RU2804389C1

RU2804389C1 - Slot separator for bulk materials

Info

Publication number: RU2804389C1
Application number: RU2022134739A
Authority: RU
Inventors: Виктор Гаврилович Петько; Ильмира Агзамовна Рахимжанова; Владимир Валерьевич Пугачев; Никита Евгеньевич Жабин; Максим Борисович Фомин; Владислав Анатольевич Пушко; Владислав Викторович Самосюк; Валерий Валерьевич Кононец
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-09-28

Abstract

FIELD: material sorting.

SUBSTANCE: invention is related to devices for separating bulk materials, including separating a grain mixture. A slotted separator for bulk materials contains a hopper for loading bulk material and supplying it to separation elements installed in a row in a frame with sides sloping towards the movement of the bulk material from the hopper to the roller assembly with the possibility of axial rotation, forming longitudinal slot passages between them, the width of which increases in the direction of movement of the bulk material, and every second of the passages in the row is protected from the entry of bulk material into them by tent-shaped screens located above them and attached to the opposite end walls of the frame. The rollers are cinematically connected to the gear motor and to each other by means of spur gears attached to their ends. Under the longitudinal slotted passages there are trays for collecting separated material fractions. The separator is equipped with a spring-loaded supporting box in which all the elements of the separator are installed, and is also equipped with a vibration exciter made in the form of first and second crankshafts, pivotally connected through cranks to the frame of the separation elements and mounted for rotation in bearings rigidly connected to the box. The crankshafts are equipped with unbalances, shifted to opposite ends of the frame of separation elements and cinematically connected to each other by means of sprockets of the same diameter installed on them and a chain drive, ensuring their synchronous rotation in frequency and angle of rotation.

EFFECT: increase in the operational performance of the separator, accuracy of particle separation into fractions and productivity 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 grain mixtures.

Известен сепаратор сыпучих материалов [1], принятый в качестве прототипа, сепарирование сыпучих материалов в котором осуществляется путём пропуска материалов через продольные щелевые проходы между вращающимися роликами за счёт того, что ширина проходов увеличивается по направления движения сыпучего материала от бункера к сходу. А за счёт вращения роликов, образующих щелевой проход, во встречном направлении исключается забивание проходов.There is a known separator for bulk materials [1], adopted as a prototype, in which the separation of bulk materials is carried out by passing materials through longitudinal slotted passages between rotating rollers due to the fact that the width of the passages increases in the direction of movement of the bulk material from the hopper to the exit. And due to the rotation of the rollers forming the slotted passage in the opposite direction, clogging of the passages is eliminated.

Недостатком этого сепаратора является то, что при продвижении слоя сепарируемого материала вдоль щелевого прохода во многих случаях более крупные частицы материала перекрывают щелевой проход, мешая своевременному прохождению через проход более мелких частиц. Это снижает эксплуатационные показатели сепаратора, а именно: точность разделения частиц по фракциям и производительность сепаратора. The disadvantage of this separator is that when moving the layer of separated material along the slot passage, in many cases larger particles of material block the slot passage, preventing the timely passage of smaller particles through the passage. This reduces the performance of the separator, namely: the accuracy of particle separation into fractions and the productivity of the separator.

