книги из ГПНТБ / Силенок, С. Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии учеб. для студентов вузов

мости от соотношений участвующих в колебаниях масс меняется амплитуда колебаний; таким образом, для нормальной работы инерционного грохота необходима равномерная (стабильная) за­ грузка. (В эксцентриковом грохоте амплитуда постоянна.) К не­ достаткам инерционного грохота следует отнести также резкое увеличение в период пуска и остановки грохота, т. е. в момент перехода резонансных режимов, амплитуд колебаний, а это, есте­ ственно, вызывает дополнительные динамические нагрузки в узлах самого грохота и нагрузки в поддерживающих грохот конструкциях.

В настоящее время начато серийное изготовление инерционных грохотов, в которых пружинные опоры (амортизаторы) заменены пневматическими баллонами (рис. 1-34), позволяющими устанав­ ливать грохоты на фундамент либо подвешивать их к конструкциям здания. Пневмобаллоны обеспечивают по сравнению с пружинными более плавную остановку. Достоинством их является также и то, что они могут менять свою жесткость в зависимости от внутреннего давления. Эксплуатация грохотов с пневмобаллонами показала их надежную работу, а также значительное уменьшение динамических нагрузок и продолжительности их воздействия на поддерживающие конструкции.

Вибрационное сито предназначено для очистки от крупных зерен тонкодисперсных жидких керамических масс или шламов. Сито представляет собой корпус / (рис. 1-35), на котором при по­ мощи пружин 2 установлено вибросито 3. Внизу вибросита смонти­ рован электродвигатель 4 с двумя дебалансами 5, а вверху над коль­ цевым желобом закреплено при помощи воронки 6 и пружинного натяжного устройства 7 сито 8. Масса подается на сито через рас­ пределительную трубку 9 и после очистки сливается через патрубок 10. Крупные зерна удаляются с сита через патрубок 11.

Основные расчеты грохотов

Определение производительности инерционных и эксцентрико­ вых грохотов с плоскими ситами. Производительность грохотов рекомендуется определять по эмпирическим формулам, предло­ женным проф. В. А. Бауманом.

Производительность при грохочении относительно сухих мате­ риалов (влажностью не выше 3—5%) на ситах с квадратными от­ верстиями:

1) на горизонтальных вибрационных грохотах для гравийнопесчаной смеси:

(1-48)

2) то же, для дробленых материалов

(1-49)

Время свободного падения зерна

Подставляя в формулу х = vt найденные значения х и t, полу­ чаем

» - ( ° - Т ) / | І

очевидно, что при D = d зерно не пройдет сквозь отверстие;

Рассмотрим движение зерна, лежащего на горизонтальном сите (рис. 1-36, б).

шается. Грохоты с движением материала вверх используют в редких случаях для сортировки мелких фракций.

Создание грохотов, обеспечивающих в одной конструкции раз­ ные ускорения (движения вниз и вверх), нецелесообразно, так как это приведет к значительному их усложнению.

При равномерном вращении эксцентрикового вала грохота нор­ мальное (центростремительное) ускорение ап может быть опреде­ лено из уравнения

an = (ù2r м/сек2,

где со — угловая скорость в рад/сек; г — радиус эксцентрика в м, равный ампли­ туде А.

Подставив значение ап в формулу (1-58), получим необходимую угловую скорость для движения материала по ситу вниз:

Для горизонтального грохота с прямолинейными колебаниями, когда угол наклона а = 0 (рис. 1-37, б), угловая скорость при движении материала справа налево

Р и sin ß s = G cosa

или

mrco2 sin ß l - mg cos ct.

Таким образом, минимальная угловая скорость, которая должна гарантировать подбрасывание зерен над ситом:

для наклонного грохота

для горизонтального грохота

Работами В. А. Баумана установлено, что при подбрасывании зерна на высоту h = 0,4 с (где с — размер отверстия сита) обеспе­ чивается самоочистка сит. Для определения начальной скорости ѵ0, при которой будет происходить самоочистка, предложены формулы:

для горизонтального грохота с направленными колебаниями

где h в м.

Во избежание больших динамических нагрузок и снижения эффективности грохочения скорость движения грохотов должна быть не выше той, которая необходима для самоочистки сит.

Обычно для грохотов величины ускорений назначаются в пре­ делах 45—65 м/сек2 и не более 85 м/сек2.

Определение мощности двигателя. В эксцентриковых (гирационных) грохотах мощность в основном затрачивается на трение в подшипниках и в меньшей степени на сопротивление среды (воз­ дух) и др.

На рис. 1-37, в представлена схема действия сил в эксцентрико­ вом грохоте.

Мощность двигателя эксцентрикового грохота определяется по формуле

где Ni — мощность, расходуемая на преодоление трения в подшипниках а — а подвески подвижного короба (люльки) от веса Gu (короба, сит, материала), а также силы инерции Р и от вращения этих масс; N2 — мощность, расходуемая на преодо­ ление трения в подшипниках б — б от веса движущихся частей (короба, сит, материала, эксцентрикового вала со всеми установленными на нем вращающимися деталями); г) — к. п. д. привода грохота.

