RU2457046C2 - Method of sorting loose materials, device to this end, and method of batch displacement of loose material - Google Patents

Method of sorting loose materials, device to this end, and method of batch displacement of loose material Download PDF

Info

Publication number
RU2457046C2
RU2457046C2 RU2010144913/03A RU2010144913A RU2457046C2 RU 2457046 C2 RU2457046 C2 RU 2457046C2 RU 2010144913/03 A RU2010144913/03 A RU 2010144913/03A RU 2010144913 A RU2010144913 A RU 2010144913A RU 2457046 C2 RU2457046 C2 RU 2457046C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
sieve
granular medium
loose material
batch
Prior art date
Application number
RU2010144913/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010144913A (en
Inventor
Василий Александрович Патрин (RU)
Василий Александрович Патрин
Петр Александрович Патрин (RU)
Петр Александрович Патрин
Алексей Васильевич Патрин (RU)
Алексей Васильевич Патрин
Василий Андреевич Крум (RU)
Василий Андреевич Крум
Original Assignee
Василий Александрович Патрин
Петр Александрович Патрин
Алексей Васильевич Патрин
Василий Андреевич Крум
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 Василий Александрович Патрин, Петр Александрович Патрин, Алексей Васильевич Патрин, Василий Андреевич Крум filed Critical Василий Александрович Патрин
Priority to RU2010144913/03A priority Critical patent/RU2457046C2/en
Publication of RU2010144913A publication Critical patent/RU2010144913A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457046C2 publication Critical patent/RU2457046C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to separation of loose materials and may be used in agriculture, processing, chemical and dressing industries. Batch displacement of loose material in uniformly revolving horizontal cylinder filled with loose material for 10-20% at rpm 1.5-2 times higher than critical magnitudes consists in that system ''loose material - cylinder'' changes into self-resonance motion mode. In said mode, loose material batches separate independently, one after another, from solid bulk in circle second quadrant along equipotential surface to fly in gravity field and fall on cylinder surface to impart portion of kinetic power thereto. This method is used for sizing loose material in horizontal revolving cylindrical screen wherein every batch separated from solid bulk flies to fall on screen clean surface so that previous batch has enough time to leave separation zone. Note here that loose material relative shearing motion occurs whereat minor particles PASS through screen holes while major particles leaves the surface at cylinder end. Proposed device comprises cylindrical screen secured on two rings resting on four rollers, screen rpm variator and screen holes cleaner. Batch self-resonance mode is selected by control buttons of current frequency converter built in motor supply circuit and transparent web arranged at cylinder end.
EFFECT: higher intensity and quality of separation.
3 cl, 5 dwg

Description

Способ и устройство сортирования сыпучих материалов могут быть использованы при очистке и сортировании зерна и его продуктов переработки в сельском хозяйстве, а также в химической и обогатительной промышленности при разделении сыпучих материалов.The method and device for sorting bulk materials can be used in the cleaning and sorting of grain and its processed products in agriculture, as well as in the chemical and enrichment industry in the separation of bulk materials.

Данный способ основан на использовании нового порционного авторезонансного вида движения сыпучей среды в горизонтальном вращающемся цилиндрическом решете, позволяющем повысить интенсивность и качество разделения.This method is based on the use of a new portioned autoresonant type of movement of granular medium in a horizontal rotating cylindrical sieve, which allows to increase the intensity and quality of separation.

Теория и практика использования горизонтально вращающихся цилиндров (барабанов), решет на протяжении прошлого века и до настоящего времени рассматривает следующие основные виды движения сыпучей среды в цилиндре: челночный, перекатный (некоторые авторы называют его каскадным), водопадный, смешанный (сочетание перечисленных видов движения) и трубчатый (фиг.1).The theory and practice of using horizontally rotating cylinders (drums), sieves over the past century and to this day has considered the following main types of movement of granular medium in a cylinder: shuttle, erratic (some authors call it cascading), waterfall, mixed (a combination of the listed types of movement) and tubular (figure 1).

Основные вопросы, касающиеся режимов движения сыпучей среды в горизонтальных цилиндрах изложены в работах:The main questions concerning the modes of movement of granular medium in horizontal cylinders are set forth in the works:

1. Андреев, С.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / С.Е.Андреев, В.А.Перов, В.В.Зверевич. - М.: Недра, 1980. - 415 с.1. Andreev, S.E. Crushing, grinding and screening of minerals / S.E. Andreev, V.A. Perov, V.V. Zverevich. - M .: Nedra, 1980 .-- 415 p.

