RU60001U1

RU60001U1 - CENTRIFUGAL SEPARATOR FOR SEPARATION OF BULK MATERIAL

Info

Publication number: RU60001U1
Application number: RU2006132997/22U
Authority: RU
Inventors: Павел Григорьевич Зуев; Виктор Александрович Семенов
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2007-01-10

Abstract

Полезная модель относится к пищевой промышленности и предназначено для разделения сыпучего материала на отдельные фракции, отличающиеся по размерам частиц. 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 обода, на корпусе центробежного сепаратора напротив ободов и симметрично относительно вертикальной оси барабана неподвижно закреплены электромагниты с сердечниками, в сердечниках электромагнитов выполнены прорези, в которых расположены фасонные металлические обода, ситовой барабан связан посредством спиц и втулок с опорным валом, спицы через упругие элементы соединены с водилами, жестко закрепленными на опорном валу. Это позволяет снизить потери на трение, уменьшить нескомпенсированные силы инерции, смягчить вибрационную нагрузку на привод сепаратора, повысить надежность работы центробежного сепаратора и обеспечить регулирование режимов разделения.The utility model relates to the food industry and is intended for the separation of bulk material into separate fractions that differ in particle size. The proposed centrifugal separator for separating bulk material, including a housing with nozzles for supplying the separated material and removing fractions, a support shaft with a vertical axis of rotation, a screen drum located inside the housing, consisting of a number of sections, disk and brush cleaners located outside the drum, a loading device above the drum , a drum rotation drive located in a housing under the drum. Shaped metal rims are fixed on the drum from above and below, on the centrifugal separator case opposite the rims and symmetrically relative to the vertical axis of the drum, electromagnets with cores are fixedly fixed, slots are made in the cores of the electromagnets, in which the shaped metal rims are located, the sieve drum is connected via knitting needles and bushings to a support the shaft, knitting needles through elastic elements connected to carriers, rigidly fixed to the support shaft. This allows you to reduce friction losses, reduce uncompensated inertia forces, soften the vibration load on the separator drive, increase the reliability of the centrifugal separator and provide control of the separation modes.

Description

Полезная модель относится к пищевой промышленности и предназначено для разделения сыпучего материала на отдельные фракции, отличающиеся по размерам частиц.The utility model relates to the food industry and is intended for the separation of bulk material into separate fractions that differ in particle size.

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.A device for separating granular material with a cylindrical sieve for cleaning grain from impurities. It contains a horizontally located drum in which pests are located (Sokolov A.Ya. Technological equipment of grain storage and processing enterprises. Kolos, 1984, p. 455, p. 45). The drum and pests rotate around the same axis, but at different speeds. In the upper part of the machine, a cylindrical brush for cleaning the screen cylinder is located on the horizontal axis. A chute with one or two screws is placed under the drum, which remove the product obtained by passing through sieves. The crude mixture enters through the intake opening into the screen cylinder. When it rotates, the product rises to a certain height, and then, under the action of gravity, falls on the rapidly rotating drum whips. Pests are located at an angle to the axis of the drum, discard the product to the sieve, through which it is sifted. The product in the screen cylinder moves in the longitudinal direction. Large particles of the product come off the sieve cylinder.

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).The disadvantage of this device is low productivity and efficiency in the absence of centrifugal forces, insufficient use of the sieve surface (all material is located in the lower part of the sieve drum).

Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, The closest technical solution, selected as a prototype,

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.is a centrifugal separator (Demsky AB, Boriskin MA et al. Directory. Equipment for the production of flour and cereals, Agropromizdat, 1990, pp. 49-52, p. 47) for the separation of bulk material, including a housing with nozzles for supplying the material to be separated and removal of the separated fractions, a sieve drum with a vertical axis of rotation placed inside it, consisting of a series of sections formed by cylindrical sieves, is placed inside it. Outside the drum, disc and brush cleaners are placed. In the lower part of the drum there is a drum rotation drive and a drive with a crank mechanism to create vibrations along its axis.