Задача изобретения - устранение отмеченных недостатков и тем самым повышение 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 счёт того, что щелевой сепаратор, содержащий бункер для загрузки сыпучего материала и подвода его к сепарационным элементам, выполненным в виде установленных в ряд в рамке с бортами с уклоном в сторону движения сыпучего материала от бункера к сходу валиков с возможностью осевого вращения, образующих между собой продольные щелевые проходы, ширина которых увеличивается по направлению движения сыпучего материала, причём каждые вторые из проходов в ряду защищены от попадания в них сыпучего материала расположенными над ними и прикреплёнными к противоположным торцевым стенкам рамки шатрообразными экранами, валики кинематически связанны с мотор-редуктором и между собой посредством закреплённых на их торцах цилиндрических шестерен, под продольными щелевыми проходами расположены лотки для сбора отсепарированных фракций материала, снабжен подпружиненным несущим коробом, в котором установлены все элементы сепаратора, а также снабжен вибровозбудителем, выполненным в виде первого и второго коленчатых валов, шарнирно связанными через кривошипы с рамкой сепарационных элементов и установленных с возможностью вращения в подшипниках, жестко связанных с коробом, при этом коленчатые валы снабжены дебалансами, смещены к противоположным торцам рамки сепарационных элементов и кинематически связаны между собой посредством установленных на них звездочек одинакового диаметра и цепной передачи, обеспечивающих их синхронное вращение по частоте и углу поворота.The technical result is achieved due to the fact that a slotted separator containing a hopper for loading bulk material and supplying it to separation elements made in the form of installed in a row in a frame with sides sloping towards the movement of bulk material from the hopper to the roller assembly with the possibility of axial rotation , forming longitudinal slot passages between themselves, the width of which increases in the direction of movement of the bulk material, and every second of the passages in the row is protected from the ingress of bulk material into them by tent-shaped screens located above them and attached to the opposite end walls of the frame, the rollers are kinematically connected to the motor gearbox and among themselves by means of cylindrical gears fixed at their ends, under the longitudinal slotted passages there are trays for collecting separated fractions of material, equipped with a spring-loaded supporting box in which all the elements of the separator are installed, and also equipped with a vibration exciter made in the form of the first and second crankshafts, hingedly connected through cranks to the frame of the separation elements and installed for rotation in bearings rigidly connected to the box, while the crankshafts are equipped with unbalances, shifted to opposite ends of the frame of the separation elements and kinematically connected to each other by means of sprockets of the same diameter installed on them and a chain drive , ensuring their synchronous rotation in frequency and angle of rotation.

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

Щелевой сепаратор сыпучих материалов содержит подпружиненный несущий короб 1, размещённый в нём бункер 2 для загрузки сыпучего материала и подвода его к набору сепарационных элементов 3. Сепарационные элементы установлены в ряд с возможностью уклона в сторону движения сыпучего материала от бункера к сходу в рамке 4 с бортами, предназначенными для удержания сыпучего материала в пространстве над сепарационными элементами. На чертеже с целью его упрощения сепарационные элементы изображены с нулевым уклоном. Сепарационные элементы разделены между собой продольными щелевыми проходами 5, ширина которых плавно увеличивается по направлению движения сыпучего материала от бункера к сходу. При конкретном выполнении сепаратора возможно дискретное увеличение ширины щелей. Под сепарационными элементами размещена с уклоном в поперечном направлении скатная доска 6, разделённая поперечными перегородками на лотки для сбора фракций отсепарированного материала (на чертеже не показаны).The slot separator for bulk materials contains a spring-loaded supporting box 1, a hopper 2 placed in it for loading bulk material and supplying it to a set of separation elements 3. The separation elements are installed in a row with the possibility of tilting towards the movement of bulk material from the hopper to the exit in a frame 4 with sides , designed to hold bulk material in the space above the separation elements. In the drawing, in order to simplify it, the separation elements are shown with a zero slope. The separation elements are separated from each other by longitudinal slotted passages 5, the width of which gradually increases in the direction of movement of the bulk material from the hopper to the exit. With a specific design of the separator, a discrete increase in the width of the slots is possible. Under the separation elements there is a sloped board 6 placed in the transverse direction, divided by transverse partitions into trays for collecting fractions of the separated material (not shown in the drawing).

С рамкой 4 шарнирно через кривошипы связаны коленчатые валы 7 и 8, установленные с возможностью вращения в подшипниках 9, жёстко связанных с коробом. На противоположных концах коленчатых валов установлены дисбалансы 10…13, уравновешивающие динамическое воздействие на валы массы рамки с размещёнными в ней сепарационными элементами. Коленчатые валы смещены к противоположным торцам рамки, кинематически связаны между собой посредством установленных на них звёздочек 14 и 15 одинакового диаметра и цепной передачи 16, обеспечивающих их синхронное вращение, как по частоте вращения, так и по углу поворота кривошипов. Цепь на звёздочки 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 8) связан с валом приводного электродвигателя 17. При конкретном выполнении устройства синхронная кинематическая связь валов может быть осуществлена ремённой передачей вращения с ремнём, имеющим зубцы с внутренней стороны, или валом с коническими шестернями на его концах. Возможна также установка для привода отдельно каждого коленчатого вала синхронного электродвигателя специальной конструкции.Crankshafts 7 and 8 are pivotally connected to frame 4 through cranks, mounted for rotation in bearings 9 rigidly connected to the box. At the opposite ends of the crankshafts, imbalances 10...13 are installed, balancing the dynamic effect on the shafts of the mass of the frame with the separation elements located in it. The crankshafts are shifted to opposite ends of the frame, kinematically connected to each other by means of sprockets 14 and 15 of the same diameter installed on them and a chain drive 16, ensuring their synchronous rotation, both in rotation speed and in the angle of rotation of the cranks. The chain is thrown over the sprockets so that the angles of rotation of the cranks of both crankshafts relative to the plane of location of the separation elements are the same. In this case, one of the crankshafts (shaft 8 in the drawing) is connected to the shaft of the drive electric motor 17. In a specific design of the device, the synchronous kinematic connection of the shafts can be carried out by a belt transmission of rotation with a belt having teeth on the inside, or a shaft with bevel gears at its ends . It is also possible to install a synchronous electric motor of a special design to drive each crankshaft separately.

Сепарационные элементы 3 выполнены в виде валиков, установленных с возможностью осевого вращения в подшипниках 18, закреплённых на торцевых поверхностях рамки 4. Расширение щелевых проходов между валиками по мере удаления от бункера достигается постепенным уменьшением их диаметра. При этом при конкретном выполнении сепаратора возможно как плавное уменьшение диаметра валиков и соответственно плавное увеличение щелевых проходов, так и дискретное уменьшение диаметра, и соответственно дискретное увеличение ширины щелевых проходов. В данном случае на чертеже диаметр валиков и ширина проходов изменяются плавно. Валики кинематически связаны между собой и приводным мотор-редуктором 19 посредством установленных на их торцах шестерен 20. Шестерни соседних валиков находятся в зацеплении друг с другом, поэтому соседние валики вращаются в противоположных направлениях. При этом щелевые проходы, в пределах каждого их которых движение поверхностей валиков осуществляется сверху вниз, для предотвращения попадания в них сыпучего материала перекрыты шатрообразными экранами 21, прикреплёнными к противоположным торцам рамки 4.The separation elements 3 are made in the form of rollers installed with the possibility of axial rotation in bearings 18 mounted on the end surfaces of the frame 4. The expansion of the slot passages between the rollers as they move away from the hopper is achieved by gradually reducing their diameter. In this case, with a specific design of the separator, it is possible to either smoothly reduce the diameter of the rollers and, accordingly, smoothly increase the slot passages, or discretely reduce the diameter, and, accordingly, discretely increase the width of the slot passages. In this case, in the drawing, the diameter of the rollers and the width of the passages change smoothly. The rollers are kinematically connected to each other and to the drive gear motor 19 through gears 20 installed at their ends. The gears of adjacent rollers are meshed with each other, so adjacent rollers rotate in opposite directions. In this case, the slot passages, within each of which the movement of the surfaces of the rollers is carried out from top to bottom, are blocked by tent-shaped screens 21, attached to the opposite ends of the frame 4, to prevent the entry of bulk material into them.

Работает щелевой сепаратор сыпучих материалов следующим образом.The slot separator for bulk materials operates as follows.

При включении электродвигателя 17 и мотор-редуктора 19 за счёт вращения под действием электродвигателя коленчатых валов 7 и 8 рамка 4 с установленными в ней сепарационными элементами 3 начинают вращаться в вертикальной плоскости по круговой траектории радиусом, равным длине кривошипов, так, что угол её наклона по отношению к горизонтали остаётся неизменным. При этом направление вращения коленчатых валов выбрано таким, что движение рамки на верхнем участке её траектории осуществляется в направлении от бункера к сходу. В это же самое время мотор-редуктор приводит во вращение валики в направлении, при котором движение поверхностей валиков в щелевых проходах, не закрытых экранами, осуществляется снизу вверх.When the electric motor 17 and the gear motor 19 are turned on, due to the rotation under the action of the electric motor of the crankshafts 7 and 8, the frame 4 with the separation elements 3 installed in it 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 along relative to the horizontal remains unchanged. In this case, the direction of rotation of the crankshafts is chosen such that the frame moves in the upper section of its trajectory in the direction from the hopper to the exit. At the same time, the gear motor causes the rollers to rotate in the direction in which the movement of the roller surfaces in the slotted passages not covered by screens occurs from bottom to top.