2. Коротич, В.И. Теоретические основы окомковывания железорудных материалов / В.И.Коротич. - М.: «Металлургия», 1966. - 151 с.2. Korotich, V.I. Theoretical Foundations of Pelletizing Iron Ore Materials / V.I. Korotich. - M.: “Metallurgy”, 1966. - 151 p.

3. Олевский, В.А. Размольное оборудование обогатительных фабрик. / В.А.Олевский. - Госгортехиздат, 1963.3. Olevsky, V.A. Milling equipment of concentration plants. / V.A. Olevsky. - Gosgortekhizdat, 1963.

4. Сланевский, А.В. Классификационная схема режимов движения сыпучей среды во вращающемся барабане / А.В.Сланевский, И.И.Лабунина, Л.Г.Бернштейн, А.А.Сланевский // Цемент. - 1992. - Вып. №3. - С.70-77.4. Slanevsky, A.V. The classification scheme of the modes of motion of a granular medium in a rotating drum / A.V. Slanevsky, I.I. Labunina, L.G. Bernstein, A.A. Slanevsky // Cement. - 1992. - Vol. Number 3. - S. 70-77.

Приведем теоретическое обоснование нового порционного авторезонансного вида движения вида движения сыпучего материала в равномерно вращающемся горизонтальном цилиндре. Для этого используем работы:Here is the theoretical justification for a new batch autoresonant type of motion of the type of motion of bulk material in a uniformly rotating horizontal cylinder. For this we use the work:

5. Патрин, В.А. Напряженное состояние сыпучего тела в горизонтальном вращающемся цилиндре / В.А.Патрин, А.В.Патрин // Мех. и электр. с.-х. - 2002. - №11. - С.11-13.5. Patrin, V.A. The stress state of a loose body in a horizontal rotating cylinder / V.A. Patrin, A.V. Patrin // Meh. and electric. S.-kh. - 2002. - No. 11. - S.11-13.

6. Малинецкий, Г.Г. Математические основы синергетики / Г.Г.Малинецкий. - М.: Книжный дом «Либроком», 2009. - 312 с.6. Malinetskiy, G.G. Mathematical foundations of synergetics / G.G. Malinetsky. - M.: Book House "Librocom", 2009. - 312 p.

Описать поведение системы «вращающийся цилиндр - сыпучая среда» детерминистским способом не представляется возможным, поэтому используем бифуркационный анализ и термодинамические потенциалы, применяемые в синергетике и позволяющие определить, предсказать поведение диссипативной системы в зависимости от величины силового поля и физико-механических свойств сыпучей среды.It is not possible to describe the behavior of the “rotating cylinder - bulk medium” system in a deterministic way, therefore, we use bifurcation analysis and thermodynamic potentials used in synergetics and allowing us to determine and predict the behavior of the dissipative system depending on the magnitude of the force field and the physicomechanical properties of the granular medium.

Фазовое состояние сыпучей среды во вращающемся цилиндре описывается динамическим уравнением видаThe phase state of a granular medium in a rotating cylinder is described by a dynamic equation of the form

Figure 00000001
Figure 00000001

где функция (u) является потенциалом силового поля в цилиндре, а точку, в которой производная по Х равна нулю - критической точкой или точкой бифуркации, где система в зависимости от сочетания факторов, приведенных в скобках уравнения (1), может выбрать другой путь развития. На фиг.1 эти точки обозначены 1-2-3-4.where the function (u) is the potential of the force field in the cylinder, and the point at which the derivative with respect to X is equal to the critical point or bifurcation point, where the system, depending on the combination of factors given in the brackets of equation (1), can choose another development path . In figure 1, these points are designated 1-2-3-4.

Где Кц2R/g - коэффициент центробежности; ω, R, g - угловая скорость, радиус цилиндра и ускорение силы тяжести, соответственно; ε - степень заполнения цилиндра сыпучей средой; f1 - коэффициент трения сыпучей среды о внутреннею поверхность цилиндра; f2 - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства сыпучей среды.Where K c = ω 2 R / g is the centrifugal coefficient; ω, R, g are the angular velocity, the radius of the cylinder and the acceleration of gravity, respectively; ε is the degree of filling of the cylinder with bulk medium; f 1 - coefficient of friction of the granular medium on the inner surface of the cylinder; f 2 - coefficient taking into account the physicomechanical properties of granular medium.

Главным управляющим фактором, определяющим состояние системы, является число оборотов цилиндра, создающее силовое поле, в котором находится сыпучая среда. Все другие параметры в уравнении (1) могут изменяться как случайные явления, переводя систему из одного состояния равновесия в другое, при этом изменяется вид движения сыпучей среды. Наши исследования показали, что на сыпучую среду, вращающуюся вместе с цилиндром, действуют пульсирующие и качающиеся овалы нормальных напряжений. В нижней точке цилиндра среда сжимается, при Кц=1 силовым полем R=2g, а в верхней оказывается в невесомости R=0. Силовое поле вращающегося цилиндра совершает гармонические колебания.The main controlling factor determining the state of the system is the number of revolutions of the cylinder, which creates a force field in which the granular medium is located. All other parameters in equation (1) can change as random phenomena, transferring the system from one state of equilibrium to another, while the form of movement of the granular medium changes. Our studies have shown that pulsating and oscillating ovals of normal stresses act on a granular medium rotating with a cylinder. At the lower point of the cylinder, the medium is compressed, at K c = 1 the force field R = 2g, and at the upper point it is in zero gravity R = 0. The force field of a rotating cylinder makes harmonic oscillations.

В синергетике используется понятие аттрактора - особых точек поверхностей, множеств в фазовом пространстве, способных притягивать, управлять состоянием, движением системы. В данном случае аттракторами является центр силового поля и эквипотенциальные поверхности (фиг.2).In synergetics, the concept of an attractor is used - singular points of surfaces, sets in phase space, capable of attracting, controlling the state, movement of the system. In this case, the attractors is the center of the force field and equipotential surface (figure 2).

Центр силового поля лежит на вертикальном диаметре, на расстоянии от оси вращения цилиндра, равном: -R/Кц. Для всех Кц<1 за пределами окружности, а при Кц>1 внутри окружности цилиндра. Необходимо учитывать толщину зернового слоя в цилиндре. Каждый элементарный слой имеет свое значение Rс, следовательно, и свои центры силовых линий на отрезке вертикального диаметра.The center of the force field lies on a vertical diameter, at a distance from the axis of rotation of the cylinder, equal to: -R / K c . For all K c <1 outside the circle, and for K c > 1 inside the circumference of the cylinder. It is necessary to take into account the thickness of the grain layer in the cylinder. Each elementary layer has its own value R c , therefore, its centers of lines of force on a segment of vertical diameter.

Эквипотенциальные поверхности имеют для всех ее точек равные ускорения и равную потенциальную энергию. Эквипотенциальные поверхности в сечении имеют вид концентрических окружностей, проведенных любым радиусом из центра силового поля, описываемых уравнением у22+2yg/w2+с=0.Equipotential surfaces have equal accelerations and equal potential energy for all its points. Equipotential surfaces have a cross-sectional view of the concentric circles conducted any radius from the center of the force field, described by the equation y 2 -x 2 + 2yg / w 2 + C = 0.

Сыпучая среда с цилиндром представляют собой подобие энерготрансформатора, в котором непрерывно происходит переход кинетической энергии К от поверхности цилиндра в потенциальную энергию П сыпучей среды в верхней точке, которая снова превращается в кинетическую Eв падающего или ссыпающегося потока, где имеет место относительное сдвиговое течение, перераспределение частиц по размерам, совершается полезная работа А. Часть энергии расходуется на трение, деформацию частиц, повышается температура системы, растет ее энтропия ST.The bulk medium with a cylinder is a kind of energy transformer, in which the kinetic energy K continuously transitions from the cylinder surface to the potential energy P of the bulk medium at the upper point, which again turns into kinetic E into an incident or flowing stream, where there is a relative shear flow, redistribution particles in size, useful work is done A. Part of the energy is spent on friction, deformation of particles, the temperature of the system rises, its entropy ST grows.

Энерготрансформация в системе может быть представлена в виде термодинамического потенциалаThe energy transformation in the system can be represented as a thermodynamic potential

К→П→Евн=А+ST.K → P → E vn = A + ST.

Бифуркационная диаграмма на фиг.1 показывает зависимость состояния зерновой среды и вида ее движения в горизонтальном вращающемся цилиндре от величины главного управляющего фактора - коэффициента центробежности. Диаграмма построена на опытных данных, полученных на лабораторной установке с диаметром цилиндра 700 мм, длиной 250 мм. Из диаграммы видно, что внутренняя энергия зерновой среды с увеличением оборотов растет до трубчатого вида движения, при котором Ев=0.The bifurcation diagram in figure 1 shows the dependence of the state of the grain medium and the type of its movement in a horizontal rotating cylinder on the magnitude of the main control factor - the centrifugal coefficient. The diagram is based on experimental data obtained in a laboratory setup with a cylinder diameter of 700 mm and a length of 250 mm. The diagram shows that the internal energy of the grain medium with increasing speed increases to a tubular form of motion, at which E in = 0.

