2.3 Елеуіштердің конструкциялары
Барлық елеуіштерді олардың конструкциялары бойынша екі негізгі топтарға бөлуге болады:
- қозғалмайтын елеуіштер (колосникті, тік бұрышты, конусты, цилиндрлі, доғалы);
- қозғалмалы елеуіштер (барабанды, білікті, жазық теңселмелі және дірілдемелі (инерциялы, өздігінен балансты, резонансты, электрлі дірілдемелі)).
Қозғалмайтын елеуіштер. Колосникті елеуіштер. Олар көлбеулігі 40-500 (кендерді елеуде), 30-350 (көмірлерді елеуде) қатар-қатар орналасқан бір-бірімен көлденең біліктермен бекітілген колосниктерден (рельс кесінділері не қиындылары трапециялық пішінді біліктер) тұрады (2.7 – сурет, а,б).
Кен кесектері шашылмас үшін колосникті беттің ұзын бойына екі қабырға орнатылған. Кен елеуіш арқылы өткенде ұсағы колосниктер аралығындағы жырықтан өтіп, ал өтпеген кесектер өз салмағымен домалай қозғалып, ұсатқышқа түседі.
Колосниктер аралығындағы қашықтық бөліп алуға қажет кластың диаметріне сәйкес белгіленеді. Елеуіштің көлденеңі елеуге түсетін ең ірі кесектерден 3 есе, не одан көп есе үлкен болуы керек, ал ұзындығы көлденеңінен 2-3 есе артық болады.
Колосникті елеуіштер негізінде ірі ұсату сатысында, сирек орташа ұсату сатысында қолданылады. Елеу тиімділіктері 50-60 % - тен аспайды.
Доғалы елеуіштер. Доғалы елеуіштердің торы жартылай шеңбер бойына түсетін заттың қозғалу бағытына көлденең орналасқан, ара қашықтығы жақын колосниктерден (6) тұрады (2.2 - сурет). Бастапқы материал қабылдағыш қорапқа (5) түседі, одан қабырға жиегі (4) және қалта (3) арқылы колосникті торға түседі. Тор астылық өнім сумен бірге тор тесігі арқылы өтіп, иілмелі қосқыш «патрубок» (1) арқылы кетіріледі, ал тор үстілік өнім тор соңынан шығарылады. Колосникті тор ағаш сыналардың (7), бұрыштамалардың (8) және торға арналған сүйеніштің (9) көмегімен рамаға (2) бекітіледі. Колосникті тор тоттанбайтын болаттан жасалған және қимасы трапециялы колосниктерден жиналады. Тор тесігінің S өлшемі 0,3 - 3 мм-ге тең.
Доғалы елеуіштер майда және өте майда (12-ден 0,071 мм-ге дейін) материалдарды елеу үшін қолданылады. Бастапқы материал пульпа түрінде торға өздігінен немесе насостың көмегімен торға түсіріледі. Пульпаның тор бойынша шеңберлік қозғалысы кезінде ортадан тепкіш күш пайда болады. Ол күш судың және ұсақ материалдың тордың қуыс тесігі арқылы нәтижелі бөлінуіне себепкер болады. Алынған тор астындағы өнімнің ірілігі тор тесігінің S өлшемінен 1,5-2 есе кіші.
2.2 – сурет – Доғалы елеуіштің 2.3 – сурет – Циклонды-конусты
схемалы көрінісі елеуіштің схемалы көрінісі
Доғалы елеуіштер көбінде көмір байыту фабрикаларында қолданылады. Олардың елеу тиімділігі 30-75 %.
Циклонды-конусты елеуіштер (2.3 - сурет). Олар жұмыс істеу принципі бойынша доғалы елеуіштерге ұқсас. Жоғарғы бөлігі конусты (4), ал төменгі бөлігі пирамиданы (4) құрайды. Олар корпусқа (2) орналасқан және сақинамен (3) қосылған. Бөліктердің қабырғалары колосникті торларды немесе стерженьдерді құрайды. Бастапқы пульпа қысымның көмегімен тангенциальды бағытпен еленетін бетке толтырту саңылауы (6) арқылы елеудің жоғарғы бөлігіне түсіріледі. Шиберлі тосқауыл (5) толтырту құрылғысына қатысты түсіру саңылауының енін реттейді.
Корпус (1) ішіне жоғары жағы цилиндрлі бет (3), ал төменгі жағы конусты бет (4) құрай колосниктер орналасқан не сымдар тартылған. Пульпа цилиндрлі қабылдағыш қорапқа (2) жанама бойымен бекітілген құбыр арқылы қысыммен түседі. Соның нәтижесінде ол төмен қарай айналма қозғалыс жасай жылжиды. Ұсақ класс орталықтан тепкіш күш әсерімен сумен бірге елегіш беттен өтіп, корпустың түбінде орнатылған патрубок арқылы, ал тордан өтпеген жоғарғы ірі класс конус түбіндегі патрубок арқылы шығады.
