Устройство для формирования потока сыпучего материала на ленте конвейере

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЮН 4 В 65 G 47/22 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

25 уу а zq

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (61) 1079561 (21) 3775463/27-03 (22) 26.07.84 (46) 30.01.86. Бюл. и 4 (7 1) Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых (72) Ю.И.Горлов, В.П.Белоножко, В.Н.Завражин, И.Л.Гейхман и Ю.В.Горлов (53) 621.867.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ó 1079561, кл. В 65 G 47/22, 1982.

„SU„„1207933 А (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕОРМИРОВАНИЯ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА НА

ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА по авт.св.H 1079561, о т л и ч,а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля качества материала, оно снабжено двумя дополнительными V-образными лемехами, расположенными последовательно за основным лемехом на одинаковом расстоянии один от другого и имеющими между крыльями одинаковый угол, при этом лемехи выполнены с увеличивающейся по ходу движения ленты высотой и уменьшающейся длиной, а каждый лемех установлен над лентой с зазором, уменьшающимся по ходу движения ленты.

С:

Ю.

Ю 3

CO

М

1 1

Изобретение относится к конвейерному оборудованию для формирования потока сыпучего материала на ленте конвейера и является усовершенствова! нием изобретения по авт.св.У 1079561.

ЦеЛью изобретения является повышение точности контроля качества материала путем уменьшения отклонений датчика контроля качества от поверхности слоя материала, а также устранение заторов и ликвидация аварийных ситуаций при увеличении производительности ковейера вьппе среднего значения.

На фиг. 1 изображено устройство для формирования потока сыпучего материа ла налинии конвейера, вид сверху; на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. 1.

Устройство устанавливается над грузовой ветвью ленты 1 конвейера, перемещающей сыпучий. материал, Лента 1 поддерживается центральной роликоопорой: 2 и боковыми роликоопорами 3 и 4. В месте перехода центрального участка ленты на левую 3 и правую 4 роликоопоры лента образует закругления с внутренним радиусом R. К раме конвейера (не показана) с помощью стоек 5 и 6 и ограничителей 7 и 8 прикреплены ограничивающие борта 9 и 10. Для обеспечения устойчивости и жесткости стойки 5 соединены друг с другом балками 11, а стойки 6 — балками 12.

Ограничивающие борта 9 и 10 выполня; ют роль ограничителей потока. На раме конвейера с помощью равнобокового уголка 13 и поперечной балки 14 через балки 11 и 12 и стойки

5 и. 6 закреплен разравнивающий нож, выполненный в виде первого .Ч -образного лемеха, составленного Из крыльев

15 и 16, установленных под углом 24 друг к другу (о — угол естественного откоса материала, усредненного для данного конвейера по составу, влажности, крупности и другим параметрам).

Формирующие пластины 17 и 18 выполнены в виде неправильного пятиугольника. Стороны 19 и 20, а также

21 и 22 параллельны друг к другу, причем длина стороны 19 больше длины стороны 20, а сторона 21 больше длины стороны 22. Угол 23 пластины 17 и угол 24 пластины 18 закруглены по радиусу R закругления ленты 1.

Формирующие пластины 17 и 18 установлены вертикально и симметрично где Р„,;„ — минимальная производительность конвейера,т/с, h — высота сторон 19 и

21 формирующих пластин

17 и 18 в месте их суже20 ния, которая обычно численно равна глубинности датчика контроля качества сыпучего материала, установленного на платформе

29 (датчик не показан);

Ч вЂ” средняя скорость ленты конвейера, м/с, р — средняя плотность сыпучего материала, т/м .

Острие лемеха установлено по направлению движения ленты 1 на расстоянии M от концов формирующих пластин 17 и 18, выбранном иэ соотношения

25 (2) М= (0,8 — 1,2)V с

I °

За первым Ч -образным лемехом по ходу ленты с помощью поперечной балки 30 и равнобокого уголка 31

40 через балки 11 и 12 и стойки 5 и 6 закреплен второй Ч-образный лемех, составленный иэ крыльев 32 и 33, также установленных под углом 2Ф друг к другу.

4> За вторым Ч -образным лемехом по ходу ленты с помощью поперечной балки 34 и равнобокого уголка 35 через балки 11 и 12 и стойки 5 и 6 закреплен третий Ч -образный лемех, составленный иэ крыльев 36 и 37, также установленных под углом 2 0<

-друг к другу.

