Углы и скорости подбирают таким образом, что силы инерции, действующие на материал при движении просеивающей поверхности справа налево, превышают силы трения и материал отстает от просеивающей поверхности, т. е. передвигается относительно последней, а при движении слева направо силы трения преобладают над силами инерции и материал двигается вместе с просеивающей поверхностью.
Гирационные (эксцертриковые),
Привод сообщает колебания (вибрацию) просеивающим поверхностям и находящемуся на них материалу, что снижает силы трения между частицами, повышает их подвижность и способствует интенсивному просеиванию с высоким коэффициентом эффективности, достигающим 90%.
Число колебаний просеивающей поверхности от 13 до 50 в сек при амплитуде от 25 до 0,5 мм.
Барабанные грохоты.
Просеивающая поверхность барабанных грохотов представляет собой:
- цилиндр,
- конус,
- призму,
- усеченную пирамиду.
Конструкция, работа:
Барабан цилиндрическими бандажами опирается на ролики или крепится спицами к валу, опирающемуся на подшипники, и вращается приводом. Внутрь барабана непрерывно подают материал, который, перекатываясь и скользя по грохоту, просеивается. Продольное перемещение материала обеспечивается вращением барабана и наклоном центральной оси цилиндра и призмы или наклоном образующих конуса и ребер усеченной пирамиды.
По сравнению с виброгрохотами барабанные грохоты уравновешены, вращаются медленно и не передают на опоры вредных колебаний.
Валковые грохоты
Валковые грохоты представляют собой набор параллельных, расположенных на некотором расстоянии друг от друга валков, имеющих эксцентриковые диски или винтовые выступы. При вращении валков материал продвигается и просеивается.
Валковый грохот-питатель винтового типа
Грохот состоит из торцовых опор (задней 1 и передней 3), шести конусных валков 4 с винтовыми ребрами возрастающего по ходу материала шага, двух цилиндрических валков 5 без ребер, примыкающих к нижним кромкам разгрузочного отверстия бункера и системы зубчатых колес 2, обеспечивающих вращение валков по направлению стрелок, показанных на схеме.
Конусность валков и увеличивающийся шаг винтовых ребер обеспечивают увеличение отверстий для просеивания материала при его перемещении вдоль грохота и исключают возможность заклинивания кусков.
Положение валков соответствует форме конвейерной ленты, снижая высоту падения кусков материала, что наряду с защитным действием слоя просеявшегося материала значительно увеличивает срок службы ленты.
Дуговые грохоты
Дуговые грохоты получают все большее применение в цементной промышленности для повышения эффективности работы сырьевых мельниц путем перевода их на работу в замкнутом цикле. Дуговой грохот прост по конструкции, обеспечивает высокую производительность.
Грохот состоит из корпуса 1, дуговой колосниковой просеи-вающей поверхности 2, загрузочного патрубка 5 с регулировочным клапаном 4, патрубков 3 и 7 для отвода мелкой фракции (готовый подрешетный продукт) и патрубка 6 для отвода на домол крупной фракции.
Шлам влажностью 32 - 39% из сырьевой мельницы подают в дуговой грохот под давлением до 0,2 Мн/м2, что обеспечивает большую скорость продвижения материала по грохоту (6 - 13 м/сек) и высокую производительность.
Щели колосниковой просеивающей поверхности расположены в поперечном направлении к потоку и через них проходят частицы, размер которых в 1,5 - 2 раза меньше ширины щели.
Тема 2: Воздушные сепараторы
1. Общие сведения
Воздушными сепараторами называют устройства и машины, сортирующие мелкоизмельченный материал по крупности и удельному весу с помощью воздушного потока.
Твердые частицы материала в воздушном потоке находятся под воздействием сил тяжести, инерции, давления и трения, создаваемых воздушным потоком.
Частицы материала при свободном падении в неподвижной среде или в вертикальном потоке двигаются ускоренно относительно среды до тех пор, пока сила тяжести G = mg уравновесится давлением потока (сила потока Р Н)
При равновесии сил, когда G=P, скорость осаждения станет постоянной, а при восходящем потоке, двигающемся со скоростью v, частицы витают в потоке, оставаясь неподвижными относительно стенок трубы или камеры, в которой двигается поток. Такую скорость называют скоростью витания.
Если скорость воздушного потока превысит скорость витания, то частица получает некоторую скорость, равную этому превышению. Чем меньше размер частицы и ее плотность, тем меньше скорость витания.
Принцип действия воздушных сепараторов основан на различии скоростей осаждения и витания частиц различной крупности.
Скорость и направление воздушного потока подбирают такими, чтобы крупные частицы осаждались, а более мелкие уносились воздушным потоком или осаждались на некотором расстоянии от крупных.
Воздушные сепараторы широко используют при работе помольных машин в замкнутом цикле и при сочетании помола с подсушкой материала.
Классификация
1. По характеру сил, действующих на разделяемые частицы
- гравитационные,
- центробежные,
- комбинированные.
2. По направлению движения воздушного потока
- с вертикальным,
- с горизонтальным,
- спиральным движением.
3. По конструкции
- проходные,
- циркуляционые,
а также,
- с вынесенным,
- встроенным вентиляторами.
2. Камерные и центробежные сепараторы
Камерный сепаратор с восходящим воздушным потоком является наиболее простым. Смесь частиц различной крупности воздушным потоком, скорость которого значительно превышает скорость витания наиболее крупных частиц, подают по трубе 2 в камеру 1. Так как сечение камеры в несколько раз больше сечения трубы, скорость потока в камере во столько же раз снижается и становится недостаточной для поддержания наиболее крупных частиц. Крупные частицы осаждаются и удаляются через трубу 3, снабженную секторным затвором 4, а мелкие частицы уносятся через выходное отверстие и по трубе 5 направляются в осадительное устройство или фильтр.
Камерный сепаратор с горизонтальным воздушным потоком состоит из подводящего и отводящего трубопроводов, камеры и бункеров. Материал из мельницы или из питателя 1 подают в камеру с воздушным потоком, двигающимся по трубе 2. Так как сечение камеры велико, воздушный поток вместе с материалом вдоль камеры двигается медленно, и материал осаждается так, что крупные частицы попадают в первый бункер 3, снабженный затвором 4, мелкие -- в бункер 5, имеющий затвор 6, а мельчайшие по трубе 7 уносятся и улавливаются в специальных осадительных устройствах.
Центробежный дисковый сепаратор состоит из быстровращающейся от привода 5 тарелки 3, на которую самотеком поступает материал из бункера 2 по открытой снизу и несколько приподнятой над тарелкой трубе. Вокруг тарелки концентрично расположены кольцевые желоба 1, в которые и попадает материал, веером разлетающийся с тарелки под действием центробежных сил. Более крупные частицы обладают наибольшей силой инерции и попадают в удаленные желоба, а мелкие - в более близкие к оси вращения.
3. Циркуляционный комбинированный сепаратор
Циркуляционный комбинированный сепаратор состоит из герметически закрытого наружного кожуха, имеющего цилиндрическую часть 5 и коническую часть 2, подвешенного к балкам 6, внутреннего кожуха с цилиндром 4 и конусом 1.
По оси сепаратора проходит вал 10 с диском 12 и вентилятором 3, которые вращаются через вал 9 и конический редуктор 8. Вал 10 охватывает труба 7, по которой материал из бункера поступает на диск.
Границу разделения материала по крупности регулируют, изменяя скорость воздушного потока положением лопаток 11.
Диаметр наружного кожуха таких сепараторов 1800 - 2800 мм, число оборотов диска в секунду 4,6 - 6,2, мощность двигателя от 2,3 до 7,4 кВт.
Производительность по нижнему классу зависит от тонкости выделяемых частиц, вида материала, размеров сепаратора и составляет, например, до 20 т/ч (цемент, остаток 15% на сите № 0085, диаметр кожуха 2800 мм).
При быстром вращении диска материал веером сбрасывается с него, крупные частицы по внутреннему кожуху поступают в отводящий патрубок, а мелкие подхватываются воздушным потоком, созданным вентилятором, проходят между лопатками и направляются в наружный кожух, где и осаждаются, удаляясь по осевому патрубку в бункер для мелкой фракции. Воздух через окна 13 снова попадает в вентилятор и циркулирует, разделяя материал.
4. Проходной сепаратор с неподвижными направляющими лопастями
Проходной сепаратор с неподвижными направляющими лопатками состоит из наружного конуса 2, внутреннего конуса 3, направляющих - лопаток 4, кольца 6 для управления лопатками, трубы 1 для подачи исходного материала, патрубков 7 и 8 для удаления грубой фракции и трубы 5 для отвода воздушного потока с мелкой фракцией.
Пылевоздушная смесь поступает в сепаратор со скоростью до 20 м/сек, теряет скорость и осаждает наиболее крупные частицы в пространстве между конусами.
При переходе во внутренний конус расположенные по касательной лопатки сообщают потоку вращательное движение и под действием центробежных сил инерции частицы отбрасываются к стенкам конуса, сползают по ним и удаляются по трубе 7, а мелкая фракция уносится с воздушным потоком по трубе 5 в осадительное устройство.
Поворачивая лопатки кольцом, регулируют границу раздела материала, так как чем дальше лопатки от радиального положения, тем меньше скорость воздушного потока, больше центробежные силы инерции, действующие на частицы, и тем мельче частицы, уносимые из сепаратора.
Диаметр наружного конуса сепаратора от 500 до 4000 мм. Производительность до 8 т/ч при тонкой фракции, соответствующей 10 - 20% остатка на сите № 009
5. Проходной отбойно-вихревой сепаратор
Проходной отбойно-вихревой сепаратор состоит из конического корпуса 3 с подводящей трубой 1 для смеси и отводящей трубой 2 для крупки, ротора 4 с отбойными лопатками 5, вращающегося электро-двигателем 8 через клиноременную передачу 6 и сборника с трубой 7 для отвода мелкой фракции.
Границу разделения материала регулируют числом оборотов ротора, так как чем быстрее вращаются лопатки, тем более мелкие частицы отбрасываются ими к стенкам конуса и удаляются по трубе 2.
Тема 3. Оборудование для гидравлической классификации и обогащения материалов
1. Общие сведения.
Сущность процесса гидравлической классификации и обогащения материалов заключается в разделении смеси частиц на классы по крупности в жидкой среде за счет различной скорости осаждения частиц, находящихся под действием гравитационных или центробежных сил и сил противодействия жидкой среды.
k - коэффициент, зависящий от формы частицы;
F - площадь проекции частицы на плоскость, перпендикулярную направлению движения частицы относительно жидкости, м/;
v -- скорость движения частицы относительно жидкости, м/сек;
р -- плотность жидкости, кг/м3.
Выбор машин для сортировки и очистки материалов производят с учетом требуемой производительности, гранулометрического состава смеси, физических свойств входящих в нее компонентов и заданных границ раздела их на фракции.
2. Флотационный метод обогащения
Основан на различной смачиваемости пород жидкостями. Если на плоской горизонтальной поверхности материала поместить каплю жидкости, то в зависимости от степени смачиваемости породы данной жидкостью сечение капли будет иметь различные очертания (капля воды на стекле и парафине).
Если основная порода (песок) хорошо смачивается, а вредные примеси (глина, органические частицы) смачиваются плохо или, наоборот, частицы полезного материала смачиваются хуже частиц примесей, их можно разделить флотационным методом.
Для этого предварительно измельченный материал подают в камеру в виде пульпы и интенсивно перемешивают при одновременной подаче в жидкость воздуха.
При этом плохо смачиваемые частицы обволакиваются пузырьками воздуха и всплывают на поверхность, образуя минерализованную пену, а хорошо смачиваемые частицы остаются в жидкости и вместе с ней поступают в следующие камеры, где цикл повторяется, а затем поступают в осадительные устройства.
Для лучшего отделения примесей к жидкости добавляют различные реагенты -- пенообразователи.
3. Камерный классификатор
Состоит из удлиненного желоба, разделенного вертикальными перегородками на шесть камер. В нижней конусной части каждой камеры имеется сливное отверстие, с автоматическим клапаном, который открывается по мере накопления материала.