Материал подают в верхней части желоба по лотку. По трубопроводам в камеры снизу подают воду, которая, двигаясь снизу вверх, не может помешать осаждению частиц, имеющих скорость осаждения, превышающую скорость восходящего потока, а более легкие частицы уносит в следующие камеры.
4. Конусный классификатор
Конусный классификатор, состоит из конического корпуса 2 с кольцевым сливным лотком 3, патрубком 1, разгрузочной сифонной трубкой 8 и загрузочного устройства с лотком 7, приемником 4, трубой 5 и решеткой 6.
При движении жидкости песок промывается, оседает и удаляется с частью воды по сифонной трубке, а загрязнявшие песок илистые и органические примеси переливаются вместе с водой через кромку конуса и отводятся по лотку.
5. Прямоточный гидравлический классификатор.
Прямоточный гидравлический классификатор предназначен для разделения песка и песчано-гравийной смеси по граничному зерну в пределах от 0,5 до 3 мм.
Пульпу под давлением до 0,3 Мн/м2 подают по трубе 1 через расширяющийся патрубок 4 в осадительную камеру 5, в которой скорость потока снижается настолько, что уносится и отводится по трубе 7 лишь мелкая фракция, а крупная, превышающая размер граничного зерна, осаждается и поступает в классификационную камеру 3.
Так как в эту камеру вместе с крупными зернами может осесть и некоторое количество мелких, то для их выноса в кольцевой коллектор 8 по трубе 2 подают чистую воду, часть которой, двигаясь вверх, уносит мелкие частицы в осадительную камеру. Остальная часть воды используется для гидротранспортирования крупной фракции по трубе 10. Спиральные лопатки 9 придают восходящему потоку вращательное движение, что облегчает отделение и осаждение крупной фракции. В осадительной камере установлен регулируемый по высоте отбойный щиток 6.
Пять типоразмеров прямоточных гидравлических классификаторов (диаметр осадительной камеры от 910 до 2910 мм) обеспечивают производительность по исходной гидросмеси от 100 до 1600 м3/ч, а по исходному продукту -- от 20 до 300 м3/ч при эффективности классификации от 85 до 95% и граничном зерне в 1,2 мм.
6. Гидравлический циклон
Водогрунтовую смесь, подлежащую классификации, подают в гидроциклон по подводящему патрубку по касательной к цилиндрической поверхности корпуса, благодаря чему она приобретает вращательное движение. Опускаясь по конической поверхности, поток вращается все быстрее (вследствие уменьшения радиуса), что способствует классификации, так как центробежные силы возрастают, частицы отбрасываются к стенкам, теряя при этом скорость, и опускаются к разгрузочному патрубку. Мелкие частицы поднимаются по оси циклона вместе с потоком и через центральную трубу и патрубок 6 отводятся в осадительные устройства.
1 - выпускной патрубок для крупной фракции,
2 - литые конические секции, в сборе образуют осадительный конус,
4 - центральная труба,
5 - подводящий патрубок,
6 - отводящий патрубок.
Для предотвращения быстрого износа тонкостенного сварного корпуса у гидроциклонов сварной конструкции применяют футеровку внутренней поверхности каменным литьем или резиной.
7. Цилиндрический моечно-сортировочный грохот
1 - рама,
2 - лоток,
3 - промывочный цилиндр,
4 - наружная просеивающая поверхность,
5 - решето,
6 - водяная труба,
7 - решето,
8 - ребро жесткости, 9 - торцовая плита, 10,11 - привод.
Цилиндрический моечно-сортировочный грохот предназначен для промывки гравия, щебня и других строительных материалов, загрязненных примесями ила и глины, и для разделения материала на четыре фракции - менее 6, от 6 до 20, от 20 до 40 и более 40 мм.
Основной барабан имеет моечную часть 3, среднюю часть 5 с отверстиями 20 мм и концевую часть 7 с отверстиями 40 мм. Моечная часть имеет цилиндрическое кольцо-бандаж, который опирается на два опорных ролика. Жесткость барабану придает каркас из продольных уголков 8, прикрепленных к торцовой плите 9 с валом, вращающим барабан от электродвигателя 10 через редуктор 11. К уголкам каркаса прикреплена наружная просеивающая поверхность 4 с отверстиями в 6 мм. Оси роликов и подшипник вала привода опираются на сварную швеллерную раму 1, устанавливаемую под углом 6°.
