Способ грохочения и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК B07B1/40 

Изобретение относится к технике разделения сыпучих материалов по крупности и может быть использовано в горнорудной, строительной промышленностях и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение производительности грохочения при неизменных параметрах вибровозбуждения за счет интенсивной самоочистки просеивакщей поверхности.

На фиг.1 изображена схема колебаний элементов просеивающей поверхности; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - схема сил, приложенных к застрявшей в отверстии частице материала; на фиг.4 - устройство, реализующее предлагаемьй способ грохочения, продольный разрез; на фиг.5 - вид по стрелке Г на фиг.4; на фиг. 6 н 11 - то же, варианты исполнения; на фиг.7 - узел 1 .на фиг.6} на фиг.8 - разрез Ж-Ж на фиг.7 на фиг. 9 и 10 - разрез Е-Е на фиг.7; на фиг. 12 - узел III на фиг. 11; на фиг.13 - разрез 3-3 на фиг. 12, на фиг. 14 - вид по стрелке И на фиг.13; на фиг. 15 - узел II на фиг. 5; на фиг. 16, 18 и 19 - разрез D-D на фиг.5; на фиг. 17 - разрез К-К на фиг. 15; на фиг. 20 - расчетная схема колебаний стенок отверстий; а) выступа, б) перемычки5 на фиг. 21 - фрагмент цельного полотна в разрезе.

Способ грохочения осуществляют следуклцим образом.

Исходньй материал 1 (фиг.1) подают на рабочую плоскость Б просеийающей поверхности 2. Под воздействием поля вибрационных сил с вектором бынуждак) силы Р просеивающей поверхности 2 сообщают продольные (по оси ОХ) и поперечные (по оси OZ) колебания с частотой

Благодаря этим двухкомпонентным колебаниям элементы просеивающей поверхности 2 совершают поступательные перемещения с амплитудами а, и ал на ней происходит непрерьгеный процесс грохочения, включающий непосредственно разделение исходного материала на подрешетный и надрешетный продукты, а также виброперемещение (по оси ОХ).

Одновременно с продольными и поперечными колебаниями элементам просеивающей поверхности, образующим

стенки 3 просеивающих отверстий А, в отличие от прототипа сообщают дополнительные колебания, один из векторов перемещения а которых направляют параллельно плоскости Б просеивающей поверхности 2. Дополнительные колебания элементам могут сообщать как в плоскости просеивающей поверхности 2, так и под углом к ней. В

последнем случае аГу - проекция век- , тора перемещений на просеивающую поверхность. Поэтому при застревании в отверстиях 4 частиц материала (фиг.З) эти дополнительные поперечные колебания стенок 3 с амплитудой а и частотой О совпадают по направлению с силой N нормального давления. Известно, что в случае колебания опоры (стенки) по направлению нормали к

поверхности существенно снижается значение коэффициента трения f, что позволяет уменьшить силу трения F,,, в 3-5 раза, а в некоторых режимах более, чем в 10 раз.

Покажем, что fмeньшeниe Е,р улучшает самоочистку просеивающей поверхности. Для этого рассмотрим силы, действующие на застрявшую частицу (фиг.З). Кроме силы трения F-rp

на частицу действует сила Р инерции, а также сила Rj тяжести. Проекция результирующей этих сил на ось OZ равна

РИ - Pq

+ i-TPВерхние знаки соответствуют движению просеивающей поверхности вверх (фиг.36), нижние - движению вниз

(фиг. За). Результирующая Р является силой, обеспечивающей самоочистку просеивающей поверхности. В силу того, что в предлагаемом способе параметры вибровозбуждения не меняются (постоянны амплитуда и частота колебаний короба грохота), то сила Р остается постоянной. Сила R , зависящая от массы частицы и ускорения свободного падения, также постоянна. Поэтому при уменьшении силы , (в результате сообщения дополнительных колебаний) результирующая Р увеличивается, тем самым интенсифицируется самоочистка просеивающей

поверхности.

Предлагаемый способ грохочения сыпучего материала 1 может быть осуществлен с помощью устройства (фиг.4) содержащего просеивающую поверхност 2 со стенками 3 и отверстиями 4, ко роб 5, установленный на упругих опо рах 6, и вибровозбудитель 7. Просеи вающая поверхность 2 закреплена в опорах 8 с натяжением 20-30%. Просе вающая поверхность 2 выполнена из эластичного листа, толщиной S, например из резины, либо может быть выбрано из отдельных эластичных лен 9 (фиг.6). На боковой поверхности ленты выполнены призматические выступы 10, примыкающие к ленте больши ми основаниями afyfei.. Установленные друг к другу с зазором 6 и ориентированные выступами 10 в направлении движения материала, ленты образуют просеивающую поверхность с отверсти ми 4 . Элементы d и К смежных лент и грани тип выступов 10 являются стенками 3 отверстия 4 (просеивающе ячейки) . Пример 1. Устройство (фиг. 6-10) содержит просеивающую поверхность 2, набранную из лент 9, каждый выступ 10 которых на одном из участков по высоте h (например, на участке hj) выполнен в виде тела 11 асимметричного относительно плоскости I-I, перпендикулярной к боковой поверхности ленты 9 и проходящей через вертикальную ось , симметрии основания выступаЭ.5ь г . Благодаря та кому выполнению выступаего центр масс (Ц.М.) смещен относительно плос кости I-I на величину е (эксцентриси тет). Выступы всех лент одинаковыми боковыми гранями (стенками) п ориентированы к одной опоре 8. На фиг.9 и 10 показаны варианты исполнения выступов 10 в поперечном сечении на длине h,. Пример 2. В устройстве (фиг. 11-14) каждый выступ 10 лент 9 по всей высоте h выполнен в виде тела, асимметричного относительно плоскости I-I, перпендикулярной боковой поверхности ленты и проходящей через вертикальную ось 0,t -О, симметрии большего основания. Грани выступов 10, параллельные плоскоети просеивающей поверхности 2, выполнены в виде неравнобедренных трапеций: верхняя а(5сГ,а, со стороны на решетного продукта и нижняя tbbjZ со стороны подрешетного продукта. Выступы 10 одной ленты одинаковыми боковыми гранями (cтeнкa ш), напри624мер Р, ориентированы к одной опоре 8. Ленты по длине просеивающей поверхности могут быть смонтированы чередующимися участками, причем одинаковые боковые грани выступов смежных участков ориентированы в противоположные стороны. Так на участке длиной LJ выступы 10 наклонены к правой опоре 8, а на участке длиной L у левой. В этом примере асимметрия в конструкции выступа 10 достигается плавным изменением поперечного сечения, что дополнительно сообщает высокую долговечность просеивающей поверхности. Пример 3. Устройство (фиг.4, 5, 15 и 16) содержит просеивающую поверхность, выполненную из эластичного листа. Стенками 3 отверстия 4 являются грани продольных 12 и поперечных 13 перемычек. Продольная перемь чка 12 примыкает основанием к поперечной перемычке 13. Продольные перемычки каждого поперечного ряда отверстий выполнены различными, причем одни перемычки 12 на длине 1 или Ij выполнены в поперечном сечении в виде фигуры, центр 0 тяжести которой смещен на величину е (эксцентриситета) относительно плоскости I-I, проходящей через вертикальную ось Oj-Oi симметрии основания перемычки. Другие перемычки 12 выполнены в поперечном сечении в виде фигуры, симметричной относительно плоскости I-I . Несимметричная перемычка 12 на одном или нескольких участках по длине 1 может быть выполнена в виде сочетания двух фигур 14 и 15, одна из которых 15 - асимметрична относительно плоскости I-I (фиг.17). Каждая четная или нечетная перемычка 12 одного поперечного ряда отверстий по длине 1 или 1 может быть выполнена в виде неравнобедренной трапеции, причем трапеции по ширине В просеивающей поверхности ориентированы стенками П к одной опоре (фиг.16). При вибрационном воздействии на просеивающую поверхность только одна стенка отверстия 4 может смещаться на величину а, Поэтому размер д. . У . iiuiiujMy рс1амер 1. отверстия 4 может изменяться В преелах 1., ± а . Пример 4. Все продольные пеемычки 12 (фиг.18) просеивающей 1„ или 1, в поверхности на длине перечном сечении выполнены в виде со четания прямоугольника 14 и примыкающей к нему большим основанием неравнобедренной трапеции 15 (фиг.17), причем одинаковые стенки т перемычек обращены в одну сторону. Обе продоль ные стенки отверстия 4 при вибрационном воздействии на просеивающую поверхность могут совершать синфазные колебания, в результате чего раз мер ,( отверстия 4 будет постоянным. Этот вариант рекомендуется при жестких требованиях по содержанию малых фракций в подрешетном продукте. Пример 5. В устройства (фиг.19) любые смежные перемычки 12 одного поперечного ряда отверстий ориентированы одинаковыми стенками т навстречу друг к другу. Поэтому обе продольные стенки отверстия 4 мо гут смещаться в противоположных направлениях и размер 1, будет изменяться в пределах 1 ± 2-ау,Этот вариан рекомендуется при повышенных требованиях к замельчению надрешетного продукта. Устройство, реализующее предлагаемьм способ грохочения, работает следующим образом. Установленный на упругих опорах 6 короб 5 под действием генерируемой вибровозбудителем 7 силы Р совершает колебания с вынужденной частотой , амплитудой jd и угломер вибрации, Эти колебания передаются закрепленной на коробе 5 просеивающей поверхности 2, Продольная (по оси ОХ) и поперечная (по оси OZ) составляюш11е коле баний просеивающей поверхности соотобеспечивают непрерывный процесс гр хочения. При этом в центре масс каждого элемента сита (например, вы тупов 10 или перемычек 12) действую следующие силы: „U а-и) im COS Ы горизонтальнаясоставляющая си лы инерции; т-51пЫ- вертикальная со тавляющая силы инерции Р1 -mg - сила тяжести, где а - амплитуда колебаний; - частота колебаний; 12 по2m - масса выступа (перемычки), g 9,81 м-с - ускорение силы тяжести - угол вибрации. На фиг.20 приведены расчетные схемы выступа 10 (а) и перемычки 12 (б). Благодаря смещению центра масс выступа 10 (перемычки 12) относительно плоскости I-I изменяющаяся во времени сила Pj, вызывает двполнительные изгибные колебания с амплитудой а , тзепнчнна которой обусловлена значением эксцентриситета IE , а также изгибной жесткостью выступа 10 (перемычки 12). В результате этого по крайней мере одна из стенок 3 отверстия 4 (в отличие от прототипа) соверщает дополнительные колебания, вектор перемещения коорых Sy направлен параллельно просеивающей поверхности 2 (по нормали к поверхности стенки 3). Именно эти дополнительные поперечные колебания стенки 3 обусловливают снижение, коэффициента трения f между стенкой 3 и застрявшей в отверстии 4 частицей материала, что позволяет за счет уменьшения силы F. fN трения увеличить результирующую выталкивающую силу, действующую на частицу. Рассмотрим поперечное сечение просеивающей поверхности 2 с застрявшей в отверстии 4 частицей материала (фиг.3,а). Приложенные к центру масс частицы силы Ро тяжести и вертикальная составляющая силы Р инерции в первый полупериод стремятся протолкнуть частицу сквозь отверстие. Сила трения препятствует этому перемещению. Дополнительные поперечные колебания стенки 3 отверстия 4 уменьшают значение силы F, трения и, следовательно, увеличивают результирующую силу PJ, -Р - Рд + , которая проталкивает частицу вниз, что, в конечном итоге, обеспечивает интенсивную самоочистку просеивающей поверхности от застрявших в отверстиях труд-ных частиц. VSo второй полупериод колебаний дополнительные поперечные колебания стенки 3 отверстия 4 обусловливают увеличение результирующей выталкивающей вверх силы PZ РИ - РЯ + F В варианте устройства с выполнением граней выступов 10, параллельных плоскости просеивающей поверхности (фиг.11-14) в виде неравнобедренных трапеций, дополнительно обеспечивается высокая долговечность выступов лент за счет плавного изменения поперечного сечения выступа. Ориентирование одинаковых боковых граней выступов 10 ленты или несимметричной продольной перемычки 12 к одной опоре сообщает устройству дополнительное свойство - высокую точность классификации. Это связано с тем, что выступы 10 (стенки 3 отверстий 4) колеблются синфазно и поперечный размер просеивающего отверстия 4 не изменяется. В случае установки лент 9 по длине просеивающей поверхности чередующимися участками с различной ориентацией выступов (фиг.11), предлагаемое устройство дополнительно обе печивает более полное выделение подрещетного продукта, так как на просеивающей поверхности имеет место циркуляционное перемещение (по накло ну выступа) части материала от борта к борту, в результате чего увеличивается фактическая длина классификации. При этом траектория перемещения этой части материала на просеивающей поверхности .представляет ломанную линию. При выполнении просеивающей поверхности из листа (фиг. 5, 15-19) с несимметричными перемычками 12 , выполненными в виде неравнобедренных трапеций в поперечном сечении, ориентированных одинаковыми гранями в одну сторону, предлагаемое устройство дополнительно обеспечивает минимальное закрупнение подрешетного продукта и высокую несущую способность просеивающей поверхности,обусловленные двухсторонним закреплением стенок отверстий (фиг. 20 б). В варианте вьтолнения перемычки в виде сочетания прямоугольника 14 и примыкающей к нему большим основанием неравнобедренной трапеции 15 (фиг. 17 и 18) предлагаемое устройство дополнительно обеспечивает стабильную точность рассева при износе просеивающей поверхности на величину Si. В варианте с ориентированием перемычек 12 одинаковыми гранями навстречу друг другу (фиг.19) противоположные стенки одного отверстия совершают поперечные противофазные колебания, что обеспечивает благоприятные условия для проталкивания в подрешетный продукт трудных зерен и тем самым дополнительно способствует снижению замельченности надрешетного продукта. Формула изобретения 1.Способ грохочения, включающий подачу сыпучего материала на просеивающую поверхность с отверстиями, просеивание и перемещение материала с помощью продольных и поперечных колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности грохочения при неизменных параметрах вибровозбуждения за счет интенсивной самоочистки просеивающей поверхности, стенкам отверстий сообщают дополнительные колебания, один из векторов перемещения которых направлен параллельно просеивающей поверхности. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что стенкам отверстий сообщают синфазные колебания. 3.Грохот для осуществления способа по П.1, включающий просеивающую поверхность в виде укрепленных в опорах эластичных лент с призматическими выступами, примыкающими к ленте большими основаниями, о тличающийся тем, что каждый выступ на одном из участков по высоте выполнен с вырезом, расположенным асимметрично относительно плоскости, перпендикулярной боковой поверхности ленты и проходящей через вертикальную ось симметрии большего основания. 4.Грохот поп.З, отличающийся тем, что грани выступов, параллельные просеивающей поверхности, выполнены в виде неравнобедренных трапеций. 5.Грохот поп.З, отлича ющ и и с я тем, что одинаковые боковые грани выст-упов обращены к одной опоре.

у

фиг. г

3

г

Магпериал

Т

ЯП9 Ю

ffOfnep(jm

тл

У

дидГ

И

ери г. 5

видГ 5 84

/ /

фиг.6

а gri S О,, L

АУ-Жs

-

Е-Еt1

фиг. 9

8идГ

9 Ю

S ю

фигЛ

Фиг.1

3-3

фиг.П

/J

Г2

г

7г

фиг. 15

lit

фиг.П

CpdS.fS

фиг.19

л-л

f2 nrfrr 1г

L