UA28310U

UA28310U - Method for intensifying process of separation of loose materials on sieves

Info

Publication number: UA28310U
Application number: UAU200705573U
Authority: UA
Inventors: Mykola Vasyliovych Bakum; Yurii Oleksiiovych Manchynskyi; Oleksandr Mykolai Horbatovskyi
Original assignee: Kharkiv Petro Vasylenko Nat Te
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2007-12-10

Abstract

The utility model relates to technology of cleaning and grading seed materials as well as other loose mixtures according to a difference of sizes of components thereof.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель має відношення до технології очищення та сортування насіннєвих матеріалів, а також інших 2 сипких сумішей за різницею розмірів їх компонентів і може бути використана в сільському господарстві, переробній та харчовій промисловості.The useful model is related to the technology of cleaning and sorting seed materials, as well as other 2 loose mixtures according to the difference in the sizes of their components and can be used in agriculture, processing and food industry.

Основним способом сепарації (очищення та сортування) сипких матеріалів є розділення компонентів за різницею розмірних характеристик на перфорованих поверхнях (решета, колосники тощо), які за формою виконання, в переважній більшості, є плоскими. 70 Робочими елементами решіт є отвори, які виготовляються круглими, прямокутними та іншої форми.The main method of separation (cleaning and sorting) of loose materials is the separation of components based on the difference in dimensional characteristics on perforated surfaces (sieves, grates, etc.), which are mostly flat in design. 70 The working elements of the sieves are holes that are made round, rectangular and other shapes.

Робочий процес розділення сумішей на рухомих решітних поверхнях включає послідовне виконання трьох взаємопов'язаних етапів: відносне переміщення вихідної суміші по сепаруючій поверхні, сегрегацію (самосортування) суміші і просіювання компонентів через отвори решета. Багато в чому ефективність процесу розділення визначається саме характером руху і швидкістю руху матеріалу по поверхні решета. Слід відмітити, 12 що швидкість руху матеріалу з однієї сторони визначає продуктивність процесу сепарації і, очевидно, що збільшення швидкості призводить до збільшення продуктивності, але з іншого боку збільшення швидкості на певному рівні призводить до погіршення умов просіювання компонентів через отвори решіт. Відомо, що для кожного режиму руху сепаруючої решітної поверхні і конкретного зернового матеріалу існує гранична швидкість руху матеріалу М. Подальше збільшення швидкості виключає можливість просіювання компонентів через отвори решета, тобто процес розділення стає неможливим, - відбувається лише транспортування матеріалу по сепаруючій поверхні.The work process of separation of mixtures on moving grating surfaces includes the sequential execution of three interrelated stages: relative movement of the initial mixture along the separating surface, segregation (self-sorting) of the mixture and sieving of components through the sieve openings. In many ways, the efficiency of the separation process is determined precisely by the nature of movement and the speed of movement of the material on the surface of the sieve. It should be noted 12 that the speed of movement of the material, on the one hand, determines the performance of the separation process and, obviously, that an increase in speed leads to an increase in productivity, but on the other hand, an increase in speed at a certain level leads to a deterioration of the conditions for sieving components through the sieve openings. It is known that for each mode of movement of the separating sieve surface and a specific grain material, there is a limiting speed of movement of the material M. A further increase in speed excludes the possibility of sieving the components through the sieve openings, that is, the separation process becomes impossible - only the material is transported along the separating surface.

Зменшення швидкості призводить не лише до зменшення продуктивності, а й знижує якість розділення компонентів, адже збільшення товщини шару матеріалу на решеті знижує сегрегацію компонентів суміші (просипання менших за розмірами компонентів до поверхні решета), а значить і просіювання компонентів через отвори решета. шщA decrease in speed leads not only to a decrease in productivity, but also to a decrease in the quality of separation of components, because an increase in the thickness of the layer of material on the sieve reduces the segregation of the components of the mixture (falling of smaller components to the surface of the sieve), which means the sieving of components through the sieve openings. shsh

Оптимальний для розділення кінематичний режим коливань при роботі решіт визначається показником кінематичного режиму К, який характеризує співвідношення амплітуди та частоти коливань решета і дорівнює: к- діа ПО о с де А- амплітуда коливань решітного стану, мм; -Optimal for separation, the kinematic mode of oscillations during grating operation is determined by the index of the kinematic mode K, which characterizes the ratio of the amplitude and frequency of oscillations of the grating and is equal to: k- dia PO o s where A is the amplitude of oscillations of the grating state, mm; -

