ВИБРАЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БЛИЗКИХ ПО ФИЗИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ЧАСТИЦ

Название	ВИБРАЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БЛИЗКИХ ПО ФИЗИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ЧАСТИЦ
Разработчик (Авторы)	Шахов Сергей Васильевич, Матвеев Есмурат Зиятбекович, Ветров Алексей Валерьевич, Субботина Алина Николаевна
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2558836
Дата регистрации	13.05.2014
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ)
Область применения (класс МПК)	B07B 9/00 (2006.01) B07B 4/08 (2006.01) B07B 1/46 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к оборудованию пищевой и зерноперерабатывающей промышленности и может быть использовано для разделения сыпучих продуктов на фракции.

Известно устройство для разделения зерновой смеси, состоящее из приемного устройства, штурвала, станины и приводного механизма, выпускных патрубков, сортировального стола, перпендикулярно к поверхности которого прикреплены зигзагообразные отражатели, состоящие из стенок из листового материала, а между зигзагообразными отражателями образованы каналы сепарирования [Соколов А.Я., Журавлев В.Ф., Душин В.Н. и др. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. М.: Колос, 5 изд. перераб. и доп., 1984 г. - 445 с. ил.].

К недостаткам устройства относится то, что зигзагообразные отражатели недостаточно эффективно и четко разделяют зерновую смесь на фракции, так как ширина канала постоянна и частицы с одинаковой шириной и толщиной, но различной длины, с различной плотностью, с различными свойствами поверхности, находясь в различных слоях зерновой смеси, одинаково контактируют со стенками зигзагообразных отражателей сортировочного стола.

Известен отражательный стол [АС №446323, B07B 13/00 Заявл. 16.03.73 №1894507/30-15, Опубл. 15.10.74, бюл. №38], содержащий колеблющийся рабочий орган, выполненный в виде нескольких каналов с зигзагообразными стенками и общим днищем, над которым установлен лоток, образующий вместе с зигзагообразными стенками дополнительные каналы, длина которых меньше длины основных, служащие для предварительного разделения поступающего материала на две обогащенные фракции.

Недостатком устройства является низкая эффективность разделения близких по физическим свойствам частиц.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для разделения зерновой смеси [Патент Казахстана Универсальный сепаратор для разделения трудноразделимых частиц. МПК Кл. B07B 4/02, B07B 4/08 Заявл. 10.06.2010 №2010/0769.1, Опубл. 15.07.2011, бюл. №7], состоящей из приемного устройства, штурвала, станины и приводного механизма, выпускных патрубков, сортировального стола, перпендикулярно к поверхности которой прикреплены зигзагообразные отражатели, состоящие из стенок из листового материала, а между зигзагообразными отражателями образованы каналы, при этом сортировальный стол разделен на три зоны, причем стенки зигзагообразных отражателей в средней и верхней зонах расположены под углом к сортировальному столу, в нижней зоне перпендикулярно, поверхность сортировального стола в средней зоне выполнена из плетеного сита, в верхней зоне выполнена шероховатой, в нижней зоне поверхность гладкая, при этом ширина канала сепарирования, образованного зигзагообразными отражателями, имеет меньший размер в нижней зоне, а в верхней зоне больший.

Недостатком устройства является низкая эффективность разделения близких по физическим свойствам частиц.

Технической задачей изобретения является эффективное разделение фракции сыпучего продукта при одинаковой их крупности и различных значениях плотности, различных свойств поверхности.

Технический результат изобретения достигается тем, что в вибрационном сепараторе для разделения близких по физическим свойствам частиц, состоящем из приемного устройства, платформы и приводного механизма, сборников для целевого продукта и примесей, сортировального стола, разделенного на три зоны, к поверхности которого перпендикулярно прикреплены зигзагообразные отбойно-направляющие перегородки-отражатели, представляющие собой стенки из листового материала, образующие каналы между зигзагообразными перегородками-отражателями, стенки которых в средней и верхней зонах расположены под углом к сортировальному столу, в нижней зоне перпендикулярно, при этом поверхность сортировального стола в средней зоне выполнена в виде сита, в верхней зоне - шероховатой, а в нижней зоне поверхность гладкая, ширина канала сепарирования, образованного зигзагообразными отражателями, меньше в нижней зоне и больше в верхней зоне, новым является то, что приводной механизм, состоящий из опор, выполненных с возможностью изменять угол наклона сортировального стола к горизонтали, и привода с шатунами, соединен через платформу и опору с сортировальным столом с возможностью его возвратно-поступательного движения, а в средней зоне над поверхностью сортировального стола дополнительно установлен лоток, с поверхностью волнообразной формы и выполненный из сита с характерными размерами отверстий, обеспечивающими отделение в смеси целевого компонента мелких примесей от крупных примесей, при этом к поверхности лотка перпендикулярно прикреплены зигзагообразные отбойно-направляющие перегородки-отражатели с образованием между ними каналов зигзагообразными перегородками-отражателями, причем под ситовой поверхностью сортировального стола, имеющей характерные отверстия, обеспечивающие отделение целевого продукта от мелких примесей, размещен лоток с возможностью установки его под углом, превышающим угол трения скольжения по нему мелких примесей, и соединенный со сборником для их сбора.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и четкости разделения сыпучего продукта путем частого направленного воздействия зигзагообразных отражателей на частицы зерновой смеси, находящихся в верхних слоях, за счет изменения конструкции зигзагообразных отражателей, состоящих из стенок из листового материала, и за счет изменения свойств поверхности рабочей поверхности.

