WO2010132037A1 - Centrifugal drum-type separator - Google Patents
Centrifugal drum-type separator Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010132037A1 WO2010132037A1 PCT/UA2009/000038 UA2009000038W WO2010132037A1 WO 2010132037 A1 WO2010132037 A1 WO 2010132037A1 UA 2009000038 W UA2009000038 W UA 2009000038W WO 2010132037 A1 WO2010132037 A1 WO 2010132037A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- drum
- sieves
- grain
- shaft
- separator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
- B07B1/18—Drum screens
- B07B1/22—Revolving drums
- B07B1/26—Revolving drums with additional axial or radial movement of the drum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
- B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
- B07B1/48—Stretching devices for screens
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
- B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
- B07B1/50—Cleaning
- B07B1/52—Cleaning with brushes or scrapers
- B07B1/522—Cleaning with brushes or scrapers with brushes
- B07B1/524—Cleaning with brushes or scrapers with brushes the brushes being rotating
Definitions
- the invention relates to separators designed to separate, mainly, grain materials into fractions by size and aerodynamic properties, and can be used for cleaning and sorting grain at breeding stations, elevators, in farms, plants for the production of seeds and cereals, as well as in flour, feed, chemical and other industries.
- Known scalper containing a perforated drum mounted on a horizontal shaft, a drive of rotational-vibrational movement of the drum, a loading hopper and receivers of separation products.
- the main drive shaft is mounted coaxially with the drum shaft, on which a crank mechanism is located on a perpendicular rod, the connecting rod being connected to a rod fixed radially on the drum shaft and made with the possibility of oscillations in a plane perpendicular to the shaft axis.
- the scalper is equipped with a vibratory axial vibration drive, and the drum shaft is located on vertical racks made with the possibility of oscillations in a plane perpendicular to the axis of the shaft [see US Pat. Russia Na 2275251 for class B 07 In 1/26, 1/42 published on 04/27/2006 in Bull. 12].
- the main disadvantage of this scalper is its low productivity, due to the horizontal arrangement of the perforated drum.
- the grain material under the influence of gravity, is constantly located in the lower part of the drum. Therefore, only the lower part of the drum is involved in the separation process, which leads to a decrease in the efficiency of its use, and as a result, to a decrease in the productivity of the scalper.
- a separator comprising several unified air-sieve units mounted on a common frame.
- the air-treated grain material by means of spreaders made in the form of disks with blades is fed to the inner perforated surface of the cylindrical sieves, in their upper part [see author St. USSR Na 506439 in class B 07 B 1/44 published in 1973].
- a grain separator containing at least one vibrocentrifugal cylindrical sieve with a vertical shaft of rotation, the upper portion of which is solid, and a centrifugal pneumatic fan and grain spreader located above the sieve.
- the grain material is supplied through spreaders made in the form of disks with blades to the inner non-perforated upper part of the surface of the cylindrical sieves.
- the height of its non-perforated section is at least 0.6 m.
- the use of sieves with a lower height of non-perforated sections reduces the quality of grain separation [see author St. USSR Ns 547239 for class B 07 B 9/00 published in 1975].
- This grain separator is its increased dimensions due to the presence of non-perforated sections of sieves of relatively large sizes - not less than 0.6 m.
- This grain separator operates as follows. When the drive is turned on, the cylindrical drum with sieves begins to rotate and simultaneously oscillate in the vertical direction.
- the grain material to be divided into fractions is fed to a rotating spreader, from where it is sent in an even thin layer to a cylindrical drum. Due to the centrifugal inertia of the rotational motion, the grain material is pressed against the inner surface of the sieves, and due to the weight and inertia of the oscillatory motion of the drum, it moves down. In this case, small impurities pass through the slotted holes in the upper part of the sieve. The remaining part of the grain material enters the middle part of the sieve, where small and crushed grains stand out through larger slotted holes. The rest of the grain passes through similar openings, but of even larger sizes, in the lower part of the sieve, and large impurities descend from the lower part of the drum [see author St. USSR NQ 940879 for class B 07 B 9/00 published 07.07.82 in Bull. Ns 25].
- This grain separator (and other separators of a similar principle of operation) has at least five significant drawbacks, namely:
- the low efficiency of separation of grain material by seed quality which is due to the shape of the perforation holes of the sieves, namely, slotted.
- Slit holes calibrate grains by thickness, which, as you know, weakly correlates with seed quality.
- the quality of the seeds is much better correlated with their width.
- the known separator due to the tangential movement of the sieves relative to the separated material, cannot be adapted to calibrate seeds of an ellipsoidal shape, especially an elongated ellipsoid shape, because these seeds do not have the ability to reorient in space, therefore, will not have time to slip into slotted openings of sieves, that is, the known separator is not universal.
- the basis of the invention is the task of improving the quality of separation of bulk materials while increasing the productivity of the separation process, the versatility and life of the separator, by increasing the speed of rotation of the drum with sieves without increasing wear of the mating parts and assemblies and not only cleaning, but calibrating any seeds type, and their width by creating a normal component of the speed of rotation of the drum, equipping it with an adjustable device for balancing and changing the shape of the holes of the perforation, as well as the forced fixation of the docking of half-cylinder sieves on the surface of the drum.
- the vertical shaft of the drum is made in the form of an eccentric (crankshaft) shaft for generating radial vibrations of the drum to replace the tangential movement of the separated material by a tear-off path of its movement relative to the inner surface of the sol t, as well as inside the drum, on its shaft, is mounted for displacement and fixation in several directions rocker designed as a counterweight, mounted on the console.
- this goal is also achieved by the fact that the connecting edges of the semi-cylindrical sieves are made in the form of a rectangular zigzag, and the drum is equipped at the joints of the sieves with stiffeners and a device for pressing the connecting edges of the sieves to the specified stiffeners.
- the device for pressing the connecting edges of the sieves is made in the form of a channel or bar, which is attached to the stiffener of the drum with countersunk screws.
- the perforation of the drum with round holes allows the calibration of seeds according to their width and, thereby, to ensure the separation of grain material into fractions according to the quality of the seeds.
- a balancer in the form of a counterweight, having the ability to move and lock in several directions, provides full lansing the drum, which, in turn, allows you to increase the speed of its rotation several times, up to the physical destruction of nodes and parts or the physical destruction of seeds.
- the implementation of the connecting edges of the semicylindrical sieves in the form of a rectangular zigzag allows you to get clamping pad along the entire length of the edges of the sieves located below the surface of the sieve (closer to the center of the drum), through which the edges of the sieves are forcibly fixed on the surface of the drum, which excludes their bending under the action of centrifugal forces at high drum speeds.
- the drum is equipped at the joints of the sieves with corresponding stiffeners (mating pads for placing pads at the edges of the sieves) and devices for pressing the connecting edges of the sieves to the specified stiffeners.
- the implementation of the specified device for pressing the connecting edges of the sieves in the form of a channel or bar extremely simplifies the design of the pressing element, and fixing the pressing device to the stiffener of the drum with countersunk head screws does not impede the operation of the cleaners of the external surface of the sieves from seeds stuck in their holes.
- Figure 1 is a schematic diagram of a drum-centrifugal separator with vertically axial reciprocating vibrations of the drum (prototype).
- FIG. 2 is a schematic diagram of a drum-centrifugal separator with radial vibrations of the drum (the proposed technical solution). Curved arrows in figures 1 and 2 show the vibrational-rotational direction of movement of the drum.
- FIG. 3 is a detailed structural diagram of the proposed drum-centrifugal separator.
- FIGs 4 diagram of the attachment of semi-cylindrical sieves to the drum, top view.
- the letter “e” in figures 2 and 3 indicates the eccentricity of the vertical shaft of the proposed drum-centrifugal separator.
- the proposed drum-centrifugal separator contains at least one vibrocentrifugal cylindrical drum 1 with sieves 2 and a vertical shaft 3 of rotation.
- the vertical shaft 3 of the drum 1 is made with an eccentricity (crankshaft), which ensures its radial vibrations relative to the axis of rotation of the shaft 3. Since the drum 1 is directly connected to the shaft 3, when the latter rotates, the drum 1 also makes radial movements (or radial vibrations).
- the vertical shaft 3 is driven in rotation from a standalone drive 4, in the form, mainly, of an electric motor.
- the rotation of the drum 1 provides another standalone drive 5 through an elastic coupling 6, allowing to take into account the radial displacements of the drum 1 caused by the eccentric vertical shaft 3.
