несколько раз, особенно очистителей решет, что немаловажно, поскольку эти узлы сепаратора (а их несколько) довольно дорогостоящие.
Наличие балансира в виде противовеса, имеющего возможность перемещаться и фиксироваться в нескольких направлениях, обеспечивает полную ба- лансировку барабана, что, в свою очередь, позволяет увеличить скорость его вращения в несколько раз, вплоть до физического разрушения узлов и деталей или физического разрушения семян.
Выполнение стыковочных краев полуцилиндрических решет в виде прямоугольного зигзага, позволяет получить прижимные площадки по всей длине краев решет, располагаемых ниже поверхности решета (ближе к центру барабана), через которые края решет принудительно фиксируются на поверхности барабана, что исключает их отгиб под действием центробежных сил при высоких скоростях вращения барабана. Для фиксации зигзагообразных краев решет, барабан снабжен в местах стыков решет соответствующими ребрами жесткости (ответные площадки для размещения площадок на краях решет) и устройствами для прижима стыковочных краев решет к указанным ребрам жесткости. Выполнение указанного устройства для прижима стыковочных краев решет в виде швеллера или бруса предельно упрощает конструкцию прижимного элемента, а крепление прижимного устройства к ребру жесткости барабана винтами с потайной головкой не препятствует работе очистителей внешней поверхности решет от застрявших в их отверстиях семян.
Таким образом, перечисленные конструктивные изменения, внесенные в сепаратор барабанно-центробежный, принципиально меняют схему перемещения сепарируемого материала внутри барабана - из безотрывной траектории перемещения в отрывную, что позволяет получить ряд технических преимуществ, обеспечивающих существенное повышение продуктивности сепаратора и качества процесса сепарации сыпучих смесей без изменения качества самого семенного материала. Перечень фигур иллюстративных материалов
Фигура 1 - принципиальная схема сепаратора барабанно-центробежного с вертикально-осевыми возвратно-поступательными колебаниями барабана (прототип).
Фигура 2 - принципиальная схема сепаратора барабанно-центробежного с радиальными колебаниями барабана (предложенное техническое решение). Криволинейными стрелками на фигурах 1 и 2 показаны колебательно- вращательные направления перемещения барабана.
Фигура 3 - детальная конструктивная схема предложенного сепаратора барабанно-центробежного.
Фигурах 4 - схема крепления полуцилиндрических решет к барабану, вид сверху. Буквой «e» на фигурах 2 и 3 обозначен эксцентриситет вертикального вала предложенного сепаратора барабанно-центробежного.
Описание предпочтительного варианта изобретения
Предложенный сепаратор барабанно-центробежный содержит, по меньшей мере, один виброцентробежный цилиндрический барабан 1 с решетами 2 и вертикальным валом 3 вращения. Вертикальный вал 3 барабана 1 выполнен с эксцентриситетом (коленчатый вал), что обеспечивает его радиальные колебания относительно оси вращения вала 3. Поскольку барабан 1 непосредственно связан с валом 3, то при вращении последнего, барабан 1 также совершает радиальные перемещения (или радиальные колебания). Вертикальный вал 3 приводится во вращение от автономного привода 4, в виде, преимущественно, электродвигателя. Вращение барабана 1 обеспечивает другой автономный привод 5 через эластичную муфту 6, позволяющую учитывать радиальные смещения барабана 1 , вызываемые эксцентриситетным вертикальным валом 3. Внутри барабана 1 , на вертикальном валу 3, установлен с возможностью перемещения и фиксации балансир, выполненный в виде противовеса 7, установленного на консоли 8. Противовес 8 имеет возможность перемещаться вдоль вала 3, поворачиваться в ту или иную сторону относительно вала 3, перемещаться вдоль консоли 8, если она выполнена не подвижной. Если консоль 8 имеет возможность перемещаться в радиальном направлении, например, по резьбе (этот вариант показан на фиг. 1), нет смысла в самостоятельном перемещении противовеса 7 относительно консоли 8, поскольку длина последней может сама изменяться. Благодаря широкому диапазону перемещений противовеса 7 (три степени свободы), он может быть расположен в любой точке внутри барабана 1, что позволяет добиться полной его балансировки. Достижение абсолютной уравновешенности вращения барабана 1 , позволяет, в свою очередь увеличить скорость его вращения в несколько раз (200 - 400 об/мин), вплоть до физического разрушения узлов и деталей или физического разрушения семян под действием чрезмерных центробежных сил. Увеличение же скорости вращения барабана - это, прежде всего, повышение производительности сепаратора. Решета 2 барабана 1 целесообразно перфорировать отверстиями круглой формы (а не щелевыми, как в сепараторе по прототипу). В этом случае калибровка семян будет происходить по их ширине, которая более коррелирует с качеством семян, чем их толщина. Поэтому перфорация решет 2 круглыми отверстиями обеспечивает разделение зернового материала на фракции по качеству семян.
Над барабаном 1, соосно с ним, расположен центробежный разбрасыватель 9 зернового материала, преимущественно, тарельчатого типа. С внешней
И стороны барабана 1 расположены вертикальные очистители 10 решет 2, а также лопатки 11 для вывода отсепарированного зерна через лотки 12 за пределы сепаратора.
Если решета 2 барабана 1 конструктивно выполнены в виде двух полуцилиндров 13, то для предупреждения их дугообразного выгиба при больших скоростях вращения барабана 1 под действием центробежных сил, целесообразно их прямолинейные стыковочные края выполнить в виде прямоугольного зигзага 14 с образованием прижимных площадок 15, которые, благодаря зигзагу, располагаются ниже внешней поверхности решета 2 (ближе к центру барабана 1). Через эти прижимные площадки 15 края решет 2 принудительно прижимаются и фиксируются на поверхности барабана 1 , что исключает их выгиб под действием центробежных сил при высоких скоростях вращения барабана 1. Для фиксации зигзагообразных краев решет 2, барабан 1 снабжен в местах стыков решет 2 соответствующими ребрами жесткости 16 (соответствующие ответные площадки для размещения на них прижимных площадок 15 на краях решет 2). Прижатие краев решет 2 к ребрам жесткости 16 барабана 1 осуществляется с помощью прижимных устройств 17, конструктивно выполненных в виде швеллера или бруса. Прижимное устройство 17, своей рабочей поверхностью сопрягается с прижимными площадками 15 по всей длине краев решет 2 и прижимает их к ребру жесткости 16 барабана 1. Благодаря этому, прямолинейные края полуцилиндров 13 надежно удерживаются по всей их длине без выгиба на образующей поверхности ребра жесткости 16 барабана 1. Прижимное устройство 17 крепится к ребру жесткости 16 барабана 1 винтами 18 с потайной головкой, что не препятствует работе очистителей 10 внешней поверхности решет 2 от за- стрявших в их отверстиях семян, не разрушает и не истирает указанные очистители 10.
Предложенный сепаратор барабанно-центробежного работает по совершенно новому принципу, сущность которого заключается в следующем.
При включении привода 5 цилиндрический барабан 1 с решетами 2 начинает вращаться, а при включении привода 4, благодаря эксцентриситету «e» вертикального вала 3, - он начинает и одновременно колебаться в радиальном направлении. Зерновой материал, подлежащий разделению на фракции из бункера (не показан ввиду общеизвестности), поступает на вращающийся разбрасыватель 9, откуда он равномерным тонким слоем направляется во внутрь цилиндрического барабана 1. За счет центробежной силы инерции вращательного движения зерновой материал прижимается к внутренней поверхности решет 2, а за счет радиального колебательного движения барабана 1 периодически отрывается (подбрасывается, подскакивает) от внутренней поверхности стенок решет 2 и под действием собственного веса продвигается вниз. При этом между семенами и решетами 2 происходит лишь точечный контакт, что исключает истирание семян. Кроме того, периодическое подбрасывание многократно переориентирует в свободном полете семена, что повышает эффективность процесса сепарирования и, тем самым, продуктивность сепаратора. Мелкие примеси проходят сквозь отверстия решет 2 в верхней части барабана 1. Оставшаяся часть зернового материала поступает в среднюю часть барабана 1 , где выделяются мелкие и дробленые зерна, проходя через решета 2 с отверстиями большего размера. Оставшаяся часть зерна проходит сквозь аналогичные отверстия, но еще больших размеров, в нижней части решет 2, а крупные примеси сходят с нижней части барабана 1. Снаружи решета 2 барабана 1 кон- тактируют с очистителями 10, щетинки которых эффективно очищают отверстия от застрявших в них семян. Эффективность очистки обеспечивается опять же благодаря радиальным колебаниям барабана 1. При таких радиальных перемещениях барабана 1 щетинки очистителей 10 «пpoбивaют» отверстия, не травмируя семена и не изнашиваясь. Сепарированный зерновой материал с помощью лопаток 11 , установленных на разных уровнях по высоте барабана 1 , по фракциям попадают в лотки 12 и выводятся за пределы сепаратора в приемники (не показаны ввиду общеизвестности).
Существенное отличие заявляемого объекта от ранее известных, заключается в том, что барабан совершает, кроме традиционного вращения вокруг вертикального вала, радиальные колебания и полностью уравновешен противовесом, не препятствующего процессу сепарации, несмотря на его размещение внутри барабана. Указанные отличия, в совокупности, позволяют получить нормальную составляющую перемещения барабана и, тем самым, принципиально изменить траекторию перемещения зернового материала внутри барабана: перейти от безотрывной траектории к отрывной, которая исключает ухудшение качества семян из-за истирания, повысить продуктивность сепаратора, исключить износ сопрягаемых узлов из-за трения между контактирующими поверхностями, а круглые отверстия в решетах обеспечивают калибровку семян по качеству без снижения производительности сепаратора. Ни один из известных сепараторов подобного типа не может обладать отмеченными свойствами, поскольку имеют иной принцип работы, заключающийся в вертикально- осевых и, одновременно, возвратно-поступательных колебаниях барабана, что позволяет перемещать семена только по безотрывной траектории, которая неизбежно приводит к порче наиболее качественных семян из-за их истирание о перфорированную поверхность решет барабана, ограничивает скорость вращения барабана и обладает другими, указанными выше, недостатками.
Предложенное техническое решение проверено на практике, состоит из обычных деталей и узлов, не имеет элементов, которых невозможно было бы изготовить на современном этапе развития науки и техники, из чего следует, что оно промышленно применимо. В известных источниках информации не выявлено подобных сепараторов барабанно-центробежных аналогичного назначения с указанными в отличительными существенными признаками, что является подтверждением достижения указанного технического результата, а потому считается таковым, что может получить правовую защиту.
Технические преимущества изобретения
К техническим преимуществам предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, можно отнести следующее:
- повышение удельной производительности сепаратора за счет возможности увеличения скорости вращения барабана в несколько раз;
- исключение истирания зернового материала за счет того, что вертикально-осевые перемещения барабана заменены на радиальные;
- уменьшение износа очистителей решет по той же причине;
- возможность полной балансировки барабана за счет наличия противовеса, имеющего возможность перемещаться и фиксироваться в нескольких направлениях;
- универсальность сепаратора за счет возможности калибровки семян любого вида, в том числе и удлиненной эллипсоидной формы; - компактность сепаратора за счет того, что противовес расположен внутри барабана;
- простота обеспечения радиальных колебаний барабана за счет того, что вертикальный вал выполнен с эксцентриситетом;
- увеличение скорости вращения барабана за счет выполнение краев решет зигзагообразными и принудительного прижатия их к ребрам жесткости барабана;
- простота прижимного устройства за счет выполнения его в виде отрезка швеллера или бруса мерной длины и крепления его с помощью винтов с потайными головками.
Социальный эффект от использования предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет более качественного разделения зернового материала на фракции и за счет сохранения первоначального качества семян, поскольку в предложенном сепараторе они не истираются, за счет калибровки семян по качеству, благодаря круглой форме отверстий в решетах.
Экономический эффект от внедрения предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет повышения производительности сепаратора, увеличения срока эксплуатации отдельных узлов и деталей, как результата отсутствия истирания рабочих элементов при их взаимодействии и высокой балансировки барабана.
После описания предложенного сепаратора барабанно-центробежного, специалистам в данной отрасли знаний должно быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничительным будучи представленным данным примером. Многочисленные возможные модификации элементов сепаратора, в частности формы отверстий, размера эксцентриситета, гибкой муфты, месторасположения приводов, могут изменяться в зависимости от вида и состояния исходного сыпучего сепарируемого материала, и, понятно, находятся в пределах объема одного из обычных и естественных подходов в данной области знаний и рассматриваются таковыми, которые находятся в пределах объема предложенного технического решения.
Квинтэссенцией предложенного технического решения является то, что барабан совершает радиальные колебания, а не вертикально-осевые, а также оснащен балансиром специальной конструкции, позволяющий добиться полного уравновешивания перемещений барабана, края решет выполнены зигзагообразными и прижаты к поверхности барабана и именно эти обстоятельства позволили приобрести предложенному сепаратору перечисленные выше и другие преимущества. Изменение предложенного отрывного принципа перемещения семян внутри барабана на другой, естественно, ограничивает спектр преимуществ, перечисленных выше, и не может считаться новыми техническими решениями в данной области знаний, поскольку другой, подобный описанному сепаратору, уже не будет требовать никакого творческого подхода от конструкторов и инженеров, а потому не может считаться результатами их творческой деятельности или новыми объектами интеллектуальной собственности, подлежащими защите охранительными документами.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Сепаратор барабанно-центробежный, содержащий по меньшей мере один виброцентробежный цилиндрический барабан с решетами и вертикальным валом вращения, а также расположенный над барабаном разбрасыватель зерна, отличающийся тем, что вертикальный вал барабана выполнен в виде эксцентриситетного (коленчатого) вала для генерирования радиальных колебаний барабана для замены тангенциального перемещения сепарируемого материала на отрывную траекторию его движения относительно внутренней поверхности решет, а также внутри барабана, на его валу, установлен с возможностью перемещения и фиксации в нескольких направлениях балансир, выполненный в виде противовеса, установленного на консоли.