На фиг. 1 изображен общий вид вибрационного сепаратора для разделения близких по физическим свойствам частиц.

Вибрационный сепаратор для разделения близких по физическим свойствам частиц (фиг. 1) включает в себя приводной механизм, который состоит из опор 1, 2, установленных с возможностью изменять угол наклона к горизонтали, и привода 3 с шатунами 4. Приводной механизм соединен с сортировальным столом 5 через платформу 6 и опору 7.

К поверхности сортировального стола 5 прикреплены зигзагообразные отбойно-направляющие перегородки-отражатели 8, состоящие из стенок из листового материала, а между зигзагообразными перегородками-отражателями 8 образованы каналы сепарирования, предназначенные для движения сыпучего продукта 9.

Причем сортировальный стол 5 разделен на три зоны: нижнюю I с гладкой поверхностью сортировального стола 5; среднюю II с поверхностью сортировального стола 5, выполненной из сита; верхнюю III с шероховатой поверхностью сортировального стола 5. Стенки зигзагообразных перегородок-отражателей 8 в нижней зоне I прикреплены перпендикулярно (под углом 90°) к поверхности сортировального стола 5, а в средней II и верхней III прикреплены под углом α к поверхности сортировального стола 5.

Канал сепарирования, образованный зигзагообразными перегородками-отражателями 8, имеют ширину в нижней зоне I меньше, чем в верхней зоне. То есть канал сепарирования сужается к верхней зоне III.

В средней зоне II над поверхностью сортировального стола 5 дополнительно установлен лоток 10, поверхность которого имеет волнообразную форму и выполнена из сита, выполненного с характерными размерами отверстий, обеспечивающими разделение смеси целевого компонента с мелкими примесями от крупных примесей, для перемещения которых в верхнюю зону III предусмотрена направляющая. Над лотком 10 установлено приемное устройство в виде бункера 11.

С двух концов сортировочного стола 5 установлены сборники для целевого продукта и примесей 12 и 13.

Под ситовой поверхностью сортировального стола 5, имеющей характерные отверстия, обеспечивающие разделение целевого продукта от мелких примесей, размещен лоток 14 с возможностью установки его под углом, превышающим угол трения скольжения по нему мелких примесей, и соединенный со сборником для их сбора 15.

Вибрационный сепаратор для разделения близких по физическим свойствам частиц работает следующим образом. При поступлении сыпучего материала в приемный бункер 11 включается приводной механизм и сортировальный стол 5 получает горизонтальное возвратно-поступательное движение в направлениях, указанных стрелкой (фиг. 1), при этом угол наклона сортировального стола 5 зафиксирован. Сыпучая зерновая смесь из бункера 11 попадает сначала на лоток 10, где в результате колебаний и взаимодействия с перегородками-отражателями 8 обрабатываемая зерновая смесь расслаивается. Более тяжелые и гладкие частицы перемещаются в нижние слои и движутся по уклону лотка 10 и при совпадении характерных размеров частиц целевого продукта с размерами отверстий сита просыпаются вместе с мелкими примесями на поверхность сортировального стола 5 в среднюю зону II канала, образованного зигзагообразными отражателями 8, прикрепленными к сортировальному столу 5. А более легкие и с более шероховатой поверхностью частицы в результате сегрегации оказываются на поверхности зерновой смеси и движутся вверх в направлении зоны III, куда скатываются благодаря направляющей, обеспечивающей небольшой запас во времени и расстоянии для разделения в этой зоне в основном смеси целевого продукта и крупной примеси, близкой по физическим свойствам к целевому продукту.

При этом волнообразная форма поверхности позволяет увеличить время пребывания и количество смеси целевого продукта и мелких примесей на поверхности лотка 10, что обеспечивает более качественное предварительное разделение сыпучих продуктов.

Просыпавшиеся в среднюю зону II сортировального стола 5 частицы зерновой смеси под воздействием колебаний окончательно самосортируются. Как и на лотке 10 частицы с меньшей плотностью всплывают в верхние слои, а частицы с большей плотностью погружаются в нижние слои, при этом мелкие частицы также проходят через ситовую поверхность средней зоны II сортировального стола 5 и выводятся из сепаратора по лотку 14 в сборник для примесей 15.