Фо - кутова частота коливань решітного стану, рад/с; Го) д - прискорення вільного падіння, мм/с; с с - коефіцієнт, що враховує коливання рами машини і залежить від ступеню зрівноваженості та прискорення решета. сFo - angular frequency of oscillations of the lattice state, rad/s; Ho) d - acceleration of free fall, mm/s; с с - a coefficient that takes into account the vibrations of the machine frame and depends on the degree of balance and acceleration of the sieve. with

Цей показник залежить від виду насіннєвої суміші, кута нахилу решета до горизонту, кута спрямованості коливань (кут між напрямком коливань та робочою площиною решета), завантаження, а також від типу решета, форми і розміру його отворів. При цьому кут спрямованості коливань визначається за формулою: « вто-В, (2) де о, - кут нахилу решета решітного стану до горизонту, град; З с р - кут між вертикаллю та напрямком підвіски робочої площини, град. "з Слід відмітити, що оптимальний режим коливань для різних сумішей не співпадає. Більш того, для різних складових однієї суміші оптимальний режим має відрізнятися. Адже для забезпечення переміщення крупних фракцій по решету (збільшення продуктивності) необхідно більш інтенсивний режим, ніж для дрібних. Для 35 переміщення округлих часток оптимальним буде більш помірний режим в порівнянні з плоскими частками. Для о просівання компонентів проходової фракції через круглі отвори решіт режим коливань повинен бути більш (ее) інтенсивним, щоб забезпечити додаткову сегрегацію матеріалу.This indicator depends on the type of seed mixture, the angle of inclination of the sieve to the horizon, the angle of direction of oscillations (the angle between the direction of oscillations and the working plane of the sieve), loading, as well as on the type of sieve, the shape and size of its holes. At the same time, the directionality angle of the oscillations is determined by the formula: « tu-B, (2) where o, - the angle of inclination of the grating of the grating state to the horizon, degrees; Z с р - the angle between the vertical and the direction of suspension of the working plane, degrees. "with It should be noted that the optimal mode of oscillations for different mixtures does not coincide. Moreover, the optimal mode must differ for different components of the same mixture. After all, to ensure the movement of large fractions through the sieve (increasing productivity) a more intensive mode is needed than for small ones. 35 movement of rounded particles will be optimal in a more moderate mode compared to flat particles.For sieving of the components of the passing fraction through the round holes of the sieves, the oscillation mode should be more (ee) intensive to ensure additional segregation of the material.

Режим коливань решітного стану за відомими способами створюється за рахунок зміни амплітудно-частотноїThe oscillation mode of the lattice state is created in known ways by changing the amplitude-frequency

Мамі характеристики (тихохідні коливні решета - велика амплітуда, мала частота коливань (|1, С.26 - 34); вібраційні - 70 решета - велика частота, мала амплітуда коливань (2, С.174 - 1781), кута нахилу робочої поверхні до горизонтуMami characteristics (silent oscillating sieve - high amplitude, low frequency of oscillations (|1, С.26 - 34); vibrating - 70 sieve - high frequency, low amplitude of oscillations (2, С.174 - 1781), the angle of inclination of the working surface to horizon

ІЗ, С.127, 128) та кута спрямованості коливань |З, С.48, 49). с Відповідно до способів розділення, які реалізовані у існуючих конструкціях зерноочисних машин, вихідний матеріал поступає на сепаруючі решітні поверхні з початковою швидкістю М,. Регулюючи подачу вихідного матеріалу та режим коливань решітного стану, забезпечують таку швидкість руху насіння по решеті, при якій 25 досягається оптимальне розділяється його на дві фракції: проходову - частинки за розмірами менші отворів с решіт і сходову - частинки більші отворів решіт, які після розділення надходять до відповідних приймачів.IZ, P.127, 128) and the angle of direction of oscillation |Z, P.48, 49). c According to the methods of separation, which are implemented in the existing designs of grain cleaning machines, the raw material enters the separating grating surfaces with an initial speed of M,. By adjusting the supply of the raw material and the mode of oscillations of the sieve state, they ensure such a speed of movement of the seed through the sieve, at which 25 is reached, it is optimally divided into two fractions: through-flow - particles smaller in size than the sieve openings and step-through - particles larger than the sieve openings, which after separation enter to the respective receivers.

Кожний з цих способів створення оптимального режиму підвищує якість розділення і продуктивність процесу сепарації при розділенні лише па одному решеті для різних сипких матеріалів.Each of these methods of creating an optimal mode increases the quality of separation and the productivity of the separation process when separating only one sieve for different loose materials.