С помощью транспортёра (на чертеже не показан) сепарируемый материал подаётся в бункер 2 и из него попадает на сепарационные элементы. За счёт движения сепарационных элементов по круговой траектории в указанном выше направлении, а также дополнительно за счёт их наклона сепарируемый материал передвигается сначала в зону просеивания мелких частиц (1-я зона), где за счёт вибрации происходит их самосепарация (перемещение в нижнюю часть слоя материала). За счёт того, что промежуток между сепарационными элементами сужается в направлении сверху вниз, происходит ориентация продолговатой стороной частиц вдоль щелевого прохода и, если размер некоторых из частиц меньше ширины щелевого прохода в этой зоне, просеивание их в лоток накопления мелких частиц скатной доски. В противном случае частицы последовательно перемещаются в зоны с более широкими щелевыми проходами, где по пути часть из них просеивается, как только размер частиц становится несколько меньше ширины щелевого прохода. Крупные частицы, размер которых больше максимальной ширины щелевого прохода, уходят на сход. Застревание частиц в щелевом проходе в принципе не возможно, так как при вхождении частицы в щелевой проход, размер которой несколько больше его ширины, вследствие встречного движения поверхностей валиков происходит её выталкивание обратно в сепарируемый слой материала ещё до начала её застревания.Using a conveyor (not shown in the drawing), the separated material is fed into hopper 2 and from it enters the separation elements. Due to the movement of the separation elements along a circular path in the direction indicated above, as well as additionally due to their tilt, the separated material moves first to the zone of sifting small particles (1st zone), where due to vibration their self-separation occurs (movement 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 oblong side of the particles is oriented along the slot passage and, if the size of some of the particles is less than the width of the slot passage in this zone, they are sifted into a tray for accumulating small particles of the pitched board. Otherwise, the particles move sequentially into zones with wider slot passages, where along the way some of them are screened as soon as the particle size becomes slightly smaller than the width of the slot passage. Large particles, the size of which is larger than the maximum width of the slot passage, are lost. Particles getting stuck in a slotted passage is, in principle, impossible, since when a particle enters a slotted passage whose size is slightly larger than its width, due to the counter-movement of the roller surfaces, it is pushed back into the separated layer of material even before it begins to get stuck.

В то же время сужающееся пространство между сепарационными элементами, способствующее ориентации продолговатых частиц вдоль щелевых проходов, и отсутствие возможности их застревания, обеспечивают более быстрое прохождение частиц через щелевые проходы и тем самым увеличение удельной (в расчёте на единицу площади решётного стана) производительности 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 именно в соответствующей их размеру зоне.At the same time, the narrowing space between the separation elements, which facilitates the orientation of elongated particles along the slot passages, and the absence of the possibility of their getting stuck, ensures faster passage of particles through the slot passages and thereby increases the specific (per unit area of the sieve mill) productivity of the bulk material separator . The same result is achieved by the fact that the separated material sequentially passes through the entire length of subsequent zones, and not just the first zone, which increases the likelihood of sifting particles precisely in the zone corresponding to their size.

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

Источник информации.A source of information.

1. Патент на изобретение SU № 254322 A Валиковое сито / Игнатов Л. А., Констандинус К., Л., Дондис Н. А / опубл. 07.10.1969 Бюл. №311. Patent for invention SU No. 254322 A Roller sieve / Ignatov L. A., Konstandinus K., L., Dondis N. A / publ. 10/07/1969 Bulletin. No. 31

Claims

A slotted separator for bulk materials, containing a hopper for loading bulk material and supplying it to separation elements, made in the form of installed in a row in a frame with sides sloping towards the movement of the bulk material from the hopper to the roller assembly with the possibility of axial rotation, forming longitudinal slots between them passages, the width of which increases in the direction of movement of the bulk material, and every second of the passages in the row is protected from the entry of bulk material into them by tent-shaped screens located above them and attached to the opposite end walls of the frame, the rollers are kinematically connected to the gear motor and to each other by means of fixed at their ends of the cylindrical gears, under the longitudinal slotted passages, there are trays for collecting separated fractions of material, characterized in that it is equipped with a spring-loaded supporting box in which all the elements of the separator are installed, and is also equipped with a vibration exciter made in the form of the first and second crankshafts, hinged connected through cranks to the frame of separation elements and installed for rotation in bearings rigidly connected to the box, while the crankshafts are equipped with unbalances, shifted to opposite ends of the frame of separation elements and kinematically connected to each other by means of sprockets of the same diameter installed on them and a chain drive, ensuring their synchronous rotation in frequency and angle of rotation.