Так как ширина канала сепарирования непостоянна по высоте и по длине, то при постоянной амплитуде колебания сортировального стола 5 частицы одинакового размера, но имеющие меньшую плотность, находящиеся в верхних слоях зерновой смеси чаще контактируют со стенками зигзагообразных перегородок-отражателей 8 и направляются вверх по поверхности сортировочного стола 5 к сборнику для примесей 13, а более плотные частицы, которые находятся в нижних слоях зерновой смеси и практически не подвержены воздействию стенок зигзагообразных перегородок-отражателей 8, направляются вниз по поверхности сортировочного стола 5. Таким образом, в средней зоне II частицы, имеющие большую плотность, движутся вниз к нижней зоне III, меньшую плотность - вверх к верхней зоне I, а мелкие частицы просеиваются и выводятся из сепаратора.

В нижней зоне III частицы, имеющие большую плотность, далее скатываются по гладкой поверхности, резко ударяясь о стенки зигзагообразных перегородок-отражателей 8, прикрепленных перпендикулярно к сортировальному столу 5 и выводятся из сепаратора в сборник для целевого продукта 12.

В верхней зоне I на направление движения частиц вверх по каналу решающее значение оказывает коэффициент трения этих частиц по шероховатой поверхности и конфигурация стенок перегородок-отражателей и ширина канала. Так как ширина канала уменьшается, частицы ударяются чаще о стенки перегородок-отражателей 8, а после удара задерживаются на шероховатой поверхности за счет сил трения с шероховатой поверхностью и после следующего направленного удара движутся вверх и выводятся из сепаратора в сборник для примесей 13.

Преимущества вибрационного сепаратора для разделения близких по физическим свойствам частиц заключаются в том, что:

- соединение приводного механизма, состоящего из опор, установленных с возможностью изменять угол наклона сортировального стола к горизонтали и привода с шатунами через платформу и опору, с сортировальным столом позволяет обеспечить синхронное возвратно-поступательное движение всех сепарирующих частей механизма и ведет к повышению надежности и эффективности разделения частиц;

- дополнительная установка в средней зоне над поверхностью сортировального стола лотка, поверхность которого имеет волнообразную форму и выполнена из сита с характерными размерами отверстий, обеспечивающими разделение смеси целевого компонента с мелкими примесями от крупных примесей, и прикрепление перпендикулярно к поверхности лотка зигзагообразных отбойно-направляющих перегородок-отражателей с образованием каналов между зигзагообразными перегородками-отражателями, а также размещение под ситовой поверхностью сортировального стола, имеющей характерные отверстия, обеспечивающие разделение целевого продукта от мелких примесей, лотка с возможностью установки его под углом, превышающим угол трения скольжения по нему мелких примесей, и соединенного со сборником для их сбора, обеспечивает разделение потоков частиц с близкими и разными физическими свойствами частиц и улучшает условия эффективного сепарирования.

Формула изобретения

Вибрационный сепаратор для разделения близких по физическим свойствам частиц, состоящий из приемного устройства, платформы и приводного механизма, сборников для целевого продукта и примесей, сортировального стола, разделенного на три зоны, к поверхности которого перпендикулярно прикреплены зигзагообразные отбойно-направляющие перегородки-отражатели, представляющие собой стенки из листового материала, образующие каналы между зигзагообразными перегородками-отражателями, стенки которых в средней и верхней зонах расположены под углом к сортировальному столу, в нижней зоне - перпендикулярно, при этом поверхность сортировального стола в средней зоне выполнена в виде сита, в верхней зоне - шероховатой, а в нижней зоне поверхность гладкая, ширина канала сепарирования, образованного зигзагообразными отражателями, меньше в нижней зоне и больше в верхней зоне, отличающийся тем, что приводной механизм, состоящий из опор, выполненных с возможностью изменять угол наклона сортировального стола к горизонтали, и привода с шатунами, соединен через платформу и опору с сортировальным столом с возможностью его возвратно-поступательного движения, а в средней зоне над поверхностью сортировального стола дополнительно установлен лоток, с поверхностью волнообразной формы и выполненный из сита с характерными размерами отверстий, обеспечивающими отделение в смеси целевого компонента мелких примесей от крупных примесей, при этом к поверхности лотка перпендикулярно прикреплены зигзагообразные отбойно-направляющие перегородки-отражатели с образованием между ними каналов зигзагообразными перегородками-отражателями, причем под ситовой поверхностью сортировального стола, имеющей характерные отверстия, обеспечивающие отделение целевого продукта от мелких примесей, размещен лоток с возможностью установки его под углом, превышающим угол трения скольжения по нему мелких примесей, и соединенный со сборником для их сбора.

Изобретение "ВИБРАЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БЛИЗКИХ ПО ФИЗИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ЧАСТИЦ" (Шахов Сергей Васильевич, Матвеев Есмурат Зиятбекович, Ветров Алексей Валерьевич, Субботина Алина Николаевна) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога