Способ сепарации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 712 О ИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Львовский ордена Ленина политехничкий институт им. Ленинского комсомола53) 621.9.048.6.04 (088.8)(54) (57) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ смеси пз компонентов с различной плотностью, включаюший воздействие на разделяемую смесь вертикального воздушного потока и сообщение ей вертикальных колебаний, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества разделения компонентов, смеси сначала сообнают вертикальные колебания до всплытия первого слоя компонентов меньшей плотности, которые затем удаляют вертикальным воздушным потоком,рабатывающей средой 3 в виде обрабатываю 40 45 50 Изобретение относится к вибрационной обработке и может быть использовано при отделении обработанных деталей и отходов обработки от более тяжелых тел обрабатывающей среды, в частности для отделения резиновых деталей от стальных шаров.Целью изобретения является улучшение качества разделения смеси из компонентов с различной плотностью путем последовательного воздействия на нее вертикальных колебаний и вертикального воздушного потока.На фиг. 1 схематически показан процесс обработки циркуляционное движение смеси обрабатываемых деталей, обрабатывающей среды и отходов обработки; на фиг. 2 -- процесс всплытия обработанных деталей и осаждения отходов под действием направленных колебаний; на фиг 3 -- процесс отделения обработанных деталей от обрабатывающей среды вертикальньм воздушным потоком, создаваемым в контейнере; на фиг. 4 - процесс отделения отходов обработки от обрабатывающей среды вертикальным воздушным потоком, создаваемым в контейнере при циркуляционном движении смеси обрабатывающей среды и отходов; на фиг. 5 - устройство для осуществления предложен ного способа, поперечный разрез (обрабатываемые детали и обрабатывающая среда показаны перед обработкой); на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 5; на фиг, 7 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 8 - вид В на фиг. 6; на фиг. 9 электрическая схема включения обмоток вибровозбудител я.Вибрационная обработка отделяемых деталей 1 осуществляется в контейнере 2 общих тел (фиг. 1) при низкой температуре, достигаемой подачей в контейнер хладагента. При этом контейнер 2 совершает круговые колебания, которые вызывают циркуляционное движение смеси обрабатываемых деталей, обрабатывающей среды и отходов 4 обработки. Для отделения обработанных деталей 1 от обрабатывающей среды 3 контейнеру 2 сообщают вертикальные колебания (фиг. 2). При этом циркуляция обработанных деталей, обрабатывающей среды и отходов прекращается, они получают преимущественно вертикальные колебания и более легкие обработанные детали 1 всплывают на поверхность обрабатывающей среды 3, а частицы отходов 4 обработки осаждаются на дне контейнера, поскольку они уменьшаются в пространстве между телами обрабатывающей среды и не испытывают их воздействия. При появлении на поверхности обрабатывающей среды первого слоя всплывших обработанных деталей (время появления отсчитывается с начала сообщения направленных колебаний) в контейнере 5 10 15 20 25 ЗО создают вертикальный воздушный поток, скорость которого больше скорости витания обработанных деталей и отходов и меньше скорости витания обрабатывающей среды (фиг. 3). Этот поток уносит обработанные деталииз контейнера 2 к месту их сосредоточения, полностью отделив их при этом от частиц обрабатывающей среды 3. Часть отходов 4 также уносится им вместе с обработанными деталями 1, от которых отходы затем отделяются. Однако значительная часть отходов задерживается между частицами обрабатывающей среды 3. Для полного удаления отходов после удаления обработанных деталей контейнеру сообщают круговые колебания, что вызывает циркуляционное движение смеси, обрабатываюгцей среды и отходов, которое выносит частицы отходов 4 в верхнюю часть смеси, откуда они уносятся вертикальным воздушным потоком (фиг. 4). Циркуляционное движение обрабатывающей среды 3 останавливают и прекращают воздущный поток после полного удаления отходов 4.