центробежный сепаратор для разделения сыпучего материала

Формула изобретения

Центробежный сепаратор для разделения сыпучего материала, включающий корпус с патрубками для подвода разделяемого сыпучего материала и отвода фракций сыпучего материала, опорный вал с вертикальной осью вращения, размещенный внутри корпуса ситовой барабан, состоящий из ряда секций, расположенные снаружи барабана дисковые и щеточные очистители, загрузочное устройство над барабаном, привод вращения барабана, расположенный в корпусе под барабаном, отличающийся тем, что на барабане сверху и снизу закреплены фасонные металлические ободья, на корпусе центробежного сепаратора напротив ободьев и симметрично относительно вертикальной оси барабана неподвижно закреплены электромагниты с сердечниками, в сердечниках электромагнитов выполнены прорези, в которых расположены фасонные металлические ободья, ситовой барабан связан посредством спиц и втулок с опорным валом, спицы через упругие элементы соединены с водилами, жестко закрепленными на опорном валу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для разделения сыпучего материала на отдельные фракции, отличающиеся по размерам частиц.

Известно устройство для разделения сыпучего материала с цилиндрическим ситом для очистки зерна от примесей. Оно содержит расположенный горизонтально барабан, в котором расположены бичи (Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработки зерна. - Колос, 1984, с.445, стр.45). Барабан и бичи вращаются вокруг одной оси, но с разной скоростью. В верхней части машины на горизонтальной оси расположена цилиндрическая щетка для очистки ситового цилиндра. Под барабаном помещен желоб с одним или двумя шнеками, которые выводят продукт, полученный проходом через сита. Неочищенная смесь поступает через приемное отверстие внутрь ситового цилиндра. При его вращении продукт поднимается на некоторую высоту, а затем под действием силы тяжести падает на быстровращающиеся бичи барабана. Бичи расположены под углом к оси барабана, отбрасывают продукт к ситу, через которое он и просеивается. Продукт в ситовом цилиндре перемещается в продольном направлении. Крупные частицы продукта идут сходом с ситового цилиндра.

Недостатком устройства является малая производительность и эффективность при отсутствии действия центробежных сил, недостаточно полное использование ситовой поверхности (весь материал находится в нижней части ситового барабана).

Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является центробежный сепаратор (Демский А.Б., Борискин М.А. и др. Справочник. Оборудование для производства муки и крупы. - Агропромиздат, 1990, стр.49-52, стр.47) для разделения сыпучего материала, включающий корпус с патрубками для подвода разделяемого материала и отвода разделенных фракций, размещенные внутри него ситовой барабан с вертикальной осью вращения, состоящий из ряда секций, образованных цилиндрическими ситами. Снаружи барабана размещены дисковые и щеточные очистители. В нижней части барабана размещен привод вращения барабана и привод с кривошипно-шатунным механизмом для создания колебаний вдоль его оси.

Устройство имеет высокую эффективность разделения за счет действия значительных центробежных сил. Однако при осевой вибрации ситового барабана возникают большие нагрузки на привод колебателя, так как колебания барабана и зерновой массы совершаются вдоль вектора их силы тяжести. Необходимость вибрации ситового барабана, имеющего значительную массу, требует дополнительных затрат энергии, ведет к быстрому износу элементов привода, требует тщательной балансировки подвижных частей. Кроме этого, возникает постоянное скольжение дисковых и щеточных очистителей в осевом направлении, приводящее к быстрому износу самих очистителей и сита. Это связано с тем, что опоры очистителей неподвижны, а ситовой барабан колеблется вдоль оси очистителей. Так как очистители постоянно прижаты к ситу пружинами, то приходится преодолевать дополнительные силы трения при вибрации ситового барабана, что приводит к значительным затратам энергии на преодоление сил трения.

В процессе эксплуатации не предусмотрено регулирование режимов сепарирования, вызванное, например, изменением влажности материала, его фракционным составом и т.п. Недостаточна универсальность данного сепаратора при необходимости перехода на другой тип сепарируемой смеси, так как скорость вращения, частота и амплитуда колебаний ситового барабана постоянны.

Таким образом, недостатки известного устройства не обеспечивают требуемой надежности в процессе эксплуатации, не позволяют в широком диапазоне регулировать режимы сепарирования, не дают возможности повысить качество просеивания сыпучего материала.

Технический результат изобретения заключается в снижении сил трения, уменьшении нескомпенсированных сил инерции, смягчении вибрационной нагрузки на привод центробежного сепаратора, повышении надежности работы центробежного сепаратора и обеспечение регулирования режимов разделения.