Угол о(естественного откоса, усредненного для данного конвейера

Я сыпучего материала, определяют следующим образом. . Отбирают порции сыпучего мате риала в разное время работы, конвейе.

207933 1 продольной оси конвейера с сужением по направлению движения ленты 1 под углом ф . Пластина 17 с помощью от- косов 25 и 26 прикреплена к раме конвейера. Пластина 18 с помощью откосов 27 и 28 прикреплена к балке 12.

Расстояние L между параллельными сторонами 19 и 20 суженных концов формирующих пластин 17 и 18 выбрано иэ условия

1207933

1О

15 — 0,651 м.

25.. h

Р 1 (7) P+28

2Ь чР

30 (3) (8) (4) где

Р;„=Р-26 (5) виде

d =й+26 (9) (1О) и

Р; р и (6) ра. Отобранные порции смешивают в одну пробу и для этой пробы определяют угол, который характеризует сыпучесть материала. Так, например, для железной .руды Ф- = 35 для угля о = 30, для щебня а(=.

=32, для кокса cK:=40 и т. и.

Формирующие пластины 17 и 18 установлены с зазором относительно ленты, равным толщине ленты 1. При этом минимально возможное число частиц сыпучего материала проходит между пластинами и лентой и конвейерная лента 1 в местах ее соединения, где ее толщина равна удвоенной толщене ленты, не разрушается нижними сторонами пластин 17 и 18..

Минимальная производительность конвейера Р„,;„ определяется сле- . дующим образом.

Измеряют мгновенные значения производительности конвейера Р; через равные промежутки времени Ь так, чтобы количество замеров н было не менее 100 (например, по мгновенным показаниям конвейерных весов или вручную). Рассчитывают среднее значение. производительности и — среднеквадратическое отклонение производительности конвейера

При этом минимальное значение производительности конвейера равно:

Аналогично по формуле (3) определяют среднюю скорость конвейера.

Для определения средней плотности сыпучего, материала через равные промежутки времени Bt из конвейера отбирают и порций материала (n >100).

В каждой порции определяют плотность ,P . Затем расчитывают среднее значение плотности

Для случая применения в роли датчика контроля качества сыпучего материала радиоизотопного гамма-отражательного концентратомера с источником излучения из америция-241 его нтубинность 0,а следовательно, и вы.сота h = E сторон 19 и 21 формирующих пластин !7 и 18 для различных наиболее распространенных сыпучих материалов составляет: для угля 0,1б.м, для железной руды 0,08 м, для медной руды 0,06 м, для асбестовой руды 0,19 м, для кокса 0,18 м и т.д. . В этом случае при использовании такого датчика для угля с Ь=0,16 м, =0,08 т/м, v = 1,2 м/с и Р„,;„ =

= 360 т/ч = 0,1 т/с расстояние L ,составит:

Устройство работает следующим образом.

Согласно (2), первый лемех установлен на расстоянии 1"1 от концов формирующих пластин 17 и 18 по ходу ленты, а его крылья 15 и 16 установ» лены под углом. 2К..друг к другу.Расстояние от нижних сторон крыльев 15и 16 до горизонтального участкален-, ты выбрано из условия

Длина Х крыльев 15 и 16 первого лемеха выбрана из условия35

2с1ь х 1 2Б

f - расстояние между ограничивающими бортами 9 и 10;

d „- максимальная крупность кусков сыпучего материала на ленте конвейера, определяе" мая аналогично (3) — (5) в

При выполнении условия (8) расстояния между концами крыльев 15 и

16 и ограничивающими бортами 9 и 10 равны d „. Высота h; крыпьев 15 и

16 первого лемеха выбрана из усло- вия

h1 (0,5 0,8) dax

1207933 (12) S5 и+ пл °

К

2sinW (13) 35 (14) 40

50.Экспериментальными исследованиями установлено, что наилучшее формирование поверхности и наилучшая стабилизация расстояния от низа платформы до поверхности материала обеспечиваются при одновременном выполнении усб

Согласно (2), второй лемех установлен на расстоянии М от первого лемеха (имеется в виду расстояние от острия первого лемеха до острия второго лемеха).

Согласно (2), третий лемех установлен также на расстоянии М от второго лемеха по ходу ленты (имеется в виду расстояние от острия второго лемеха до. острия третьего лемеха). Расстояние от низа крыльев

30 и 31 третьего лемеха до горизонтального участка ленты 3 выбрано из условия где h — толщина ленты конвейера. аннина;Р крыльев 36 и 37 третьего лемеха выбрана из условия где „ — ширина зоны контроля датчика качества сыпучего материала.

