RU2458748C1

RU2458748C1 - Separator

Info

Publication number: RU2458748C1
Application number: RU2011104266/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Степанович Архипов (RU); Александр Степанович Архипов
Original assignee: Александр Степанович Архипов
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2012-08-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to loose material separation, particularly, different-size cereals, leguminous, oil-bearing crops, etc. Separator consists of lengthwise work surfaces interconnected at definite angle and having several lines of elongated holes. Separator is made up of two snug identical sieves with identical meshes deflected from grain conveying direction toward crests of adjacent surfaces through 5 to 35 degrees. Top and bottom sieves are interconnected to translate and be locked in whatever position in designed range.

EFFECT: higher efficiency of separation.

3 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к техническим решениям для сепарации сыпучих материалов, например семян зерновых, зернобобовых, масличных и других сельскохозяйственных культур или иных смесей, частицы которых имеют разные размеры.The proposed device relates to technical solutions for the separation of bulk materials, such as seeds of cereals, legumes, oilseeds and other crops or other mixtures, particles of which have different sizes.

Известны устройства, служащие тем же целям, в которых рабочими элементами являются сита, выполненные в виде плоскостных или волнообразных поверхностей с отверстиями различных форм и заданных размеров. Примерами таких устройств являются: "Решетный стан" А.С. S.U. №14599730 А1. Кл. В07В 1/28, 1/04 от 23.02.89. Бюл. №7, а также по патенту на изобретение RU №2071843 С1, Кл. В07В 1/04 под названием "Решето" от 20.01.97. Бюл. №2 и по патенту на полезную модель №78701 И1. Кл. В07В 1/045 под названием "Сито" от 10.12.2008. Бюл №34.Known devices that serve the same purposes, in which the working elements are sieves made in the form of planar or wavy surfaces with holes of various shapes and specified sizes. Examples of such devices are: "Sieve mill" A.S. S.U. No. 14599730 A1. Cl. B07B 1/28, 1/04 from 02/23/89. Bull. No. 7, and also according to the patent for the invention RU No. 2071843 C1, Cl. В07В 1/04 under the name "Sieve" from 01.20.97. Bull. No. 2 and according to the patent for utility model No. 78701 I1. Cl. В07В 1/045 under the name "Sieve" from 12/10/2008. Bull number 34.

Однако упомянутые выше технические решения имеют недостатки. Так, например, устройство по А.С. №1459730, имеющее волнообразную поверхность, эффективно лишь при поперечных прямолинейных или дугообразных колебаниях. Решето по патенту №2071843 имеет продольные прямолинейные перемычки и отверстия, расположенные по ходу перемещения сепарируемого материала, в результате чего создается устойчивое положение крупных частиц на всей длине перемычек, которые являются боковыми сторонами прямоугольных отверстий. Это снижает эффективность работы решета, так как крупные частицы перекрывают часть площади отверстий, препятствуя, тем самым, проникновению мелких частиц. Аналог по патенту №78701 является наиболее близким к предлагаемому. Рабочая поверхность этого сита состоит из нескольких продольных плоскостей, расположенных под углом друг к другу, а каждая плоскость имеет несколько рядов продольных отверстий. Поперечный наклон плоскостей способствует перекатыванию сепарируемых частиц через перемычки и повышает эффективность процесса сепарации. Но существенное повышение эффективности проявляется только при наличии вертикальных или поперечных составляющих колебаний сита.However, the above technical solutions have disadvantages. So, for example, the device according to A.S. No. 1459730, having a wavy surface, is effective only with transverse rectilinear or arcuate vibrations. The sieve according to patent No. 2071843 has longitudinal rectilinear lintels and holes located along the movement of the separated material, as a result of which a stable position of large particles along the entire length of the lintels, which are the lateral sides of rectangular holes, is created. This reduces the efficiency of the sieve, as large particles cover part of the area of the holes, thereby preventing the penetration of small particles. The analogue according to patent No. 78701 is the closest to the offer. The working surface of this sieve consists of several longitudinal planes located at an angle to each other, and each plane has several rows of longitudinal holes. The transverse inclination of the planes facilitates the rolling of the separated particles through the jumpers and increases the efficiency of the separation process. But a significant increase in efficiency is manifested only in the presence of vertical or transverse components of the oscillations of the sieve.