При необхідності послідовного розділення матеріалу на декількох робочих поверхнях, які змонтовані в одній 60 конструкції решітного стану, режим коливання для всіх решіт буде однаковий. Очевидно, що оптимальним цей режим буде лише для розділення на одному з цих решіт в залежності від компонентів суміші, які сепаруються, або за умов паралельного розділення при роботі декількох решіт, коли на кожне з цих решіт подається вихідний матеріал і відводяться продукти сепарації. Це в кінцевому випадку погіршує якість розділення матеріалу в цілому і не дозволяє в повній мірі використати поділяючу здатність поверхонь решіт решітного стану. бо За кількістю східних ознак та технічному результату зазначені способи прийняті за прототип.If it is necessary to sequentially separate the material on several working surfaces, which are mounted in one 60 structure of the grate state, the mode of oscillation for all grates will be the same. Obviously, this mode will be optimal only for separation on one of these sieves, depending on the components of the mixture that are separated, or under the conditions of parallel separation during the operation of several sieves, when the source material is fed to each of these sieves and the separation products are removed. This ultimately worsens the quality of separation of the material as a whole and does not allow to fully use the separating ability of the grating surfaces of the grating state. Because according to the number of oriental features and the technical result, the specified methods are accepted as a prototype.

В основу корисної моделі поставлено задачу інтенсифікувати процес сепарації сипких матеріалів на решетах шляхом забезпечення оптимального режиму коливань для кожного решета решітного стану. Це дозволить підвищити якість розділення сипких матеріалів і збільшити продуктивність багаторешітних сепараторів в цілому.The useful model is based on the task of intensifying the process of separation of loose materials on sieves by ensuring the optimal mode of oscillations for each sieve of the sieve state. This will improve the quality of separation of loose materials and increase the productivity of multi-screen separators as a whole.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі інтенсифікації процесу сепарації сипких матеріалів на решетах, який включає подачу вихідного матеріалу на решета, створення режиму коливань решітного стану оптимального для розділення та відведення продуктів сепарації, у відповідності до корисної моделі режим коливань створюється відмінним для кожного решета решітного стану за рахунок зміни кута їх установки відносно напрямку дії збуджуючої сили. 70 Запропонований спосіб можна реалізувати за допомогою відомих решітних зерноочисних машин, якщо в конструкціях їх решітних станів передбачити пристрій для зміни кута установки кожного решета окремо відносно напрямку дії збуджуючої сили.The problem is solved due to the fact that in the known method of intensification of the process of separation of loose materials on sieves, which includes feeding the initial material to the sieve, creating an oscillation mode of the sieve state optimal for separation and removal of separation products, in accordance with a useful model, the oscillation mode is created excellent for of each lattice of the lattice state by changing the angle of their installation relative to the direction of action of the exciting force. 70 The proposed method can be implemented with the help of well-known sieve grain cleaning machines, if in the designs of their sieve beds a device is provided for changing the installation angle of each sieve separately in relation to the direction of action of the exciting force.

Сутність корисної моделі пояснюється кресленням, де показано: фіг. 1. Схема дії сил на частки, що розміщені на двох решетах багаторешітного стану, який забезпечує реалізацію запропонованого способу.The essence of the useful model is explained by the drawing, which shows: fig. 1. Scheme of the action of forces on particles placed on two sieves of a multi-sieve state, which ensures the implementation of the proposed method.

Реалізувати запропонований спосіб можна на багаторешітному стані 1 сепаратора, який складається, наприклад, з двох решіт: верхнє решето 2 - з прямокутними отворами та нижнє решето З - з круглими отворами.The proposed method can be implemented on the multi-sieve stage 1 of the separator, which consists, for example, of two sieves: the upper sieve 2 - with rectangular holes and the lower sieve Z - with round holes.

Куги нахилу решіт решітного стану при цьому становлять: 54 - для верхнього решета та о5 - для нижнього решета, причому со/202. Кути спрямованості коливань для верхнього та нижнього решіт відповідно дорівнюють є та о.At the same time, the angles of inclination of the gratings of the grating condition are: 54 - for the upper grating and о5 - for the lower grating, and со/202. The angles of direction of oscillations for the upper and lower gratings are equal to and о, respectively.

Решітний стан монтується на підвісках 4, кут нахилу яких до вертикальної площини становить р.The lattice frame is mounted on suspensions 4, the angle of inclination of which to the vertical plane is p.

Привід решітного стану здійснюється від ексцентрика 5 радіусом г шатуном 6. Кут повертання ексцентрика відносно лінії мертвих точок дорівнює ої.The drive of the grating state is carried out from the eccentric 5 with a radius g by the connecting rod 6. The angle of rotation of the eccentric relative to the line of dead points is equal to ой.

