專利名稱：一種振動淌篩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及混合物的分離裝置，尤其涉及一種振動淌篩。
背景技術(shù)：
利用現(xiàn)有的分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行種籽精選、除雜以及籽粒破殼后混合物的清選過程中，由于混合物中各組分的粒徑相近、形狀相似、密度相仿而往往存在難以分離的現(xiàn)象。例如，在油菜籽脫殼后有少量未破殼籽粒很難從脫殼胚仁中分離出來。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的是提供一種振動淌篩，從而精確地實現(xiàn)混合物中不同組分的分離。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為一種振動淌篩，它包括淌篩、與所述淌篩聯(lián)接的振動裝置，在所述淌篩上設(shè)有分離物料的入料端和出料端，所述淌篩的篩面相對于水平面有一傾角α，在所述篩面上自入料端到出料端之間依次分布設(shè)有分散區(qū)、加速區(qū)、篩分區(qū)和收集區(qū)，在所述分散區(qū)排列設(shè)有阻擋物，所述加速區(qū)為一平滑表面，在所述篩分區(qū)排列設(shè)有擴(kuò)孔，所述收集區(qū)分為上、下兩層。
所述阻擋物的橫向長度是分離物料的平均直徑的2倍到4倍，相鄰兩排阻擋物的縱向間距是分離物料的平均直徑的1.5倍到3倍，同排阻擋物之間的橫向間距是分離物料的平均直徑的3倍到5倍。
相鄰兩排阻擋物互相錯開排列，阻擋物的排數(shù)為2排、3排或4排。
所述加速區(qū)的縱向長度是分離物料的平均直徑的10倍到15倍。
所述篩分區(qū)的擴(kuò)孔形狀為兩端半圓的縱向平鍵結(jié)構(gòu)，其兩端半圓的直徑是分離物料的平均直徑的1.1倍到1.2倍，相鄰兩排擴(kuò)孔的縱向間距是分離物料的平均直徑的1.5倍到3倍，同排擴(kuò)孔的橫向間距是分離物料的平均直徑的3倍到5倍。
相鄰兩排擴(kuò)孔互相錯開排列，擴(kuò)孔的排數(shù)大于或等于2并且小于或等于13。
所述振動裝置包括電動機(jī)、曲柄以及吊桿，曲柄的一端與電動機(jī)聯(lián)接，而另一端與吊桿鉸接，吊桿支撐鉸接在所述淌篩的底面并且吊桿與水平面的最小夾角為β，該β角應(yīng)符合β>π-{arcsin[gω2rsin(ψ-α)]+(ψ+α)},]]>在式中，π是圓周率，g是重力加速度，ω是曲柄的轉(zhuǎn)動角速度，r是曲柄轉(zhuǎn)動半徑，φ是物料摩擦角。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的振動淌篩利用果仁與果殼混合物各組分摩擦角的不同，借助傾斜篩面的周期振動，使物料由篩頂滾下或滑下。其中摩擦角小、滾動性差的組分在滑過篩面時跌落篩孔，從而精確地實現(xiàn)不同組分的分離。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1是本實用新型的篩面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)與受力分析示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1和圖2，本實施例的振動淌篩包括淌篩1、與淌篩聯(lián)接的振動裝置，在淌篩1上設(shè)有分離物料的入料端2和出料端3，淌篩1的篩面相對于水平面有一傾角α，在篩面上自入料端2到出料端3之間依次分布設(shè)有分散區(qū)4、加速區(qū)5、篩分區(qū)6和收集區(qū)7，在分散區(qū)4排列設(shè)有阻擋物8，加速區(qū)5為一平滑表面，在篩分區(qū)6排列設(shè)有擴(kuò)孔9，收集區(qū)7分為上、下兩層；振動裝置包括電動機(jī)(圖中未示出)、曲柄11以及吊桿12，曲柄11的一端與電動機(jī)聯(lián)接，而另一端與吊桿12鉸接，吊桿12支撐鉸接在淌篩1的底面并且吊桿與水平面的最小夾角為β。
分散區(qū)4由一系列交錯排列的復(fù)數(shù)個阻擋物8組成，在振動機(jī)械的作用下，將脫殼后果仁和果殼的混合物均勻分散；加速區(qū)5為一平滑表面，由于篩面傾斜，加上受到機(jī)械振動，脫殼后各組分在此區(qū)域加速至不同速度后進(jìn)入篩分區(qū)6；篩分區(qū)6由復(fù)數(shù)個長條型擴(kuò)孔9組成，其作用是將破碎后的殼和仁篩下后卸料，而未完全破殼的堅果因高速滾動越過篩分區(qū)成為返料，篩分區(qū)6的擴(kuò)孔9形狀為兩端半圓的平鍵結(jié)構(gòu)，以保證既能使高速滾動的未脫殼堅果能順利滾過不掉下篩孔，又能使脫殼后滾動性能差的仁、殼在篩分區(qū)域內(nèi)近乎全部篩下；收集區(qū)7分為上、下兩層，分別收集被分離的果仁和果殼。設(shè)所分離物料的平均直徑為d，則分散區(qū)的長條形阻擋物的長度L1為2d＜L1＜4d，相鄰兩排阻擋物的縱向間距L2為1.5d＜L2＜3d，阻擋物的橫向間距L3為3d＜L3＜5d，相鄰兩排阻擋物的個體互相錯開排列，阻擋物的排數(shù)n1為2＜n1＜4；加速區(qū)的長度L4為10d＜L4＜15d，與物料的摩擦系數(shù)f＜0.8tanψ(ψ為靜摩擦角)；篩分區(qū)的擴(kuò)孔形狀為兩端直徑1.1d＜d1＜1.2d的平鍵形孔，擴(kuò)孔的縱向間距L2為1.5d＜L2＜3d，橫向間距L3為3d＜L3＜5d，相鄰兩排擴(kuò)孔互相錯開排列，擴(kuò)孔的排數(shù)n2為2＜n2＜13。
依前所述，振動淌篩的工作原理是利用被分離混合物中各組分摩擦特性的不同而進(jìn)行分離的，所以它在結(jié)構(gòu)上類似于純下行體制的振動篩和傾斜淌篩，其結(jié)構(gòu)和顆粒受力情況如圖2所示，下面結(jié)合圖2給出顆粒在篩面上僅能下滑而不發(fā)生上滑或跳動的兩個關(guān)鍵參數(shù)——振動頻率(反映為曲柄轉(zhuǎn)速n)和篩體安裝角β(即吊桿與水平面的最小夾角，與篩面傾角α相關(guān))。
將曲柄的轉(zhuǎn)動范圍劃分為4個象限，以曲柄在I、IV象限時顆粒的運動狀態(tài)為例，此時其運動和受力情況如圖2所示，根據(jù)達(dá)朗伯原理，此時顆粒具有
∑X＝0即Pgsin(α+β)+mgsinα-md2xdt2-F=0]]>(式1)且有∑Y＝0即N-Pgcos(α+β)-mgcosα＝0(式2)此兩式中α——振動篩面傾角(°)；β——振動吊桿安裝角(°)；Pg——附加的振動慣性力(N)；Pg＝mω2rcosωt式中ω——曲柄轉(zhuǎn)動角速度(°/s)；r——曲柄轉(zhuǎn)動半徑(m)；t——曲柄轉(zhuǎn)過的時間(s)；m——顆粒的質(zhì)量(kg).
g——重力加速度，g＝9.8(N/kg)； ——顆粒的相對慣性力(N)；N——振動面支反力(N)；F＝N·tgψ式中ψ——物料摩擦角(°).
由式2得N＝Pgcos(α+β)+mgcosα(式3)將式3及F、Pg的表達(dá)式代入式1并整理得d2xdt2=sin(α+β-ψ)cosψω2rcosωt-sin(ψ-α)cosψg]]>(式4)當(dāng)d2xdt2>0]]>時，顆粒將相對下滑，因此由式4得sin(α+β-ψ)ω2rcosωt-sin(ψ-α)g＞0ω2rgcosωt>sin(ψ-α)sin(α+β-ψ)]]>(式5)若用|cosωt|max＝1代入式5可得ω2rg>sin(ψ-α)sin(α+β-ψ)]]>(式6)
將此式換算成曲柄轉(zhuǎn)速，可得顆粒相對下滑的曲柄臨界轉(zhuǎn)速為n1≥(30/π)sin(ψ-α)/sin(α+β-ψ)·(g/r)(r/min)]]>(式7)當(dāng)曲柄處于II、III象限時，類似地可求出顆粒能相對篩面上滑的曲柄臨界轉(zhuǎn)速為n2≥(30/π)sin(α+β)·g/(r·sin(α+ψ+β))(r/min)]]>(式8)顆粒能相對篩面跳動的曲柄臨界轉(zhuǎn)速為n3≥(30/π)g·cosα/(|cos(α+β)|·r)(r/min)]]>(式9)由分析以上各式可得，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)速n處于n1＜n＜n2＜n3時，顆粒僅能相對振動篩面下滑而不能上滑或跳動，即此時篩體處于純下行振動篩體制，由此可以求出，符合此種振動狀態(tài)的篩體吊桿安裝角β應(yīng)符合β>π-{arcsin[gω2rsin(ψ-α)]+(ψ+α)}]]>(式10)結(jié)合試驗材料——油菜籽破殼混合物的特性將有關(guān)數(shù)值α＝17°，ψ＝19°，ω2r＝g，代入式10可解得β≥38°實驗中取β＝55°-82°.