2. Сепаратор барабанно-центробежный по п.1, отличающийся тем, что стыковочные края полуцилиндрических решет выполнены в виде прямоугольного зигзага, а барабан в месте стыка решет снабжен ребрами жесткости и устройством для прижима стыковочных краев решет к указанным ребрам жесткости.
3. Сепаратор барабанно-центробежный по п.2, отличающийся те м, что устройство для прижима стыковочных краев решет выполнено в виде швеллера или бруса с винтами с потайной головкой.
PCT/UA2009/000038 2009-05-12 2009-08-10 Сепаратор барабанно-центробежный WO2010132037A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA200904669 2009-05-12
UAA200904669 2009-05-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010132037A1 true WO2010132037A1 (ru) 2010-11-18

Family

ID=43085235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2009/000038 WO2010132037A1 (ru) 2009-05-12 2009-08-10 Сепаратор барабанно-центробежный

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010132037A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120011736A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 The Gsi Group, L.L.C. Grain turner for tower grain dryer and method of drying
CN105268630A (zh) * 2014-06-04 2016-01-27 陈相稳 离心筛分式筛沫机
CN105689268A (zh) * 2016-04-11 2016-06-22 石河子市华农种子机械制造有限公司 一种风筛式清选机筛箱摆幅可调装置
CN107520116A (zh) * 2017-08-22 2017-12-29 汪保华 一种用于油菜籽的除杂设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU471128A1 (ru) * 1972-07-19 1975-05-25 Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Семеочистительна машина
SU544476A1 (ru) * 1975-07-29 1977-01-30 Цилиндрическое решето
SU940879A1 (ru) * 1976-04-26 1982-07-07 Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Зерновой сепаратор
US4534859A (en) * 1982-12-01 1985-08-13 Lindema Kommanditbolag Cleaning machine with a vertical cylinder screen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU471128A1 (ru) * 1972-07-19 1975-05-25 Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Семеочистительна машина
SU544476A1 (ru) * 1975-07-29 1977-01-30 Цилиндрическое решето
SU940879A1 (ru) * 1976-04-26 1982-07-07 Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Зерновой сепаратор
US4534859A (en) * 1982-12-01 1985-08-13 Lindema Kommanditbolag Cleaning machine with a vertical cylinder screen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120011736A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 The Gsi Group, L.L.C. Grain turner for tower grain dryer and method of drying
US8601714B2 (en) * 2010-07-14 2013-12-10 The Gsi Group, Llc Grain turner for tower grain dryer and method of drying
CN105268630A (zh) * 2014-06-04 2016-01-27 陈相稳 离心筛分式筛沫机
CN105689268A (zh) * 2016-04-11 2016-06-22 石河子市华农种子机械制造有限公司 一种风筛式清选机筛箱摆幅可调装置
CN107520116A (zh) * 2017-08-22 2017-12-29 汪保华 一种用于油菜籽的除杂设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2758186B1 (en) Vibratory screener cleaning system
US8485364B2 (en) Multifrequency sieve assembly for circular vibratory separator
CA3022912C (en) Adjustable split weight gyratory sifter
CN105396776B (zh) 一种动态分离筛
JPH06507119A (ja) プランシフターのための装置
WO2010132037A1 (ru) Сепаратор барабанно-центробежный
JP2012011347A (ja) 振動篩装置、および、制御プログラム
RU2162377C2 (ru) Устройство для просеивания зернистого материала
RU2424068C2 (ru) Сепаратор барабанно-центробежный
RU87646U1 (ru) Сепаратор барабанно-центробежный
CN207357553U (zh) 一种带有击打装置的棒条振动筛
US3391785A (en) Powder sifting machine
JP6076966B2 (ja) ばら荷を分別する方法及び装置
RU139262U1 (ru) Вибрационный грохот
RU2104094C1 (ru) Центробежный сепаратор для разделения сыпучего материала
RU2424067C1 (ru) Двухмассный виброударный грохот
CN213855600U (zh) 一种一般固体废弃物筛分装置
CN211330175U (zh) 一种用于制造三环唑可湿性粉剂的方形振动筛
SU876209A1 (ru) Инерционный очиститель дл плоских сит
RU2060823C1 (ru) Устройство для переработки зерна
UA12609U (en) Machine for seed cleaning
CN210701140U (zh) 一种粉末筛分***
US2088846A (en) Grain cleaning device
RU1782178C (ru) Лабораторный классификатор
Allen Screen and pneumatic classification

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09844721

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09844721

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1