Еще одним недостатком, присущим упомянутым устройством, является то, что просеивающие поверхности, имеющие прямоугольные или продолговатые отверстия, не обеспечивают сепарацию частиц различных размерных фракций. Так как размеры отверстий рабочих поверхностей являются не регулируемыми, а постоянными, то, при измерении размерных характеристик сепарируемых смесей, необходимо осуществлять замену сит, то есть - устанавливать сита с другими размерами отверстий. Этим обеспечивается лишь ступенчатое регулирование размерных фракций сепарируемых продуктов, в то же время обуславливается необходимость иметь большое количество сит в комплектах к машинам для этих целей.Another disadvantage inherent in the aforementioned device is that sieving surfaces having rectangular or oblong openings do not allow separation of particles of different size fractions. Since the dimensions of the openings of the working surfaces are not adjustable, but constant, then when measuring the dimensional characteristics of the separated mixtures, it is necessary to replace the sieves, that is, to install sieves with other sizes of the holes. This ensures only stepwise regulation of the size fractions of the separated products, while at the same time it is necessary to have a large number of screens in sets for machines for these purposes.

Предлагаемое устройство, по сравнению с аналогами, обладает преимуществами.The proposed device, in comparison with analogues, has advantages.

Первое преимущество состоит в том, что размеры отверстий сепаратора являются регулируемыми, так как его рабочие поверхности состоят из двух идентичных сит, которые плотно прилегают друг к другу и имеют возможность относительного продольного перемещения и фиксации в любом положении в пределах расчетного интервала.The first advantage is that the dimensions of the holes of the separator are adjustable, since its working surfaces consist of two identical screens, which fit snugly against each other and have the possibility of relative longitudinal movement and fixing in any position within the design interval.

Второе преимущество состоит в том, что повышение эффективности сепарации проявляется в результате появления касательных составляющих сил реакции длинных сторон, отклоненных к вершинам плоскостей отверстий, которые стремятся увлечь зерна к вершинам плоскостей сит, а нормальные составляющие реакции тех же сторон способствуют перекатыванию частиц через перемычки. Этим обеспечивается более равномерное распределение сепарируемого материала по поверхностям всех плоскостей сит.The second advantage is that an increase in separation efficiency is manifested as a result of the appearance of tangential components of the reaction forces of long sides deflected to the vertices of the planes of the holes, which tend to entrain the grains to the vertices of the sieve planes, and normal components of the reaction of the same sides contribute to the rolling of particles through the jumpers. This ensures a more uniform distribution of the separated material over the surfaces of all sieve planes.

Кроме того, отклонение длинных сторон отверстий от продольного положения в сторону вершин на угол, например в пределах от 5 до 35 градусов, упрощает процесс установки заданных размеров всех отверстий сепаратора за счет разницы между относительным продольным перемещением рабочих поверхностей и изменением поперечного - рабочего размера отверстий.In addition, the deviation of the long sides of the holes from the longitudinal position towards the vertices by an angle, for example, from 5 to 35 degrees, simplifies the process of setting the specified dimensions of all separator holes due to the difference between the relative longitudinal movement of the working surfaces and the change in the transverse - working size of the holes.

Предлагаемый сепаратор и его элементы представлены на графических материалах, где показано следующее:The proposed separator and its elements are presented on graphic materials, which show the following:

На фиг.1 - поперечное сечение участка сепаратора, рабочие поверхности которого выполнены из двух идентичных сит с однорядным расположением отверстий, отклоненных от продольной линии в сторону вершин рабочих поверхностей на угол около 30°.Figure 1 - cross section of the separator, the working surface of which is made of two identical sieves with a single row of holes, deviated from the longitudinal line towards the tops of the working surfaces at an angle of about 30 °.

На фиг.2 - вид того же участка сверху.Figure 2 is a top view of the same section.

На фиг.3 - изображен участок плоскости сепаратора с четырехрядным расположением отверстий, отклоненных от продольной линии на угол α≈15°.Figure 3 - shows a portion of the plane of the separator with a four-row arrangement of holes deviated from the longitudinal line by an angle α≈15 °.

На фиг.4 - показано одно рабочее отверстие сепаратора, отклоненное от продольной линии 00 на угол α≈22°30', при этом контур прямоугольного отверстия верхнего сита выделен штриховкой, а нижнее отверстие изображено в двух положениях: при максимальной и минимальной ширине рабочего отверстия n_max и n_min.Figure 4 - shows one working hole of the separator, deviated from the longitudinal line 00 by an angle α≈22 ° 30 ', while the contour of the rectangular hole of the upper sieve is highlighted by hatching, and the lower hole is shown in two positions: at the maximum and minimum width of the working hole n _max and n _min .