Сила трения, возникающая в подшипниках а—а подвески под­ вижного короба,

отсюда расходуемая мощность

Мощность, расходуемая на преодоление трения в подшипниках б—б, •

В формулах (1-66)—(1-68) Gc — суммарный вес короба, сит, материала, эк­ сцентрикового вала со всеми установленными на нем вращающимися деталями в кг; г — эксцентрицитет вала в м; f — коэффициент трения качения (в подшип­ никах); /?! и R2 — радиусы окружностей центров роликов соответственно подшип­ ников а — а подвески и коренных подшипников б — б эксцентрикового вала в м.

Согласно указанным на рис. 1-37, г нагрузкам осуществляют расчет вала на прочность (здесь Т — усилие, передаваемое клино­ выми ремнями от электродвигателя).

В инерционных грохотах мощность двигателя Л?дв расходуется на сообщение колебаний коробу с ситами УѴ^ и на преодоление соп­

с ситами, может быть найдена как работа возмущающей силы, со­

где Q = т д ш Ѵ — возмущающая сила вибратора в кг; г — радиус вращения центра тяжести масс дебаланса в м; тж — масса дебаланса в кг-сек?/м; А — амплитуда колебаний в м; ô — угол сдвига фаз, который может быть принят равным 40—44°.

Мощность JVa, расходуемая на преодоление сопротивлений в под­ шипниках:

где Rn — радиус окружности центров роликов подшипников в м.

Определив величину возмущающей силы Q, рассчитывают прочность вала, подшипников и других деталей грохота.

§3. Оборудование для гидравлической классификации

ипромывки материалов

Основные сведения и классификация

Гидравлическая классификация основана на разности в скоро­ стях падения частиц (зерен) материала неодинаковой величины и плотности, находящихся во взвешенном состоянии в водной среде. Частицы классифицируются в основном в условиях их стесненного падения, при этом одновременно осуществляется и очистка (про­ мывка, обогащение) материалов от примесей, резко отличающихся от основного материала величиной частиц (зерна) и плотностью.

Процессы гидравлической классификации и промывки основаны на законах падения твердых тел в спокойном или движущемся в раз­ личных направлениях потоке воды. При падении частиц в воде (жидкости) они преодолевают динамическое сопротивление среды

исопротивление трения, обусловленное вязкостью жидкости.

Размер частиц материала, по которому происходит разделение, принято называть граничным.

При осаждении крупных частиц преобладающее значение имеет динамическое сопротивление, а при осаждении мелких — сопро­ тивление трения.

По принципу действия различают гидравлические, классифика­ торы с горизонтальным или восходящим потоком воды; центробеж­ ные (гидроциклоны); механические (спиральные, реечные); много­

типа с восходящим потоком чистой воды. Подача гидросмеси по подводящему трубопроводу / в диффузор (приемно-разделительную камеру) 2 может осуществляться в центре сверху (рис. 1-38, а), радиально (рис. 1-38, б), тангенциально (рис. 1-38, в), в центре снизу (рис. 1-38, г). В диффузоре 2 и классификационной камере 3 гидросмесь или пульпа встречается с потоком чистой воды, пода­ ваемой по трубопроводу 4, и поднимается вверх. В вертикальном по-

токе более крупные частицы, имеющие больший вес, оседают и выгружаются через разгрузочное устройство 5, а мелкие фракции через сливное устройство 6 отводятся из гидроклассификатора.

Простота и надежность конструкции гидроклассификаторов обе­ спечили их широкое внедрение для обогащения песков, используе­ мых в технологии бетона и стекла.

В случае необходимости разделения пульпы на несколько фрак­ ций последовательно включают несколько гидроклассификаторов.

Классификаторы центробежные (гидроциклоны). В промышлен­ ности нерудных материалов и цементной широкое распространение получили центробежные классификаторы (гидроциклоны). Этому способствовали их высокая производительность и простота конструк­ ции.

Гидроциклоны, применяемые в цементной промышленности, позволяют выделить из поступающего на помол шлама до 70% гото­ вого кондиционного продукта, не требующего дальнейшего помола

Рис. 1-38. Схемы классификаторов вертикального типа с восходящим потоком чистой воды

в мельницах. При применении гидроциклонов снижается потреб­ ность в сырьевых мельницах, а расход электроэнергии на приго­ товление шлама сокращается почти на 50%.

Гидроциклон (рис. 1-39) состоит из двух частей: верхней цилинд­ рической / и конической 2. Внутренняя часть корпуса футерована резиной или каменным литьем.

Пульпа (или шлам) подводящим трубопроводом 3 тангенциально, под давлением, направляется в цилиндрическую часть гидроцикло­ на, при этом она приобретает вращательное движение. Вслед­ ствие этого внутри циклона возникают значительные центробежные силы и образуются два потока, движущиеся в противоположных направлениях. Под действием центробежных сил более крупные частицы отбрасываются к стенкам и по спиральной траектории дви­ жутся вниз, а затем удаляются через нижний сливной патрубок 4. Мелкие частицы движутся во внутреннем спиральном потоке вверх и отводятся через верхний сливной патрубок 5.

Учитывая распределение скоростей и действующих сил, процесс разделения шламов в гидроциклоне можно представить в следующем виде. Под действием центробежных сил твердые частицы стремятся