ВИБРАЦИОННЫЙ ГРОХОТ Российский патент 1995 года по МПК B07B1/06 B07B1/08 B07B1/40 

Изобретение относится к устройствам для разделения и сортировки твердых материалов путем грохочения, а именно к конусным вибрационным грохотам, и может быть использовано в металлургической, горнорудной, угольной, строительной и других отраслях промышленности.

Известен вибрационный классификатор, включающий просеивающую поверхность, содержащую внутреннее и внешнее кольца, между которыми установлены веерообразно расположенные элементы, имеющие по длине постоянное сечение, и вибратор [1]
Недостатком известного грохота является его невысокая эффективность из-за возможности заклинивания перерабатываемого материала по краям просеивающей поверхности, так как максимальное значение амплитуды колебаний находится в средней части просеивающей поверхности, а по краям оно равно нулю.

Наиболее близким к предлагаемому является вибрационный классификатор, включающий просеивающую поверхность, содержащую внутреннее и внешнее кольца, между которыми установлены веерообразно расположенные элементы, имеющие по длине постоянное сечение, при этом элементы выполнены в виде Г-образных стержней, одни из которых закреплены на внутреннем кольце, а другие на внешнем, а просеивающая поверхность имеет форму диска [2]
В рассматриваемой конструкции грохота эффективность процесса повышается за счет дополнительного колебания Г-образных стержней относительно основания конструкции, а также относительно друг друга во взаимно противоположных радиальных направлениях.

Однако известная конструкция недостаточно надежна, возможности повышения эффективности процесса использованы не полностью, а технологические возможности ограничены.

Перечисленные выше недостатки обусловлены следующими причинами, вытекающими из конструктивных особенностей.

Во-первых, Г-образные стержни, образующие просеивающую поверхность и консольно закрепленные одни на внутреннем кольце основания, а другие на внешнем кольце, в процессе эксплуатации воспринимают знакопеременные динамические нагрузки и соответствующие им изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Следовательно, к естественным абразивным износам добавляются усталостные износы. Наиболее уязвимым сечением стержней с точки зрения усталостных износов является сечение в месте крепления стержня к кольцу, так как при любой нагрузке плечо приложения сил будет максимальным. В результате этих воздействий и износов долговечность и безотказность конструкции будет ограничена. В соответствии с ГОСТ 22851-77 перечисленные показатели являются составными элементами показателя надежность, следовательно, и последний не находится на должном уровне.

Во-вторых, изменение характера амплитуды колебаний просеивающей поверхности, слагающееся из суммы взаимных колебаний отдельных стержней, консольная часть которых взаимно противоположна, и общих колебаний основания, не соответствует известной общей закономерности изменения характера эффективности грохочения по мере продвижения перерабатываемого материала по просеивающей поверхности. В рассматриваемой конструкции амплитуда колебаний максимальна по краям просеивающей поверхности. Вместе с тем известно, что прохождение трудных зерен при грохочении начинается только со средней части просеивающей поверхности (С.Е. Андреев. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М. 1961, с.38-41). Этим ограничиваются возможности повышения эффективности процесса грохочения.

Горизонтальное расположение просеивающей поверхности не позволяет влиять на изменение эффективности грохочения за счет изменения углов наклона и пути прохождения материала. Эти же факторы ограничивают технологические возможности использования устройства для переработки материалов с другими техническими показателями (крупность, влажность, угол естественного откоса).

Цель изобретения повышение надежности, эффективности и расширение технологических возможностей.

Цель достигается тем, что в вибрационном грохоте, содержащем просеивающую поверхность, образованную элементами, закрепленными на внутреннем и внешнем кольцах основания, и вибратор, каждый элемент просеивающей поверхности выполнен в виде гибкого колосника, установленного тангенциально относительно внутреннего кольца основания и под углом к плоскости внешнего кольца, при этом крепление гибкого колосника на последнем осуществлено через амортизатор и промежуточное кольцо, закрепленное с возможностью смещения относительно внешнего кольца в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

В качестве гибкого колосника использован стальной трос, футерованный износостойким полимерным материалом.

Угол наклона между гибким колосником и плоскостью внешнего кольца основания равен углу естественного откоса перерабатываемого материала.

Выполнение каждого элемента просевающей поверхности в виде гибкого колосника стального троса, футерованного износостойким полимерным материалом, и крепление его к внешнему кольцу основания через амортизатор обеспечивает повышение надежности конструкции и эффективности процесса грохочения, а также расширение технологических возможностей использования устройства.

Крепление гибкого колосника на внешнем кольце основания через амортизатор обеспечивает снижение динамических нагрузок, так как последние будут демпфироваться. Эта степень защиты от усталостных износов в сочетании с футеровкой поверхности износостойким полимерным материалом существенно повлияет на долговечность и безотказность, а следовательно и надежность элементов конструкции грохота.

Изменение характера крепления элементов просеивающей поверхности гибких колосников и использование в креплении амортизаторов на внешнем кольце основания обеспечивает изменение характеристики амплитуды колебания просеивающей поверхности. При упомянутой выше схеме крепления максимальные значения амплитуды будут в средней части просеивающей поверхности, минимальными в начале (у внутреннего кольца основания) и оптимальными (при этом изменяемыми) у внешнего кольца основания. При этом характер изменения амплитуды колебаний по длине просеивающей поверхности будет соответствовать общему характеру изменения эффективности процесса грохочения материала по мере его продвижения по просеивающей поверхности. За счет этого достигается повышение эффективности процесса грохочения.

Наличие амортизатора в элементе крепления гибкого колосника обеспечивает не только снижение динамических нагрузок, но и возможность изменения его предварительного натяжения, а, следовательно, изменения показателей амплитуды колебаний просеивающей поверхности. В итоге расширяется диапазон использования устройства для переработки материалов с различными техническими характеристиками.

Установка гибких колосников тангенциально относительно внутреннего кольца основания и под углом к плоскости внешнего кольца основания, равным углу естественного откоса перерабатываемого материала, также способствует повышению эффективности процесса грохочения.

При тангенциальной установке гибких колосников путь, проходимый перерабатываемым материалом вдоль щелей между колосниками, изменяется в сторону увеличения. Но при прочих равных условиях величине пути движения материала по просеивающей поверхности или увеличение времени грохочения способствует повышению эффективности грохочения.

Установка гибких колосников под углом к плоскости внешнего кольца в сочетании с тангенциальной установкой относительно внутреннего кольца расширяет диапазон гармоник колебаний просеивающей поверхности. В этом случае к сумме колебаний от вибратора и гибкого тросов добавляются колебания от горизонтальных и вертикальных составляющих сил гравитации, возникающих при перемещении частиц материала вдоль щелей просеивающей поверхности. При этом за счет горизонтальной составляющей Р_г возникают дополнительные колебания в горизонтальной плоскости, а за счет вертикальной составляющей Р_в в вертикальной плоскости. Дополнительный спектр колебаний способствует повышению эффективности процесса грохочения.

Согласование угла наклона гибких колосников относительно плоскости внешнего кольца основания и угла естественного откоса перерабатываемого материала обеспечивает поддержание оптимальных показателей эффективности и производительности, которые взаимосвязаны и зависят от скорости (при прочих равных условиях) движения частиц по просеивающей поверхности.

Крепление каждого гибкого колосника на внешнем кольце основания не только через амортизатор, но и через промежуточное кольцо, закрепленное с возможностью смещения относительно внешнего кольца в вертикальной и горизонтальной плоскостях, обеспечивает расширение технологических возможностей устройства.

В процессе эксплуатации необходимость в изменении параметров грохота (углов наклона, ширины щелей, амплитуды и частоты колебаний) возникает при изменении технических показателей перерабатываемого материала или при неизменных показателях материала в случае необходимости изменения режима грохочения.

В предлагаемом устройстве изменение параметров достигается за счет смещения промежуточного кольца относительно внешнего кольца основания в горизонтальной или вертикальной (или одновременно в обеих) плоскостях. Это смещение обеспечит изменение ширины щели, углов установки гибких колосников относительно внутреннего (тангенциальный угол) и внешнего (угол наклона) колец основания. При соответствующем изменении предварительного натяжения амортизатора изменится и характеристика колебаний без изменения режима колебаний вибратора.

Таким образом наличие промежуточного кольца в креплении гибких колосников в сочетании с амортизатором позволяет управлять процессом распределения мелких и крупных частиц материала по длине просеивающей поверхности и осуществлять ускоренный отбор крупных частиц, что способствует повышению эффективности процесса грохочения. Изменение углов с одновременным изменением ширины щели и степени предварительного натяжения амортизаторов изменяет спектр колебаний просеивающей поверхности, что положительно влияет на процесс прохождения трудных частиц материала и также способствует повышению эффективности грохочения.

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом показывает, что заявляемый вибрационный грохот отличается элементами просеивающей поверхности, углами их установки относительно внутреннего и внешнего кольца основания, креплением на последнем, обеспечивающим изменение указанных выше углов.

Кроме того просеивающие элементы отличаются степенью защиты от износов, а угол их наклона относительно плоскости внешнего кольца согласован с углом естественного откоса перерабатываемого материала.

Таким образом заявляемый вибрационный грохот соответствует критерию изобретения "Новизна".

Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениям в данной области техники (а.с. СССР N 674803, 845875, 858949, 963574, 1251965, 1326342) не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, что дает основание сделать вывод о его соответствии критерию изобретения "Существенные отличия".

На фиг. 1 изображен вибрационный грохот; на фиг. 2 то же, вид в плане.

Вибрационный грохот содержит просеивающую поверхность, образованную гибкими колосниками 1, закрепленными тангенциально к внутреннему кольцу 2 основания и под углом к плоскости внешнего кольца 3 основания. При этом крепление к кольцу 3 осуществлено через амортизатор 4 и промежуточное кольцо 5, закрепленное на кольце 3 с возможностью перемещения относительно последнего в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Вибровозбуждение грохот получает от вибратора 6, закрепленного на основании. Гибкие колосники 1 выполнены из стального троса, покрытого износостойким полимерным материалом. Загрузка перерабатываемого материала осуществляется через полый цилиндр 7.

Вибрационный грохот работает следующим образом.

Под действием колебаний, создаваемых вибратором 6, материал через кольцевую щель, образуемую цилиндром 7 и ступицей кольцом 2, подается на просеивающую поверхность, образованную гибкими колосниками 1, и разделяется на фракции при движении вдоль щелей между ними. Вначале выделяются более мелкие фракции, а по мере увеличения щелей между колосниками более крупные. Под действием гравитационных сил гибкие колосники, закрепленные на внешнем кольце 3 посредством амортизатора 4, получают дополнительные колебания в горизонтальной и вертикальной плоскостях, этому способствует и тангенциальное положение колосников 1 относительно внутреннего кольца 2 основания. При изменении технической характеристики перерабатываемого материала за счет смещения промежуточного кольца 5 относительно кольца 3 основания изменяются углы установки колосников 1, а за счет изменения предварительного натяжения амортизатора 4 изменяется характеристика колебаний системы.

Наличие амортизаторов в креплении колосников и их покрытие износостойким полимерным материалом обеспечивает снижение износов, а следовательно и повышение надежности. Установка колосников 1 под углом к внутреннему и внешнему кольцам основания интенсифицирует процесс колебаний и на этой основе повышает эффективность процесса грохочения. Наличие промежуточного кольца в креплении колосников обеспечивает изменение параметров просеивающей поверхности и на этой основе позволяет расширить технологические возможности использования грохота.

По сравнению с прототипом предлагаемый вибрационный грохот обеспечивает повышение надежности элементов конструкции и эффективности процесса грохочения, а также расширение технологических возможностей его использования за счет применения гибких колосников, установленных тангенциально к внутреннему кольцу основания и под углом к плоскости внешнего кольца. При этом крепление колосников на последнем осуществлено через амортизатор и промежуточное кольцо, позволяющее изменять величину ранее упомянутых углов.

Использование: разделение и сортировка сыпучих материалов путем грохочения в металлургической, горнорудной, угольной, строительной промышленности. Сущность изобретения: элементы просеивающей поверхности выполнены в виде гибких колосников, установленных тангенциально относительно внутреннего кольца основания и под углом к плоскости внешнего кольца. Крепление колосников на последнем осуществлено через амортизатор и промежуточное кольцо. Оно закреплено с возможностью смещения относительно внешнего кольца в вертикальной и горизонтальной плоскотях. Колосники выполнены в виде стального троса, футерованного износостойким полимерным материалом. Угол наклона между колосником и плоскостью внешнего кольца основания равен углу естественного откоса перерабатываемого материала. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. ВИБРАЦИОННЫЙ ГРОХОТ, содержащий просеивающую поверхность, образованную элементами, закрепленными на внутреннем и внешнем кольцах основания, и вибратор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, эффективности и расширения технологических возможностей, каждый элемент просеивающей поверхности выполнен в виде гибкого колосника, установленного тангенциально относительно внутреннего кольца основания и под углом к плоскости внешнего кольца, при этом крепление гибкого колосника на последнем осуществлено через амортизатор и промежуточное кольцо, закрепленное с возможностью смещения относительно внешнего кольца в вертикальной и горизонтальной плоскостях. 2. Грохот по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гибкого колосника использован стальной трос, футерованный износостойким полимерным материалом. 3. Грохот по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что угол наклона между гибким колосником и плоскостью внешнего кольца основания равен углу естественного откоса перерабатываемого материала.