Высота Ьз крыльев 36 и 37 третьего лемеха выбирается больше высоты датчика, чтобы предотвратить засыпание датчика сыпучим материалом.

Расстояние от нижних сторон крыльев .32 и 33 второго лемеха до горизонтального участка ленты выбрано из условия а длина крыльев 32 и 33 второго лемеха выбрана из условия

Г, 2й +Г„ (15)

4sin о . Высота крыпьев 32 и 33 второго леме.ха выбрана из условия

h g (1,2+1,4) (Б» -Яз) . (16) При выполнении услЬвий (1), (2), (7), (8), (11) — (16) работа устройства осуществляется следующим обраSOM °

При работе конвейера сыпучий ма» териал перемещается с помощью ленты

1 в расширенную часть формирующих пластин 17 и 18, с помощью которйх поток сужается до ширины L . Если производительность конв йера равна минимальному значению Р,„;„, то весь сыпучий материал проходит между сторонами 19 и 21 пластин, доверху заполняя пространство между ними. Дальше сыпучий материал проходит под крыльями 15 и 16 первого лемеха и затем под платформой 29, где с помощью датчика определяется его качество.

Формирующие пластины 17 и 18 выполнены скошенными к краям так, что длина сторон 20 и 22 выбрана малой (приблизительно равной половине поперечного размера кусков материала максимальной крупности). Так, например, если конвейер транспортирует сыпучий материал . крупностью 0-100 мм, то длина сторон 20 и 22 выбирается равной 50 мм.При этом находящиеся вблизи края ленты куски максимальной крупности уже не вылетают через верх пластин 17 и 18. Одновременно при повышении производительности конвейера выше минимального значения наибольшее количество материала переваливается черезформирующие пластины 17 и 18 так, что они создают потоку материала .наименьшее возможное сопротивление.

При увеличении производительности выше Р,„ поток сыпучего материала между сторонами 19 и 21 имеет высоту больше h и даже часть материала переваливается через стороны пластин 17 и

18. Этот высокий слой после оптимального успокоения и формирования на пути И попадает на крыпья 15 и

16 Ч -образного лемеха. С помощью крыльев 15 и 16 лишняя часть материала раздвигается по сторонам так, что расстояние от основания крыльев

15 и 16 до горизонтального участка ленты конвейера остается постоянным при любых быстрых или медленных изменениях производительности конвейера выше Р,„ах.

1207933 ловий:. пластины под углом Ф-,крылья, под углом. o(. к потоку или под углом

2 А друг к другу, расстояние L no формуле (1) и расстояние М по формуле (2). Это объясняется тем, что

5 при углах, равных о и 2а(; обеспечивается эффективное сужение и затем расширение потока по сторонам с уже малым сопротивлением потоку и еще малыми завихрениями потока после сужения или расширения. При выполнении условия (1) одновременно обеспечивается слой при Р„„;„ и устраняются заторы при максимальной производительности конвейера, так, как весь лишний материал без сужения переваливается через пластины 17 и 18 и центральная (в большинстве случаев наиболее высокая) его часть раздвигается крыльями 15 и 16..При выполнении условия по формуле (2) метериал уже достаточно успокаивается пбсле формирования пластинами

17 и 18, так что приходит к острию крыльев с малыми динамическими завихрениями, и еще недостаточно слеживается и уплотняется после формирования пластинами 17 и 18. Расстояние М выбирают из следующих соображений: если сыпучий материал . достаточно мелкий и влажный, то устанавливают меньшее значение М (ближе к 0,8 V,с), если же материал крупный и сухой, то устанавливают большее значение М (ближе к 1,2 Y,с).

Изменение любого из четырех условий:

К, 2р(, формулы (1) или (2) — ухудшает формирование.

Так, при увеличении угла установки пластин больше оС увеличива40 .ются завихрения после сужения, увеличивается сопротивление пластин 17 и 18 потоку материала и увеличивается залипание пластин, т. е. формирование ухудшается от роста со45 противления и залипания и плохого

-сглаживания и раздвигания крыльями

15 и 16, так как верхний слой потока еще не успевает избавиться от завихрений, а находящиеся снизу чуть ниже верха слои уже значительно уплотняются.