- a balancer made in the form of a counterweight 7 mounted on the console 8 is mounted with the ability to move and fix.
- the counterweight 8 has the ability to move along the shaft 3, rotate in that or the other side relative to the shaft 3, move along the console 8, if it is not movable. If the console 8 has the ability to move in the radial direction, for example, along the thread (this option is shown in Fig. 1), there is no point in independently moving the counterweight 7 relative to the console 8, since the length of the latter can itself change. Due to the wide range of movements of the counterweight 7 (three degrees of freedom), it can be located at any point inside the drum 1, which allows to achieve its full balance.
- Achieving absolute balance of rotation of the drum 1 allows, in turn, to increase the speed of its rotation several times (200 - 400 rpm), up to the physical destruction of nodes and parts or the physical destruction of seeds under the influence of excessive centrifugal forces.
- An increase in the speed of rotation of the drum is, first of all, an increase in the performance of the separator. It is advisable to perforate the sieve 2 of the drum 1 with round holes (rather than slotted holes, as in the prototype separator). In this case, the calibration of the seeds will occur according to their width, which is more correlated with the quality of the seeds than their thickness. Therefore, the perforation of the sieves with 2 round holes ensures the separation of the grain material into fractions according to the quality of the seeds.
- a centrifugal spreader 9 of grain material mainly of a disk type. From the outside
- the sieve 2 of the drum 1 is structurally made in the form of two half-cylinders 13, then to prevent their arcuate bending at high speeds of rotation of the drum 1 under the action of centrifugal forces, it is advisable to make their straight-line connecting edges in the form of a rectangular zigzag 14 with the formation of pressure pads 15, which, thanks to zigzag, located below the outer surface of the sieve 2 (closer to the center of the drum 1). Through these clamping pads 15, the edges of the sieves 2 are forcedly pressed and fixed on the surface of the drum 1, which excludes their bending under the action of centrifugal forces at high speeds of rotation of the drum 1.
- the drum 1 is equipped at the joints of the sieves 2 with corresponding stiffeners 16 (corresponding response pads for placement of pressure pads 15 on them at the edges of the sieves 2).
- the pressing of the edges of the sieves 2 to the stiffeners 16 of the drum 1 is carried out using clamping devices 17, structurally made in the form of a channel or bar.
- the clamping device 17, with its working surface mates with the clamping pads 15 along the entire length of the edges of the sieves 2 and presses them against the stiffener 16 of the drum 1. Due to this, the straight edges of the semicylinders 13 are reliably held along their entire length without bending on the forming surface of the stiffener 16 of the drum 1.
- the clamping device 17 is attached to the stiffener 16 of the drum 1 with screws 18 with a countersunk head, which does not interfere with the operation of the cleaners 10 of the outer surface of the sieves 2 from seed in their holes of the seeds, does not destroy and does not abrade these cleaners 10.
- the proposed drum-centrifugal separator works according to a completely new principle, the essence of which is as follows.
- the cylindrical drum 1 with the sieves 2 starts to rotate, and when the drive 4 is turned on, due to the eccentricity “e” of the vertical shaft 3, it starts and simultaneously oscillates in the radial direction.
- the grain material to be divided into fractions from the hopper (not shown due to common knowledge) is fed to the rotary spreader 9, from where it is sent with a uniform thin layer into the inside of the cylindrical drum 1.
- the remaining part of the grain material enters the middle part of the drum 1, where fine and crushed grains are released, passing through the sieve 2 with larger openings.
- the rest of the grain passes through similar holes, but of larger sizes, in the lower part of the sieves 2, and large impurities go from the bottom of the drum 1.
- Outside of the sieve 2 of the drum 1 con tact with cleaners 10, the bristles of which effectively clean the holes from the seeds stuck in them.
- the cleaning efficiency is ensured again thanks to the radial vibrations of the drum 1.
- the bristles of the cleaners 10 “punch” holes without injuring the seeds and without wearing out.
- a significant difference of the claimed object from previously known is that the drum performs, in addition to the traditional rotation around the vertical shaft, radial vibrations and is fully balanced by a counterweight that does not interfere with the separation process, despite its placement inside the drum.
- These differences make it possible to obtain the normal component of the movement of the drum and, thus, fundamentally change the trajectory of the movement of grain material inside the drum: switch from a continuous trajectory to a tear-off one, which eliminates the deterioration of seed quality due to abrasion, increase the separator productivity, and eliminate mating wear nodes due to friction between the contacting surfaces, and round holes in the sieves provide calibration of seeds for quality without compromising the performance of the separator but.
- the quintessence of the proposed technical solution is that the drum performs radial vibrations, rather than vertically axial, and is also equipped with a special design balancer, which allows achieving complete balancing of the drum movements, the edges of the sieves are zigzag and pressed to the surface of the drum, and these circumstances made it possible to acquire the proposed separator listed above and other benefits.
Landscapes
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Abstract
The invention can be used in separators for cleaning and sorting grain into fractions according to grain size in plant breeding stations, grain elevators, farms, seed and grain processing plants and also in the flour milling, compound animal feed and chemical industries, among others. The essence of the invention is that the centrifugal drum-type separator comprises at least one cylindrical centrifugal vibrating drum with sieves and a vertical rotation shaft, as well as a grain spreader that is arranged above the drum. The vertical shaft of the drum is in the form of an eccentric shaft (crankshaft) for generating radial oscillations of the drum in order to substitute the tangential displacement of the separated material by the separation trajectory of the movement of said material in relation to the inner surface of the screens. An equalizer bar in the form of a counterweight mounted on brackets is arranged inside the drum on the shaft thereof so that it can move and be fixed in several directions. The joining edges of the semi-cylindrical sieves are in the form of a rectangular zigzag, and the drum is provided, at the point where the sieves are joined, with reinforcing ribs and a device for clamping the joining edges of the sieves against the above-mentioned reinforcing ribs. The device for clamping the joining edges of the sieves is in the form of a channel bar or a beam with flat-head screws. The invention has the technical advantages of increasing specific productivity, preventing grain material from being worn to powder, reducing the wear on the sieve cleaners, fully balancing the drum, rendering the drum multipurpose and compact, making it easy to generate radial oscillations of the drum, increasing the rotational speed of the drum and simplifying the clamping device
Description
СЕПАРАТОР БАР АБАННО-ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ SEPARATOR BAR ABANO-CENTRIFUGAL BAR
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к сепараторам, предназначенным для разделения, преимущественно, зерновых материалов на фракции по размерам и аэродинамическим свойствам, и может быть использовано для очистки и сортировки зерна на селекционных станциях, элеваторах, в фермерских хозяйствах, заводах по производству семян и круп, а также в мукомольной, комбикормовой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to separators designed to separate, mainly, grain materials into fractions by size and aerodynamic properties, and can be used for cleaning and sorting grain at breeding stations, elevators, in farms, plants for the production of seeds and cereals, as well as in flour, feed, chemical and other industries.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен скальператор, содержащий перфорированный барабан, установленный на горизонтальном валу, привод вращательно-колебательного движения барабана, загрузочный бункер и приемники продуктов разделения. Соосно с валом барабана установлен основной приводной вал, на перпендикулярном прутке которого расположен кривошипно-шатунный механизм, при этом шатун соединен со стержнем, закрепленным радиально на валу барабана и выполненным с возможностью колебаний в плоскости, перпендикулярной оси вала. Скальператор снабжен виброприводом осевых колебаний, а вал барабана расположен на вертикальных стойках, выполненных с возможностью колебаний в
плоскости, перпендикулярной оси вала [см. пат. России Na 2275251 по классу В 07 В 1/26, 1/42 опубликованный 27.04.2006 в Бюл. 12].Known scalper containing a perforated drum mounted on a horizontal shaft, a drive of rotational-vibrational movement of the drum, a loading hopper and receivers of separation products. The main drive shaft is mounted coaxially with the drum shaft, on which a crank mechanism is located on a perpendicular rod, the connecting rod being connected to a rod fixed radially on the drum shaft and made with the possibility of oscillations in a plane perpendicular to the shaft axis. The scalper is equipped with a vibratory axial vibration drive, and the drum shaft is located on vertical racks made with the possibility of oscillations in a plane perpendicular to the axis of the shaft [see US Pat. Russia Na 2275251 for class B 07 In 1/26, 1/42 published on 04/27/2006 in Bull. 12].
Основным недостатком этого скальператора является его низкая производительность, обусловленная горизонтальным расположением перфорированного барабана. При горизонтальном расположении барабана, зерновой материал, под действием гравитации постоянно находится в нижней части барабана. Поэтому в процессе сепарации задействована лишь нижняя часть барабана, что приводит к снижению эффективности его использования, и как следствие, к снижению продуктивности скальператора.The main disadvantage of this scalper is its low productivity, due to the horizontal arrangement of the perforated drum. With a horizontal arrangement of the drum, the grain material, under the influence of gravity, is constantly located in the lower part of the drum. Therefore, only the lower part of the drum is involved in the separation process, which leads to a decrease in the efficiency of its use, and as a result, to a decrease in the productivity of the scalper.
Этот недостаток устранен в зерновых сепараторах, содержащих вертикально расположенные центробежно-пневматические веялки и виброцентробежные решета. В частности, известен сепаратор, содержащий несколько унифицированных воздушно-решетных блоков, установленных на общей раме. В таком сепараторе обработанный воздушным потоком зерновой материал посредством разбрасывателей, выполненных в виде дисков с лопатками, подается на внутреннюю перфорированную поверхность цилиндрических решет, в их верхнюю часть [см. авт. св. СССР Na 506439 по классу В 07 В 1/44 опубликованное в 1973 году].This disadvantage is eliminated in grain separators containing vertically arranged centrifugal-pneumatic winders and vibrocentrifugal sieves. In particular, a separator is known comprising several unified air-sieve units mounted on a common frame. In such a separator, the air-treated grain material by means of spreaders made in the form of disks with blades is fed to the inner perforated surface of the cylindrical sieves, in their upper part [see author St. USSR Na 506439 in class B 07 B 1/44 published in 1973].
Таким сепараторам присущи следующие недостатки. Ввиду того, что линейные скорости зерновых частиц и поверхности цилиндрических решет различны по величине, то некоторый период времени они движутся по поверхности решет в неустановившемся режиме, при котором резко ухудшается процесс сепарирования. Поэтому для достижения требуемого качества разделения зерновых материалов необходимо увеличить площадь поверхности решета, что приводит к увеличению габаритов сепаратора. Кроме того, разбрасыватель в виде
диска с лопатками подает материал на поверхность решета струями, что не обеспечивает равномерного распределения частиц вдоль периметра решета и снижает качество сепарирования.The following disadvantages are inherent in such separators. Due to the fact that the linear velocities of grain particles and the surface of cylindrical sieves are different in magnitude, for a certain period of time they move along the surface of the sieves in an unsteady mode, in which the separation process sharply worsens. Therefore, to achieve the required quality of separation of grain materials, it is necessary to increase the surface area of the sieve, which leads to an increase in the dimensions of the separator. In addition, a spreader in the form of a disk with blades delivers material to the surface of the sieve in jets, which does not ensure uniform distribution of particles along the perimeter of the sieve and reduces the quality of separation.
Известен также зерновой сепаратор, содержащий, по меньшей мере, одно виброцентробежное цилиндрическое решето с вертикальным валом вращения, верхний участок которого выполнен сплошным, и расположенные над решетом центробежно-пневматическую веялку и разбрасыватель зерна. В этом сепараторе зерновой материал посредством разбрасывателей, выполненных в виде дисков с лопатками, подается на внутреннюю неперфорированную верхнюю часть поверхности цилиндрических решет. Для обеспечения установившегося процесса движения зерна по решету, высота неперфорированной его участка составляет не менее 0,6 м. Использование решет с меньшей высотой непер- форированных участков снижает качество сепарирования зерна [см. авт. св. СССР Ns 547239 по классу В 07 В 9/00 опубликованное в 1975 году].Also known is a grain separator containing at least one vibrocentrifugal cylindrical sieve with a vertical shaft of rotation, the upper portion of which is solid, and a centrifugal pneumatic fan and grain spreader located above the sieve. In this separator, the grain material is supplied through spreaders made in the form of disks with blades to the inner non-perforated upper part of the surface of the cylindrical sieves. To ensure the steady-state process of grain movement along the sieve, the height of its non-perforated section is at least 0.6 m. The use of sieves with a lower height of non-perforated sections reduces the quality of grain separation [see author St. USSR Ns 547239 for class B 07 B 9/00 published in 1975].
Основным недостатком этого зернового сепаратора является увеличенные его габариты вследствие наличия неперфорированных участков решет относительно больших размеров - не менее 0,6 м.The main disadvantage of this grain separator is its increased dimensions due to the presence of non-perforated sections of sieves of relatively large sizes - not less than 0.6 m.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемым за прототип, является зерновой сепаратор, содержащий, по меньшей мере, один виброцентробежный цилиндрический барабан с решетами и вертикальным валом вращения, верхний участок которого выполнен сплошным с радиальными пластинчатыми ребрами, а нижний - перфорированным щелевыми отверстиями, и расположенные над барабаном центробежно-пневматическую веялку и разбрасыватель зерна, а также вибратор для вертикального колебания барабана, выполненный в виде шатуна, кинематически связанного с гори-
зонтальным коленчатым валом привода. Этот зерновой сепаратор работает следующим образом. При включении привода цилиндрический барабан с решетами начинает вращаться и одновременно колебаться в вертикальном направлении. Зерновой материал, подлежащий разделению на фракции, поступает на вращающийся разбрасыватель, откуда он равномерным тонким слоем направляется на цилиндрический барабан. За счет центробежной силы инерции вращательного движения зерновой материал прижимается к внутренней поверхности решет, а за счет веса и сил инерции колебательного движения барабана продвигается вниз. При этом мелкие примеси проходят сквозь щелевые отверстия в верхней части решета. Оставшаяся часть зернового материала поступает в среднюю часть решета, где выделяются мелкие и дробленые зерна проходя через щелевые отверстия большего размера. Оставшаяся часть зерна проходит сквозь аналогичные отверстия, но еще больших размеров, в нижней части решета, а крупные примеси сходят с нижней части барабана [см. авт. св. СССР NQ 940879 по классу В 07 В 9/00 опубликованное 07.07.82 г. в Бюл. Ns 25].The closest in essence and the effect achieved, taken as a prototype, is a grain separator containing at least one vibrocentrifugal cylindrical drum with sieves and a vertical shaft of rotation, the upper section of which is made continuous with radial plate ribs, and the bottom - perforated slotted holes , and located above the drum, a centrifugal-pneumatic fan and grain spreader, as well as a vibrator for vertical vibrations of the drum, made in the form of a connecting rod, kinematic eski associated with mountain with the crankshaft of the drive. This grain separator operates as follows. When the drive is turned on, the cylindrical drum with sieves begins to rotate and simultaneously oscillate in the vertical direction. The grain material to be divided into fractions is fed to a rotating spreader, from where it is sent in an even thin layer to a cylindrical drum. Due to the centrifugal inertia of the rotational motion, the grain material is pressed against the inner surface of the sieves, and due to the weight and inertia of the oscillatory motion of the drum, it moves down. In this case, small impurities pass through the slotted holes in the upper part of the sieve. The remaining part of the grain material enters the middle part of the sieve, where small and crushed grains stand out through larger slotted holes. The rest of the grain passes through similar openings, but of even larger sizes, in the lower part of the sieve, and large impurities descend from the lower part of the drum [see author St. USSR NQ 940879 for class B 07 B 9/00 published 07.07.82 in Bull. Ns 25].
Данному зерновому сепаратору (и другим сепараторам аналогичного принципа действия) присущи, по меньшей мере, пять существенных недостатков, а именно:This grain separator (and other separators of a similar principle of operation) has at least five significant drawbacks, namely:
Во-первых, ограниченность удельной производительности. Этот недостаток поясняется следующим. Под действием центробежных сил сепарируемый зерновой материал прижимается к внутренней поверхности решета и постепенно под действием собственного веса перемещаются вниз, попадая пофракци- онно в щелевые отверстия. Понятно, с увеличением скорости вращения и вертикальных колебаний барабана, тем выше продуктивность процесса сепарации. Однако, при высоких названных скоростях, зерновой материал настолько силь-
но прижимается к решетам, что его перемещение вниз практически невозможно, а из-за быстрых вертикальных колебаний, зерна не успевают проскочить в щелевые отверстия и процесс сепарации практически не осуществляется. Следовательно, для сепараторов подобной конструкции, у которых перфорированный барабан совершает вращательные и возвратно-поступательные вертикально-осевые перемещения, имеются ограничения по скорости вращения, обычно, до 100 об/мин, что и ограничивает их удельную производительность.Firstly, the limited specific productivity. This disadvantage is explained as follows. Under the action of centrifugal forces, the separated grain material is pressed against the inner surface of the sieve and gradually moves downward under the influence of its own weight, falling fractionally into the slotted holes. It is clear that with increasing rotation speed and vertical oscillations of the drum, the higher the productivity of the separation process. However, at the high named speeds, the grain material is so strong but it is pressed against the sieves that its downward movement is practically impossible, and because of the rapid vertical vibrations, the grains do not have time to slip into the slotted holes and the separation process is practically not carried out. Therefore, for separators of a similar design, in which the perforated drum performs rotational and reciprocating vertical-axial movements, there are restrictions on the speed of rotation, usually up to 100 rpm, which limits their specific productivity.
