Сепаратор

Сепаратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве и обогатительной промышленности.

Известен сепаратор, содержащий корпус, узлы загрузки и разгрузки, каретку с рамой и сеткой, установленную в корпусе, привод возвратно-поступательного движения каретки с упругими элементами с разных сторон каретки [1].

Недостатком сепаратора является то, что он снабжен сложным приводом возвратно-поступательного движения, вследствие чего снижается надежность и эффективность применения из-за невозможности регулирования параметров колебаний.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является вибрационный сепаратор, включающий деку, закрепленную на подвесках с упругими связями, связанный с декой вибровозбудитель с регулируемой амплитудой колебаний деки [2].

Недостатком технического решения является то, что привод сепаратора, выполненный в виде кривошипно-шатунного вибровозбудителя имеет сложную конструкцию, большие весогабаритные показатели, ограниченные возможности регулирования параметров колебаний большой амплитуды и низкой частоты, что снижает эффективность применяемого сепаратора.

Изобретение позволяет достичь новый технический эффект - повышение эффективности применения сепаратора. Этот технический эффект достигается тем, что в предлагаемом сепараторе вибровозбудитель с регулируемой амплитудой колебаний деки выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, снабженного блоком управления, со статором, состоящим из двух частей, расположенных с разных сторон деки, причем обмотки одной части статора являются продолжением другой, ротор двигателя жестко, связанный с декой, снабжен в крайних точках упругими элементами, установленными между декой и статором.

Предлагаемое техническое решение имеет существенное отличие от известных в связи с тем, что привод сепаратора выполнен в виде линейного асинхронного двигателя со статором, состоящим из двух частей, разнесенных в пространстве, что дает возможность из-за имеющихся при этом дополнительных краевых эффектах и приложений сил тяги с разных сторон деки создания и наложения высокочастотных колебаний на колебательное движение деки, что позволяет дополнительно повысить эффективность сепарирования.

На чертеже изображена схема сепаратора.

Дека 1 жестко соединена с ротором 2 линейного асинхронного двигателя (ЛАД). Статор ЛАД выполнен из двух частей 3 и 4, расположенных с разных сторон деки 1. Обмотка части статора 3 является продолжением обмоток части статора 4. К деке 1 с разных его сторон жестко присоединены упругие элементы 5 и 6. Причем упругие элементы установлены с зазором относительно частей статора. Дека и ЛАД закреплены на платформе 7, установленной на подвесках 8 с упругими связями 9.

Сепаратор работает следующим образом.

С блока управления (на чертеже нет) на обмотки статора ЛАД подается напряжение питания, обмотки статора создают бегущее магнитное поле, направленное, например, от статора 3 к статору 4. Взаимодействие бегущего магнитного поля статора с ротором 2 создает силу, приложенную к ротору и направленную по направлению бегущего магнитного поля. Под действием этой силы ротор и дека 1 совершают движение в сторону магнитного поля. При этом вначале выбирается зазор между упругим элементом 6 и статором 4, затем упругий элемент 6 начинает сжиматься. Платформа 7, установленная шарнирно на подвеске 8 с упругими связями 9, из-за смещения центра тяжести при движении ротора 2 и деки, тоже движется по радиусу, определяемому подвеской 8, в направлении поля. При этом упругий элемент 9 сжимается. В какой-то момент времени блок управления обесточивает обмотки статора линейного асинхронного двигателя, бегущее магнитное поле исчезает, под действием потенциальной энергии предварительно сжатого упругого элемента 6 ротор 2 с декой 1 перемещаются в обратном направлении. При движении ротора с декой в сторону части статора 3 выбирается зазор между упругим элементом 5 и статором 3, затем упругий элемент 5 начинает сжиматься.

Вслед за ротором 2 и декой 1 движется и платформа 7, а предварительно сжатый упругий элемент 9 способствует этому движению.

Когда кинетическая энергия деки ротора и платформы станет равна нулю, а потенциальная энергия упругих элементов максимальна, под действием этой энергии вся система начнет двигаться в сторону от части статора 3 к части статора 4. Описанный процесс повторяется.

Частота включения блоком управления ЛАД (fвкл) должна определяться частотой (fк) собственных колебаний деки.

,

где с - жесткость упругих элементов (5 или 6 и 9),

m - суммарная колеблющаяся масса (масса деки, ротора, груза, платформы, подвесок). При совпадении частот fвкл и fк возникает резонанс. Для поддержания резонансного режима необходимо, чтобы масса колеблющейся системы была постоянной либо изменялась частота включений ЛАД. Подачу сепарируемой смеси в рассматриваемом устройстве необходимо осуществлять с определенной скоростью. Регулирование амплитуды колебаний привода осуществляется блоком управления посредством изменения длительности включения ЛАД к источнику питания. Резонансный режим работы обеспечивает экономичную работу колебательного привода. При резонансе потребляемая энергия приводом необходима лишь для покрытия потерь, идущих на процесс сепарирования.

Выполнение статора линейного асинхронного двигателя в виде двух частей с числом пар полюсов меньше 4 в каждой и расположенных с двух сторон деки позволяет дополнительно повысить эффективность сепарации. Сказанное определяется тем, что у ЛАД имеются краевые эффекты, которые обусловлены магнитной незамкнутостью статора, увеличение количества частей ЛАД увеличивает эффект. Краевые эффекты выражаются в виде колебаний величины силы, развиваемой ЛАД относительно его среднего значения с частотой 100 Гц и малой амплитудой. Вибрации, имеющиеся при этом, значительно улучшают процесс сепарирования, предотвращают возможность образования отложений пыли и загрязнения поверхности деки, а также устраняется возможность застревания сепарируемого материала в отверстиях сит.

Закрепленные на каретке упругие элементы с зазором при ударном взаимодействии с корпусом статора дают дополнительный встряхивающий импульс деке. Так как при этом обеспечивается сложное движение: инерционное и вибрационное, при котором частицы отрываются от сетки и движутся микробросками, что позволяет дополнительно повысить эффективность сепарирования.

Блок управления может быть реализован на базе тиристорных коммутаторов, приведенной в литературе [3].

Выполнение цилиндрического линейного асинхронного двигателя возможно по [4].

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №939130 кл., В07В 1/32, 30.06.82. Бюл. №24. Сепаратор (аналог).

2. Авторское свидетельство СССР №1602581 кл., В07В 1/28, 30.10.90. Бюл. №40. Вибрационный сепаратор (прототип).

3. Поскребко А.А. Бесконтактные коммутаторы и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе. - М.: Энергия, 1978. - 58 с.

4. Веселовский О.Н. и др. Линейные асинхронные двигатели / О.Н.Веселовский, А.Ю.Коняев, Ф.Н.Сарагулов. - М.: Энергоатомиздат, 1999. - 256 с.

Вибрационный сепаратор, включающий деку, закрепленную на подвесках с упругими связями, связанный с декой вибровозбудитель с регулируемой амплитудой колебаний деки, отличающийся тем, что вибровозбудитель выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, снабженного блоком управления, и со статором, состоящим из двух частей, расположенных с разных сторон деки, причем обмотки одной части статора являются продолжением другой, а ротор двигателя, жестко связанный с декой, снабжен в крайних точках упругими элементами, установленными между декой и статором.