Так, в экспериментальной установке, содеержащей контейнер емкостью 0,05 м, в качестве обрабатываемых деталей используются резиновые кольца средним диаметром от 10 до 21 мм и сечением от 9 2,5 до ф 4 мм, в качестве обрабатывающей среды - стальные шарики ф 10 мм. Обработка (удаление облоя) проходит при частоте колебаний 25 Гц, амплитуде 3,5 мм в течение 5 мин при -100 С, достигаемой подачей в зону обработки жидкого азота. После окончания обработки контейнеру сообщают вертикальные колебания частотой 25 Гц, амплитудой 2 мм продолжительностью от 3 до 10 мин. Большему размеру колец соответствует меньшее время всплытия. После появления на поверхности шаров первого слоя всплывших деталей (спустя 1 -- 3 мин после сообщения вертикальных колебаний) в контейнере с помощью пневмопровода и 40 мм создается вертикальный воздушный поток, скорость которого составляет 25 м/с. Эта скорость больше скорости витания обрабатываемых деталей, равной 12 м/с и меньше скорости витания частиц обрабатывающей среды (шаров ф 10 мм), равной 55 м/с. Обработанные детали уносятся воздушным потоком из контейнера в сборник обработанных деталей, а обрабатывающая среда остается в контейнере. Воздушный поток прекращается одновременно с вь 1 ключением вертикальных колебаний контейнера после удаления из него всех обработанных деталей. На этот цикл обработки деталей и их отделение от обрабатывающей среды завершается. По завершению десятого цикла обработки и отделения воздушный поток не выключают, а контейнеру сообщают круговые колебания, приводящие к циркуляцион( )и(.тно;и сцествгенни неес)дгае Гредлагаемое устройство представляет собой лвухмассную колебательнук) систему, одной из масс которого является контейнер 2 с якорями 5. а лругой . - корпуса 6 с электромагнитами 12 и стяжками 11. с.оответствуюцим выбором размеров упруНх элементов в системе обсспечивдстся околорезонансный режим работь;, т.е. собственная частота делается близкой к рабоей чдсто- тЕ (ЧаСтОтЕ ПЕРЕМЕННОГО тОКа СЕтп), ПрсГЫ- цая ее на 3 -4%. В верхней части контсйнера 2 (фиг. 5) над поверхностью смеси, состояпей из обрабатываемых деталей 1 и (рдодть наопей средь 3, расположен здбй;,ньЙ кон, с 16. -.)110,нсг 1 ный: крэцк 17 контейнера. Ззбоы, коне( 16 соединен с в1 ЫВдГ).1; ь И(1 .,: м 1(ВОДОМ 18, к:,торый ен 1( кс ,к;Он 19 лля отдетеня обраб ) Гз(:ылетзлеи, икл(ном 20 для отделеия отлов обрдботк(1, филь 45 50(,р( (О1(,ко 11й Ге тови изс)- (.,(, Г(:рс)н; торо( к(не(нера раск;,;1 сд 6 шбро зб(дителей, с ( , н(:НИ( КОН ГЕЙНЕНО)1 КРГ,ЫМИ В (ЕЧССЙ, ) .Гд:1(Г,е.( ц( кРУ)кости КОНс. н;)З и Кор 1 СС(д ВиброрэбудитсэСИен.злыые плонддкп-Выступы 9 (фиг. 6). Усг)йство опирается на раму 10 упругими :,)(с Гд:,н в местах их нейтральных сечении. т.с. в местах, где перемещение упругих элементов близки к нулю. Корпуса 6 жестко 20 связдны между собой стяжками 11 (фиг. 8).Вибров(.будители вьполнены в виде закрепленных в корпусах 6 кольцевых электромагнитов 12, во внутренних пазах каждого из которых размецены с угловым шагом 60 шесть обмоток 1.;. - ( Коаксиально с элек 25 трома нитами с; ольцевым зазором по отношению к ним на трубах 13 с помощью колец 4 закреплены кольцевые якоря 15 г. 5, т). Кдж,;ьп две противоположно раен(1( )кенные (нод углом 180) обмотки )О элек )а гни) ов п(дкл к) иены к фдад м трс- (.:з.:.Ой сети через управляемые вентили 1 -1 о семе треугольника (фиг. 9) .Углы сггкрытия вентилей регулируются устройе) Вд ни фазового регулирования Ъ) - % Оймстк лрдВОго и леВого ВибрОВОзо)дите ,ей, рдсгОложенные симметрично Относительно поперечной плоскости си яметрии устройства, Вклочены в одну и ту жс фазу с одинаковым направлением вкгпочения вентиля. для очистки воздуха от пылевидиц, ьч 5 тилятором 22 и Выхлопными , .