Во-вторых, низкая эффективность сепарации зернового материала по качеству семян, что обусловлено формой отверстий перфорации решет, а именно, щелевой. Щелевые отверстия калибруют зерна по толщине, которая, как известно, слабо коррелирует с качеством семян. С качеством семян гораздо лучше коррелирует их ширина. Кроме того, известный сепаратор, ввиду тангенциального перемещения решет относительно сепарируемого материала, не может быть приспособлен для калибровки семян эллипсоидной формы, тем более, удлиненной эллипсоидной формы, поскольку, указанные семена не имеют возможности переориентироваться в пространстве, следовательно, не будут успевать проскакивать в щелевые отверстия решет, то есть известный сепаратор не универсален.Secondly, the low efficiency of separation of grain material by seed quality, which is due to the shape of the perforation holes of the sieves, namely, slotted. Slit holes calibrate grains by thickness, which, as you know, weakly correlates with seed quality. The quality of the seeds is much better correlated with their width. In addition, the known separator, due to the tangential movement of the sieves relative to the separated material, cannot be adapted to calibrate seeds of an ellipsoidal shape, especially an elongated ellipsoid shape, because these seeds do not have the ability to reorient in space, therefore, will not have time to slip into slotted openings of sieves, that is, the known separator is not universal.
В-третьих, трудности очистки щелевых отверстий барабана от застрявших в них семян, поскольку у вращающегося барабана отсутствует нормальная составляющая скорости по отношению к очистителю решет. Кроме того, вследствие вертикального возвратно-поступательного движения барабана, срок службы очистителей решет резко снижается из-за их истирания о внешнюю поверхность перфорированного барабана, при осевых возвратно-поступательных перемещений последнего.
В-четвертых, ухудшение качества самых ценных семян в процессе сепарации. Самые крупные семена отбираются в нижней части решет (там самые большие щелевые отверстия). Пока такое зерно достигнет низа барабана, оно многократно истирается его перфорированной поверхностью решет (мелкими щелевыми отверстиями), поскольку барабан совершает только осевые возвратно-поступательные перемещения, а за счет центробежных сил семя прижато к поверхности решет.Thirdly, it is difficult to clean the slotted openings of the drum from seeds stuck in them, since the rotating drum does not have a normal velocity component with respect to the sieve cleaner. In addition, due to the vertical reciprocating movement of the drum, the service life of the sieve cleaners is sharply reduced due to their abrasion on the outer surface of the perforated drum, with axial reciprocating movements of the latter. Fourth, the deterioration of the quality of the most valuable seeds in the separation process. The largest seeds are selected at the bottom of the sieves (there are the largest slotted holes). Until such a grain reaches the bottom of the drum, it is repeatedly rubbed off by its perforated surface of the sieves (small slit holes), since the drum makes only axial reciprocating movements, and due to centrifugal forces, the seed is pressed to the surface of the sieves.
В-пятых, невозможность добиться 100 %-нoй балансировки подвижных частей сепаратора, поскольку масса сепарируемого материала постоянно меняется, в том числе и за счет его продвижения вдоль барабана, что вынуждает ограничивать скорость вращения последнего и, тем самым, ограничивать производительность сепаратора. Кроме того, скорость вращения барабана ограничивается еще и тем, что края полуцилиндрических решет отгибаются от центра вращения под действием центробежных сил и через образовавшиеся щели выходит зерновой материал, не разделенный на фракции.Fifth, the inability to achieve 100% balancing of the moving parts of the separator, since the mass of the separated material is constantly changing, including due to its movement along the drum, which forces to limit the speed of rotation of the latter and, thereby, limit the performance of the separator. In addition, the rotation speed of the drum is also limited by the fact that the edges of the semi-cylindrical sieves are bent away from the center of rotation under the action of centrifugal forces and grain material that is not divided into fractions emerges through the formed gaps.
Все перечисленные недостатки известного сепаратора обусловлены тем, что его барабан совершает вертикально-осевые возвратно-поступательные перемещения, что обеспечивает лишь безотрывную траекторию перемещения семян сверху вниз, то есть семена постоянно находятся в контакте с внутренней поверхностью решет на протяжении всего процесса сепарирования.All of the listed disadvantages of the known separator are due to the fact that its drum performs vertical-axial reciprocating movements, which provides only an uninterrupted trajectory of seed movement from top to bottom, that is, the seeds are constantly in contact with the inner surface of the sieves during the entire separation process.
В основу изобретения поставлена задача повышение качества сепарации сыпучих материалов с одновременным повышением продуктивности процесса сепарирования, универсальности и срока эксплуатации сепаратора, за счет увеличения скорости вращения барабана с решетами без увеличения износа сопрягаемых деталей и узлов и, не только очистки, но калибровки семян любого
вида, причем по их ширине путем создания нормальной составляющей скорости вращения барабана, оснащения его регулируемым устройством для балансировки и изменения формы отверстий перфорации, а также принудительной фиксации места стыковки полуцилиндрических решет на поверхности барабана.The basis of the invention is the task of improving the quality of separation of bulk materials while increasing the productivity of the separation process, the versatility and life of the separator, by increasing the speed of rotation of the drum with sieves without increasing wear of the mating parts and assemblies and not only cleaning, but calibrating any seeds type, and their width by creating a normal component of the speed of rotation of the drum, equipping it with an adjustable device for balancing and changing the shape of the holes of the perforation, as well as the forced fixation of the docking of half-cylinder sieves on the surface of the drum.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Решение поставленной задачи достигается тем, что в зерновом сепараторе, содержащем по меньшей мере один виброцентробежный цилиндрический барабан с решетами и вертикальным валом вращения, а также расположенный над барабаном разбрасыватель зерна, согласно предложению, вертикальный вал барабана выполнен в виде эксцентриситетного (коленчатого) вала для генерирования радиальных колебаний барабана для замены тангенциального перемещения сепарируемого материала на отрывную траекторию его движения относительно внутренней поверхности решет, а также внутри барабана, на его валу, установлен с возможностью перемещения и фиксации в нескольких направлениях балансир, выполненный в виде противовеса, установленного на консоли.The solution to this problem is achieved by the fact that in the grain separator containing at least one vibrocentrifugal cylindrical drum with sieves and a vertical shaft of rotation, as well as a grain spreader located above the drum, according to the proposal, the vertical shaft of the drum is made in the form of an eccentric (crankshaft) shaft for generating radial vibrations of the drum to replace the tangential movement of the separated material by a tear-off path of its movement relative to the inner surface of the sol t, as well as inside the drum, on its shaft, is mounted for displacement and fixation in several directions rocker designed as a counterweight, mounted on the console.
Кроме того, указанная цель достигается также и тем, что решета виброцентробежного цилиндрического барабана могут быть перфорированы отверстиями круглой формы.In addition, this goal is also achieved by the fact that the sieve vibrocentrifugal cylindrical drum can be perforated with round holes.
Кроме того, указанная цель достигается также и тем, что стыковочные края полуцилиндрических решет выполнены в виде прямоугольного зигзага, а барабан снабжен в местах стыков решет ребрами жесткости и устройством для прижима стыковочных краев решет к указанным ребрам жесткости. При этом
устройство для прижима стыковочных краев решет выполнено в виде швеллера или бруса, который крепится к ребру жесткости барабана винтами с потайной головкой.In addition, this goal is also achieved by the fact that the connecting edges of the semi-cylindrical sieves are made in the form of a rectangular zigzag, and the drum is equipped at the joints of the sieves with stiffeners and a device for pressing the connecting edges of the sieves to the specified stiffeners. Wherein the device for pressing the connecting edges of the sieves is made in the form of a channel or bar, which is attached to the stiffener of the drum with countersunk screws.