Қозғалмалы елеуіштер. Барабанды елеуіштер (2.4 - сурет). Барабанды елеуіштердің елегіш беті цилиндр не конус пішінді келеді.
Елегіш бет не тоқылған тордан не тесілген болат қаңылтырдан жасалады да, цилиндрлі не конусты каркасқа орала орнатылады. Олардағы елегіш бет болып бүйір перфорирандырылған не барабанның торлы қабырғасы (1) саналады. Материалдардың белгілі жылдамдықпен жылжуы үшін барабан 1-140 бұрыш жасай көлбеу орнатылады. Барабан жүргізушіден (приводтан) тіркемелі роликтер (2) үстінде айналады. Бастапқы материал барабан ішіне тиелінеді. Қозғалу кезінде ұсақ класс барабанның ұзын бойымен тордан өтіп науаларға түседі де, ал ірі класс барабанның екінші шетінен барып шығады. Кейде бір елеуіштен бірнеше ірілік кластар алуға болады. Ол үшін барабанның ұзын бойы бірнеше секцияларға бөлініп, әр секцияға тесік диаметрі әртүрлі торлар орнатылады: материал түсетін басына жақын секцияға ең ұсақ тесікті тор одан кейін ірі тесікті торлар орналасады. Әр секциядан шыққан кластар жеке науаларға түседі.
2.4 – сурет – Барабанды елеуіштің схемалы көрінісі: 1 – барабанның торлы қабырғасы; 2 – тіркемелі роликтер
Елеу тиімділігі барабанның диаметрі, ұзындығы және айналу жылдамдығымен байланысты. Неғұрлым диаметр және ұзындық үлкен болса тиімділікте соғұрлым өседі. Барабанның диаметрі 0,5-3,0 м, ал ұзындығы 2,0-9,0 метрге дейін жетеді. Айналу жылдамдығы барабанның диаметріне байланысты анықталады:
n = 8√R ... 14√R, айналу/мин, (2.1)
мұндағы R – барабанның радиусі, м.
Барабанды елеуіштер көбінде саз балшықты кендерді жууда, қиыршық тастарды және құмдарды шаю мен сорыптауда, сондай-ақ, асбест талшықтарын сорыптауда қолданылады. Мұндағы негізгі мақсат – байыту үдірісіне түсіру алдында кеннен балшықты, шаңды заттарды жуып-шайып бөліп шығару. Осы мақсатпен пайдаланғанда тордан өткен сулы ұсақ класс қалдық ретінде шығарылады. Байытуға тек ірі класс қана түседі. Барабанды елеуіштер осы үшін қолданылса скрубберлер деп те аталады. Барабанды елеуіштер сол сияқты белгілі ірілікті ұсақ құм, тас алу үшін құрылыс индустриясында, асбест байыту фабрикаларында кеңінен қолданылады.
Олардың кемшілігі: орнатуға ауданы үлкен орын қажет, елеу тиімділіктері төмен.
Екпінді (инерционды) елеуіштер. Олар конструкциясы бойынша қарапайым және негізгі үш бөлшекті құрайды: тор құрайтын қорапты, дірілдек туғызушыны және пружиналық тіректі немесе ілмекті. Бір торлы екпінді көлбеу елеуіштің схемалы көрінісі 2.5 – суретте келтірілген. Ол пружинаға (2) орнатылған тордан (4), қораптан (3) тұрады. Қораптың құлама бұрышы 15-300 құрайды және рамаға (1) бекітілген. Елеуіш қорабының бүйір тұстарына екі подшипник (8) бекітілген, олардан дірілдек туғызушы вал (5) өтеді. Валдың екі шетіне теңгерілмеген жүк (7) орнатылған шкивтер (6) бекітілген. Қорап электродвигательмен шкив және белбеулер арқылы қозғалысқа келеді.
Теңгерілмеген жүктер валдың эксцентриктеріне қарама-қарсы бағыттарда орналасқан. Вал айналғанда теңгерілмеген жүктердің әсерімен пайда болатын ортадан тепкіш күштер қорапты шеңберлі қозғалысқа келтіреді. Оның шайқалу саны минутына 1500 ретке дейін жетеді. Эксцентриктердің әсерімен қозғалу кезінде валдың өсі бір орында қалады. Соның нәтижесінде қораптың шайқалу радиусы валдың эксцентригіне «е» тең.
Бастапқы зат қораптың жоғарғы басына түседі, ал еленіп бөлінген ірілік кластар оның төменгі шетінен шығып жеке желобтарға түседі. Қорап ішінде тесік диаметрлері әртүрлі екі не үш тор орнатылуы мүмкін, онда одан үш не төрт ірілік кластары шығады.