Основными элементами предлагаемого устройства являются: два гофрированных сита, одно из которых, например, нижнее сито 1 своими рабочими поверхностями плотно прилегает к верхнему ситу 2. Рабочие поверхности этих сит выполнены идентичными, имеют прямоугольные или продолговатые отверстия с одинаковыми рабочими размерами, то есть их короткие стороны 7, см. фиг.3, имеют одинаковую длину: n_н=n_в. Во впадинах на верхних ситах выполнены вертикальные ребра 3, на нижнем сите ребра отсутствуют. Верхнее и нижнее сита скреплены между собой, например, с помощью нескольких болтовых соединений, включающих болты 4, верхние профильные рейки или прокладки 5 и нижние прокладки 6, которые могут быть прерывистыми или иметь длину, равную длине сит. Для осуществления относительного продольного перемещения сит отверстия под болтовыми креплениями, хотя бы на одном сите, выполнены продолговатыми. Короткие стороны рабочих отверстий 7, как на нижнем так и на верхнем ситах, выполнены одинаковой длины и формы. Длинные стороны отверстий нижнего и верхнего сит имеют разную длину. Предпочтительным является вариант, когда длина боковых сторон 8 отверстий нижнего сита больше длины боковых сторон 9 отверстий верхнего сита, при этом выполняется условие:The main elements of the proposed device are: two corrugated sieves, one of which, for example, the lower sieve 1 with its working surfaces fits snugly on the upper sieve 2. The working surfaces of these sieves are identical, have rectangular or oblong openings with the same working dimensions, that is, their short side 7, see figure 3, have the same length: n _n = n _in . In the depressions on the upper sieves, vertical ribs 3 are made, on the lower sieve there are no ribs. The upper and lower sieves are fastened together, for example, using several bolt connections, including bolts 4, upper profile rails or gaskets 5 and lower gaskets 6, which can be intermittent or have a length equal to the length of the sieves. For the relative longitudinal movement of the sieves, the holes under the bolt fasteners, at least on one sieve, are oblong. The short sides of the working holes 7, both on the lower and upper screens, are made of the same length and shape. The long sides of the openings of the lower and upper screens have different lengths. The preferred option is when the length of the sides 8 of the openings of the lower sieve is greater than the length of the sides of the 9 openings of the upper sieve, while the condition:

(ι_н-ι_в)≥h,(ι _n -ι _c ) ≥h,

где ι_н - длина боковых сторон отверстий нижнего сита, см. фиг.4;where ι _n - the length of the sides of the holes of the lower sieve, see figure 4;

ι_в - длина боковых сторон отверстий верхнего сита, см. фиг.3;ι _in - the length of the sides of the holes of the upper sieve, see figure 3;

h - величина относительного продольного перемещения сит.h is the relative longitudinal displacement of the sieves.

Для изменения рабочего размера n_р отверстий необходимо, предварительно ослабив крепежные болты 4, переместить сита относительно друг друга по продольной оси отверстий 10, по стрелке S, а контроль рабочего размера можно осуществлять с помощью нониуса 11, расположенного, например, на выступающем участке нижнего сита и кромки 12 верхнего сита.To change the working size n _{p of the} holes, after loosening the fixing bolts 4, it is necessary to move the sieves relative to each other along the longitudinal axis of the holes 10, in the direction of arrow S, and the working size can be controlled using the vernier 11 located, for example, on the protruding section of the lower sieve and edges 12 of the upper sieve.