再將α、ψ、β各值代入式7，8得n1＝135r/minn2＝512r/min試驗中取n＝186r/min-466r/min.
我們以油菜籽脫殼混合物(去除殼和碎末后)為試驗材料，嘗試用振動淌篩將其中的少量未脫殼油菜籽粒分離出來.實驗測得混合物中各組分的摩擦角如表1所示.
由表1中可以看出，完整油菜籽粒的摩擦角略小于脫殼胚仁的，因此如能尋求到振動淌篩合理結(jié)構(gòu)參數(shù)，便有可能將油菜籽從已脫殼胚仁中分離出來.
表1 油菜籽脫殼混合物各主要組分摩擦角ψ*Table 1 The friction angle of hulled rapeseed mixture

*指物料在鋼板上的靜摩擦角.
*Stand for still friction angle of materials above steel plain取振動頻率f、振幅A、篩面傾角α、篩面加速區(qū)長l1和篩分區(qū)長l2為因素，以分離后的籽粒中含胚仁率(簡稱籽中含仁率)Y1和分離后胚仁中含籽粒率(簡稱仁中含籽率)Y2為觀察指標(biāo)，對振動淌篩作五因素二水平正交回歸試驗分析。
因素水平表的安排見表2表2 正交實驗的因素水平表Tablc 2 The factors and levels of orthogonal rest

由鄧氏極差法進(jìn)行影響因素和各因素應(yīng)調(diào)整趨勢的分析結(jié)果見表3。由以上分析可知對籽中含仁率Y1和仁中含籽率Y2兩項指標(biāo)有綜合影響的因素主要有振動淌篩的振動頻率、篩體傾角和振幅。
表3 五因素兩水平正交回歸買驗分析Table 3 Orthogonal regressional experiment with five factors & two level
因子 f αl2Al1Y1Y2Factors
試 1 1 1 1 1 1 1 1 1 .1312 .0253驗 2 1 1 1 -11 -1 -1-1 .1464 .0388號 3 1 1 -11 -1 1 -1-1 .0038 .0327( 4 1 1 -1-1-1 -1 1 1 .2272 .0503serial 5 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 .0030 .01726 1 -1 1 -1-1 1 -11 .0221 .0087number 7 1 -1 -11 i -1 -11 .0027 .0348) 8 1 -1 -1-11 1 1 -1 .0062 .0344
К＝↓.475.063 ↑-.261 .030 ↑-.216.193 ↓.224Y1βi＝.07.06 .008 -.03 .004 -.03 .02 .03ρi＝ *.52E+02 .91E00*.16E+02 .21E+00 *.11E+02 .86E+01 *.12E+02
回歸方程Regressional function Y1＝0.07+0.06f-0.03l2-0.03A+0.03l1
К＝ ↓.052↑-.062 -.022 .024 ↑-.040.012 -.004Y1βi＝.03 .007 -.008 -.003 .003 -.005 .002 -.0005ρi＝ *.29E+02 *.41E+02 .52E+01 .63E+01 *.17E+02 .16E+01 .17E+00
回歸方程Regressional functjon Y2＝0.03+0.7×10-2f-0.8×10-2α-0.5×10-2l2-0.5×10-2A
К-極差值Limit minusβi-回歸系數(shù)Regressional functjonρi-方差貢獻(xiàn)率Pfoportions in square minus*和↑↓分別表示因素作用的差異顯著性及應(yīng)調(diào)整的穩(wěn)勢。暫不考慮交互作用，回歸方程僅作參考。