Екпінді елеуіштер кен байыту фабрикаларында ұсату алдында, бірнеше ірілік кластарға бөлуге де және сусыздандыру үдірістерінде де кеңінен қолданылады. Олардың елеу тиімділігі 90 %-ға дейін жетеді. Қолдану мақсатына қарай ол жеңіл (ГИЛ), орта (ГИС) және ауыр (ГИТ) типті етіп жасалады.
2.5 – сурет - Екпінді көлбеу елеуіштің схемалы көрінісі: 1 – рама;
2 – серіппе (пружина); 3 – қорап; 4 – тор; 5 - дірілдек туғызушы вал; 6 – шкив;
7 - теңгерілмеген жүк; 8 – подшипник
Өздігінен теңделетін дірілдеткіші бар елеуіштердің (2.6 - сурет) екпінді елеуіштерден айырмашылығы дірілдеткіш механизмнің конструкциясының өзгешелігінде. Елеуіштің қорабы (1) серіппелер (2) арқылы тірекке горизонталь қалыпта ілінеді. Қораптың көлбеу бетіне көлденең параллельді екі вал (4) орналасқан. Олар бір-біріне қарама-қарсы бағытта бірдей жылдамдықпен айналады. Әр валда теңгерілмейтін жүк орналасқан. Олар қарама-қарсы бағытталған кезде ортадан тепкіш күштер бірін-бірі жояды да қорап орнында қалады, ал бір жаққа бағытталғанда ортадан тепкіш күштер қосылып қорапты сол бағыттарда қозғалтады. Валдар қиғаш жазықтықта орналасқандықтан қораптағы елегіш тор (3) горизонталь жазықтыққа бұрыш жасай түзу сызық бойымен қозғалады. Осындай қозғалыс әсерінен тор үстіндегі зат алға қарай жылжып өте тиімді еленеді (2.6 – сурет, а). Қорапқа теңселіс қорапқа бекітілген өздігінен балансты дірілдек туғызушы валдар (4) білдіреді. Өздігінен балансты дірілдек туғызушы валдар корпустан тұрады. Параллельді екі валдарда екі цилиндрлі тісті дөңгелектер (тепе-теңдік тістермен) және біркелкі дебаланстар орналасқан. Осыған байланысты валдар біркелкі жиілікпен қарама-қарсы бағытқа айналады. Дебаланстар (2.6 – сурет, б) бір-біріне өзара байланысына байланысты валдар айналу кезінде ортадан тепкіш күш Ро, бірде қарама-қарсы бағытталған күштер және тепе-тең шама сияқты өзара жойылады (I, III), бірде өзара қаттап салынады (II, IV). Осы жағдайға байланысты дірілдек туғызушы горизонталь бағытқа х-х өсі бойынша теңселіс туғызады. Дірілдек туғызушы қорапқа құлама бұрышы 35-550 тең жиналады. Осының арқасында қорапқа көлбеу тіксызықты теңселіс (дірілдек) білдіреді. Елеуіш торындағы зат жігерлікті лақтырылады және еленеді.
Елеуіштер жеңіл, орта және ауыр типті етіп жасалады. Жеңіл типтері (ГИСЛ) көмір байыту фабрикаларында, сусыздандыру үдірістерінде және ауыр типтері (ГИСС, ГИСТ) кен байыту фабрикаларында ұсату схемаларында қолданылады.
Оларда еленетін заттың ірілігі 600 мм-ге дейін жетеді. Елегіш беттің ауданы 21 м2-ге дейін жасалады. Елеу тиімділігі орташа 80-90 %.
2.6 – сурет - Өздігінен балансты елеуіштің конструктивтік-кинематикалық схемалы көрінісі: а – жалпы көрінісі;
б – дірілдек туғызушы өсі бойынша кесінді (I – IV – дебаланстық жүктердің әртүрлі қалпы), 1 – қорап; 2 – серіппелер; 3 - елегіш тор; 4 – валдар
Көмір байыту фабрикаларында ірілігіне қарай сұрыптау мақсатымен, сусыздандыру үдірістерінде қорабы түзу бағытта қозғалатын резонансты дірілдеуік елеуіштер қолданылады. Олардың конструкциялары өте күрделі келеді. Көмір байыту фабрикаларында қолданылатын елеуіштердің бір түрі – валкалы елеуіштер. Елегіш бет көлбеу орналасқан рамаға көлденең параллельді орнатылған валоктардан тұрады. Олардың саны 7-14. Олардың бәрі материалдың қозғалу бағытына бағыттас айналады. Валоктарға бірінен бірі белгілі қашықтықта дискалар орнатылған. Оларда ірілігі 300 мм-ге дейін жететін материал еленеді. Алынатын ұсақ кластың ірілігі валоктардың арақашықтығын өзгерту арқылы реттеледі. Раманың көлбеулілі 12-150-қа тең.