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.The device has a high separation efficiency due to the action of significant centrifugal forces. However, with axial vibration of the sieve drum, large loads arise on the drive of the oscillator, since the oscillations of the drum and grain mass occur along the vector of their gravity. The need for vibration of the sieve drum, which has a significant mass, requires additional energy, leads to rapid wear of the drive elements, requires careful balancing of the moving parts. In addition, there is a constant sliding of the disk and brush cleaners in the axial direction, leading to rapid wear of the cleaners and sieves themselves. This is due to the fact that the supports of the cleaners are stationary, and the sieve drum oscillates along the axis of the cleaners. Since the cleaners are constantly pressed to the sieve by springs, it is necessary to overcome additional friction forces during vibration of the sieve drum, which leads to a significant expenditure of energy to overcome the friction forces.

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 During operation, regulation of separation modes is not provided, caused, for example, by a change in the moisture content of the material, its fractional composition, etc. The universality of this separator is not sufficient if it is necessary to switch to another type of separated mixture, since the rotation speed, frequency and amplitude of the sieve oscillations

барабана постоянны.drum are constant.

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.Thus, the disadvantages of the known device do not provide the required reliability during operation, do not allow a wide range of separation modes, do not allow to improve the quality of sifting of bulk material.

Технический результат полезной модели заключается в снижении сил трения, уменьшении не скомпенсированных сил инерции, смягчении вибрационной нагрузки на привод центробежного сепаратора, повышении надежности работы центробежного сепаратора и обеспечение регулирования режимов разделения.The technical result of the utility model is to reduce friction forces, reduce uncompensated inertia forces, soften the vibration load on the drive of the centrifugal separator, increase the reliability of the centrifugal separator and provide control of the separation modes.

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 обода, на корпусе центробежного сепаратора напротив ободов и симметрично относительно вертикальной оси барабана неподвижно закреплены электромагниты с сердечниками, в сердечниках электромагнитов выполнены прорези, в которых расположены фасонные металлические обода, ситовой барабан связан посредством спиц и втулок с опорным валом, спицы через упругие элементы соединены с водилами, жестко закрепленными на опорном валу.This is achieved by the fact that the proposed centrifugal separator for separating bulk material, comprising a housing with nozzles for supplying the material to be separated and removal of fractions, a support shaft with a vertical axis of rotation, a sieve drum located inside the housing, consisting of a number of sections, disk and brush cleaners located outside the drum , a loading device above the drum, a drum rotation drive located in a housing under the drum. Shaped metal rims are fixed on the drum from above and below, on the centrifugal separator case opposite the rims and symmetrically relative to the vertical axis of the drum, electromagnets with cores are fixedly fixed, slots are made in the cores of the electromagnets, in which the shaped metal rims are located, the sieve drum is connected via knitting needles and bushings to a support the shaft, knitting needles through elastic elements connected to carriers, rigidly fixed to the support shaft.

Уменьшение сил трения достигается установкой электромагнитов и фасонных металлических ободов. 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, Reduction of friction forces is achieved by installing electromagnets and shaped metal rims. The reduction of uncompensated inertia forces is also achieved by installing electromagnets. Mitigation of the vibration load on the separator drive is achieved by installing a carrier. Electromagnets create torsional vibrations in a plane perpendicular to the direction of gravity of the drum and the product in it,

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.as a result, there is no need to overcome these forces. The sieve drum is connected by means of knitting needles and bushings to the support shaft, and the needles themselves are connected via elastic elements to carriers that are rigidly fixed to the support shaft. Elastic elements soften the vibration load transmitted from the drum to the drive. Improving the reliability of the operation is also ensured due to the fact that the number of movable elements in the design of the separator is significantly reduced, friction losses are reduced. In the separator for the separation of bulk materials provides regulation of the separation modes since when applying alternating voltage to the electromagnets, it is possible to change the amplitude and frequency of oscillations of the drum.