Энерготрансформация при трубчатом виде движения прекращается. На локальных участках между точками бифуркации имеют место минимумы внутренней энергии Eвн1-2=min, в которых система имеет стандартное равновесное состояние. Данное явление можно объяснить тем, что, следуя принципу наименьшего действия (закон Мопертюи) mSV=min, система, используя авторегуляцию, переходит к оптимальности, обусловленной симметрией в траекториях движения отдельных частиц и всей массы, стремится к состоянию с минимумом потенциальной энергии, где m - масса, V - скорость, S - путь частицы. На снимках четко просматривается циркуляция отдельных частиц по постоянным симметричным траекториям с соблюдением закона цикличности.The energy transformation in the tubular form of motion stops. In local areas between the bifurcation points, there are minima of the internal energy E ext1-2 = min, in which the system has a standard equilibrium state. This phenomenon can be explained by the fact that, following the principle of least action (Maupertuis law) mSV = min, the system, using autoregulation, switches to optimality due to symmetry in the motion paths of individual particles and the entire mass, tends to a state with a minimum potential energy, where m - mass, V - velocity, S - particle path. The photographs clearly show the circulation of individual particles along constant symmetrical trajectories in compliance with the law of cyclicity.

Дальнейшее увеличение энергии, передаваемой зерновой среде перед каждой точкой бифуркации, приводит к потере устойчивости, нарушению симметрии, флуктуациям, как внутренним самовольно порождаемым самой системой, частицы переходят на более высокие траектории движения, так и внешним флуктуациям, изменение нагрузки, физико-механических свойств зерна, вибрации и т.д.A further increase in the energy transferred to the grain medium in front of each bifurcation point leads to loss of stability, symmetry breaking, fluctuations, both internally generated by the system itself, particles move to higher motion trajectories, and external fluctuations, load changes, physical and mechanical properties of the grain vibration etc.

В точках бифуркации 1-2-3-4 неустойчивость системы приводит к катастрофе к выбору новых направлений развития порой настолько неожиданных, как видно на примере бифуркации, в точке 3, когда система от твердотельной части сыпучей среды начинает отрывать и подавать зерно на поверхность цилиндра порциями при равномерном вращении. При этом в системе возникают резонансные колебания. Такие точки бифуркации названы «катастрофой Пуанкаре» и встречаются в подавляющем большинстве задач динамики.At bifurcation points 1-2-3-4, the instability of the system leads to a catastrophe for the choice of new development directions that are sometimes so unexpected, as can be seen from the bifurcation example, at point 3, when the system begins to tear off and feed grain to the cylinder surface in portions from the solid-state part of the granular medium with uniform rotation. In this case, resonant oscillations appear in the system. Such bifurcation points are called the “Poincare catastrophe” and are found in the vast majority of dynamics problems.

В каждой точке бифуркации производная при определенном сочетании переменных в уравнении (1) становится равной нулю. Система из неустойчивого положения может идти по двум путям развития к новому более устойчивому равновесному положению. В данном случае в точке 1 система может принять челночный или перекатный режим движения в зависимости от состояния поверхности цилиндра f и нагрузки ε, в точке 2 - определяющими параметрами является нагрузка ε, в точке 3 - сочетание внутренних пульсаций силового поля и «внешнего шума» - колебаний в системе привода. Как показали опыты, порционный вид движения имеет высокую степень устойчивости и возникает при постепенном увеличении оборотов цилиндра, так и при обратном их уменьшении, начиная от трубчатой формы движения сыпучей среды. Как видно из бифуркационной диаграммы, при порционном виде движения сыпучая среда имеет максимальную внутреннюю энергию, кроме того, каждая порция зерна, как бы бросается на чистую решетную поверхность, предыдущая порция к этому времени успевает скатиться из зоны разделения.At each bifurcation point, the derivative, with a certain combination of variables in equation (1), becomes equal to zero. A system from an unstable position can follow two development paths to a new, more stable equilibrium position. In this case, at point 1, the system can take a shuttle or erratic mode of movement depending on the state of the cylinder surface f and load ε, at point 2, the determining parameters are load ε, at point 3, a combination of internal pulsations of the force field and “external noise” - fluctuations in the drive system. As experiments have shown, the batch type of movement has a high degree of stability and occurs with a gradual increase in cylinder speed, and with a reverse decrease, starting from the tubular form of movement of the granular medium. As can be seen from the bifurcation diagram, in a batch type of motion, the granular medium has maximum internal energy, in addition, each portion of the grain, as it were, throws itself onto a clean sieve surface, the previous portion has time to slide out of the separation zone.

Предварительные опыты показали высокую интенсивность процесса сепарации при порционном авторезонансном виде движения зерна в цилиндрическом решете.Preliminary experiments showed a high intensity of the separation process with a portioned autoresonant form of grain movement in a cylindrical sieve.

Потеря связи и отрыв каждой порции от поднимающейся твердотельной части сыпучей среды происходит по эквипотенциальной поверхности, проходящей через центр вращения цилиндра.The loss of connection and the separation of each portion from the rising solid-state part of the granular medium occurs along an equipotential surface passing through the center of rotation of the cylinder.

Один из создателей теории катастроф Рене Том показал, что если число управляющих параметров не превышает четырех, то в типичных ситуациях возможны только семь элементарных катастроф [6].One of the creators of the catastrophe theory, Rene Tom showed that if the number of control parameters does not exceed four, then in typical situations only seven elementary catastrophes are possible [6].

Необходимо отметить, что в рассматриваемой системе точки бифуркации, или точки перехода сыпучей среды в новый вид движения, не являются постоянными, а зависят от сочетания переменных в уравнении (1) и скользят вдоль оси абсцисс. Теоретически зерновая среда должна была перейти в трубчатый вид движения при Кц=1. Как видно из диаграммы в наших опытах это происходит при Кц=2.It should be noted that in the system under consideration, the bifurcation points, or the transition points of the granular medium into a new type of motion, are not constant, but depend on a combination of variables in equation (1) and slide along the abscissa axis. Theoretically, the grain medium should have passed into a tubular form of motion at K c = 1. As can be seen from the diagram in our experiments, this happens when K c = 2.

Устройство для осуществления способа сортирования сыпучей среды в порционном авторезонансном режиме движения включает цилиндрическое решето 1 с пробивными отверстиями, закрепленное на двух кольцах 2 (фиг.3), которые опираются на четыре ролика 3, два из них являются ведущими. Сверху цилиндра установлены два ограничительных ролика 4, которые ограничивают смещение цилиндра в вертикальном направлении. Для снижения шума в приводе цилиндра и увеличения передаваемого усилия от ведущих роликов, а также для ограничения цилиндра от осевого смещения в кольцах выполнены проточки 5 (фиг.4), в которые по окружности кольца укладываются и жестко закрепляются с кольцом обратной плоской стороной клиновые ремни 6. В ведущих, ведомых и верхних ограничительных роликах выполнены проточки под клиновой ремень, так что при вращении цилиндр соприкасается с металлическими вращающимися частями только через прорезиненный клиновой ремень.A device for implementing the method of sorting granular medium in a batch autoresonant mode of motion includes a cylindrical sieve 1 with punching holes mounted on two rings 2 (Fig. 3), which are supported by four rollers 3, two of which are leading. On top of the cylinder are two restrictive rollers 4, which limit the displacement of the cylinder in the vertical direction. To reduce noise in the cylinder drive and increase the transmitted force from the drive rollers, as well as to limit the cylinder from axial displacement, grooves 5 are made in the rings (Fig. 4), in which the V-belts 6 are stacked and rigidly fixed to the ring with the ring on the reverse flat side . In the leading, driven and upper restrictive rollers, grooves are made for the V-belt, so that when rotating the cylinder is in contact with the metal rotating parts only through the rubberized V-belt.

Диаметр цилиндрического решета в экспериментальной зерноочистительной установке составляет 700 мм. Лицевая торцевая стенка 7 выполнена из стекла для наблюдения за режимом движения сыпучего материала в цилиндре. Задняя стенка выполнена из оргстекла в виде секторов 8 с отверстием в центре, через которое подается сыпучий материал. Между задней торцевой стенкой и поверхностью решета имеется регулируемый зазор - Х, через который крупные примеси К удаляются сходом из цилиндра. Мелкие проходят через отверстия решета. Зазор изменяется перемещением по крестовине секторов 8.The diameter of the cylindrical sieve in an experimental grain cleaning plant is 700 mm. The front end wall 7 is made of glass to monitor the regime of movement of bulk material in the cylinder. The back wall is made of plexiglas in the form of sectors 8 with a hole in the center through which bulk material is fed. Between the rear end wall and the surface of the sieve there is an adjustable gap - X, through which large impurities K are removed immediately from the cylinder. Small ones go through the holes of the sieve. The gap is changed by moving along the cross of sectors 8.

Привод цилиндрического решета осуществляется от электродвигателя 9 через клиноременную передачу 10. Натяжение ремня осуществляется перемещением электродвигателя по раме.The drive of the cylindrical sieve is carried out from the electric motor 9 through a V-belt transmission 10. The belt is tensioned by moving the electric motor along the frame.

Для плавного изменения оборотов цилиндра как в сторону их увеличения, так и уменьшения, применили преобразователь частоты тока в схеме питания электродвигателя.To smoothly change the cylinder speed both in the direction of increasing and decreasing, we used a current frequency converter in the power circuit of the electric motor.

Для очистки отверстий решета от частиц использовали капроновые шайбы 11, набранные на качающемся подпружиненном валике 12. Степень прижатия шайб регулируется гайкой 13. Шайбы перекатываются по поверхности цилиндрического решета и выдавливают застрявшие частицы из отверстий. Шайбы по всей длине окружности имеют острую кромку, что облегчает попадание шайбы в продолговатое отверстие решета.To clean the holes of the sieve from the particles, kapron washers 11, mounted on a swinging spring-loaded roller 12, were used. The degree of pressing of the washers is regulated by the nut 13. The washers roll over the surface of the cylindrical sieve and squeeze stuck particles out of the holes. The washers along the entire circumference have a sharp edge, which facilitates the washer getting into the elongated hole of the sieve.

Устройство работает следующим образом. Обрабатываемый материал подается в цилиндрическое решето через загрузочное устройство 14. С помощью кнопок управления преобразователя частоты тока и прозрачной торцевой стенки цилиндра устанавливается авторезонансный порционный режим движения сыпучей среды, который является устойчивым при степени заполнения цилиндра зерном в пределах 10-20% и оборотах, превышающих критические в 1,5-2 раза.The device operates as follows. The processed material is fed into the cylindrical sieve through the charging device 14. Using the control buttons of the current frequency converter and the transparent end wall of the cylinder, an autoresonant batch mode of granular medium movement is established, which is stable when the degree of filling the cylinder with grain in the range of 10-20% and revolutions exceeding critical 1.5-2 times.

Особенности процесса сепарации в таком режиме и его преимущества по сравнению с известными заключаются в следующем:The features of the separation process in this mode and its advantages over the known ones are as follows:

1. Процесс сепарации происходит на большой поверхности решета в 3-м и 4-м квадрантах окружности.1. The separation process occurs on a large sieve surface in the 3rd and 4th quadrants of a circle.

2. Сыпучий материал всегда падает на чистую поверхность решета, так как предыдущая порция успевает уйти из зоны сепарации.2. Bulk material always falls on a clean sieve surface, as the previous portion has time to leave the separation zone.

3. Частицы, падая на поверхность решета, имеют нормальную составляющую скорости к отверстию решета, что облегчает проход их через отверстие.3. Particles falling onto the surface of the sieve have a normal component of velocity to the hole of the sieve, which facilitates their passage through the hole.

4. Процесс разделения идет при быстрых сдвиговых течениях и больших относительных перемещениях по сравнению с обычными решетами, что обеспечивает высокую скорость перераспределения частиц по размерам внутри сыпучей среды, как это имеет место при гравитационных способах разделения, но в отличие от них в предлагаемом способе «количество циклов» подъем-падение можно регулировать, сделать неограниченным.4. The separation process proceeds with fast shear flows and large relative displacements compared to conventional sieves, which provides a high speed of redistribution of particles by size inside the granular medium, as is the case with gravitational separation methods, but in contrast to them in the proposed method “quantity cycles "rise-fall can be adjusted, make unlimited.

5. Авторезонансный режим движения позволяет экономить энергию на привод цилиндра, так как порции зерна, падая на поверхность решета, в 3-м квадранте окружности имеют скорость выше, чем решето и отдают часть энергии решету, создавая крутящий момент, совпадающий по направлению с направлением вращения решета.5. The autoresonant mode of movement allows you to save energy on the cylinder drive, since portions of grain falling on the surface of the sieve in the 3rd quadrant of the circle have a speed higher than the sieve and give part of the energy to the sieve, creating a torque that matches the direction of rotation sieve.

Технологический процесс работы цилиндрического решета в авторезонансном порционном режиме показан на фиг.5. Степень заполнения цилиндра устанавливается соотношением величины зазора между торцевой стенкой и решетом и количеством подаваемой сыпучей среды в цилиндр в единицу времени.The technological process of working a cylindrical sieve in the autoresonant batch mode is shown in Fig.5. The degree of filling of the cylinder is set by the ratio of the gap between the end wall and the sieve and the amount of granular medium supplied to the cylinder per unit time.

