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

Размеры и конструктивные особенности гидроциклона должны соответствовать его назначению (классификация, обогащение или осветление суспензий). Чем меньше диаметр гидроциклона, тем боль­

говой гидроклассификатор конструкции ВНИИЦеммаша, приме­ няемый при мокром помоле сырья (рис. 1-40).

Сырьевой шлам после помола в мельнице подается насосом в ниж­ нюю полость / дугового короба прямоугольного сечения. Верхняя полость короба отделена от нижней в приемной части глухой листо­ вой перегородкой 2, а далее — специальной сеткой 3. Под влиянием центробежной силы инерции, прижимающей шлам к сетке, в верх­ нюю полость 4 через сетку проникают мелкие фракции шлама (вместе с соответствующей частью воды) и как готовый продукт выводятся через патрубки 5 в шламовые бассейны. Крупная фракция возвра­ щается на домол в мельницы по патрубку 6. Для регулирования по­ тока шлама установлен клапан 7.

§ 3. Оборудование для гидроклассификации и промывки 81

Классификаторы механические (спиральные и реечные). В этих аппаратах материал классифицируется в результате разности ско­

материала — не более 10 мм, крупность частиц слива колеблется в больших пределах.

Классификаторы отличаются друг от друга механическими раз­ грузочными устройствами: спиралью — в спиральных классифика­ торах, бесконечной гребковой цепью — в дражных классификато­ рах, гребковой рейкой — в реечных и чашевых классификаторах.

Благодаря наклонному корпусу (лотку), в котором движется пульпа и классифицируется материал, осевшие на дно крупные час­ тицы извлекаются с помощью разгрузочных устройств и транспор­ тируются наружу. Мелкие же частицы выдаются из классификатора вместе со сливом.

При своем движении разгрузочные устройства также взмучивают пульпу, а при выходе из нее отжимают из песка воду и частично его обезвоживают, что создает условия для транспортирования го­ тового материала (песков) на ленточных конвейерах.

Работа механических классификаторов (размеры граничного зерна) регулируется путем изменения скорости разгрузочных уст­ ройств (спирали, гребковые цепи и рейки) и скорости воды в аппа­ ратах.

В промышленности строительных материалов большое распро­ странение нашел спиральный классификатор. Он состоит из рамыкорыта / (рис. 1-41), спирали 2 на трубчатом валу 3, главного при­ вода 4, механизма подъема спирали 5 и системы питания пульпой.

Рама-корыто / представляет собой сварной открытый желоб, расширяющийся с одной стороны. На выходном конце рамы-корыта приварены стойки 6 с подшипниками 7, в которых покоятся цапфы траверсы редуктора 8 главного привода. Благодаря цапфам редук­ тор вместе с электродвигателем может поворачиваться вокруг по­ перечной горизонтальной оси при подъеме спирали. Окно 9 служит для выхода отсортированного и промытого материала. С помощью регулируемого по высоте серповидного порога 10 образуется отжим­ ной участок длиной 900 мм, при прохождении которого конечная влажность готового продукта снижается на 1—1,5%.

Осадительная камера рамы-корыта образована высокими бор­ тами с двойными стенками, расходящимися под углом 60°.

Внутренние стенки (боковые и торцовая) набраны из деревян­ ных досок 11, позволяющих регулировать высоту сливного порога в пределах 1500—2250 мм и отводить часть пульпы из осадительной камеры ниже зеркала слива путем создания щелей между досками. Частичный отвод пульпы из нижних горизонтов камеры осаждения

Рис. 1-41. Спиральный классификатор

§ 3. Оборудование для гидроклассификации и промывки 83

повышает эффект классификации. Наружные стенки 12 осадительной камеры выполнены сварными. В сочетании с внутренними стен­ ками они образуют сливные карманы.

Спираль 13 представляет собой двухзаходный шнек, большая часть витков которого крепится к трубчатому валу при помощи ра­ диальных спиц с зазором между валом и витками. Выходной конец спирали не имеет витков, последний двойной виток выполнен сплош­ ным без зазора со стороны трубчатого вала. В начале спирали, на­ ходящейся под зеркалом слива, установлены лопасти 14, которые усиливают перемешивание и особенно отмыв мельчайших фрак­ ций. Спирали армируются съемными износоустойчивыми пласти­ нами.

Механизм подъема 5 спирали служит для подъема и опускания нижнего конца спирали на высоту 1100 мм.

Система питания пульпой обеспечивает плавный ввод пульпы под зеркало камеры осаждения при разной высоте сливного порога, различной производительности и плотности. Она состоит из прием­ ной воронки 15, двух выходящих из нее труб и двух питающих на­ садков 16, которые своими концами телескопически входят в трубы приемной воронки; соединение закрепляется деревянными клиньями 17. Такая конструкция питающих насадков позволяет устанавли­ вать их на различном расстоянии от торцовой стенки осадительной камеры.

Нижняя опора (подшипник) трубчатого вала со спиралью рабо­ тает в абразивной среде, и втулка подшипника обычно выполняется из лигнофоля или капрона, в которую под давлением 1—3 атм подается чистая вода. Поэтому главный привод и привод механизма подъема блокируют таким образом, чтобы пуск классификатора осуществлялся лишь после подачи чистой воды в нижнюю опору.

Производительность спирального классификатора 01500 мм • 130—200 т/ч (по песку), влажность исходного продукта 15—18%, максимальная крупность 10 мм, угол наклона классификатора 18°. При увеличении угла наклона классификатора уменьшаются объем осадительной камеры и периметр слива, что приводит к увеличению скорости сливного потока и граничной крупности разделения. Ско­ рость вращения спирали 4,91; 6,62; 9,9 об/мин. Шаг спирали 750 мм. Мощность электродвигателя главного привода 10; 12,5; 14 кет.

Классификаторы многокамерные. К ним относится автомати­ ческая гидроклассификационная установка С-882 производитель­ ностью 50 т/ч, разработанная ВНИИСтройдормашем и предназна­ ченная для получения высококачественных строительных песков требуемого зернового состава. Установка производит три техноло­ гические операции: разделяет исходный песок на четыре фракции и удаляет в слив илистые и глинистые частицы, смешивает получен­ ные фракции в требуемых пропорциях и обезвоживает готовый про­ дукт до состояния, пригодного для транспортирования.

Рис. 1-42. Автоматическая гидроклассификационная установка С-882 (многока­ мерный классификатор)

§ 3. Оборудование для гидроклассификации и промывки 85

Аппаратом для разделения песка на фракции служит четырехкамерный гидроклассификатор, представляющий собой прямоуголь­ ное корыто, разделенное перегородками на четыре камеры. В верхней части камеры соединены с направляющим желобом пирамидального сечения, расширяющимся к разгрузочному конусу (рис. 1-42).

Песок карьерной влажности поступает в приемное устройство (пульпообразователь) гидроклассификатора, куда подается также

регулировать.

Песок из камер разгружается автоматически при заданной плот­ ности пульпы. Для измерения плотности пульпы в каждой классифи­ кационной камере установлена гидростатическая трубка (рис. 1-43) с датчиками уровня. Внутри гидростатической трубки находится вода с плавающим на ее поверхности поплавком. По мере накапли­ вания взвешенных частиц в камере плотность пульпы увеличивается и вследствие этого поднимается уровень воды в гидростатической трубке (гидростатическая трубка с камерой работают по принципу сообщающихся сосудов). Как только поплавок достигнет уровня верхнего датчика, через систему реле подается сигнал и открывается клапан разгрузочного отверстия классификационной камеры. По мере разгрузки плотность пульпы, в камере уменьшается, уровень воды снижается и поплавок опускается. При прохождении поплавка через нижний датчик система автоматического управления дает

86 Глава 4. Оборудование для сортировки и очистки

команду на закрытие разгрузочного отверстия. Затем начинается новый цикл работы камеры. В качестве датчиков на гидростатиче­ ской трубке установлены бесконтактные конечные выключатели типа КВД-25, собранные на полупроводниках. Датчики на трубках присоединены к блоку питания прибора Д-3, управляющего испол­ нительными механизмами узла разгрузки гидроклассификатора.

Меняя расстояние между верхним и нижним датчиком и распо­ ложение их по высоте трубки, можно изменять продолжительность цикла работы камеры, время разгрузки и плотность разгружаемой пульпы.

Каждая камера (см. рис. 1-42) работает в заданном режиме. Крупность фракции при этом определяется количеством чистой воды, подаваемой на классификацию; положение датчиков влияет на плотность разгружаемой пульпы и время разгрузки, а время цикла работы камеры зависит от процентного содержания ее в исходном материале. Излишки воды вместе с частицами песка, размер которых меньше размера граничного зерна последней камеры, переливаются через боковые проемы и задний борт направляющего лотка класси­ фикатора, а затем через сливные карманы отводятся из классифи­ катора.

Принятая система разгрузки камеры автоматически поддержи­ вает установленный режим разделения на фракции, независимо от изменения начальных условий процесса классификации (произво­ дительности, консистенции и зернового состава поступающей пуль­ пы). Таким образом, автоматическая система разгрузки камер обеспечивает выдачу четырех фракций песка с постоянной обвод­ ненностью и определенным зерновым составом. Это в свою очередь дает возможность для составления шихтованной смеси применить объемное дозирование фракций непосредственно после классифика­ ции. Для составления требуемой смеси песка из полученных фракций под классификатором устанавливается шихтующее устройство, состоящее из двух рядов работающих поочередно дозировочных бункеров, распределительных механизмов и смесительной ем­ кости.

В каждый бункер работающего ряда направляется фракция с определенным граничным зерном и постоянной для всех фракций обводненностью. На внешних вертикальных стенках бункеров по высоте имеется несколько отверстий для установки датчиков уро­ вня, фиксирующих объем собираемого продукта. Датчики на бун­ керах устанавливают таким образом, чтобы обеспечить пропорцио­ нальность объемов дозируемых' гидросмесей заданным соотношением соответствующих фракций в требуемой шихте. Из камер гидроклас­ сификатора отдельные фракции песка распределительными меха­ низмами направляются в соответствующий дозировочный бункер ра­ ботающего ряда. В качестве уравномера в дозировочных бункерах использованы электронные сигнализаторы типа МЭСУ-1М. Испол-

§ 4. Оборудование для воздушной сепарации 87

нительные механизмы шихтующего устройства сблокированы между собой и работают автоматически следующим образом.

При наполнении одного из бункеров до фиксируемого датчиком уровня через релейную систему подается сигнал на соответствующий распределительный механизм, который автоматически переводит поворотную воронку в среднее положение и затем направляет из­ лишки данной фракции по желобу между дозировочными бункерами в спиральный классификатор для обезвоживания. При наполнении пульпой следующего бункера до заданного уровня его поворотная воронка также занимает среднее положение. После наполнения по­ следнего бункера работающего ряда, независимо от очередности их наполнения, распределительные механизмы всех камер переводят воронки в рабочее положение — на заполнение второго ряда дози­ ровочных бункеров. Начинается новый цикл. Одновременно откры­ ваются клапаны выпускных отверстий наполненных бункеров и гидропесчаная смесь поступает в смесительную емкость, где пере­ мешивается и равномерно направляется в другой спиральный клас­ сификатор для обезвоживания готовой шихтованной смеси. Время нахождения затворов бункеров в открытом положении определяется настройкой реле времени. (Время выдержки реле устанавливается опытным путем.)

Весь процесс обогащения песка на установке автоматизирован. На пульте управления имеется мнемоническая схема с сигнальными лампочками, по которой можно контролировать весь процесс обога­ щения песка на установке. Автоматическое управление предусматри­ вает необходимую блокировку механизмов при нарушениях про­ цесса.

Кроме автоматического режима работы узлов установки преду­ смотрено также дистанционное управление, при котором имеется возможность каждый исполнительный механизм установить в любое рабочее положение независимо от положения других узлов.

Установка выдает два готовых продукта: песок заданного зерно­ вого состава и мокрый песок произвольного зернового состава (излишки по фракциям).

§ 4. Оборудование для воздушной сепарации

Воздушную сортировку (сепарацию) применяют главным обра­ зом для разделения на фракции тонкоразмолотых материалов круп­ ностью менее 80—100 мк, когда использование вибрационных грохо­ тов нецелесообразно вследствие их малой производительности и быстрого износа тонких сит. Воздушная сортировка (сепарация) основана на том, что крупные частицы сортируемого материала, находящиеся в потоке воздуха, под влиянием сил (гравитационных, центробежных, инерции, трения) осаждаются, а мелкие (тонкая фракция) уносятся воздушным потоком.

88 Глава 4. Оборудование для сортировки и очистки

Воздушная сортировка нашла широкое применение в помольных установках, работающих по замкнутому циклу, при помоле цемент­ ного клинкера, гипса, извести, сухой глины и других материалов. Использование в помольных установках горячего воздуха или газа позволяет совместить процессы сушки и помола материалов в одном агрегате. При этом нагретый воздух (газ) выполняет функции транс­ портирующего и сушильного агента. Применение воздушных сепа­

Поступая во внутренний корпус 3, более крупные частицы вслед­ ствие падения скорости и трения о стенки выпадают из потока и по патрубку 7 также направляются на домол.

Воздушный поток с тонкими частицами материала со скоростью

с вентилируемыми мельницами, а также в мельницах небольшой производительности. Эти сепараторы характеризуются повышенным расходом энергии, затрачиваемой на пневматическое транспортиро­ вание материала из мельницы в сепаратор. В циркуляционных сепа­ раторах исходный материал обычно подается в сепаратор механи­ ческим транспортом (например, элеватором).

Циркуляционные сепараторы в отличие от проходных работают с замкнутой циркуляцией воздуха, и пылевоздушная смесь образу­ ется в самом сепараторе.

По методу разделения частиц эти сепараторы можно условно разделить на две группы.

К первой группе относят аппараты, в которых разделение мате­ риала происходит под действием центробежной силы, направлен­ ной перпендикулярно или под углом к направлению движения потока. Такие сепараторы называют поперечнопоточными.

Вторую группу образуют противопоточныесепараторы, в которых материал разделяется под действием центробежной силы, направлен­ ной навстречу радиальной составляющей движения потока.

Критерии для качественной оценки любого сепаратора следую­ щие: ;

1) воздушный поток в своем сечении должен иметь одинаковые скорости;

2)силы, действующие на каждую частицу, должны находиться

вразличной функциональной зависимости от ее размера и иметь противоположное направление;

3) для частиц определенной величины (граничного размера) в зоне разделения необходимо устанавливать динамическое равно­ весие; частицы других размеров должны выноситься из зоны разде­ ления в различных направлениях: меньшие в одну сторону, боль­ шие — в другую;

4) величины действующих сил для частиц любого размера должны регулироваться в широких пределах.

Наиболее полно этим условиям удовлетворяют сепараторы вто­ рой группы. Следовательно, принципиальная схема противопоточных сепараторов более совершенна.

Рассмотрим принцип действия противопоточного циркуляцион­ ного сепаратора (рис. 1-45). Сепаратор приводится в движение элект­ родвигателем /, на валу которого закреплены вентилятор 2, верхняя крыльчатка 3, разбрасывающий диск 4 и нижняя крыльчатка 5. Материал по загрузочным воронкам 6 поступает на вращающийся диск 4 и под действием центробежной силы веером сбрасывается с него. Происходит первый отбор крупных частиц, которые выпадают вниз или, долетая до стенки, сползают по ней в разгрузочный бункер 7 и по воронке 8 возвращаются на домол. Создаваемый венти­ лятором 2 воздушный поток увлекает более мелкие частицы в основ-