Это достигается тем, что предложенный центробежный сепаратор для разделения сыпучего материала, включающий корпус с патрубками для подвода разделяемого материала и отвода фракций, опорный вал с вертикальной осью вращения, размещенный внутри корпуса ситовой барабан, состоящий из ряда секций, расположенные снаружи барабана дисковые и щеточные очистители, загрузочное устройство над барабаном, привод вращения барабана, расположенный в корпусе под барабаном. На барабане сверху и снизу закреплены фасонные металлические ободья, на корпусе центробежного сепаратора напротив ободьев и симметрично относительно вертикальной оси барабана неподвижно закреплены электромагниты с сердечниками, в сердечниках электромагнитов выполнены прорези, в которых расположены фасонные металлические ободья, ситовой барабан связан посредством спиц и втулок с опорным валом, спицы через упругие элементы соединены с водилами, жестко закрепленными на опорном валу. Уменьшение сил трения достигается установкой электромагнитов и фасонных металлических ободьев. Уменьшение не скомпенсированных сил инерции также достигается установкой электромагнитов. Смягчение вибрационной нагрузки на привод сепаратора достигается путем установки водил. Электромагниты создают крутильные колебания в плоскости, перпендикулярной направлению действия сил тяжести барабана и продукта в нем, как следствие, отпадает необходимость преодолевать эти силы. Ситовой барабан связан посредством спиц и втулок с опорным валом, а сами спицы через упругие элементы соединены с водилами, жестко закрепленными на опорном валу. Упругие элементы смягчают вибрационную нагрузку, передающуюся от барабана к приводу. Повышение надежности работы обеспечивается также благодаря тому, что существенно снижается количество подвижных элементов в конструкции сепаратора, снижаются потери на трение. В сепараторе для разделения сыпучих материалов предусмотрено регулирование режимов разделения, т.к. при подаче на электромагниты переменного напряжения возможно менять амплитуду и частоту колебаний барабана.

Таким образом, совокупность существенных признаков изложенных в формуле позволяет достичь желаемого технического результата.

Изобретение поясняется чертежами, на фиг.1 - продольный разрез центробежного сепаратора; фиг.2 - разрез по А-А; фиг.3 - разрез по Б-Б.

Центробежный сепаратор для разделения сыпучего материала включает корпус 1, установленный в нем ситовой барабан 2 с вертикальной осью вращения, состоящий из ряда секций 3, расположенные в корпусе снаружи барабана дисковые 4 и щеточные 5 очистители его наружной поверхности, размещенное в верхней части барабана загрузочное устройство в виде дискового разбрасывателя 6. Сбоку от барабана размещены патрубки 7 для отвода фракций. На барабане 2 сверху и снизу закреплены фасонные металлические ободья 8, на корпусе сепаратора 1 напротив ободьев 8 и симметрично относительно вертикальной оси барабана неподвижно закреплены электромагниты 9. Сердечники электромагнитов 9 имеют прорези, в которых расположены фасонные металлические ободья 8. Ситовой барабан 2 связан посредством спиц 10 и втулок 11 с опорным валом 12, а сами спицы 10 через упругие элементы 13 соединены с водилами 14, жестко закрепленными на опорном валу 12. Опорный вал 12 через ременную передачу 15 связан с приводом сепаратора 16.

Центробежный сепаратор для разделения сыпучего материала работает следующим образом. Исходный материал после предварительной воздушной сепарации через патрубок поступает на дисковый разбрасыватель 6 и равномерно, под действием центробежных сил, распределяется по поверхности ситового барабана 2. Разделение на фракции осуществляется за счет принудительного скольжения по ситовой поверхности. Сыпучий материал последовательно проходит ситовые поверхности всех секций 3, в каждой из которых отделяется одна из фракций. При этом сито первой секции имеет самые мелкие отверстия, а на выходе, то есть в нижней секции, сито имеет самые крупные отверстия.

Для создания принудительного скольжения барабан 2 получает крутильные колебания от электромагнитов 9. Электромагниты 9 создают поле, под воздействием которого, во вращающемся фасонном металлическом ободе, будут возникать вихревые токи Фуко, зависящие от скорости вращения барабана, магнитное поле которых направлено таким образом, чтобы противодействовать изменению магнитного потока, индуцирующему вихревые токи, соответственно будет возникать тормозящий момент, передающийся на барабан. При проходе выреза в фасонном ободе через сердечник электромагнита, тормозящий момент будет отсутствовать. Тем самым создается прерывистый тормозящий момент, который обеспечивают крутильные колебания барабана. В процессе вращения барабана осуществляется непрерывная очистка отверстий сит с помощью дисковых 4 и щеточных 5 очистителей.

Ситовой барабан равномерно вращается без осевых вибраций, следовательно, дисковые и щеточные очистители перемещаются по ситовой поверхности без осевого скольжения. Это существенно снижает износ рабочих органов очистителей, а также ситовых поверхностей.