[發(fā)明專利]一種丸粒螺旋重力篩分方法及其裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010633419.6
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111822363A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王埡棟
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇奧力斯特科技有限公司
• 主分類號: B07B13/11
• 分類號: B07B13/11;B07B13/18;B07B13/16;B24C9/00
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1.一種丸粒螺旋重力篩分方法，其特征在于：包括在平坦斜坡下的重力加速計(jì)算、螺旋分離器計(jì)算、滾動中丸粒的外向力和內(nèi)向力計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種丸粒螺旋重力篩分方法，其特征在于，所述平坦斜坡下的重力加速計(jì)算為一個球體從一個角度為α的陡峭斜坡上滾下時，其會產(chǎn)生一個不斷增加的向前速度以及回轉(zhuǎn)速度，其狀態(tài)為旋轉(zhuǎn)；

加速度a與重力加速度g有關(guān)，其關(guān)系式為：

a＝S*g*sin (1)；

其中S是滾動體的形狀因子，對于完美球體，其值為5/7，其余的2/7為產(chǎn)生轉(zhuǎn)動能的部分；

在恒定的加速度下，丸粒的向前速度v與其運(yùn)動距離s成正比，如果一個丸粒從靜止開始運(yùn)動，那么其滿足如下公式：

V²＝2*a*s (2)；

把公式(1)中的a代入到公式(2)中，將會得到如下公式：

V²＝2*S*g*sinα*s (3)；

一個丸粒滾動一個給定的距離s所需的時間t為：

t＝2s/v (4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種丸粒螺旋重力篩分方法，其特征在于，所述平坦斜坡下的重力加速計(jì)算為一個球體從一個角度為α的陡峭斜坡上滾下時，其會產(chǎn)生一個不斷增加的向前速度以及回轉(zhuǎn)速度，其狀態(tài)為滾動：

丸粒的滾動運(yùn)動與其具體形狀、傾斜角以及與其它丸粒的相互作用有關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種丸粒螺旋重力篩分方法，其特征在于，所述螺旋分離器計(jì)算對螺旋分離器的幾何尺寸進(jìn)行定量化，螺旋路徑P-H為直角三角形的斜邊；

AB²＝AC²+BC²。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種丸粒螺旋重力篩分方法，其特征在于，所述紙板的外部邊緣位置形成了另外一個螺旋體，其路徑長度更長，為π*D0，該螺旋體的斜率取決于D0以及節(jié)距的大小；

形成的螺旋體將會朝著支撐圓柱體向內(nèi)傾斜，這就形成了圖1中的重要角度β，可用下式表達(dá)：

tanβ＝π*D1/2*(D2-D1)；

其中D1為圓柱體直徑，D2為所形成的圓柱體直徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種丸粒螺旋重力篩分方法，其特征在于，所述內(nèi)向力對于給定的內(nèi)傾角β，向下滾動的丸粒的內(nèi)向力是恒定的，該內(nèi)向力也稱之為“向心力”，因?yàn)榱Φ扔谫|(zhì)量乘以加速度，那么向心力CP可以由下式表示：

CP＝m*g*sinβ (6)；

螺旋體的螺旋線在第一次轉(zhuǎn)角時需要保持一個陡峭的內(nèi)角，如圖4所示，其目的為限制所有向下運(yùn)動的丸料能夠圍繞圓柱體運(yùn)動，此后，螺旋體的外徑不斷增大，而β角則不斷減小。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種丸粒螺旋重力篩分方法，其特征在于，所述外向力為隨著滾動的丸粒不斷地圍繞中心圓柱體運(yùn)動，同時也在進(jìn)行向下運(yùn)動，它們也會受到外向離心力CF的作用，相應(yīng)的外向加速度為v2/r，其中v為丸粒向前的速度，r為其運(yùn)動軌跡的圓周半徑，隨著丸粒滾動的速度不斷地增加，其沿著螺旋體運(yùn)動的外向力也不斷地增加，因此可得：

CF＝m*v2/r (7)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種丸粒螺旋重力篩分方法，其特征在于，所述內(nèi)向力與外向力中還含有凈外向加速度；

所述凈外向加速度其凈加速度a_net可得：

a_net＝cosβ*v2/r-g*sinβ (8)。