СПОСОБ ОЧИСТКИ ХОЛОСТОЙ ВЕТВИ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА Российский патент 1994 года по МПК B65G45/00 

Изобретение используется в ленточных конвейерах, при очистке холостой ветви ленты, применяется при транспортировании влажных налипающих материалов.

Известно устройство для очистки ленты конвейера, располагающееся под холостой ветвью конвейера в виде патрубка с соплами - по всей ширине ленты, через которые подается вода к ленте для смыва с нее налипшего материала, а следом - патрубки с соплами, сжатый воздух из них удаляет смывную воду с ленты в приемник для шлама [1] .

Однако динамический напор струй жидкости из множества сопел не обеспечивает эффективного разрушения и отторжения адгезированных с лентой частиц материала и не отвечают суровым требованиям простоты: множество сопел, высокая вероятность их забивки частицами при эксплуатации, в связи с чем они не всегда применяются даже там, где вода участвует в технологическом процессе (обогатительные фабрики, имеющие шламовое хозяйство).

Также известно устройство, которому присуща еще большая сложность конструкции, наличие элементов гидравлической и механической очистки, постоянный безвозвратный расход реагента, низкая интенсивность процесса очистки вследствие недостаточного механического воздействия на слой адгезированного (прилипшего) материала [2] .

Наиболее близким является способ, реализованный в устройстве [3] , по которому осуществляют воздействие на поверхность ленты струями жидкости, истекающими под углом к ленте из ряда форсунок, и последующее удаление налипшего материала скребком. Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и износ ленты, возникающий в результате ее колебаний.

Целью изобретения является достижение эффективной очистки ленты конвейера от адгезированного с ней транспортируемого материала способами, не вызывающими износ ленты, средствами, имеющимися в наличии на фабриках, а также широко используемыми в других отраслях по другому назначению. Желательна также предельная простота способа, обеспечивающего эффективность очистки как с конструктивной точки зрения, так и его технологичности обслуживания и ремонта, учитывая специфические условия применения и уровень квалификации исполнителей, наличие используемых ресурсов, материалов и деталей, включая бывшие в употреблении и даже отработанные на этих же предприятиях по другому назначению.

Цель достигается концентрированным ударным воздействием кинетической энергии струй жидкости на очищенную поверхность огибающей разгрузочный барабан холостой ветви ленты конвейера, т. е. в месте наибольших изгибающих и растягивающих наружные слои ленты деформаций, где сцепление налипшего материала с лентой минимально, причем струи встречно - поперек хода ленты - направлены на сходящихся конических или коноидных насадках (сопел), разнесенных по ходу ленты на величину, исключающую их противодействие, при этом первоначальное соприкосновение с очищаемой поверхностью струй, направленных под углом к поверхности движущейся ленты тем ближе к ее середине (по ширине ленты), чем больше она загрязнена.

В предельном случае струи бьют (в противоположных направлениях) по ленте у ее середины, наиболее загрязненной и потому требующей наиболее концентрированного приложения энергии по ее очистке.

Установленный в нижней части разгрузочного барабана щит-экран канализует и снимает с ленты образовавшуюся пульпу в приемник шлама.

Прижимаемый к ленте следом за щитом-экраном скребок отжимает оставшуюся влагу. Поскольку скребок изготавливается из отходов лент, то трение влажной резины минимально, так как абразивные частицы отсутствуют а, следовательно, и износ ленты.

В качестве насадков используются пожарные стволы, широко применяемые и распространенные.

На фиг. 1 приведена схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2.

На фиг. 1 показаны разгрузочный барабан 1, огибаемый лентой 2, место установки пожарных стволов (насадков) 3 с коническими или коноидальными сходящимися соплами в нижней четверти разгрузочного барабана 1; отражающий щит-экран 4, касающийся ленты 2. Скребок 5, прижимаемый к ленте 2 для снятия с нее оставшейся жидкости, отклоняющий барабан 6.

На фиг. 2 показан угол атаки α очищаемой поверхности ленты струей из ствола и расстояние Y = - L между ударами встречных струй о поверхность ленты
Y = - L.

На фиг. 3 показана схема разнесения встречных струй Х по ходу ленты в зависимонсти от соотношения скорости ленты v_л и скорости струи v_с, а также расстояние Y = - L в зависимости от характера и степени загрязнения. При сильной степени загрязнения середины леты допускается уменьшение величины Y до L и увеличение угла α для повышения разрушающей способности струи Р= 1000 2 ϕ_o ˙ γ ˙ F ˙ H sin α кГ.

При α= 90^о разрушающая способность струи максимальна, но минимален радиус ее эффективного действия и наоборот: при α = 0^о максимален радиус действия струи и минимальна ее разрушающая способность.

Ударная мощь и расход жидкости осуществляются подбором соответствующего диаметра сопла пожарного ствола и напора жидкости Н, углом удара ( α ) струи в загрязненную поверхность ленты на наиболее деформированном (растянутом) ее участке, в значительной мере определяя эффективность очистки в совокупности с разнесением встречных струй Х (по ходу ленты) и расстоянием между соприкосновениями струй с лентой по ее ширине:
Y = - L.

Уменьшение угла α компенсируется варьированием в сторону повышения напора Н, ведущего к повышению скорости истечения v = , гдеϕ - скоростной коэффициент, равный 0,967, для конических сходящихся насадков; g - 9,81 м/с², Н - напор (м в. ст. ), что ведет как к увеличению дальности полета струи L= 0,104 v² sinα , где v - скорость струи м/с; α - угол наклона оси ствола (насадка) к горизонту в градусах, так и к увеличению ударной силы струи Р.

Р= 1000 2 ϕ_o ˙ γ ˙ Н sin α (кГ), где ϕ_o - коэффициент, учитывающий потери силы удара струи на преодоление сопротивления воздуха при его полете; ϕ_o= 0,95-1;
γ - величина единицы объема воды, т/м³;
F - площадь поперечного сечения сопла, м².

Для сопла с d= 19 мм, F= πr₂= 3,14·0,00952= 2,83528·10^-4 м², F= 2,83528·10^-4 м²;
α - угол между направлением струи и поверхностью ленты конвейера в град ) α -30^о),
Н - напор в м в. ст.

Струя воды наиболее эффективна на расстоянии L_эфф= 0,3L. При напоре Н= 20 м в. ст. v = = 0,967 ≈ 19,5 м/сек. Дальность струи при этой скорости и угле α = 30^о.

L= 0,104: v²·sin α= 0,104·19,15²·sin30^o= 0,104: 361·0,5= 18,772 м, но так как из-за сопротивления воздуха дальность полета струи Lg на 5-10% меньше теоретической, то
L_g= 18,772·0,95= 17,84 м.

Струя воды наиболее эффективна на расстоянии L_эфф= 0,3·18,772= 5,6316 м; L_эфф= 5,6 м и менее, где несущественны потери на сопротивление воздуха.

Ударная сила струи воды о поверхность ленты при угле α = 30^о между направлением струи и очищаемой поверхностью ленты, d= 19 мм, Р= 1000· 2 ·ϕ · γ · F ·H sinα ; P= 1000·2· 1· 1· 2,8352840^-4·20·sin30^o= 1000· 2· 1· 1·2,83529· 10^-4·20·0,5= 5,6705747 кг. Р ≈5,67 кг.

Если принять ϕ_o= 0,95, то Р= 5,67·0,95 ≈5,4 кг или
σ = 2 = ≈ 2 , т. е. сила удара струи на единицу площади в 1 см².

Из формулы следует, что силу удара струи можно варьировать изменением Н, F, α.

Нам удалось сбить адгезированный к ленте материал и при Н= 10 м в. ст. Чем выше напор, тем эффективнее результат, но целесообразнее достигать его при минимальных затратах, диктуемых транспортируемым материалом.

Так расход жидкости при напоре Н= 20 м в. ст. в зависимости от диаметра сопла был равен: при d= 14 мм Q= 2,88 л/с;
d= 19 мм Q= 5,31 л/с и т. д.

Расчет велся по формуле Q = , где μ = E ˙ ϕ - коэффициент расхода, учитывающий сжатие струи и вязкости;
ω - поперечное сечение отверстия сопла (насадка);
Е - коэффициент сжатия струи Е= 0,983;
ϕ- коэффициент скорости, равный 0,967.

При увеличении Н до 80 м в. ст. и тех же размерах сопел (14 и 19 мм) расход Q будет равен Q¹⁴= 5,766 л/с, Q₁₉= 10,620 л/с и т. д.

Соответственно изменится и ударная сила Р. При d= 14 мм, Н= 80 м в. ст. , Р= 12,31 кг
d= 19 мм, Н= 80 м в. ст. , Р= 22,67 кг.

Разность деформации между наружными и внутренними слоями ленты, огибающими разгрузочный барабан, подсчитывается по формуле
Δ = П ( D + σ ) - П D , где σ - толщина ленты, Д - диаметр барабана, где лента испытывает максимальные растягивающие напряжения от веса груза на ленте, веса собственно ленты и плюс растяжения от изгиба по дуге окружности барабана, в совокупности ослабляющие сцепление транспортируемого материала с поверхностью ленты.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ХОЛОСТОЙ ВЕТВИ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА, включающий воздействие на поверхность ленты высоконапорных струй жидкости, исходящих из последовательно расположенных вдоль конвейера форсунок, направленных под углом к очищаемой поверхности, с последующим удалением налипшего материала посредством скребка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения эксплуатационных затрат и снижения степени износа ленты, струи направлены перекрестно поперек ленты от ее кромок к ее оси, при этом по мере увеличения загрязненности сопла перемещают к оси ленты, причем воздействие высоконапорных струй производят ударным методом в зоне огибания лентой обводного барабана, ниже его горизонтальной оси.

Использование: в ленточных конвейерах, при очистке холостой ветви ленты, применяемых при транспортировании влажных, налипающих материалов. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхность ленты, в зоне огибания ее разгрузочного барабана, воздействуют скрещивающимися струями жидкости, направленными навстречу друг другу от кромок ленты к ее оси, изменяя при этом расстояние между соплами в зависимости от степени загрязнения ленты, после чего удаляют остатки налипшего материала скребком. 3 ил.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ХОЛОСТОЙ ВЕТВИ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА, включающий воздействие на поверхность ленты высоконапорных струй жидкости, исходящих из последовательно расположенных вдоль конвейера форсунок, направленных под углом к очищаемой поверхности, с последующим удалением налипшего материала посредством скребка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения эксплуатационных затрат и снижения степени износа ленты, струи направлены перекрестно поперек ленты от ее кромок к ее оси, при этом по мере увеличения загрязненности сопла перемещают к оси ленты, причем воздействие высоконапорных струй производят ударным методом в зоне огибания лентой обводного барабана, ниже его горизонтальной оси.