Материал в моечную секцию подают по лотку 2, а промывочную воду - по трубе 6, которая на конце имеет заглушку, на участке сортировочной секции и патрубок в моечной секции.
Производительность 9 м3/ч при мощности двигателя 1,7 кет.
Расчет частоты вращения барабана.
Расчет ведется из предположения, что при неподвижном барабане отдельные куски материала будут удерживаться силами трения лишь на дуге БАБ1 и в её крайних точках будет наблюдаться равновесия удерживающих сил и сил трения. Следовательно расчет ведется из равновесия сил:
Тема 4. Электромагнитные сепараторы
1. Общие сведения.
Принцип действия магнитных сепараторов основан на различии действия магнитного поля на частицы, обладающие и не обладающие магнитными свойствами.
Применяют электромагнитную сортировку для удаления из потока материала, поступающего на переработку, металлических предметов, которые могут вызвать поломку машин, для удаления мелких частиц железа и железосодержащих минералов, которые загрязняют сырье и снижают качество готовых изделий.
При обогащении железных руд с малым содержанием железа удаляют пустую породу. Для магнитной сортировки и обогащения применяют электромагнитные сепараторы сухого и мокрого, непрерывного и периодического действия, а для повышения их эффективности используют индукционные датчики и электронную усилительную аппаратуру.
2. Барабанный электромагнитный сепаратор для кусковых материалов
Электромагнитный сепаратор для кусковых материалов крупностью более 5 мм
1- приводной барабан,
2 - лента,
3 - натяжной барабан,
4-бункер для материала обладающего магнитными свойствами,
5- бункер для материала не обладающего магнитными свойствами.
Представляет собой ленточный конвейер с лентой 2, надетой на приводной 1 и натяжной 3 барабаны. В пазах приводного барабана уложены пластины трансформаторной стали с навитыми на них катушками, подключенными через осевой канал вала и контактные кольца к источнику постоянного тока.
Благодаря этому между полюсами электромагнитов образуется сильное магнитное поле.
Материал, не обладающий магнитными свойствами, свободно ссыпается с барабана и по лотку 5 направляется в перерабатывающие машины, а стальные предметы и материал, содержащий железо, попадая в зону действия магнитного поля, притягиваются к ленте, огибают с нею электромагнитный приводной барабан и падают в бункер 4.
При ширине ленты 500 мм и мощности двигателя привода 1 квт производительность сепаратора 16 м3 /ч.
Для улавливания случайных металлических предметов невыгодно ставить электромагниты большой мощности, а при малой мощности могут оказаться не удаленными стальные предметы, лежащие на поверхности слоя материала, или предметы из слабомагнитных и немагнитных металлов.
Значительно эффективнее работает такой сепаратор с электронным металлоискателем. При прохождении металлического предмета над рамкой-датчиком (установленного под лентой конвейера), индуктивность датчика изменяется, и сигнал подается на мощное электромагнитное устройство, улавливающее магнитный предмет или отключается привод ленточного конвейера и удалятся посторонний предмет механическим путем.
3. Барабанный электромагнитный сепаратор для порошковых материалов
1 - полый барабан,
2, 4 - электромагнит,
3 - вибропитатель,
5 - разделительный конус.
Состоит из полого барабана 1, выполненного из немагнитных металлов (латунь, алюминий) или пластмассы. Внутри барабана неподвижно укреплен электромагнит 2 так, что его разноименные полюсы 4 чередуются и образуют магнитное поле большой плотности в той части вращающейся поверхности барабана, на которую вибропитатель 3 тонким слоем подает материал. Магнитные частицы поступаю в сборник 6, а остальной материал направляется лотком 5 на конвейер.
4. Электромагнитный фильтр-сепаратор для жидких масс
Электромагнитный фильтр -сепаратор с концентрирован-ным магнитным полем применяют для магнитной очистки жидких керамических масс.
Сепаратор состоит из корпуса 4 кольцевого электромагнита 5 с решетчатыми полюсами 1, воронки 3, трубки 6 и сливного лотка 2. Жидкий материал заливают в воронку, он проходит по направлению, указанному стрелками, а металлические частички притягиваются и удерживаются полюсами. Периодически подачу материала прекращают, выключают ток, вывинчивают пробку 7 и промывают полюса электромагнита проточной водой.
Раздел 3. Пылеосадительные устройства
Тема 1. Пылеосадительные устройства
1. Принцип действия и область применения. Классификация пылеосадительных устройств.
При измельчении материалов, сортировке, перемешивании в сухом состоянии и многих других технологических операциях образуется много пыли, т. е. мелких частиц материала, находящихся в воздушном или газовом потоке во взвешенном состоянии. Улавливание пыли и пылеосаждение необходимы по условиям охраны труда и техники безопасности.
Так, например, если на цементных заводах из-за плохой работы аспирационно-пылеосадительных устройств потери при помоле клинкера составят 5%, а унос сырья с дымовыми газами вращающихся печей -- 10%, это вызовет огромные потери сырья и ценнейшего строительного материала, если учесть, что с 1972 г. в нашей стране ежегодно производится более 100 млн. т цемента.
В устройствах и машинах для пылеосаждения и газоочистки используют способность твердых частиц осаждаться под действием гравитационных сил, приобретать электрические заряды и упорядоченно двигаться в электрическом поле, смачиваться жидкостями и задерживаться пористыми перегородками.
Классификация
- механическая очистка (осадительные камеры, циклоны, батарейные циклоны);
- очистка при помощи фильтрующих перегородок (матерчатые и керамические фильтры);
- электрическая очистка в электрическом поле высокого напряжения (электрофильтры);
- очистка при помощи жидкостей (центробежные скрубберы, мокрые фильтры).
Показателем качества работы пылеосадительных и фильтрующих устройств является коэффициент полезного действия или коэффициент очистки (в %)
Коэффициент очистки зависит от способа очистки, конструкции и размеров устройства, степени запыленности воздушного потока и скорости его прохождения через пылеосадитель. Коэффициент очистки колеблется в широких пределах и может составлять от 30 - 40% в простейших осадительных устройствах до 90 - 99% в более сложных.
2. Пылеосадительные камеры, циклоны, скрубберы.
Пылеосадительные камеры обычно прямоугольной формы, гравитационного действия, обеспечивают осаждение частиц при прохождении запыленного воздуха вдоль камеры.
Их используют для улавливания пыли с более крупными частицами и облегчения работы последующих более сложных устройств тонкой очистки.
Например, Пылеосадительные камеры, в которые входят концы вращающихся печей, сушильных барабанов, подводящих рукавов пневмотранспортных установок, улавливают значительную часть поступающей с газами пыли при минимальных затратах энергии. Роль пылеосадительных камер часто выполняют бункера, предназначенные для сбора и хранения пылевидных материалов.
Пылеосадительные камеры просты по устройству, но обладают низким, коэффициентом очистки. Для его увеличения в камерах устанавливают отбойные и направляющие перегородки.
Циклоны предназначены для осаждения частиц сухой пыли из воздушного или газового потока, двигающегося по спирали. При этом на частицы пыли действуют центробежные силы инерции, которые в десятки раз превышают силы тяжести и обеспечивают интенсивное осаждение частиц на внутренних стенках циклона и поступление их в сборный бункер.
Циклон представляет собой резервуар, сваренный из листовой стали и имеющий цилиндрическую часть 4 с расположенным по касательной подводящим патрубком 7, коническую часть 3 с разгрузочным патрубком 2, примыкающим к герметически закрытому бункеру 1, и отводящую трубу 6 проходящую через крышку 5 внутрь цилиндрической части корпуса.
Пылевоздушная смесь вдувается в циклон с большой скоростью (до 25 м/сек), двигается по спирали, очищается от пыли и по центральной трубе удаляется в атмосферу или направляется в фильтр для улавливания оставшихся в воздушном потоке мельчайших частиц.
Коэффициент очистки газа от пыли в циклонах резко возрастает при увеличении крупности частиц (если для фракции менее 5 мкм он не превышает 40%, то для фракции более 20 мкм он достигает 90%) и значительно возрастает при уменьшении диаметра корпуса циклона, что объясняется увеличением центробежных сил, действующих на частицы при их движении по более крутым траекториям и при возросших угловых скоростях.
Чтобы при малых размерах корпуса циклонов сохранить высокую производительность, применяют группы или батареи малых циклонов.
Групповой циклон состоит из нескольких малых циклонов 3 с общим подводящим трубопроводом 2, бункером для пыли 1 и коллектором 4 для сбора и отвода очищенного воздуха.