RU2796137C1

RU2796137C1 - Bulk material separator

Info

Publication number: RU2796137C1
Application number: RU2022130819A
Authority: RU
Inventors: Виктор Гаврилович Петько; Владимир Валерьевич Пугачев; Ильмира Агзамовна Рахимжанова; Георгий Алексеевич Христиановский; Никита Евгеньевич Жабин; Валерий Валерьевич Кононец; Владислав Викторович Самосюк
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2023-05-17

Abstract

FIELD: material sorting.

SUBSTANCE: invention is related to devices for separating bulk materials, including separating a grain mixture. The bulk material separator contains a spring-loaded carrier box, a hopper for loading bulk material and supplying it to the separation elements placed in the box with a decrease away from the hopper, longitudinal slotted passages, trays for collecting separated material fractions and a vibration exciter with a crankshaft drive with weights mounted on it, rotating in bearings installed in the box, powered by an electric motor that excites the vibration of the separation elements. Separation elements are rigidly installed in a frame with sides, made in form of rods, each of which has the shape of an isosceles triangle in cross section, turned base down, separated from each other by longitudinal slotted passages, the width of which discretely increases in the direction of movement of bulk material from the hopper to the exit from zones for filtering fine fractions of material to zones for filtering larger fractions by reducing the height and base of the triangle. Under each of the slotted passages, brush lines are installed, which are fixed to the carrier box. The vibration exciter is equipped with a second crankshaft connected to the first one by means of sprockets and a chain drive installed on the shafts, and the crankshafts are shifted to the opposite ends of the frame.

EFFECT: increase in the performance of the separator.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сепарирования сыпучих материалов, в том числе для сепарирования зерновой смеси.The invention relates to devices for separating bulk materials, including separating a grain mixture.

Известен сепаратор сыпучих материалов [Патент на изобретение RU №2330730 С1 Сепаратор сыпучих материалов / Скорняков Эдуард Петрович (RU) / опубл. 10.08.2008 Бюл. №22], принятый в качестве прототипа, содержащий несущий короб, наклонно ориентированные в коробе сепарирующие элементы, бункер для загрузки сыпучего материала и подвода его к сепарационным элементам, продольные щелевые проходы, лотки для сбора отсепарированных фракций материала и вибровозбудитель с приводом коленчатого вала, вращающегося в подшипниках, установленных в коробе, от электродвигателя, возбуждающего вибрацию сепарационных элементов.Known separator of bulk materials [Patent for invention RU No. 2330730 C1 Separator of bulk materials / Skornyakov Eduard Petrovich (RU) / publ. 10.08.2008 Bull. No. 22], adopted as a prototype, containing a carrier box, separating elements obliquely oriented in the box, a hopper for loading bulk material and supplying it to the separation elements, longitudinal slotted passages, trays for collecting separated material fractions and a vibration exciter with a crankshaft drive rotating in bearings installed in the box, from an electric motor that excites the vibration of the separation elements.

Недостатком этого сепаратора является то, что в зависимости от степени загрузки сепаратора возможно отклонение центра тяжести сепарационных элементов от оси кривошипа коленчатого вала, что в итоге приведет к изменению угла их наклона по отношению к горизонтали, при этом амплитуды колебаний противоположных торцов сепарирующих элементов будет различны. При неизменной ширине щелей по длине сепарирующих элементов затруднено освобождение застрявших в них частиц материала. А последовательное прохождение сепарируемого материала в сепарируемых элементах от верхнего яруса к нижнему будет приводить к тому, что отсепарированные фракции в верхних сепарирующих элементах будут поступать в нижние с запаздыванием и попадать в концевые части этих элементов. В итоге часть более мелких фракций уйдет на выход вместе с более крупными, не успевая пройти в следующий сепарационный элемент. Недостатком является и громоздкость сепаратора, являющаяся следствием конструкции самих сепарационных элементов. Все это снижает эксплуатационные показатели сепаратора сыпучих материалов.The disadvantage of this separator is that, depending on the degree of separator loading, the center of gravity of the separation elements may deviate from the axis of the crankshaft crank, which will eventually lead to a change in their angle of inclination with respect to the horizontal, while the amplitudes of oscillations of the opposite ends of the separating elements will be different. With a constant width of the slots along the length of the separating elements, it is difficult to release material particles stuck in them. And the successive passage of the separated material in the separated elements from the upper to the lower tier will lead to the fact that the separated fractions in the upper separating elements will enter the lower ones with a delay and fall into the end parts of these elements. As a result, part of the smaller fractions will go to the exit together with the larger ones, not having time to pass into the next separation element. The disadvantage is the bulkiness of the separator, which is a consequence of the design of the separation elements themselves. All this reduces the performance of the bulk material separator.