Рабочий процесс предлагаемого устройства осуществляется при перемещении частиц сепарируемого материала по наклонным поверхностям верхнего сита под воздействием вибрации или колебаний сепаратора. При этом частицы, толщина которых меньше рабочего размера n_р, проваливаются вниз, а более крупные частицы остаются на поверхности сита и идут с ходом. Процесс дополнительно интенсифицируется вследствие того, что все частицы подвергаются воздействию сил реакции рабочих поверхностей сит, сил трения и сил инерции, а направление и величина этих сил являются переменными. Так, например, на горизонтальных ситах с продольным расположением отверстий, частицы или зерновки, толщина которых не превышает рабочий размер n_р, будут перемещаться преимущественного вдоль продолговатых отверстий, не проваливаясь, если ширина частиц окажется больше толщины. Но, на ситах с отклоненными от продольной линии отверстиями на наклоненных плоскостях, те же частицы будут принудительно поворачиваться за счет взаимодействия сил трения и отклонения нормальных составляющих сил реакции рабочей поверхности сита от вертикали.The working process of the proposed device is carried out when moving particles of the separated material on the inclined surfaces of the upper sieve under the influence of vibration or oscillations of the separator. In this case, particles whose thickness is less than the working size n _p , fall down, and larger particles remain on the surface of the sieve and go with the course. The process is further intensified due to the fact that all particles are exposed to the reaction forces of the working surfaces of the screens, friction forces and inertia forces, and the direction and magnitude of these forces are variable. So, for example, on horizontal sieves with a longitudinal arrangement of holes, particles or grains whose thickness does not exceed the working size n _p will move predominantly along the oblong holes without failing if the particle width is greater than the thickness. But, on sieves with holes deviated from the longitudinal line on inclined planes, the same particles will be forced to rotate due to the interaction of the friction forces and the deviation of the normal components of the reaction forces of the working surface of the sieve from the vertical.

Регулирование рабочего размера n_р отверстий сепаратора осуществляется бесступенчато. Величина приращения или уменьшения Δ и относительное перемещение сит h взаимосвязаны как отношения сторон ДС и ВС треугольника ВСД, то есть: ДС/ВС=^Δ/h, тогда Δ=h sinα.The regulation of the working size n _{p of} the separator holes is stepless. The magnitude of the increment or decrease Δ and the relative displacement of the screens h are interrelated as the ratio of the sides of the DS and BC of the triangle of the IRR, that is: DS / BC = ^Δ / h, then Δ = h sinα.

Например, при α=30°, sin α=0,5 величина изменения Δ будет равна половине h - величины относительного перемещения сит, а при α≈14°30', sinα≈0,25, Δ≈0,25 h.For example, at α = 30 °, sin α = 0.5, the change Δ will be equal to half h - the relative displacement of the sieves, and at α≈14 ° 30 ', sinα≈0.25, Δ≈0.25 h.

Использование этой взаимосвязи облегчает определение шага шкалы нониуса, упрощает процесс бесступенчатого регулирования рабочих размеров отверстий и обеспечивает использование одного, предлагаемого, сепаратора вместо сменных 8-10 отдельных сит, например, при сепарации семян зерновых культур или иных материалов и различных смесей.Using this interconnection facilitates the determination of the step of the vernier scale, simplifies the process of stepless adjustment of the working sizes of the holes and ensures the use of a single offered separator instead of interchangeable 8-10 separate sieves, for example, when separating seeds of grain crops or other materials and various mixtures.

По мнению заявителя предлагаемое техническое решение удовлетворяет условиям патентоспособности изобретения.According to the applicant, the proposed technical solution meets the conditions of patentability of the invention.

Новизна его заключается в том, что сепаратор состоит из двух плотно прилегающих друг к другу многоплоскостных сит, продолговатые отверстия которых выполнены идентичными и отклонены от продольной линии в сторону вершин плоскостей на угол до 35°, а сита соединены между собой с возможностью продольного перемещения и фиксации в заданном положении в пределах расчетного интервала.Its novelty lies in the fact that the separator consists of two multi-plane screens tightly adjacent to each other, the oblong holes of which are identical and deviated from the longitudinal line towards the vertices of the planes by an angle of up to 35 °, and the screens are interconnected with the possibility of longitudinal movement and fixation in a given position within the design interval.

Предлагаемое решение имеет изобретательский уровень, так как в общедоступных источниках отсутствуют сведения, порочащие новизну.The proposed solution has an inventive step, as publicly available sources lack information that discredits novelty.

Предлагаемое изобретение может быть применено в сельском хозяйстве и других промышленных отраслях.The present invention can be applied in agriculture and other industrial sectors.

Claims

A separator for separating bulk materials, for example, seeds of cereals, legumes, oilseeds and other crops, consisting of longitudinal working planes interconnected at an angle to each other, and on each plane there are several rows of elongated holes, characterized in that the separator is made of two identical sieves closely adjacent to each other, the openings of which are identical and deviated from the longitudinal line in the direction of separation of the separated material towards the vertices of adjacent loskostey at an angle of 5 to 35 °, wherein the upper and lower screens are interconnected with the possibility of relative longitudinal displacement and locking in any position within the calculated range.