Устройство для разделения сыпучих материалов Советский патент 1992 года по МПК B07B1/40 B07B4/00 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, предназначено для подготовительного грохочения сыпучих материалов и может быть использовано в угольной, горно-металлургической, строительной и химической промышленности.

Известен воздушно-струнный вибрационный грохот для классификации высоковлажных углей. Он состоит -из короба со струнными ситами, вала-вибратора, четырех подвесок, двух осевых вентиляторов, загрузочной течки, диффузора, кожуха и привода, состоящего из электродвигателя и клииоременной передачи.

Уголь класса 0-13 мм самотеком по желобу поступает в камеру между°диффузором и коробом грохота, где воздушной струей, поступающей через диффузор, уголь прижимается к рабочей части крутонаклонного струнного сита (45°), при этом мелкие зерна (штыб) продавливаются через сито, более крупные зерна скользят по рабочей поверхности этого сита и вместе со штыбом, не успевшим пройти через рабочую поверхность бита, поступают на пологую часть (15- 25°) струнного сита для дополнительной классификации. Недостатком этого устройства является низкая эффективность грохочения из-за значительного сопротивления крутонаклонного сита при прохождении воздуха через отверстия, большого сопротивления толстого слоя материала, поступающего одним сплошным потоком. При таких условиях грохочения неэффективно вытесняются мелкие зерна из толстого слоя материала, а большая часть зерен, вытесненных из слоя, не может провалиться через отверстия крутонаклонного сита, так как основная составляющая силы тяжести направляется на транспортирование материала по рабочей поверхности. Кроме того, струя воздуха локально подается на один участок крутонаклонного сита, что не позволяет достигнуть высокой эффективности Грохочения.

Известен вибрационный грохот ГИСТ72, включающий короб, установленный на опорах, амортизаторы, электродвигатель, вибратор, два яруса сит, брызгальные устройства. Недостатком этого грохота является низкая эффективность грохочения, так как поток рабочей среды (воды) самотеком поступает сверху из брызгальных устройств нэ грохотимый материал на верхнем ярусе сит, осуществляет промывку надрешетного продукта и способствует только удалению, в основном, класса 0-1 мм. При этом такая конструкция брызгального устройства и ее расположение в грохоте не позволяет предварительно отсеять значительную часть зерен размером меньше граничной крупности разделения.

Известно устройство для разделения сыпучих материалов. Это устройство включает разделительную камеру с загрузочным приспособлением и приемниками фракций, наклонные виброповерхности, установленные в разделительной камере с зазором одна под другой и ступенчато от загрузочного

приспособления к приемнику крупных фракций, просеивающую поверхность, сопряженную с нижней виброповерхностью, патрубки отсоса газопылевого потока из пространств разделительной камеры над

сходами с виброповерхностью, систему нагнетания газа в разделительную камеру, газораспределительные решета, поперечно установленные в зазорах между сходовым концом каждой вышележащей и нижележащей виброповерхностями по всей длине и высоте этих зазоров, при этом в каждом зазоре газораспределительные решета объединены в пакет и установлены в пакете с последовательным уменьшением размеров

отверстий к сходовому концу виброповерхностей, а пространство за последним от схо- дового конца газораспределительным решетом в каждом пакете индивидуально сообщено с системой нагнетания газа в разделительную камеру. Кроме того, газораспределительные решета в каждом пакете объединены в кассету, а каждая кассета и каждое газораспределительное решето в кассете установлено с возможностью съема,

Исходный материал в зоне свободного падения с верхней на нижнюю вибрационные поверхности обрабатывается потоком сжатого воздуха, поступающим через зазор в направлении транспортирования материала по вибрационным поверхностям, при этом мелкие зерна, вынесенные из обрабатываемого слоя, отсасываются по патрубкам из пространства камер над рходами с верхней на нижнюю вибрационные поверхности, крупный материал далее поступает на аналогичную обработку на следующем каскаде вибрационных поверхностей.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность грохочения из-за неполного вытеснения воздухом мелких зерен из толстого сплошного потока материала, малые размеры пор между частицами которого создают значительное сопротивление прохождению воздуха. При таких условиях

увеличение давления или расхода воздуха для обеспечения эффективного вытеснения мелких зерен из слоя приводит к выносу в пылевоздушной смеси зерен больше заданной крупности разделения. Кроме того, невозможность осуществления контрольного

грохочения пылевоздушной смеси приводит к поступлению в подрешетный продукт зерен больше крупности разделения, а принудительный отвод пылевоздушной смеси в направлении, противоположном направле- ,нию силы тяжести, требует дополнительных энергозатрат для привода вентилятора или дымососа и может быть использован только для выделения зерен тонкодисперсного материала. Такая конструкция устройства не может быть использована для мокрого грохочения сыпучих материалов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для разделения сыпучих материалов. Это устройство включает просеивающую поверхность, загрузочную виброповерхность, установленную с зазором над просеивающей поверхностью с образованием между ними ступени, дополнительные секции сит, приспособление для удаления мелких зерен из потока материала, выполненное в виде сопла для рабочей среды, установленного в зазоре между загрузочной виброповерхностью и просеивающей поверхностью по всей их ширине и направленного против движения материала по виброповерхности, при этом дополнительные секции сит расположены под неперфорированным участком виброповерхносш в плоскости просеивающей поверхности и выполнены с возможностью съема, а сопло по всей его длине выполнено в виде отдельных чередующихся изолированных друг от друга камер, соединенных через одну с индивидуальными источниками нагнетания рабочей среды.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность грохочения из-за локального воздействия на слой материала в зоне его свободного падения. При этом след струи рабочей среды на потоке материала незначительно повышает размеры выходного отверстия сопла. Это ограничивает зону воздействия рабочей среды на грохотимый материал в момент свободного падения и, следовательно, уменьшает вероятность отсева мелких зерен. Кроме того, из-за того, что сопло расположено неподвижно, не связано с грохотом, струя рабочей среды не колеблется, отсутствует ее знакопеременные пульсирующие составляющие. Это ухудшает разрыхленность материала и перемещения частиц относительно друг друга, не позволяет образовать достаточное количество пор в слое для интенсивного прохождения частиц рабочей среды через слой грохотимого материала в момент свободного падения. Из-за отсутствия возможности смещения сопел по горизонтали ограничено регулирование требуемой граничной крупности разделения и поиск рационального режима работы устройства. Кроме того, для подъема сопла по вертикали или его поворота предусмотрены отдельные уз- 5 лы крепления, что усложняет конструкцию устройства, его обслуживание.

Целью изобретения является улучшение качества отделения мелких зерен за счет интенсификации разделения сыпучего

0 материала по крупности в зоне его свободного падения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для разделения сыпучих материалов, включающем просеивающую по5 верхность, загрузочную виброповерхность, установленную с зазором над просеивающей поверхностью, сопло для подачи рабочей среды, установленное в направляющих для перемещения его по вертикали в зазоре

0 между загрузочной виброповерхностью и просеивающей поверхностью по всей их ширине и направленное против движения материала по виброповерхности, направляющие, выполненные с криволинейными па5 зами, жестко закреплены на нижней стороне виброповерхности, а сопло установлено с возможностью перемещения его по горизонтали и изменения угла наклона. Предлагаемая конструкция позволит

0 улучшить качество отделения мелких зерен за счет интенсивного разделения сыпучего материала в зоне его свободного падения, что достигается совместным движением сопла и виброповерхности.

5На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг, 3 -узел II на фиг. 2; на фиг. 4 - вид В на фиг, 3; на фиг. 5 - общий вид устройства со снятым дополнительным ситом.

0Устройство состоит из короба 1, привода 2, загрузочной вибрационной 3 и расположенной под ней просеивающей 4 поверхностей, установленных с зазором одна под другой и ступенчато в направлении

5 разгрузки крупных фракций, сопла, выполненного в виде камеры 5, снабженной по всей ее длине сходящейся насадкой 6, сопло закреплено в направляющих 7, жестко соединенных с загрузочной виброповерхно0 стью 3. Направляющие 7 имеют пазы 8, в которых перемещается сопло, выпускное отверстие которого направлено противоположно движению материала по загрузочной виброповерхности 3 и расположено по всей

5 длине зазора между противоположно расположенными брусьями 9, раскаленными под уголками 10 на сходовом конце виброповерхности 3 перед насадкой 6 сопла расположены отверстия 11. Труба 5 сопла соединена с помощью гибкого патрубка 12

с жестко закрепленной трубой 13 для подачи рабочей среды. Для обеспечения возможности перемещения сопла в криволинейных пазах 8 направляющих 7 оно снабжено с каждой торцовой стороны крепежным узлом, включающим жестко закрепленную шпильку 14, с насаженными на ней шайбами 15 и гайками 16.

Просеивающая поверхность 4 снабжена дополнительными секциями сит 17, расположенными под неперфорированным участком виброповерхности 3 в просеивающей поверхности и выполненными с возможностью съема. Секции сит 17 крепятся хомутами 18 на балках 19. Под устройством расположена ванна 20.

Устройство для разделения сыпучих материалов работает следующим образом. Исходный материал поступает на начальный неперфорированный участок вибрационной поверхности 3 и транспортируется по этой поверхности сплошным потоком по ширине устройства. При поступлении материала на перфорированный участок вибрационной поверхности 3 и провала зерен через отверстия 11 по ширине устройства образуется вертикальный поток, в котором материал дискретно разобщен по ширине потока на равновеликие в сечении струи, при этом струи смежных потоков смещены по отношению друг к другу на величину, равную расстоянию между рабочими кромками смежных отверстий.

Надрешетный продукт (в основном, крупные зерна, не провалившиеся в отверстия 11, размер которых значительно больше заданной крупности разделения) транспортируются по конечному неперфорированному участку вибрационной поверхности 3 и образуют в зоне свободного падения на просеивающую поверхность 4 сплошной второй вертикальный поток материала, который не обрабатывается струями рабочей среды. В зоне свободного падения поток сыпучего материала, проходящий через отверстия 11, обрабатывается струями рабочей среды (воды или водо-воздушной смеси при мокром грохочении, воздуха при сухом грохочении), поступающими из насадки 6 сопла.

Так как сопло установлено в направляющих, жестко закрепленных на нижней стороне вибрационной поверхности, мэ струя рабочей среды совершает колебательные движения в вертикальной плоскости. За счет действия инерционных сил при изменении направления колебаний грохота струя рабочей среды совершает знакопеременные движения в вертикальной плоскости. При этом значительно увеличивается угол

раскрытия струи и зона ее воздействия на грохотимый материал в момент свободного падения. Грохотимый материал в вертикальном потоке.интенсивно разрыхляется, образуются поры большего объема для прохождения струи рабочей среды.

При этом мелкие зерна интенсивно вытесняются струями рабочей среды из струй вертикального потока и поступают на начальный участок просеивающей поверхности 4, где легко проваливаются через отверстия рабочей поверхности, незагруженной материалом (см. фиг. 1). При этом осуществляется контрольное гоохочение

(зерна размером больше крупности разделения не поступают в подрешетный продукт, а транспортируются по рабочей поверхности секции сит 17, На слой крупных зерен после контрольного грохочения поступают крупные зерна из дискретных струй вертикального потока, а затем на верхний слой смеси этих зерен поступают крупные зерна второго сплошного потока, сходящего с виброповерхности и после зоны

свободного падения осуществляется окончательная доводка образовавшейся смеси надрешетного продукта на просеивающей поверхности 4. Подрешетный продукт поступает в ванну 20 грохота. При малом содержании крупных (некондиционных) зерен в материале, вытесненном из струй, проходящих через отверстия 11, этот материал без контрольного грохочения направляется через зазор а в ванну 20 грохота (см. фиг.

5). В зависимости от крупности исходного материала, требуемой граничной крупности разделения, объемов и давления рабочей сферы для обеспечения необходимого качества рассева, струи рабочей среды могут

подаваться под различным углом к потоку дискретных струй материала, на различные участки потока в зоне свободного падения, при этом сопло может быть расположено на разном расстоянии от дискретных струй материала. Это позволяет в каждом конкретном случае создать рациональные условия для разделения и обеспечения повышения эффективности грохочения.

Создание этих условий осуществляется

следующим образом.

При остановке устройства раскручиваются гайки 16 на шпильках 14. Это ослабляет узел крепления (шайбы 1 с гайками 1 не прижимаются к поверхности направляю5 щих 11) и шпильки 14 сопла легко могут перемещаться по криволинейным пазам 8 и поворачиваться относительно своей оси. При этом сопло может подниматься или опускаться относительно вибрационной поверхности 3, удаляться или приближаться

относительно дискретных струй потока, изменять угол наклона. При этом имеет место широкий диапазон выбора положения сопла. Выбрав необходимое положение сопла, фиксируется положение шпилек 14 путем обжатия с двух сторон каждой направляющей 7 с помощью шайб 15 и гаек 16. Таким образом, сопло жестко крепится на направляющих 7 и колеблется в таком же режиме как вибрационная поверхность 3. Предложенное устройство для разделения сыпучих материалов по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами.

Соединение сопла с загрузочной виброповерхностью позволяет за счет действия инерционных сил при изменении направления колебаний грохота совершать струе рабочей среды колебательные движения в вертикальной плоскости. При этом увеличивается угол раскрытия струи (особенно в месте контакта с вертикальным потоком ма- vTepnafla) и зона воздействия этой струи на материал. Это способствует интенсивному разрыхлению материала, образованию большего количества пор. При таких условиях мелкие зерна интенсивно выделяются струями рабочей среды из вертикального потока (происходит выделение основной массы подрешетного продукта), просеивающая поверхность разгружается от большей части мелкого продукта, грохочение на ней происходит в тонком слое и создаются благоприятные условия для прохождения оставшихся на сите мелких зерен.

Закрепление сопла с возможностью перемещения и поворота в криволинейных пазах направляющих, жестко соединенных с двумя смежными балками, позволяет легко перемещать сопло по вертикали, горизонтали и поворачивать вокруг своей оси. Это позволяет выбрать такое положение сопла, при котором режим разделения будет наиболее рациональный. Таким образом, регулируется сила динамического воздействия струи рабочей среды на грохотимый материал и выбирается требуемая граничная крупность разделения. Узлы для крепления и регулировки сопла более просты по конструкции и в обслуживании.

Аналогичные технические решения при 5 поиске нами не обнаружены, на основании чего можно сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию существенные признаки.

По заявленному устройству для грохоче- 0 ния сыпучих материалов выбраны исходные данные для разработки технического задания, выполнен эскизный проект конструкции сопла и его крепления на грохоте.

Экономический эффект от испольэова- 5 ния одного устройства составляет 41148 руб. При ориентировочной потребности народного хозяйства в заявляемом устройстве 10 штук в год экономический эффект от его использования составит 411480 руб. 0

Формула изобретения

1.Устройство для разделения сыпучих материалов, включающее просеивающую поверхность, загрузочную виброповерх5 ность, установленную с зазором над просеивающей поверхностью, сопло для подачи рабочей среды, установленное в направляющих для перемещения его по вертикали в зазоре между загрузочной виброповерхно0 стью и просеивающей поверхностью по всей их ширине и направленное против движения материала по виброповерхности, на сходовом конце которой перед соплом расположены отверстия, отличающееся

5 тем, что, с целью улучшения качества отделения мелких зерен за счетинтенсификации процесса разделения сыпучего материала по крупности в зоне его свободного падения, направляющие жестко закреплены на

0 нижней стороне загрузочной виброповерхности, а сопло установлено с возможностью перемещения его по горизонтали и изменения угла наклона.

2.Устройство по п. 1, отличающее- 5 с я тем, что направляющие выполнены с

криволинейными пазами для перемещения сопла.

ж

Использование: устройство предназначено для подготовительного грохочения сыпучих материалов при обогащении полезных ископаемых. Сущность изобретеЮ ния: интенсификация разделения сыпучего материала по крупности в зоне его свободного падения. Над просеивающей поверхностью 4 установлена загрузочная виброповерхность 3 с отверстиями 11 на ее сходовом конце. Сопло 5 закреплено в направляющих 7 и расположено между виброповерхностью 3 и просеивающей поверхностью 4. Направляющие 7 жестко соединены с виброповерхностью 3 и выполнены с криволинейными пазами 8 для регулирования положения сопла 5. Изменяя высоту и угол установки сопла 5, можно регулировать граничную крупность разделения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. VJ ю XJ ю л 9W 1G 15 Фиг. 4

фиг.З

Фиг.5