Задача изобретения заключается в устранении отмеченных недостатков и тем самым повышении эксплуатационных показателей сепаратора.The objective of the invention is to eliminate the noted disadvantages and thereby improve the performance of the separator.

Технический результат достигается за счет того, что в сепараторе сыпучих материалов, содержащем подпружиненный несущий короб, бункер для загрузки сыпучего материала и подвода его к сепарационным элементам, размещенным в коробе со снижением в сторону от бункера, продольные щелевые проходы, лотки для сбора отсепарированных фракций материала и вибровозбудитель с приводом коленчатого вала с установленными на нем дебалансами, вращающегося в подшипниках, установленных в коробе, от электродвигателя, возбуждающего вибрацию сепарационных элементов, сепарационные элементы неподвижно установлены в рамке с бортами, выполнены в виде стержней, каждый из которых имеет в поперечном сечении форму равнобедренного треугольника, обращенного основанием вниз, разделенных между собой продольными щелевыми проходами, ширина которых дискретно увеличивается по направлению движения сыпучего материала от бункера к сходу от зоны для просеивания мелких фракций материала к зонам для просеивания более крупных фракций за счет уменьшения высоты и основания треугольника, под каждым из щелевых проходов установлены линейки щеток, неподвижно связанные с несущим коробом, вибровозбудитель снабжен вторым коленчатым валом, связанным с первым посредством установленных на валах звездочек и цепной передачи, а коленчатые валы смещены к противоположным торцам рамки.The technical result is achieved due to the fact that in the separator of bulk materials containing a spring-loaded carrier box, a hopper for loading bulk material and supplying it to the separation elements placed in the box with a decrease away from the hopper, longitudinal slotted passages, trays for collecting separated material fractions and a vibration exciter with a crankshaft drive with unbalances installed on it, rotating in bearings installed in a box, from an electric motor that excites the vibration of the separation elements, the separation elements are fixedly installed in a frame with sides, made in the form of rods, each of which has a cross-sectional shape an isosceles triangle with its base facing downwards, separated from each other by longitudinal slotted passages, the width of which increases discretely in the direction of movement of bulk material from the hopper to the exit from the area for screening fine material fractions to areas for screening larger fractions due to a decrease in the height and base of the triangle, under each of the slotted passages is equipped with brush lines fixedly connected to the carrier box, the vibration exciter is equipped with a second crankshaft connected to the first one by means of sprockets and a chain drive mounted on the shafts, and the crankshafts are shifted to the opposite ends of the frame.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1).The essence of the invention is illustrated by the drawing (Fig. 1).

Сепаратор содержит сепарирующие элементы 1, неподвижно установленные в рамке, имеющей борта для удержания сыпучего материала над сепарирующими элементами, образующими в совокупности решетный стан 2, размещенный с наклоном к горизонту в подпружиненном несущем коробе 3. Сепарационные элементы выполнены в виде стержней, имеющих в поперечном сечении форму равнобедренных треугольников, обращенных основаниями вниз. Стержни расположены в одной плоскости, разделены между собой продольными щелевыми проходами 4, ширина которых дискретно увеличивается по направлению движения сыпучего материала от бункера 5 к сходу от зоны для просеивания мелких фракций материала к зонам для просеивания более крупных фракций за счет уменьшения высоты и основания треугольников.The separator contains separating elements 1, fixed in a frame with sides to hold bulk material over the separating elements, which together form a sieve box 2, placed with an inclination to the horizon in a spring-loaded carrier box 3. The separating elements are made in the form of rods having a cross section the shape of isosceles triangles, turned bases down. The rods are located in the same plane, separated from each other by longitudinal slotted passages 4, the width of which discretely increases in the direction of bulk material movement from the hopper 5 to the exit from the zone for sifting fine material fractions to the zones for sifting larger fractions due to a decrease in the height and base of the triangles.