以油菜籽脫殼混合物(去除碎末和皮殼后)為材料，經(jīng)正交試驗得出影響振動淌篩分離效果的因素依次為振動頻率f、篩面傾角α、振幅A等。當(dāng)調(diào)整各因素水平值為振動頻率f＝0.316Hz、篩面傾角α＝19度、振幅A＝2mm，此時取得油菜籽脫殼仁中含籽率Y2＝3％左右，而籽中含仁率Y1＜1％的良好效果，證明采用振動淌篩分離摩擦特性相異的物料是可行的。針對不同物料的特性，相應(yīng)調(diào)整振動淌篩的結(jié)構(gòu)參數(shù)值亦有可能實現(xiàn)其他混合物料的分離。
權(quán)利要求1.一種振動淌篩，它包括淌篩、與所述淌篩聯(lián)接的振動裝置，在所述淌篩上設(shè)有分離物料的入料端和出料端，其特征在于，所述淌篩的篩面相對于水平面有一傾角α，在所述篩面上自入料端到出料端之間依次分布設(shè)有分散區(qū)、加速區(qū)、篩分區(qū)和收集區(qū)，在所述分散區(qū)排列設(shè)有阻擋物，所述加速區(qū)為一平滑表面，在所述篩分區(qū)排列設(shè)有擴(kuò)孔，所述收集區(qū)分為上、下兩層。
2.如權(quán)利要求1所述的振動淌篩，其特征在于，所述阻擋物的橫向長度是分離物料的平均直徑的2倍到4倍，相鄰兩排阻擋物的縱向間距是分離物料的平均直徑的1.5倍到3倍，同排阻擋物之間的橫向間距是分離物料的平均直徑的3倍到5倍。
3.如權(quán)利要求1所述的振動淌篩，其特征在于，相鄰兩排阻擋物互相錯開排列，阻擋物的排數(shù)為2排、3排或4排。
4.如權(quán)利要求1所述的振動淌篩，其特征在于，所述加速區(qū)的縱向長度是分離物料的平均直徑的10倍到15倍。
5.如權(quán)利要求1所述的振動淌篩，其特征在于，所述篩分區(qū)的擴(kuò)孔形狀為兩端半圓的縱向平鍵結(jié)構(gòu)，其兩端半圓的直徑是分離物料的平均直徑的1.1倍到1.2倍，相鄰兩排擴(kuò)孔的縱向間距是分離物料的平均直徑的1.5倍到3倍，同排擴(kuò)孔的橫向間距是分離物料的平均直徑的3倍到5倍。
6.如權(quán)利要求1所述的振動淌篩，其特征在于，相鄰兩排擴(kuò)孔互相錯開排列，擴(kuò)孔的排數(shù)大于或等于2并且小于或等于13。
7.如權(quán)利要求1所述的振動淌篩，其特征在于，所述振動裝置包括電動機(jī)、曲柄以及吊桿，曲柄的一端與電動機(jī)聯(lián)接，而另一端與吊桿鉸接，吊桿支撐鉸接在所述淌篩的底面并且吊桿與水平面的最小夾角為β，該β角應(yīng)符合β>π-{arcsin[gω2τsin(ψ-α)]+(ψ+α)},]]>在式中，π是圓周率，g是重力加速度，ω是曲柄的轉(zhuǎn)動角速度，r是曲柄轉(zhuǎn)動半徑，ψ是物料摩擦角。
專利摘要本實用新型公開了一種振動淌篩，它包括淌篩、與所述淌篩聯(lián)接的振動裝置，在所述淌篩上設(shè)有分離物料的入料端和出料端，所述淌篩的篩面相對于水平面有一傾角α，在所述篩面上自入料端到出料端之間依次分布設(shè)有分散區(qū)、加速區(qū)、篩分區(qū)和收集區(qū)，在所述分散區(qū)排列設(shè)有阻擋物，所述加速區(qū)為一平滑表面，在所述篩分區(qū)排列設(shè)有擴(kuò)孔，所述收集區(qū)分為上、下兩層。本實用新型利用果仁與果殼混合物各組分摩擦角的不同，借助傾斜篩面的周期振動，使物料由篩頂滾下或滑下。其中摩擦角小、滾動性差的組分在滑過篩面時跌落篩孔，從而精確地實現(xiàn)不同組分的分離。
文檔編號B06B1/10GK2915287SQ200620060028
公開日2007年6月27日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者朱立學(xué), 劉少達(dá), 余禮明 申請人:朱立學(xué), 劉少達(dá), 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院, 余禮明