ми 23, соединенными с контейнером. Б к( нтейнере имеется также трубопровод 24 для оть(дз паров хлддагентд в камеру для предварительного охлаждения деталей, а затем в вентиляционный канал (не показаны), а также сопло 25 для впрыскивдния хл да гента. Устройство работает следук)щим образ м.Открывают крышку 17 контейнера 2 с оордбдтындющей средой 3 и загружают обрабатываемыми деталями 1. КГ)ыцку здкры дют и закрепляют. Обмотки электромагнитов через схему питания подключают к трехфазной сети переменного тока. Между каждым электромагнитом и якорем возникают силы электромагнитного взаимодействия. Их равнодействуюцая представляет собой постоянный по модулю Вектор, равномерно вращающийся с частотой сети относительно оси вибровозбудителя. В связи с одинаковым Включением симметричных относительно поперечной плоскости симметрии обмоток правоо и левого вибровозбудителей создаваемые ими воздействия будут сии)азны. Под дсЬ Гнием указанных сил в устройстве возникают круговые резонансные колебания его мдс( так, что контейнер и якорь дгижутся в; )отивофззс с корпусами, э,ектро( агни- тами и стяжками. При этом упругие элементы 7 работают на изгиб. Под воздействием кр)он 1 колебаний контейнера 2 в протнвоолжном направлении циркулирует смесь обрабатываемых деталейи обрзбдтывающсй среды 3. В это время в контейнер через сопло 25 подается хладагент, и В условиях глубокого охлаждения происодит процесс обработки, например, удаление оолоя с ре зиновьдеталей. При этом пары лдддгента отводятся по трубопроводу 24 в камер для предварительного охлаждения деталей, а затем в вентиляционный канал. По окончанию процесса обработки подача ладдгента прекращается. Затем с помощью устройств фазового регулирования Ъс - Ю, через регулируемые вентили Ъ - -11 выключдют обмотки Ц - ) электромагнитов. Работают только лве вертикально расположенные обмотки (.1), и (1 электромагнитов. При этом возникает вертикальная возмущающая сила, котордя сообщает контейнеру 2 вертикальные колебания, в рез;льтате которых обработанные деталивсплывают над обрабатывающей средой 3. После всплытчя п(рвого слоя деталей вентилятором 22 ь кон- . и(;ер( создаО вертикальный возлушн, й нт(н; исредстьом которого обрабс)тднн,с де гали знсдсывак)тся черсз заборыи сонз 16 В гибкии пиевмс)прОВОд 18 Вместе с некоторой чзсгью Отодов обработки.В циклоне 19 обработанные детали 1 отделяются от воздуха. После полного удале ния обработанных деталей из контейнера 2 устройствами фазового регулирования Ъ- %6 через регулируемые вентили Ъ 1 Ч включают обмотки электромагнитов 11 - 11 так, что контейнер совершает колебания по круговой траектории, что вновь создает циркуляцию обрабатывающей среды и отходов. 1 астицы отходов 4 непрерывно выносится иа поверхность обрабатывающей среды, где они захватываются вертикальным воздупньм потоком, который постоянно ;ирк пирует в системе пневмопровод - контейп; до тех пор, пока основная масса частиц отходов нс удалится из контейнера 2. 15 Отделение отходов 4 от воздуха происходит в циклеие 20, установленным за циклоном 19 и ход днинеий воздунного оока. Воздух. еще имеощий мелкие пылевидныеицы, очишаетсл фильтром 21, а затем з вых,;пи ч;сти 2,., ,Г с шыс с кочтейсгом:,ссз торцы, ьознпзщастся обратно в контейнер.Поскольку воздушный поток захватывает только вспльвцие обработанные детали, исключается захват деталями частиц обрабатывающей среды. Вертикальные колебания в свою очередь исключают задержку в обрабатывающей среде обработанных деталей. Этим достигается 100%-ное отделение обработанных деталей от обрабатывающей среды, Циркуляционное движение обрабатывающей среды в процессе отделения отходов уносит последние от места их скопления на дне контейнера н; поверхность, чем достигается полное удаление отходов из контейнера.1174236 4 иг д Сост а ви тел ь Л. Бу ка ва Техред И. Верес Тираж 7 б 9 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж - 35, Раушс Филиал ППП Патент, г. Ужгород