Решетный стан шарнирно соединен с четырьмя кривошипами 6 (эксцентриками) коленчатых валов 7 и 8, расположенных на расстоянии друг от друга с возможностью вращения в подшипниках 9, неподвижно установленных в несущем коробе 3. Коленчатые валы кинематически связаны между собой посредством установленных на них звездочек 10 и 11 одинакового диаметра и цепной передачи 12, обеспечивающих их синхронное вращение, как по частоте вращения, так и по углу поворота кривошипов. Цепь на звездочки наброшена так, что углы поворота кривошипов обоих коленчатых валов по отношению к плоскости расположения сепарационных элементов одинаковы. При этом один из коленчатых валов (на чертеже вал 7) связан с валом приводного электродвигателя 13. На противоположных концах коленчатых валов установлены дебалансы 14, уравновешивающие динамическое воздействие на валы массы решетного стана. Для сбора отсепарированных фракций материала под сепарирующими элементами установлена секционированная скатная доска 15. Под каждым из щелевых проходов для удаления застрявших в них частиц сепарируемого материала установлены щетки 16. При конкретном выполнении сепаратора возможна установка вместо щеток мягких резиновых валиков.The sieve pan is pivotally connected to four cranks 6 (eccentrics) of crankshafts 7 and 8, located at a distance from each other with the possibility of rotation in bearings 9, fixedly installed in the carrier box 3. The crankshafts are kinematically connected to each other by means of sprockets 10 and 11 of the same diameter and chain drive 12, ensuring their synchronous rotation, both in terms of rotational speed and in terms of the angle of rotation of the cranks. The chain is thrown onto the sprockets so that the angles of rotation of the cranks of both crankshafts with respect to the plane of the separation elements are the same. In this case, one of the crankshafts (shaft 7 in the drawing) is connected to the shaft of the drive motor 13. Unbalances 14 are installed at opposite ends of the crankshafts, balancing the dynamic effect on the shafts of the sieve mill mass. To collect the separated material fractions, a sectioned pitched board 15 is installed under the separating elements. Brushes 16 are installed under each of the slotted passages to remove particles of the separated material stuck in them. With a specific design of the separator, it is possible to install soft rubber rollers instead of brushes.

Работает сепаратор сыпучих материалов следующим образом.The separator of bulk materials works as follows.

При включении электродвигателя 13 за счет вращения коленчатых валов решетный стан начинает вращаться в вертикальной плоскости по круговой траектории радиусом, равным длине кривошипов, так, что угол его наклона по отношению к горизонтали остается неизменным. С помощью транспортера (на чертеже не показан) сепарируемый материал подается в бункер 5 и из него попадает на сепарационные элементы. За счет вибрации сепарационных элементов и наклона плоскости их размещения сепарируемый материал поступает сначала в зону просеивания мелких частиц (1-я зона), где за счет вибрации происходит их самосепарация (перемещение в нижнюю часть слоя материала). За счет того, что промежуток между сепарационными элементами сужается в направлении сверху вниз, происходит ориентация продолговатой стороной частиц вдоль щелевого прохода и, если размер некоторых из них меньше ширины щелевого прохода в этой зоне, просеивание их в секцию накопления мелких частиц скатной доски. В противном случае частицы перемещаются во вторую зону, с более широкими щелевыми проходами.When the electric motor 13 is turned on, due to the rotation of the crankshafts, the sieve mill begins to rotate in a vertical plane along a circular path with a radius equal to the length of the cranks, so that its angle of inclination with respect to the horizontal remains unchanged. With the help of a conveyor (not shown in the drawing), the material to be separated is fed into the hopper 5 and from it enters the separation elements. Due to the vibration of the separation elements and the inclination of the plane of their placement, the separated material first enters the zone for sieving fine particles (zone 1), where due to vibration they self-separate (moving to the lower part of the material layer). Due to the fact that the gap between the separation elements narrows in the direction from top to bottom, the elongated side of the particles is oriented along the slotted passage and, if the size of some of them is less than the width of the slotted passage in this zone, they are sifted into the fine particles accumulation section of the pitched board. Otherwise, the particles move into the second zone, with wider slotted passages.

В этой зоне просеиваются частицы с размерами больше ширины щелевых проходов первой зоны, но меньше ширины щелевых проходов текущей (второй) зоны. Частицы с большими поперечными размерами проходят в третью зону (на чертеже не показана) или, если ее нет, на сход в третью секцию скатной доски. Применительно к сепарации зерновой смеси во вторую секцию скатной доски поступает чистовой (откалиброванный) материал, а в первую и третью секцию - отходы.In this zone, particles with dimensions greater than the width of the slot passages of the first zone, but less than the width of the slot passages of the current (second) zone are sieved. Particles with large transverse dimensions pass into the third zone (not shown in the drawing) or, if not, to the exit to the third section of the pitched board. With regard to the separation of the grain mixture, the finishing (calibrated) material enters the second section of the pitched board, and the waste enters the first and third sections.

Очистки щелевых проходов от застрявших частиц сепарируемого материала осуществляется за счет того, что каждый щелевой проход, как и любая другая точка решетного стана, совершает круговое движение и в самой нижней точке орбиты приближается на минимальное расстояние к щетке или резиновому валику. В этот момент застрявшие частицы, выступающие за края щелевых проходов, выталкиваются обратно в пространство между сепарационными элементами, что и обеспечивает очистку щелевых проходов. В то же время конусность пространства между сепарационными элементами способствует ориентации продолговатых частиц вдоль щелевых проходов, чем обеспечивается более быстрое их прохождение через щелевые проходы и тем самым увеличение удельной производительности (в расчете на единицу площади решетного стана) сепаратора сыпучего материала. К такому же результату приводит и то, что сепарируемый материал последовательно проходит через всю длину последующих зон, а не только первой зоны, что повышает вероятность просеивания частиц.The slot passages are cleaned from stuck particles of the separated material due to the fact that each slot passage, like any other point of the sieve pan, makes a circular motion and, at the lowest point of the orbit, approaches the brush or rubber roller to a minimum distance. At this moment, the stuck particles protruding beyond the edges of the slotted passages are pushed back into the space between the separation elements, which ensures the cleaning of the slotted passages. At the same time, the conicity of the space between the separation elements contributes to the orientation of elongated particles along the slotted passages, which ensures their faster passage through the slotted passages and thereby an increase in the specific productivity (per unit area of the sieve mill) of the bulk material separator. The same result is also caused by the fact that the separated material sequentially passes through the entire length of the subsequent zones, and not just the first zone, which increases the likelihood of particle sifting.

Всем этим в совокупности и решается поставленная задача изобретения.All this together and solves the problem of the invention.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ на изобретение №2330730, опубл. 10.08.2008.1. RF patent for invention No. 2330730, publ. 08/10/2008.

Claims

Bulk materials separator, containing a spring-loaded carrier box, a hopper for loading bulk material and supplying it to the separation elements located in the box with a decrease away from the hopper, longitudinal slotted passages, trays for collecting separated material fractions and a vibration exciter with a crankshaft drive with mounted on it with unbalances, rotating in bearings installed in the box, from an electric motor that excites the vibration of the separation elements, characterized in that the separation elements are fixedly installed in a frame with sides, made in the form of rods, each of which has the shape of an isosceles triangle in cross section, facing the base down, separated from each other by longitudinal slotted passages, the width of which incrementally increases in the direction of movement of bulk material from the hopper to the exit from the zone for sifting fine fractions of the material to the zones for sifting larger fractions due to a decrease in the height and base of the triangle, under each of the slotted passages are installed brush lines fixedly connected to the carrier box, the vibration exciter is equipped with a second crankshaft connected to the first one by means of sprockets and a chain drive installed on the shafts, and the crankshafts are shifted to the opposite ends of the frame.