Claims (6)

1. Порционный способ движения сыпучей среды в равномерно вращающемся горизонтальном цилиндре при степени его заполнения сыпучей средой в пределах 10-20% и оборотах, превышающих критические в 1,5-2 раза, характеризующийся тем, что система «сыпучая среда - цилиндр» переходит в авторезонансный режим движения, при котором во втором квадранте окружности порции сыпучей среды самостоятельно отрываются одна за другой от твердотельной части по эквипотенциальной поверхности и совершают полет в поле силы тяжести, затем падают в 3 и 4-м квадрантах на поверхность цилиндра, отдавая ему часть кинетической энергии.1. A batch method of moving granular medium in a uniformly rotating horizontal cylinder with a degree of filling with granular medium in the range of 10-20% and revolutions exceeding critical by 1.5-2 times, characterized in that the system "granular medium - cylinder" goes into autoresonant mode of motion, in which in the second quadrant of the circumference the portions of the granular medium independently tear off one after the other from the solid part along the equipotential surface and fly in the field of gravity, then fall in the 3rd and 4th quadrants rhnost cylinder, giving him some of the kinetic energy. 2. Способ сортирования сыпучих материалов по размерам частиц в горизонтальном равномерно вращающемся цилиндрическом решете с пробивными отверстиями, отличающийся тем, что для разделения сыпучей среды на фракции используют порционный авторезонансный режим движения, при котором каждая порция, оторвавшись от твердотельной части сыпучей среды, летит и падает на чистую поверхность решета так, что предыдущая порция успевает уйти из зоны разделения, при этом имеет место быстрое относительное сдвиговое течение среды, во время которого мелкие частицы проходят через отверстия, а крупные сходят с поверхности в торцевой части цилиндра.2. A method of sorting granular materials by particle size in a horizontal uniformly rotating cylindrical sieve with punching holes, characterized in that a portioned autoresonant mode of movement is used to separate the granular medium into fractions, in which each portion, torn from the solid part of the granular medium, flies and falls on a clean sieve surface so that the previous portion has time to leave the separation zone, while there is a rapid relative shear flow of the medium, during which the shallow particles pass through holes, and large particles come off the surface at the end of the cylinder. 3. Устройство для осуществления способа сортирования сыпучей среды по п.2 в порционном авторезонансном режиме движения, включающее цилиндрическое решето с пробивными отверстиями, закрепленное на двух кольцах, которые опираются на четыре ролика, два из них являются ведущими, прибор для плавного изменения оборотов решета и приспособление для очистки отверстий решета, отличающееся тем, что поиск и настройку на порционный авторезонансный режим движения осуществляют с помощью кнопок управления преобразователя частоты тока, включенного в электрическую сеть питания электродвигателя и прозрачной перегородки в торцевой части цилиндра.3. A device for implementing the method of sorting granular medium according to claim 2 in a batch autoresonant mode of motion, comprising a cylindrical sieve with punch holes, mounted on two rings that are supported by four rollers, two of which are leading, a device for smoothly changing the speed of the sieve and a device for cleaning sieve openings, characterized in that the search and tuning for a portioned autoresonant mode of movement is carried out using the control buttons of the current frequency converter included in the electric electric power supply of the electric motor and a transparent partition in the end of the cylinder. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что для привода цилиндра используют два клиновых ремня, жестко закрепленных по окружности колец обратной плоской стороной, а в ведущих и ведомых опорных роликах выполнены проточки под размер клинового ремня, так что цилиндр опирается на ролики через клиновой ремень.4. The device according to claim 3, characterized in that two V-belts are used to drive the cylinder, rigidly fixed around the circumference of the rings with the flat back, and grooves are made in the leading and driven support rollers to the size of the V-belt, so that the cylinder rests on the rollers through V-belt. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что подачу сыпучей среды в цилиндрическое решето осуществляют через отверстие в центре задней торцевой стенки цилиндра, а удаление крупной фракции через регулируемый зазор между торцевой стенкой и поверхностью решета, при этом производительность и степень заполнения цилиндра сыпучей средой регулируют соотношением количества подаваемого зерна в цилиндр и величины зазора.5. The device according to claim 3, characterized in that the flow of granular medium into the cylindrical sieve is through a hole in the center of the rear end wall of the cylinder, and the removal of a large fraction through an adjustable gap between the end wall and the surface of the sieve, while the performance and degree of filling of the cylinder with bulk medium is regulated by the ratio of the amount of grain supplied to the cylinder and the gap. 6. Устройство для очистки отверстий в решете по п.3, отличающееся тем, что используют капроновые шайбы, набранные на качающемся подпружиненном валу, при этом шайбы имеют возможность перекатываться по поверхности цилиндра, выдавливая застрявшие частицы в отверстиях решета, а степень нажатия шайб на поверхность решета регулируют, меняя жесткость пружины. 6. The device for cleaning holes in the sieve according to claim 3, characterized in that they use nylon washers assembled on a swinging spring-loaded shaft, while the washers have the ability to roll over the cylinder surface, squeezing out stuck particles in the holes of the sieve, and the degree of pressing the washers on the surface sieves are adjusted by changing the stiffness of the spring.
RU2010144913/03A 2010-11-02 2010-11-02 Method of sorting loose materials, device to this end, and method of batch displacement of loose material RU2457046C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010144913/03A RU2457046C2 (en) 2010-11-02 2010-11-02 Method of sorting loose materials, device to this end, and method of batch displacement of loose material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010144913/03A RU2457046C2 (en) 2010-11-02 2010-11-02 Method of sorting loose materials, device to this end, and method of batch displacement of loose material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010144913A RU2010144913A (en) 2012-05-10
RU2457046C2 true RU2457046C2 (en) 2012-07-27

Family

ID=46311969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010144913/03A RU2457046C2 (en) 2010-11-02 2010-11-02 Method of sorting loose materials, device to this end, and method of batch displacement of loose material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457046C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651664C1 (en) * 2016-11-14 2018-04-23 Василий Александрович Патрин Device for implementation of batch autoresonant mode of movement of bulk materials while sorting said materials in horizontal cylindrical sieves

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2846153A (en) * 1955-05-04 1958-08-05 Krogh Kristian Poulsen Drum sieve with comminuting arms and spraying means therein
SU418229A1 (en) * 1972-01-13 1974-03-05
SU1558510A1 (en) * 1988-04-04 1990-04-23 Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства Vibration centrifugal separator
RU2022666C1 (en) * 1991-06-08 1994-11-15 Кузнецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт углеобогащения Separator to separate loose materials
RU2232650C2 (en) * 2002-05-29 2004-07-20 Патрин Василий Александрович Method of sorting-out loose materials
RU2269389C2 (en) * 2003-11-26 2006-02-10 Российская академия естественных наук Институт комплексного использования минерального сырья и отходов ООО "ИКИМСО" Gravitational-centrifugal method of dressing of minerals

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2846153A (en) * 1955-05-04 1958-08-05 Krogh Kristian Poulsen Drum sieve with comminuting arms and spraying means therein
SU418229A1 (en) * 1972-01-13 1974-03-05
SU1558510A1 (en) * 1988-04-04 1990-04-23 Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства Vibration centrifugal separator
RU2022666C1 (en) * 1991-06-08 1994-11-15 Кузнецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт углеобогащения Separator to separate loose materials
RU2232650C2 (en) * 2002-05-29 2004-07-20 Патрин Василий Александрович Method of sorting-out loose materials
RU2269389C2 (en) * 2003-11-26 2006-02-10 Российская академия естественных наук Институт комплексного использования минерального сырья и отходов ООО "ИКИМСО" Gravitational-centrifugal method of dressing of minerals

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПАТРИН В.А. Системный подход в теории процесса разделения зерновых сред. - Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2009, №2, с.20-23. ПАТРИН В.А. Моделирование процесса взаимодействия зерновой среды с рабочими органами сортировальных машин. - Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 2008, №6, с.107-115. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651664C1 (en) * 2016-11-14 2018-04-23 Василий Александрович Патрин Device for implementation of batch autoresonant mode of movement of bulk materials while sorting said materials in horizontal cylindrical sieves

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010144913A (en) 2012-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2144382A (en) Low head vibrating screen
RU2686760C1 (en) Centrifugal vibratory separator
EP4003613B1 (en) Separator and method of operation
US9694391B1 (en) Adjustable split weight gyratory sifter
CN213255556U (en) Building material divides sieve device
RU2540537C2 (en) Method and device for grinding
RU2457046C2 (en) Method of sorting loose materials, device to this end, and method of batch displacement of loose material
CN109641240A (en) The method of line components and manufacture line components
RU2300426C1 (en) Centrifugal-screen type separator
DE102007022370A1 (en) Centrifugal roll milling machine with immovable grinding media
RU2447941C2 (en) Centrifugal multistage grain crusher
CN116747955A (en) Traditional chinese medicine mill
EP0253720B1 (en) Gravitational separation
US3630357A (en) Stop motion screening appartus and method
RU2637215C1 (en) Vibrational mill
US3591001A (en) Sifting apparatus
CN110482147B (en) Vibrating feeder
RU139262U1 (en) Vibrating Screen
Wodzinski Screening of fine granular material
RU2145521C1 (en) Solid material grinding apparatus
RU2232650C2 (en) Method of sorting-out loose materials
RU2732619C1 (en) Method of brittle materials crushing
RU2760999C1 (en) Linear asynchronous electric drive for a vibration centrifugal separator
US3391872A (en) Vibrating grinding mill
RU2761001C1 (en) Linear asynchronous electric drive for a vibration centrifugal separator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121103