При уменьшении угла установки пластин меньше ос увеличивается залипание, сопротивление потоку, 55 поэтому увеличиваются и завихрения.

Поэтому и при уменьшении угла меньше сК формирование ухудшается. При этом для достижения того же сужения потребуются длинные пластины.

При увеличении угла раствора крыльев больше 2e(растет их залипа ние, увеличивается сопротивление потоку и увеличиваются силы, с которыми крылья вырывают из находящихся непосредственно под ними слоев материала более крупные частицы, кокоторые выступают наверх над нижней кромкой крыльев. Вследствие этих трех причин формирование ухудшается.

При уменьшении угла раствора крыльев

15 и 16 меньше 2 a(увеличивается налипание материала на крылья и растет сопротивление крыльев потоку.

Однако при уменьшении угла уменьшаются и силы, вырывающие крупные частицы из потока нижними кромками крыльев. Но первые две причины дают больший эффект, чем третья причина, и поэтому при уменьшении угла формирование ухудшается. К тому ae . при уменьшении угла для обеспечения аналогичного раздвигания нужно удлинить крылья.

По этим же причинам углы между крыльями 32 и 33 второго лемеха и углы между крыльями 36 и 37 третьего лемеха также выбраны равными 2o( т. е. все крылья установлены под " углом естественного откоса к потоку материала.

При уменьшении расстояний меньше определенного формулой (1) даже при минимальной производительности кон-. вейера часть материала пересыпается через верх пластин 17 и 18, и чем больше производительность, тем больше пересыпы и больше сопротивление потоку от пластин 17 и 18 и от крыльев 15 и 16, 32 и 33, 36 и 37, в результате формирование ухудшается. Кроме того, при увеличении производительности ближе к максимальной возникают заторы. При увеличении расстояния меньше определенного формулой (1) и малой производительности не обеспечивается стабильность расстояния между платформой и слоем и крылья 15 и 16, 32 и 33, 36 и 37 не сглаживают поверхность, вследствие чего точность контроля понижается..

При увеличении расстояния М .боль ше, чем 1,2V, с, уменьшаются завихрения, но материал уплотняется настолько, что нижние кромки крыльев

1207933

ЮифА

ЮиК г

ВНИИПИ Заказ 160/27 Тираж 833 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

15 и 16, 32 и 33, 36 и 37 вырывают крупные частицы с большой силой, поэтому ухудшается поверхность и, при переменной крупности материала

1 увеличиваются колебания расстояния от платформы до слоя, что приводит к понижению точности контроля. При уменьшении расстояния М меньше

0,.8 Ч, с, увеличиваются завихрения на остриях лемехов и уменьшается уплотнение слоя материала так, что при .тех же изменениях крупности и влажности материала увеличиваются колебания расстояния от плиты до слоя увеличиваются неровности поверхности, что приводит к снижению точности контроля.

Таким образом, одновременное выполнение всех четырех укаэанных условий приводит к минимальным колебаниям зазора, неровностей и поверхностной плотности слоя материала и к повышению точности контроля качества сыпучего материала.

Данное устройство для малых производительностей конвейера предпо.лагает небольшое расстояние Ь, которое может стать меньшим, нежели ширина эоны контроля размещенного на платформе 29 датчика контроля качества сыпучего материала. Устранить этот недостаток можно уменьшив в поперечном направлении угол коллимации потока гамма-квантов от источника и угол коллимации детектора для сужения в поперечном направлении потока гамма-квантов от материала в детектор после их рассеяния в материале. Таким образом добиваются, чтобы ширина зоны контроля датчика не превышала расстояния Ь . В любом случае используют

10 подходящий датчик, чтобы ширина его эоны контроля не превьппала L, а глубинность не превышала высоты И

При уменьшении зоны контроля меньше и повьппении глубинности больше

15 Q датчик контролирует меньшую часть проходящего по конвейеру материала.

- Однако если контролю подвергается все же больше чем 10Х проходящего материала, то обеспечивается доста20 точная точность. Так, например, при увеличении представительности при контроле качества угля крупностью

0-50мм от 10 до 50Х погрешность за счет увеличения представительности

25 уменьшится только на 5Х относительных.

Описанное выполнение устройства формирования потока сыпучего мате30 риала на ленте позволяет обеспечить постоянство толщины контролируемого слоя материала при больших колебаниях производительности конвейера

У в результате чего повьппается точность контроля качества.