Перфорация барабана отверстиями круглой формы позволяет осуществлять калибровку семян по их ширине и, тем самым, обеспечить разделение зернового материала на фракции по качеству семян.The perforation of the drum with round holes allows the calibration of seeds according to their width and, thereby, to ensure the separation of grain material into fractions according to the quality of the seeds.
Установление барабана с эксцентриситетом относительно вертикальной оси вращения обеспечивает получение радиальных колебаний, при которых семена перемещаются по поверхности решет по отрывной траектории: при каждом радиальном колебании барабана семена встряхиваются, отрываясь от поверхности решет и вновь прижимаясь к ним центробежной силой, но при каждом отрыве перемещаясь вниз под действием собственного веса. Такая (отрывная) траектория перемещения семян исключает их истирание во время перемещения вдоль решет сверху вниз, повышает продуктивность процесса сепарирования вследствие возможности пространственной переориентации се- мын в свободном полете, улучшает условия очистки отверстий от застрявших в них семян, практически отсутствует износ очистителей решет.The installation of a drum with an eccentricity relative to the vertical axis of rotation provides radial vibrations in which the seeds move along the surface of the sieves along a tear-off path: with each radial vibration of the drum, the seeds are shaken, torn off the surface of the sieves and pressed again by centrifugal force, but moving downward at each separation under the influence of its own weight. This (detachable) trajectory of seed movement eliminates their abrasion during movement along the sieves from top to bottom, increases the efficiency of the separation process due to the possibility of spatial reorientation of seeds in free flight, improves the conditions for cleaning holes from seeds stuck in them, and there is practically no wear of sieve cleaners.
Поскольку при радиальных колебаниях барабана появляется нормальная составляющая перемещений, в сопрягаемых деталях и узлах исключается истирание контактирующих поверхностей, срок службы сепаратора и отдельных его узлов увеличивается в несколько раз, особенно очистителей решет, что немаловажно, поскольку эти узлы сепаратора (а их несколько) довольно дорогостоящие.Since the normal component of displacements appears during radial vibrations of the drum, the abrasion of the contacting surfaces is eliminated in the mating parts and assemblies, the service life of the separator and its individual components is increased several times, especially the sieve cleaners, which is important, since these separator assemblies (and several of them) are quite expensive .
Наличие балансира в виде противовеса, имеющего возможность перемещаться и фиксироваться в нескольких направлениях, обеспечивает полную ба-
лансировку барабана, что, в свою очередь, позволяет увеличить скорость его вращения в несколько раз, вплоть до физического разрушения узлов и деталей или физического разрушения семян.The presence of a balancer in the form of a counterweight, having the ability to move and lock in several directions, provides full lansing the drum, which, in turn, allows you to increase the speed of its rotation several times, up to the physical destruction of nodes and parts or the physical destruction of seeds.
Выполнение стыковочных краев полуцилиндрических решет в виде прямоугольного зигзага, позволяет получить прижимные площадки по всей длине краев решет, располагаемых ниже поверхности решета (ближе к центру барабана), через которые края решет принудительно фиксируются на поверхности барабана, что исключает их отгиб под действием центробежных сил при высоких скоростях вращения барабана. Для фиксации зигзагообразных краев решет, барабан снабжен в местах стыков решет соответствующими ребрами жесткости (ответные площадки для размещения площадок на краях решет) и устройствами для прижима стыковочных краев решет к указанным ребрам жесткости. Выполнение указанного устройства для прижима стыковочных краев решет в виде швеллера или бруса предельно упрощает конструкцию прижимного элемента, а крепление прижимного устройства к ребру жесткости барабана винтами с потайной головкой не препятствует работе очистителей внешней поверхности решет от застрявших в их отверстиях семян.The implementation of the connecting edges of the semicylindrical sieves in the form of a rectangular zigzag, allows you to get clamping pad along the entire length of the edges of the sieves located below the surface of the sieve (closer to the center of the drum), through which the edges of the sieves are forcibly fixed on the surface of the drum, which excludes their bending under the action of centrifugal forces at high drum speeds. To fix the zigzag edges of the sieves, the drum is equipped at the joints of the sieves with corresponding stiffeners (mating pads for placing pads at the edges of the sieves) and devices for pressing the connecting edges of the sieves to the specified stiffeners. The implementation of the specified device for pressing the connecting edges of the sieves in the form of a channel or bar extremely simplifies the design of the pressing element, and fixing the pressing device to the stiffener of the drum with countersunk head screws does not impede the operation of the cleaners of the external surface of the sieves from seeds stuck in their holes.
Таким образом, перечисленные конструктивные изменения, внесенные в сепаратор барабанно-центробежный, принципиально меняют схему перемещения сепарируемого материала внутри барабана - из безотрывной траектории перемещения в отрывную, что позволяет получить ряд технических преимуществ, обеспечивающих существенное повышение продуктивности сепаратора и качества процесса сепарации сыпучих смесей без изменения качества самого семенного материала.
Перечень фигур иллюстративных материаловThus, the above structural changes made to the drum-centrifugal separator fundamentally change the pattern of moving the separated material inside the drum — from a continuous trajectory to a tear-off one, which allows one to obtain a number of technical advantages that provide a significant increase in separator productivity and the quality of the process of separating bulk mixtures without changing the quality of the seed itself. The list of figures illustrative materials
Фигура 1 - принципиальная схема сепаратора барабанно-центробежного с вертикально-осевыми возвратно-поступательными колебаниями барабана (прототип).Figure 1 is a schematic diagram of a drum-centrifugal separator with vertically axial reciprocating vibrations of the drum (prototype).
Фигура 2 - принципиальная схема сепаратора барабанно-центробежного с радиальными колебаниями барабана (предложенное техническое решение). Криволинейными стрелками на фигурах 1 и 2 показаны колебательно- вращательные направления перемещения барабана.Figure 2 is a schematic diagram of a drum-centrifugal separator with radial vibrations of the drum (the proposed technical solution). Curved arrows in figures 1 and 2 show the vibrational-rotational direction of movement of the drum.
Фигура 3 - детальная конструктивная схема предложенного сепаратора барабанно-центробежного.Figure 3 is a detailed structural diagram of the proposed drum-centrifugal separator.
Фигурах 4 - схема крепления полуцилиндрических решет к барабану, вид сверху. Буквой «e» на фигурах 2 и 3 обозначен эксцентриситет вертикального вала предложенного сепаратора барабанно-центробежного.Figures 4 - diagram of the attachment of semi-cylindrical sieves to the drum, top view. The letter "e" in figures 2 and 3 indicates the eccentricity of the vertical shaft of the proposed drum-centrifugal separator.
Описание предпочтительного варианта изобретенияDescription of a preferred embodiment of the invention
Предложенный сепаратор барабанно-центробежный содержит, по меньшей мере, один виброцентробежный цилиндрический барабан 1 с решетами 2 и вертикальным валом 3 вращения. Вертикальный вал 3 барабана 1 выполнен с эксцентриситетом (коленчатый вал), что обеспечивает его радиальные колебания относительно оси вращения вала 3. Поскольку барабан 1 непосредственно связан с валом 3, то при вращении последнего, барабан 1 также совершает радиальные перемещения (или радиальные колебания). Вертикальный вал 3 приводится во вращение от автономного привода 4, в виде, преимущественно, электродвигателя. Вращение барабана 1 обеспечивает другой автономный привод 5 через эластичную муфту 6, позволяющую учитывать радиальные
смещения барабана 1 , вызываемые эксцентриситетным вертикальным валом 3. Внутри барабана 1 , на вертикальном валу 3, установлен с возможностью перемещения и фиксации балансир, выполненный в виде противовеса 7, установленного на консоли 8. Противовес 8 имеет возможность перемещаться вдоль вала 3, поворачиваться в ту или иную сторону относительно вала 3, перемещаться вдоль консоли 8, если она выполнена не подвижной. Если консоль 8 имеет возможность перемещаться в радиальном направлении, например, по резьбе (этот вариант показан на фиг. 1), нет смысла в самостоятельном перемещении противовеса 7 относительно консоли 8, поскольку длина последней может сама изменяться. Благодаря широкому диапазону перемещений противовеса 7 (три степени свободы), он может быть расположен в любой точке внутри барабана 1, что позволяет добиться полной его балансировки. Достижение абсолютной уравновешенности вращения барабана 1 , позволяет, в свою очередь увеличить скорость его вращения в несколько раз (200 - 400 об/мин), вплоть до физического разрушения узлов и деталей или физического разрушения семян под действием чрезмерных центробежных сил. Увеличение же скорости вращения барабана - это, прежде всего, повышение производительности сепаратора. Решета 2 барабана 1 целесообразно перфорировать отверстиями круглой формы (а не щелевыми, как в сепараторе по прототипу). В этом случае калибровка семян будет происходить по их ширине, которая более коррелирует с качеством семян, чем их толщина. Поэтому перфорация решет 2 круглыми отверстиями обеспечивает разделение зернового материала на фракции по качеству семян.The proposed drum-centrifugal separator contains at least one vibrocentrifugal cylindrical drum 1 with sieves 2 and a vertical shaft 3 of rotation. The vertical shaft 3 of the drum 1 is made with an eccentricity (crankshaft), which ensures its radial vibrations relative to the axis of rotation of the shaft 3. Since the drum 1 is directly connected to the shaft 3, when the latter rotates, the drum 1 also makes radial movements (or radial vibrations). The vertical shaft 3 is driven in rotation from a standalone drive 4, in the form, mainly, of an electric motor. The rotation of the drum 1 provides another standalone drive 5 through an elastic coupling 6, allowing to take into account the radial displacements of the drum 1 caused by the eccentric vertical shaft 3. Inside the drum 1, on the vertical shaft 3, a balancer made in the form of a counterweight 7 mounted on the console 8 is mounted with the ability to move and fix. The counterweight 8 has the ability to move along the shaft 3, rotate in that or the other side relative to the shaft 3, move along the console 8, if it is not movable. If the console 8 has the ability to move in the radial direction, for example, along the thread (this option is shown in Fig. 1), there is no point in independently moving the counterweight 7 relative to the console 8, since the length of the latter can itself change. Due to the wide range of movements of the counterweight 7 (three degrees of freedom), it can be located at any point inside the drum 1, which allows to achieve its full balance. Achieving absolute balance of rotation of the drum 1 allows, in turn, to increase the speed of its rotation several times (200 - 400 rpm), up to the physical destruction of nodes and parts or the physical destruction of seeds under the influence of excessive centrifugal forces. An increase in the speed of rotation of the drum is, first of all, an increase in the performance of the separator. It is advisable to perforate the sieve 2 of the drum 1 with round holes (rather than slotted holes, as in the prototype separator). In this case, the calibration of the seeds will occur according to their width, which is more correlated with the quality of the seeds than their thickness. Therefore, the perforation of the sieves with 2 round holes ensures the separation of the grain material into fractions according to the quality of the seeds.
Над барабаном 1, соосно с ним, расположен центробежный разбрасыватель 9 зернового материала, преимущественно, тарельчатого типа. С внешнейAbove the drum 1, coaxially with it, is a centrifugal spreader 9 of grain material, mainly of a disk type. From the outside
И
стороны барабана 1 расположены вертикальные очистители 10 решет 2, а также лопатки 11 для вывода отсепарированного зерна через лотки 12 за пределы сепаратора.AND the side of the drum 1 are located vertical cleaners 10 sieves 2, as well as blades 11 for output of the separated grain through the trays 12 outside the separator.
Если решета 2 барабана 1 конструктивно выполнены в виде двух полуцилиндров 13, то для предупреждения их дугообразного выгиба при больших скоростях вращения барабана 1 под действием центробежных сил, целесообразно их прямолинейные стыковочные края выполнить в виде прямоугольного зигзага 14 с образованием прижимных площадок 15, которые, благодаря зигзагу, располагаются ниже внешней поверхности решета 2 (ближе к центру барабана 1). Через эти прижимные площадки 15 края решет 2 принудительно прижимаются и фиксируются на поверхности барабана 1 , что исключает их выгиб под действием центробежных сил при высоких скоростях вращения барабана 1. Для фиксации зигзагообразных краев решет 2, барабан 1 снабжен в местах стыков решет 2 соответствующими ребрами жесткости 16 (соответствующие ответные площадки для размещения на них прижимных площадок 15 на краях решет 2). Прижатие краев решет 2 к ребрам жесткости 16 барабана 1 осуществляется с помощью прижимных устройств 17, конструктивно выполненных в виде швеллера или бруса. Прижимное устройство 17, своей рабочей поверхностью сопрягается с прижимными площадками 15 по всей длине краев решет 2 и прижимает их к ребру жесткости 16 барабана 1. Благодаря этому, прямолинейные края полуцилиндров 13 надежно удерживаются по всей их длине без выгиба на образующей поверхности ребра жесткости 16 барабана 1. Прижимное устройство 17 крепится к ребру жесткости 16 барабана 1 винтами 18 с потайной головкой, что не препятствует работе очистителей 10 внешней поверхности решет 2 от за-
стрявших в их отверстиях семян, не разрушает и не истирает указанные очистители 10.If the sieve 2 of the drum 1 is structurally made in the form of two half-cylinders 13, then to prevent their arcuate bending at high speeds of rotation of the drum 1 under the action of centrifugal forces, it is advisable to make their straight-line connecting edges in the form of a rectangular zigzag 14 with the formation of pressure pads 15, which, thanks to zigzag, located below the outer surface of the sieve 2 (closer to the center of the drum 1). Through these clamping pads 15, the edges of the sieves 2 are forcedly pressed and fixed on the surface of the drum 1, which excludes their bending under the action of centrifugal forces at high speeds of rotation of the drum 1. To fix the zigzag edges of the sieves 2, the drum 1 is equipped at the joints of the sieves 2 with corresponding stiffeners 16 (corresponding response pads for placement of pressure pads 15 on them at the edges of the sieves 2). The pressing of the edges of the sieves 2 to the stiffeners 16 of the drum 1 is carried out using clamping devices 17, structurally made in the form of a channel or bar. The clamping device 17, with its working surface, mates with the clamping pads 15 along the entire length of the edges of the sieves 2 and presses them against the stiffener 16 of the drum 1. Due to this, the straight edges of the semicylinders 13 are reliably held along their entire length without bending on the forming surface of the stiffener 16 of the drum 1. The clamping device 17 is attached to the stiffener 16 of the drum 1 with screws 18 with a countersunk head, which does not interfere with the operation of the cleaners 10 of the outer surface of the sieves 2 from seed in their holes of the seeds, does not destroy and does not abrade these cleaners 10.
Предложенный сепаратор барабанно-центробежного работает по совершенно новому принципу, сущность которого заключается в следующем.The proposed drum-centrifugal separator works according to a completely new principle, the essence of which is as follows.