При розділенні вихідного сипкого матеріалу, на кожну насінину (в подальшому - частку) 7 та 8 суміші, які розміщені на верхньому 2 та нижньому З решеті відповідно, діють сила ваги то, реакція опорної поверхні М, сила тертя Е часток по робочій площині та відносно одна одної, а також сила інерції (збуджуюча сила) Р), яка - визначається як:When separating the initial loose material, each seed (hereinafter referred to as a particle) of mixture 7 and 8, which are placed on the upper 2 and lower З sieves, respectively, is subject to the force of weight, the reaction of the support surface M, and the friction force E of the particles along the working plane and relative to each other, as well as the force of inertia (exciting force) P), which is defined as:

РіхтАовгвіп(об, (3) де т - маса частки, г; сії - кут повертання ексцентрика відносно лінії мертвих точок, рад. -RichtAovgvip(ob, (3) where t is the mass of the particle, g; sii - the angle of rotation of the eccentric relative to the dead center line, rad. -

Для створення різних режимів коливань верхнього та нижнього решіт решітного стану кут нахилу робочої -- поверхні до горизонту а необхідно встановлювати окремо для кожного решета та для кожного вихідного матеріалу (фіг. 1). При цьому проекції сили інерції на робочу площину та площину, що перпендикулярна до неї о становлять: ее) зе Р; жстАхо"віп(ой)сове); (4) счTo create different modes of oscillation of the upper and lower gratings of the grating state, the angle of inclination of the working surface to the horizon must be set separately for each grating and for each source material (Fig. 1). At the same time, the projections of the inertia force on the working plane and the plane perpendicular to it are: ee) ze P; zhstAho"vip(oi)sove); (4) sch

Р; ухтАуввіп(ойвіпе;, (5) де і - показник, що характеризує положення робочої площини над горизонтом: для верхнього решета - і-1; для нижнього решета - і-2. Відповідно до рівності (2), для верхнього решета будемо мати: «R; ukhtAuvvip(oyvipe;, (5) where i is an indicator characterizing the position of the working plane above the horizon: for the upper sieve - i-1; for the lower sieve - i-2. According to equality (2), for the upper sieve we will have: "

РуіхетАхо" віп(обсов(са-В); (6)RuikhetAho" vip(obsov(sa-V); (6)

Ру лустаАховіп(ой)сов(о-В), (7) т с а для нижнього решета: з» Ру зхетАховіп(ой)сов(оо-В); (8)Ru lustaAkhovip(oi)sov(o-V), (7) ts a for the lower sieve: z» Ru zhetAkhovip(oi)sov(oo-V); (8)

Ру гухтАховіп(ой)сов(оо-В). (9) 415 Рух насіння по решетах зерноочисних машин залежить від ознаки розділення. При розділенні довгастих 7 насінин по товщині, що здійснюється на решетах з прямокутними отворами, матеріал рухається без надмірного підкидання (сегрегація матеріалу при цьому є помірною), а частки проходової фракції, повертаючись навколо (о) своєї поздовжньої осі, просіваються через отвори решіт. Відривання матеріалу в цьому випадку суттєво зменшує с продуктивність решіт. Для створення такого режиму горизонтальну складову збуджуючої сили Р; у збільшують, 5р З вертикальну - Ру лу» відповідно, зменшують за рахунок зменшення кута о нахилу решета до горизонту. - При розділенні по ширині на решетах з круглими отворами необхідно забезпечити додаткове підкидання о матеріалу (тобто збільшити вертикальну складову сили Р; зу, яка діє на матеріал, що переміщується по решеті, за рахунок збільшення кута о5) для того, щоб частки проходової фракції розміщувалися своєю поздовжньою віссю перпендикулярно до робочої поверхні. Це, в свою чергу, покращує їх прохід крізь отвори решіт |4, С.3221.Ru guhtAkhovip(oy)sov(oo-V). (9) 415 The movement of seeds along the sieves of grain cleaning machines depends on the sign of separation. When separating oblong 7 seeds by thickness, which is carried out on sieves with rectangular holes, the material moves without excessive tossing (segregation of the material at the same time is moderate), and the particles of the passing fraction, turning around (o) their longitudinal axis, are sifted through the holes of the sieves. Tearing off the material in this case significantly reduces the performance of the sieves. To create such a regime, the horizontal component of the exciting force P; y increase, 5r Z vertical - Ru lu", respectively, decrease by reducing the angle of inclination of the sieve to the horizon. - When separating along the width on sieves with round holes, it is necessary to provide additional tossing of the material (that is, to increase the vertical component of the force Р; зу, which acts on the material moving along the sieve, due to an increase in the angle o5) in order for the particles of the passing fraction to be placed with its longitudinal axis perpendicular to the working surface. This, in turn, improves their passage through the sieve openings |4, P.3221.

Відповідно до зазначеного вище, оптимальний режим буде відповідати умові: о4хоо. (10). с В цьому випадку на верхньому решеті решітного стану сегрегація матеріалу буде відносно малою і надмірного відриву часток від робочої поверхні не спостерігатиметься, а швидкість транспортування - дещо підвищеною; на нижньому ж решеті, - навпаки: швидкість транспортування - помірною, а підкидання і сегрегація бо - Збільшеними.According to the above, the optimal mode will meet the condition: o4hoo. (10). c In this case, material segregation will be relatively small on the upper sieve of the sieve stage and excessive detachment of particles from the working surface will not be observed, and the speed of transportation will be slightly increased; on the lower sieve, on the contrary: the speed of transportation is moderate, and tossing and segregation are increased.

Таким чином, регулюючи лише величину кута нахилу окремого решета є можливість створити оптимальний режим коливань кожного решета в решітному стані для розділення кожної насіннєвої суміші на фракції, що інтенсифікує процес сепарації сумішей сипких матеріалів на решітних станах зерноочисних машин.Thus, by adjusting only the angle of inclination of a separate sieve, it is possible to create an optimal oscillation mode of each sieve in the sieve state for the separation of each seed mixture into fractions, which intensifies the process of separating mixtures of loose materials on the sieve states of grain cleaning machines.

Запропонований спосіб інтенсифікації процесу сепарації сипких матеріалів на решетах шляхом забезпечення 65 оптимального режиму коливань для кожного решета решітного стану дозволить підвищити якість розділення сипких матеріалів і збільшить продуктивність багаторешітних сепараторів в цілому.The proposed method of intensifying the process of separation of loose materials on sieves by providing 65 optimal oscillation modes for each sieve of the sieve state will allow to improve the quality of separation of loose materials and increase the productivity of multi-sieve separators as a whole.

Запропоноване рішення прийнятне для промислового застосування. В інших джерелах інформації способу з такими ознаками авторами не виявлено, тому просимо надати даному рішенню правовий захист.The proposed solution is acceptable for industrial use. The authors did not find a method with such features in other sources of information, so we ask that this decision be given legal protection.

Джерела інформації: 1. Кожуховский И.Е. Зерноочистительнье машиньі. Конструкции, расчет и проектирование. Изд. второе, перераб. -М.: Машиностроение, 1974. -200с. 2. Зайка П.М. Динамика вибрационньїх зерноочистительньїх машин. М.: Машиностроение, 1977. -278с.Sources of information: 1. Kozhukhovsky I.E. Grain cleaning machines. Constructions, calculation and design. Ed. the second, processing. - M.: Mashinostroenie, 1974. - 200 p. 2. Zaika P.M. Dynamics of vibrating grain cleaning machines. M.: Mashinostroenie, 1977. -278p.

З. Заїка П.М. Теорія сільськогосподарських машин. Том 3, розділ 7. Очистка і сортування насіння. -Харків:Z. Zaika P.M. Theory of agricultural machines. Volume 3, chapter 7. Seed cleaning and sorting. - Kharkiv:

Око, 2006. - 408с. 70 4. Кленин Н.И., Попов И.Ф., Сакун В.А. Сельскохозяйственнье машинь (злементьії теории рабочих процессов, расчет регулировочньїх параметров и режимов работь!). Учебное пособие для фак-тов механизации сел. хоз-ва. - М.: Колос, 1970. - 456с.Oko, 2006. - 408p. 70 4. Klenin N.Y., Popov I.F., Sakun V.A. Agricultural machines (elements of the theory of work processes, calculation of regulatory parameters and work modes!). Study guide for village mechanization facts. household - M.: Kolos, 1970. - 456p.

Claims

The formula of the invention A method of intensifying the process of separation of loose materials on sieves, which includes feeding the raw material to the sieve, creating a regime of oscillations of the sieve bed, optimal for separation and removal of separation products, which is distinguished by the fact that the oscillation mode is created different for each sieve of the sieve bed by changing angle of installation of the grating in the grating state relative to the direction of the exciting force. - "c) "- (ze) (ee) c -

with . and? ime) (ee) (95) - 70 (42) s 60 b5