книги из ГПНТБ / Роторные дробилки исследование, конструирование, расчет и эксплуатация

2)площадь сечения потока материала равна суммарной пло­ щади сечений отдельных кусков, составляющих единичный пор­ ционный выброс ротора;

3)гранулометрический состав получаемого продукта представ­ лен средневзвешенным куском;

4)щебень, получаемый при работе роторных дробилок, со­ стоит преимущественно из зерен кубообразной формы. Модель зерна определяется следующими размерами сторон (см. § 1, гл. I):

длина l,5d, ширина cl, толщина 0,65d, объем куска 0,5d3\

5) площадь основания падающего куска определяется из усло­ вия равной вероятности падения его одной стороной (из трех

Схема расчета площади сечения потока материала. Произво­ дительность роторной дробилки, соответствующая порционному выбросу в кг,

Q , _ Qap • юоо

~ ~ z-3600 ’

оі)

где QAp — производительность дробилки в т/ч; п — число оборотов ротора в минуту; z — условное число бил ротора.

Средневзвешенный размер куска в мм, представляющий собой средний поперечный размер продукта данного гранулометриче­ ского состава, определяется формулой (1.6).

Число средневзвешенных кусков, составляющих порционный выброс,

После обычных сокращений и преобразований получим сле­ дующую расчетную формулу FM в м2:

Известно, что раздробленные куски выбрасываются с неодина­ ковой скоростью. Поэтому для определения площади сечения по­ тока материала необходимо ввести в формулу (10.11) поправоч­ ный коэффициент /г„, отражающий неравномерность потока. Анализ имеющихся данных показал, что для практических расче­ тов величина поправочного коэффициента может быть принята равной 0,35.

4. КОНСТРУКЦИЯ АСПИРИРУЕМОГО УКРЫТИЯ

Воздушный поток, нагнетаемый роторной дробилкой в укры­ тие, по условиям обеспыливания должен быть «поглощен» пото­ ком аспирационного воздуха. В укрытии, следовательно, создается система струя—отсос, которая действует в полузамкнутом про­ странстве.

Исследования взаимодействия таких потоков показывают, что надежное «поглощение», или обеспыливание, не достигается при объеме аспирации, равном объему поступающего воздуха. Это детально отразил, например, А. С. Серенко с соавторами при изучении вопросов обеспыливания желобов н течек при падении по ним дробленых материалов. Авторы исследовали затухание влияния эжекцнн воздуха по мере усиления аспирационного

пересыпки материала, а ѵк— скорость воздуха от эжектирующего действия материала, авторы пришли к выводу, что эжектирующее действие материалов, движущихся по трубам, следует всегда учи­ тывать при V sg (1,4-:-1,6) ѵк. При этом в аспирируемых укрытиях возможны изменения установленных разрежений, уменьшение их и даже образование избыточных давлений. При условии ѵ = = (l,4-f-1,6) ѵк эжектирующпе свойства материалов не влияют на установленный режим разрежений в укрытиях.

Очевидно, аналогичная закономерность возникнет и в случае, если рассматривать струю воздуха, нагнетаемую в аспирируемое укрытие, так как существо взаимодействия системы струя—отсос не изменится. Применительно к практическим вопросам аспирации роторных дробилок результаты данной экспериментальной работы приобретают совершенно конкретный смысл: для обеспыливания необходимо, чтобы количество аспирационного воздуха минимум в 1,4 раза превышало количество воздуха, нагнетаемого дробил­ ками на рабочем ходу. При этом возмущающее действие нагне­ таемых потоков на режим работы местного отсоса не проявляется и обеспечивается надежное обеспыливание. Данное положение должно быть отражено в методике расчета аспирации роторных дробилок в виде коэффициента, равного 1,4.

Расход воздуха, 'достаточный для обеспыливания дробилки, зависит, помимо прочего, от типа аспирируемого укрытия. Во всех

конструкциях укрытий, применяемых в дробильных цехах, часть аспирационного воздуха расходуется на подсосы через неплотности, в результате чего предупреждается распространение пыли в окружающее пространство. Однако нагнетание роторной дробилкой в укрытие мощного потока воздуха приводит к зна­ чительному расходу аспирационного воздуха и к очень большим подсосам при аспирации. При испытании типового укрытия с оди­ нарными стенками (рис. 148), примененного на Товарковской дробильно-сортировочной фабрике для аспирации однороторной дробилки модели С-643, было установлено, что подсосы состав­ ляли более 40% производительности отсоса. Обеспыливание в та­ ких условиях может быть достигнуто лишь путем значительного

Рис. 148. Схема конвейерного укрытия, используемого для аспи­ рации дробилки модели С-643:

У — течка; 2 — корпус укрытия; 3 — аспирационный отсос; 4 — уплотнительный клапан; 5 — крышка смотрового люка

увеличения потребного количества воздуха, что для роторных дробилок нельзя признать рациональным.

Более совершенно укрытие типа СИОТ с двойными стенками и с вентилируемыми боковыми камерами, разработанное Свердлов­ ским институтом охраны труда. В сочетании с обводными венти­ ляционными каналами оно рекомендуется для аспирации, напри­ мер, молотковых дробилок (рис. 149).

На рис. 150 показана схема укрытия, предложенная Всесоюз­ ным научно-исследовательским институтом нерудных строитель­ ных материалов и гидромеханизации. Это укрытие объемного типа. Внутри встроены полки — гасители скорости материала и воздушного потока. Пыль отсасывается через вентиляционные окна по двум боковым воздухопроводам. Размеры укрытия, испытанного на Таллинском комбинате нерудных материалов и предназначенного для аспирации роторной дробилки модели С-643, следующие: высота 1250 мм, длина 2800 мм, ширина 1235 мм.

случае существенно.

Рис. 150. Схема укрытия конструкции ВННИНеруд:

/ — корпус; 2 — воздухопровод; 3 — вентиляционное окно; 4 — дополнительны» отсос; 5 — уплотнительный клапан

Направляющая плита может поворачиваться на оси. Нормаль­ ная работа устройства протекает при неподвижном положении плиты. Для этого расстояние от нижнего края плиты до ленты конвейера оставляется таким, чтобы обеспечивался свободный

пропуск материала без соприкосновения с плитой (это простран­ ство закрыто клапаном из мягкой прорезиненной ленты). При внезапном увеличении производительности дробилки, когда вы­ сота слоя материала превысит установленный зазор, плита по­ вернется в сторону движения конвейерной ленты, и материал

t

Рис. 151. Схема укрытия конструкции института гигиены

большая сторона равна ширине укрытия. Верхняя стенка укрытия имеет скос в сторону' местного отсоса под тем же углом наклона, что и направляющая плита, и вместе с направляющей плитой образует канал для плавного поворота потока.

Таким образом, направляющее устройство в укрытии откло­ няет пылевоздушный поток в сторону местного отссса, формирует поток аспирационного воздуха в наиболее целесообразном на­

ствляется ввод в местный отсос всего нерасчлененного пылевоздуш­ ного потока, что весьма важно с точки зрения полноты отвода пыли, так как интенсивность образования пыли при работе ро­ торных дробилок чрезвычайно велика.

За исходный параметр для конструктивной разработки эле­ ментов укрытия может быть принята высота слоя материала на конвейерной ленте; это позволит уменьшить вертикальный размер укрытия и приблизить спектр всасывания к материалу, обеспе­ чивая более надежное его обеспыливание.

Отвод пыли из укрытия осуществляется одинарным или сдво­ енным отсосом в зависимости от потребного количества аспира­ ционного воздуха.

Предварительные испытания укрытия на Товарковской дро­ бильно-сортировочной фабрике при аспирации роторной дро­ билки модели С-643 показали, что при расходе воздуха 5420 м3/ч остаточная концентрация пыли в воздухе составляла на выходе материала из укрытия 12,2 мг/м3, сбоку от укрытия на расстоянии 0,5—1,0 м 16,0—9,3 мг/м3, на рабочей площадке машиниста в зоне дыхания 10,1 мг/м3 (средние показатели).

Как известно, подсосы воздуха в укрытии определяют по фор­ мулам, в которых за основные расчетные величины приняты пло­ щадь неплотностей и необходимое разрежение или скорость воз­

укрытия в м/с в зависимости от типа аспирируемого оборудова­ ния; ѵк — скорость материала при входе в укрытие в м/с.

Формулы разработаны и применимы для укрытий объемного типа, в которых путем увеличения емкости предусматривается вы­ равнивание давления на внутренние стенки. Использование этих формул применительно к рекомендуемой Институтом гигиены труда и профессиональных заболеваний АМН СССР конструкции укрытия затруднено тем, что укрытие представляет собой канал минимально необходимых размеров.

Лежащие в основе эффекта захвата и переноса пыли физи­ ко-механические закономерности в данном случае иные. Вырав­ нивание давления здесь не имеет определяющего значения и не может явиться основой для расчета величины подсосов; аналогич­

Поэтому для предлагаемой конструкции укрытия целесооб­ разно выразить величину подсосов в виде поправочного коэффи­ циента (коэффициента укрытия /гу), который является показателем кратности потребного количества аспирационного воздуха. Такой показатель хотя и не отражает аналитической зависимости под­ сосов от влияющих факторов, но вполне характеризует укрытие в целом, определяя степень его рациональности. В методе расчета принята величина ky — 1,15, т. е. объем подсосов составляет 15% аспирационного воздуха.

Вопрос создания совершенной конструкции укрытия для роторных дробилок еще нельзя считать окончательно решенным.

Величина коэффициента ky зависит от типа применяемого укрытия. Рекомендуется использовать укрытие непроходного типа конструкции Института гигиены труда и профессиональных

W№= 79,2 - 0,7- 585 • 0,115 (0,98 — 0,115) = 3220 м3/ч.

Рассчитываем количество воздуха, эжектируемого материалом, по формуле (10.9):

Г эж = 12-100 = 1200 м3/ч;

находим требуемое количество аспирационного воздуха с учетом величины подсосов в укрытии {ky = 1,15) по формуле (10.12):

№асп = 1,4 ■1,15 (3220 -f 1200) = 7100 м3/ч.

П р и м е р 6. Рассчитать количество аспирационного воздуха, необходимого для обеспыливания однороторной дробилки типа ДРС-10ХІ0, работающей с окружной скоростью ротора 50 м/с

ипроизводительностью 50 м3/ч. Число оборотов ротора в минуту

п— 955; Lp = 1,0 м; Dp = 1,0 м; /гб = 0,11 м.

Определяем производительность местного отсоса от укрытия разгрузочной течки:

по формуле (10.7) количество воздуха, нагнетаемого дробил­ кой в разгрузочное отверстие,

1Г/ВЫП= 47-1,0-955-0,11(1,0 — 0,11) = 4500 м3/ч;

количество воздуха, эжектируемого материалом ориентиро­ вочно [см. зависимость (10.9)1,

F SK = 12-50 = 600 М3/ч;

производительность местного отсоса с учетом величины подсо­ сов в укрытии (/еу = 1,15) согласно выражению (10.13)

W'acn = 1,4-1,115 (4500 + 600) = 8200 м3/ч.

Пронзізодитёльность местного отсоса от укрытия приёмного отверстия дробилки:

количество воздуха, нагнетаемого дробилкой в приемное от­ верстие [см. выражение (10.8) ],

Wnv = 27,5 -1,0 -955 -0, И (1,0 — 0,11) = 2600 м8/ч;

в соответствии с формулой (10.14) производительность местного отсоса с учетом подсосов в укрытии (ky = 1,15)

\Ѵасп = 1,4- 1,152600 = 4200 м3/ч.

Общее количество аспирационного воздуха, требуемое для обеспыливания однороторной дробилки типа ДРС-lOxlO при окружной скорости ротора 50 м/с и производительности 50 м3/ч,

lFacn = 8200 + 4200 = 12400 м3/ч.

6. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОДНОРОТОРНЫХ ДРОБИЛОК с УЧЕТОМ

САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Опыт аспирации роторных дробилок показал, что для обеспы­ ливания необходимы большие объемы воздуха, равные примерно трехкратной величине вентилирующей способности каждой дро­ билки. Вентилирующая способность дробилок разных моделей составляет 1450—12 100 м3/ч (табл. 28).

Поэтому меры борьбы с пылеобразованием должны быть направлены кроме рассмотренных в предыдущих параграфах также и на изменение конструкции самих дробилок в целях сни­ жения вентилирующей способности. Особенно важны такие реше­ ния для новых серий роторных дробилок, предназначенных для мелкого дробления, где пылеобразование особенно велико. Были проведены опыты, которые показали, что положительный резуль­ тат может быть достигнут путем конструктивных изменений от­ дельных узлов этих машин.

Определяющее значение в создании направленных воздушных потоков имеют такие конструктивные элементы внутри корпуса, которые соприкасаются с окружностью вращения ротора или находятся в зоне активной струи и представляют собой плоскости для растекания воздушных масс. Наблюдениями установлено, что растекающаяся по отражательной плите воздушная струя, хотя и сохраняет свое ядро, но под влиянием работы ротора быстро размывается с внешней стороны, отчего возникает интен­ сивное вихреобразование и часть струи направляется в сторону вращения ротора. Это, на­ пример, является причи­ ной уменьшения коэффи­ циента вентилирующей способности у дробилок типа ДРС-Юх 10, так как на вихреобразование за­ трачивается часть энергии и мощность потока нагне­ тания снижается. Очевид­ но, что используя данную особенность, можно до­ биться улучшения сани­ тарно-гигиенических по­ казателей.

На основании исследо­ ваний предложены кон­ кретные рекомендации по конструктивному усовер­ шенствованию одноротор­

ных дробилок. Рекомендации предусматривают усиление вихреобразовання и перераспределение гидравлических сопротивлений внутри корпуса. На рис. 153 изображена схема дробилки с отража­ тельными плитами, разработанная Всесоюзным научно-исследова­ тельским институтом строительного и дорожного машиностроения с учетом таких рекомендаций. Дробилка предназначена для сред­ него п мелкого дробления. Аэродинамическая характеристика дробилки улучшила ее без ущерба для технологических и эксплуа­ тационных показателей.

В рабочей зоне дробилки установлены дополнительные пере­ городки между второй и третьей отражательными плитами, т. е. созданы обособленные камеры дробления. Тем самым переведены в вихреобразное движение воздушные струи, свободно растекав­ шиеся по отражательным плитам в дробилках прежней конструк­ ции. Опыты на модели показали, что вентилирующая способность при этом снижается на 18%.

Узел примыкания приемного лотка к передней стенке корпуса дробилки изменен: увеличено расстояние между передней стенкой и окружностью вращения ротора примерно на двойную рабочую