При включении привода 5 цилиндрический барабан 1 с решетами 2 начинает вращаться, а при включении привода 4, благодаря эксцентриситету «e» вертикального вала 3, - он начинает и одновременно колебаться в радиальном направлении. Зерновой материал, подлежащий разделению на фракции из бункера (не показан ввиду общеизвестности), поступает на вращающийся разбрасыватель 9, откуда он равномерным тонким слоем направляется во внутрь цилиндрического барабана 1. За счет центробежной силы инерции вращательного движения зерновой материал прижимается к внутренней поверхности решет 2, а за счет радиального колебательного движения барабана 1 периодически отрывается (подбрасывается, подскакивает) от внутренней поверхности стенок решет 2 и под действием собственного веса продвигается вниз. При этом между семенами и решетами 2 происходит лишь точечный контакт, что исключает истирание семян. Кроме того, периодическое подбрасывание многократно переориентирует в свободном полете семена, что повышает эффективность процесса сепарирования и, тем самым, продуктивность сепаратора. Мелкие примеси проходят сквозь отверстия решет 2 в верхней части барабана 1. Оставшаяся часть зернового материала поступает в среднюю часть барабана 1 , где выделяются мелкие и дробленые зерна, проходя через решета 2 с отверстиями большего размера. Оставшаяся часть зерна проходит сквозь аналогичные отверстия, но еще больших размеров, в нижней части решет 2, а крупные примеси сходят с нижней части барабана 1. Снаружи решета 2 барабана 1 кон-
тактируют с очистителями 10, щетинки которых эффективно очищают отверстия от застрявших в них семян. Эффективность очистки обеспечивается опять же благодаря радиальным колебаниям барабана 1. При таких радиальных перемещениях барабана 1 щетинки очистителей 10 «пpoбивaют» отверстия, не травмируя семена и не изнашиваясь. Сепарированный зерновой материал с помощью лопаток 11 , установленных на разных уровнях по высоте барабана 1 , по фракциям попадают в лотки 12 и выводятся за пределы сепаратора в приемники (не показаны ввиду общеизвестности).When the drive 5 is turned on, the cylindrical drum 1 with the sieves 2 starts to rotate, and when the drive 4 is turned on, due to the eccentricity “e” of the vertical shaft 3, it starts and simultaneously oscillates in the radial direction. The grain material to be divided into fractions from the hopper (not shown due to common knowledge) is fed to the rotary spreader 9, from where it is sent with a uniform thin layer into the inside of the cylindrical drum 1. Due to the centrifugal inertia force of the rotational movement, the grain material is pressed against the inner surface of the sieves 2, and due to the radial vibrational movement of the drum 1 periodically breaks (throws, jumps) from the inner surface of the walls of the sieves 2 and under the influence of its own weight prod igaetsya down. In this case, only point contact occurs between the seeds and sieves 2, which eliminates the abrasion of the seeds. In addition, periodic tossing will repeatedly reorient seeds in free flight, which increases the efficiency of the separation process and, thereby, the productivity of the separator. Small impurities pass through the openings of the sieves 2 in the upper part of the drum 1. The remaining part of the grain material enters the middle part of the drum 1, where fine and crushed grains are released, passing through the sieve 2 with larger openings. The rest of the grain passes through similar holes, but of larger sizes, in the lower part of the sieves 2, and large impurities go from the bottom of the drum 1. Outside of the sieve 2 of the drum 1 con tact with cleaners 10, the bristles of which effectively clean the holes from the seeds stuck in them. The cleaning efficiency is ensured again thanks to the radial vibrations of the drum 1. With such radial movements of the drum 1, the bristles of the cleaners 10 “punch” holes without injuring the seeds and without wearing out. The separated grain material using blades 11 installed at different levels along the height of the drum 1, the fractions fall into the trays 12 and are displayed outside the separator in the receivers (not shown due to the well-known).
Существенное отличие заявляемого объекта от ранее известных, заключается в том, что барабан совершает, кроме традиционного вращения вокруг вертикального вала, радиальные колебания и полностью уравновешен противовесом, не препятствующего процессу сепарации, несмотря на его размещение внутри барабана. Указанные отличия, в совокупности, позволяют получить нормальную составляющую перемещения барабана и, тем самым, принципиально изменить траекторию перемещения зернового материала внутри барабана: перейти от безотрывной траектории к отрывной, которая исключает ухудшение качества семян из-за истирания, повысить продуктивность сепаратора, исключить износ сопрягаемых узлов из-за трения между контактирующими поверхностями, а круглые отверстия в решетах обеспечивают калибровку семян по качеству без снижения производительности сепаратора. Ни один из известных сепараторов подобного типа не может обладать отмеченными свойствами, поскольку имеют иной принцип работы, заключающийся в вертикально- осевых и, одновременно, возвратно-поступательных колебаниях барабана, что позволяет перемещать семена только по безотрывной траектории, которая неизбежно приводит к порче наиболее качественных семян из-за их истирание о
перфорированную поверхность решет барабана, ограничивает скорость вращения барабана и обладает другими, указанными выше, недостатками.A significant difference of the claimed object from previously known is that the drum performs, in addition to the traditional rotation around the vertical shaft, radial vibrations and is fully balanced by a counterweight that does not interfere with the separation process, despite its placement inside the drum. These differences, in total, make it possible to obtain the normal component of the movement of the drum and, thus, fundamentally change the trajectory of the movement of grain material inside the drum: switch from a continuous trajectory to a tear-off one, which eliminates the deterioration of seed quality due to abrasion, increase the separator productivity, and eliminate mating wear nodes due to friction between the contacting surfaces, and round holes in the sieves provide calibration of seeds for quality without compromising the performance of the separator but. None of the known separators of this type can have the indicated properties, because they have a different principle of operation, consisting in vertical-axis and, at the same time, reciprocating vibrations of the drum, which allows you to move seeds only along an uninterrupted path, which inevitably leads to damage to the highest quality seed due to their abrasion about the perforated surface of the sieves of the drum, limits the speed of rotation of the drum and has the other disadvantages mentioned above.
Предложенное техническое решение проверено на практике, состоит из обычных деталей и узлов, не имеет элементов, которых невозможно было бы изготовить на современном этапе развития науки и техники, из чего следует, что оно промышленно применимо. В известных источниках информации не выявлено подобных сепараторов барабанно-центробежных аналогичного назначения с указанными в отличительными существенными признаками, что является подтверждением достижения указанного технического результата, а потому считается таковым, что может получить правовую защиту.The proposed technical solution is tested in practice, consists of ordinary parts and assemblies, does not have elements that could not be made at the present stage of development of science and technology, which implies that it is industrially applicable. The well-known sources of information have not identified such drum-centrifugal separators of a similar purpose with the essential characteristics indicated, which confirms the achievement of the specified technical result, and therefore is considered such that it can receive legal protection.
Технические преимущества изобретенияTechnical Advantages of the Invention
К техническим преимуществам предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, можно отнести следующее:The technical advantages of the proposed technical solution, in comparison with the prototype, include the following:
- повышение удельной производительности сепаратора за счет возможности увеличения скорости вращения барабана в несколько раз;- increasing the specific performance of the separator due to the possibility of increasing the speed of rotation of the drum several times;
- исключение истирания зернового материала за счет того, что вертикально-осевые перемещения барабана заменены на радиальные;- the exception of the abrasion of the grain material due to the fact that the vertical-axial movement of the drum is replaced by radial;
- уменьшение износа очистителей решет по той же причине;- reduced wear of sieve cleaners for the same reason;
- возможность полной балансировки барабана за счет наличия противовеса, имеющего возможность перемещаться и фиксироваться в нескольких направлениях;- the possibility of complete balancing of the drum due to the presence of a counterweight that has the ability to move and lock in several directions;
- универсальность сепаратора за счет возможности калибровки семян любого вида, в том числе и удлиненной эллипсоидной формы;
- компактность сепаратора за счет того, что противовес расположен внутри барабана;- universality of the separator due to the ability to calibrate seeds of any kind, including elongated ellipsoid shape; - compactness of the separator due to the fact that the counterweight is located inside the drum;
- простота обеспечения радиальных колебаний барабана за счет того, что вертикальный вал выполнен с эксцентриситетом;- the simplicity of ensuring radial vibrations of the drum due to the fact that the vertical shaft is made with eccentricity;
- увеличение скорости вращения барабана за счет выполнение краев решет зигзагообразными и принудительного прижатия их к ребрам жесткости барабана;- an increase in the speed of rotation of the drum due to the execution of the edges of the sieves in a zigzag shape and forced pressing them to the stiffeners of the drum;
- простота прижимного устройства за счет выполнения его в виде отрезка швеллера или бруса мерной длины и крепления его с помощью винтов с потайными головками.- simplicity of the clamping device due to its execution in the form of a channel section or a bar of measured length and its fastening with countersunk screws.
Социальный эффект от использования предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет более качественного разделения зернового материала на фракции и за счет сохранения первоначального качества семян, поскольку в предложенном сепараторе они не истираются, за счет калибровки семян по качеству, благодаря круглой форме отверстий в решетах.The social effect of using the proposed technical solution, in comparison with the use of the prototype, is obtained due to a better separation of the grain material into fractions and by preserving the original seed quality, since they do not wear out in the proposed separator, due to the calibration of the seeds by quality, due to the round shape holes in the sieves.
Экономический эффект от внедрения предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет повышения производительности сепаратора, увеличения срока эксплуатации отдельных узлов и деталей, как результата отсутствия истирания рабочих элементов при их взаимодействии и высокой балансировки барабана.The economic effect of the implementation of the proposed technical solution, in comparison with the use of the prototype, is obtained by increasing the separator performance, increasing the life of individual components and parts, as a result of the absence of abrasion of the working elements during their interaction and high drum balancing.