Таким образом, совокупность существенных признаков изложенных в формуле полезной модели позволяет достичь желаемого технического результата.Thus, the set of essential features set forth in the formula of the utility model allows to achieve the desired technical result.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором фиг.1 продольный разрез центробежного сепаратора; фиг.2 - разрез по А-А; фиг.3-разрез по Б-Б.The utility model is illustrated in the drawing, in which figure 1 is a longitudinal section of a centrifugal separator; figure 2 is a section along aa; Fig.3-section along BB.

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 обода 8, на корпусе сепаратора 1 напротив ободов 8 и симметрично относительно вертикальной оси барабана неподвижно закреплены электромагниты 9. Сердечники электромагнитов 9 имеют прорези, в которых расположены фасонные металлические обода 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 A centrifugal separator for separating bulk material includes a housing 1, a sieve drum 2 with a vertical axis of rotation installed in it, consisting of a number of sections 3, disk 4 and brush 5 cleaners of its outer surface located in the housing outside the drum, a loading device located in the upper part of the drum in the form of a disk spreader 6. On the side of the drum, nozzles 7 are placed for removal of fractions. Shaped metal rims 8 are fixed on the drum 2 from above and below, on the separator case 1 opposite the rims 8 and electromagnets 9 are fixed symmetrically relative to the vertical axis of the drum 9. The cores of the electromagnets 9 have slots in which the shaped metal rims are located 8. The sieve drum 2 is connected via knitting needles 10 and bushings 11 with a support shaft 12, and the spokes 10 themselves are connected via elastic elements 13 to the carriers 14, rigidly fixed

на опорном валу 12. Опорный вал 12 через ременную передачу 15 связан с приводом сепаратора 16.on the support shaft 12. The support shaft 12 through a belt drive 15 is connected to the drive of the separator 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.A centrifugal separator for separating bulk material is as follows. The source material after preliminary air separation through the nozzle enters the disk spreader 6 and is evenly, under the action of centrifugal forces, distributed on the surface of the sieve drum 2. Separation into fractions is carried out by forced sliding on the sieve surface. Bulk material sequentially passes through the sieve surfaces of all sections 3, in each of which one of the fractions is separated. In this case, the sieve of the first section has the smallest openings, and at the exit, that is, in the lower section, the sieve has the largest openings.

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 появление крутильных колебаний барабана. В процессе вращения барабана осуществляется непрерывная очистка отверстий сит с помощью дисковых 4 и щеточных 5 очистителей.To create a forced slip, the drum 2 receives torsional vibrations from the electromagnets 9. The electromagnets 9 create a field under the influence of which, in a rotating shaped metal rim, Foucault eddy currents will occur, depending on the speed of rotation of the drum, the magnetic field of which is directed so as to counteract the change in magnetic flow, inducing eddy currents, respectively, there will be a braking torque transmitted to the drum. When the cut in the shaped rim passes through the core of the electromagnet, the braking torque will be absent. This creates an intermittent braking torque, which provide the appearance of torsional vibrations of the drum. During the rotation of the drum, the sieve holes are continuously cleaned using disk 4 and brush 5 cleaners.

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 так же ситовых поверхностей.The sieve drum rotates uniformly without axial vibrations, therefore, disk and brush cleaners move along the sieve surface without axial sliding. This significantly reduces the wear of the working bodies of the cleaners, as well as sieve surfaces.

Claims

A centrifugal separator for separating bulk material, including a housing with nozzles for supplying a shared bulk material and removing fractions of bulk material, a support shaft with a vertical axis of rotation, a sieve drum located inside the housing, consisting of a number of sections, disk and brush cleaners located outside the drum, a loading device above the drum, a drum rotation drive located in the housing under the drum, characterized in that shaped metal rims are fixed on the drum from above and below, in the case of the centrifugal separator opposite the rims and symmetrically relative to the vertical axis of the drum, electromagnets with cores are fixedly fixed, grooves are made in the cores of the electromagnets in which shaped metal rims are located, the sieve drum is connected by means of knitting needles and bushings to a support shaft, the spokes are connected to carriers by means of elastic elements, rigidly mounted on the support shaft.