После описания предложенного сепаратора барабанно-центробежного, специалистам в данной отрасли знаний должно быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничительным будучи представленным данным примером. Многочисленные возможные модификации
элементов сепаратора, в частности формы отверстий, размера эксцентриситета, гибкой муфты, месторасположения приводов, могут изменяться в зависимости от вида и состояния исходного сыпучего сепарируемого материала, и, понятно, находятся в пределах объема одного из обычных и естественных подходов в данной области знаний и рассматриваются таковыми, которые находятся в пределах объема предложенного технического решения.After describing the proposed drum-centrifugal separator, it should be obvious to those skilled in the art that all of the above is illustrative only, and not restrictive, given this example. Numerous possible modifications elements of the separator, in particular the shape of the holes, the size of the eccentricity, the flexible coupling, the location of the actuators, can vary depending on the type and condition of the original loose separated material, and, of course, are within the scope of one of the usual and natural approaches in this field of knowledge and are considered those that are within the scope of the proposed technical solution.
Квинтэссенцией предложенного технического решения является то, что барабан совершает радиальные колебания, а не вертикально-осевые, а также оснащен балансиром специальной конструкции, позволяющий добиться полного уравновешивания перемещений барабана, края решет выполнены зигзагообразными и прижаты к поверхности барабана и именно эти обстоятельства позволили приобрести предложенному сепаратору перечисленные выше и другие преимущества. Изменение предложенного отрывного принципа перемещения семян внутри барабана на другой, естественно, ограничивает спектр преимуществ, перечисленных выше, и не может считаться новыми техническими решениями в данной области знаний, поскольку другой, подобный описанному сепаратору, уже не будет требовать никакого творческого подхода от конструкторов и инженеров, а потому не может считаться результатами их творческой деятельности или новыми объектами интеллектуальной собственности, подлежащими защите охранительными документами.
The quintessence of the proposed technical solution is that the drum performs radial vibrations, rather than vertically axial, and is also equipped with a special design balancer, which allows achieving complete balancing of the drum movements, the edges of the sieves are zigzag and pressed to the surface of the drum, and these circumstances made it possible to acquire the proposed separator listed above and other benefits. Changing the proposed tear-off principle of moving seeds inside the drum to another naturally limits the range of advantages listed above and cannot be considered new technical solutions in this field of knowledge, since another, similar to the described separator, will no longer require any creative approach from designers and engineers , and therefore can not be considered the results of their creative activities or new intellectual property subject to protection by protective documents.
Claims
1. Сепаратор барабанно-центробежный, содержащий по меньшей мере один виброцентробежный цилиндрический барабан с решетами и вертикальным валом вращения, а также расположенный над барабаном разбрасыватель зерна, отличающийся тем, что вертикальный вал барабана выполнен в виде эксцентриситетного (коленчатого) вала для генерирования радиальных колебаний барабана для замены тангенциального перемещения сепарируемого материала на отрывную траекторию его движения относительно внутренней поверхности решет, а также внутри барабана, на его валу, установлен с возможностью перемещения и фиксации в нескольких направлениях балансир, выполненный в виде противовеса, установленного на консоли.1. Separator drum-centrifugal, containing at least one vibrocentrifugal cylindrical drum with sieves and a vertical shaft of rotation, as well as a grain spreader located above the drum, characterized in that the vertical shaft of the drum is made in the form of an eccentric (crank) shaft for generating radial vibrations of the drum to replace the tangential movement of the separated material with a tear-off path of its movement relative to the inner surface of the sieves, as well as inside the drum, on its shaft y is movably mounted and fixed in several directions rocker designed as a counterweight, mounted on the console.
2. Сепаратор барабанно-центробежный по п.1, отличающийся тем, что стыковочные края полуцилиндрических решет выполнены в виде прямоугольного зигзага, а барабан в месте стыка решет снабжен ребрами жесткости и устройством для прижима стыковочных краев решет к указанным ребрам жесткости.2. The drum-centrifugal separator according to claim 1, characterized in that the connecting edges of the semi-cylindrical sieves are made in the form of a rectangular zigzag, and the drum at the junction of the sieves is equipped with stiffeners and a device for pressing the connecting edges of the sieves to the specified stiffeners.
3. Сепаратор барабанно-центробежный по п.2, отличающийся те м, что устройство для прижима стыковочных краев решет выполнено в виде швеллера или бруса с винтами с потайной головкой. 3. The drum-centrifugal separator according to claim 2, characterized in that the device for pressing the connecting edges of the sieves is made in the form of a channel or bar with countersunk screws.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA200904669 | 2009-05-12 | ||
UA200904669 | 2009-05-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2010132037A1 true WO2010132037A1 (en) | 2010-11-18 |
Family
ID=43085235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/UA2009/000038 WO2010132037A1 (en) | 2009-05-12 | 2009-08-10 | Centrifugal drum-type separator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2010132037A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120011736A1 (en) * | 2010-07-14 | 2012-01-19 | The Gsi Group, L.L.C. | Grain turner for tower grain dryer and method of drying |
CN105268630A (en) * | 2014-06-04 | 2016-01-27 | 陈相稳 | Centrifugal screening type powder screening machine |
CN105689268A (en) * | 2016-04-11 | 2016-06-22 | 石河子市华农种子机械制造有限公司 | Device for adjusting swing of screening box of air-and-screen cleaning device |
CN107520116A (en) * | 2017-08-22 | 2017-12-29 | 汪保华 | A kind of impurity removing equipment for rapeseed |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU471128A1 (en) * | 1972-07-19 | 1975-05-25 | Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства | Seed cleaning machine |
SU544476A1 (en) * | 1975-07-29 | 1977-01-30 | Cylindrical sieve | |
SU940879A1 (en) * | 1976-04-26 | 1982-07-07 | Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства | Grain separator |
US4534859A (en) * | 1982-12-01 | 1985-08-13 | Lindema Kommanditbolag | Cleaning machine with a vertical cylinder screen |
-
2009
- 2009-08-10 WO PCT/UA2009/000038 patent/WO2010132037A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU471128A1 (en) * | 1972-07-19 | 1975-05-25 | Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства | Seed cleaning machine |
SU544476A1 (en) * | 1975-07-29 | 1977-01-30 | Cylindrical sieve | |
SU940879A1 (en) * | 1976-04-26 | 1982-07-07 | Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства | Grain separator |
US4534859A (en) * | 1982-12-01 | 1985-08-13 | Lindema Kommanditbolag | Cleaning machine with a vertical cylinder screen |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120011736A1 (en) * | 2010-07-14 | 2012-01-19 | The Gsi Group, L.L.C. | Grain turner for tower grain dryer and method of drying |
US8601714B2 (en) * | 2010-07-14 | 2013-12-10 | The Gsi Group, Llc | Grain turner for tower grain dryer and method of drying |
CN105268630A (en) * | 2014-06-04 | 2016-01-27 | 陈相稳 | Centrifugal screening type powder screening machine |
CN105689268A (en) * | 2016-04-11 | 2016-06-22 | 石河子市华农种子机械制造有限公司 | Device for adjusting swing of screening box of air-and-screen cleaning device |
CN107520116A (en) * | 2017-08-22 | 2017-12-29 | 汪保华 | A kind of impurity removing equipment for rapeseed |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2758186B1 (en) | Vibratory screener cleaning system | |
US8485364B2 (en) | Multifrequency sieve assembly for circular vibratory separator | |
CA3022912C (en) | Adjustable split weight gyratory sifter | |
CN105396776B (en) | Dynamic separation sieve | |
JPH06507119A (en) | Device for plan shifter | |
WO2010132037A1 (en) | Centrifugal drum-type separator | |
RU2162377C2 (en) | Granulated material sieving apparatus | |
JP2012011347A (en) | Vibration sieve device and control program | |
RU2424068C2 (en) | Centrifugal drum separator | |
RU87646U1 (en) | DRUM-CENTRIFUGAL SEPARATOR | |
CN207357553U (en) | A kind of rod vibrating screen with beating unit | |
US3391785A (en) | Powder sifting machine | |
JP6076966B2 (en) | Method and apparatus for separating bulk goods | |
RU139262U1 (en) | Vibrating Screen | |
RU2104094C1 (en) | Centrifugal separator for separation of loose material | |
RU2424067C1 (en) | Two-hammer impact screen | |
CN213855600U (en) | General solid waste screening plant | |
CN211330175U (en) | Square vibrating screen for manufacturing tricyclazole wettable powder | |
SU876209A1 (en) | Inertia cleaner for plane sieves | |
RU2060823C1 (en) | Device for grain reprocessing | |
UA12609U (en) | Machine for seed cleaning | |
CN210701140U (en) | Powder screening system | |
SU882662A1 (en) | Machine for cleaning and sorting seeds | |
US2088846A (en) | Grain cleaning device | |
RU1782178C (en) | Laboratory classifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09844721 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09844721 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |