Устройство для грохочения материала в потоке пульпы

 

Изобретение относится к области обогащения в рудной, металлургической и др. отраслях пром-ти. Изобретение позволяет повысить производитель ность и улучшить качество процесса грохочения за счет равномерной очистки просеивающей поверхности сита 4 при постоянном расходе воды. Устройство состоит из короба 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками 20

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1I) (11 4 В 07 В 1/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3965955/29-03 (22) 21.10.85 (46) 23.03.87. Вюл. 1Ф 11 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР (72) А.Г.Червоненко, А.А.Гольдин, Ю.Я.Ободан и В.П.Надутый (53) 621.928.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 219481, кл. В 07 В 1/12, 1966.

Патент ФРГ № 2016199, кл. В 07 В 1/34, опублик. 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРОХОЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА В ПОТОКЕ ПУЛЪПЪ! (57) Изобретение относится к области обогащения в рудной, металлургической и др. отраслях пром-ти. Изобретение позволяет повысить производительность и улучшить качество процесса грохочения за счет равномерной очистки просеивающей поверхности сита 4 при постоянном расходе воды. Устройство состоит из короба 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками

129 (П). На коробе натянуто сито 4 и закреплены вибровозбудители 5 колебаний, связанные с ситом 4 ударниками (У) 6.

По длине L сита У 6 установлены с шагом Р, увеличивающимся от ПЗ к

П 2„ Шаг установки У 6 определяется по формуле 1; =(х + 1/и. 1. ) — х,, где i = 2,3,...,n — порядковый номер У 6, отсчитываемый от загрузочного KQHIIB cHTcl x „, = F + 3 +

+ ... + (;,; n — количество поперечных рядов У 6; 3 = х, = (2п)

L — расстояние от первого У 6 до заг7937 рузочного конца сита. По мере продвижения пульпы по ситу 4 содержание жидкой фазы уменьшается, т.е. снижается действие на частицу твердой фазы, направленной в сторону подрешетного продукта гидравлической силы Р

Это компенсируется увеличением интенсивности вибрационного воздействия за счет более плотного расположения

У 6, что обеспечивает равномерное поле силового воздействия на частицы материала, проходящие сквозь сито 4.

1 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к горной технике, в частности к устройствам для классификации мелкоизмельченных материалов в потоке пульпы, и может быть использовано при обогащении в горнорудной, металлургической и других от— раслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение производительности и улучшение 0 качества процесса грохочения за счет равномерной очистки просеивающей поверхности сита при постоянном расходе воды.

На фиг.1 показано устройство для грохочения, продольный разрез; на фиг.2 — график изменения (а) и схема (Б) сил, действующих на частицы материала; на фиг.3 — график интенсивности поля инерционных сил; на фиг.4 и

5 — устройство, варианты исполнения, продольный разрез; на фиг.6 — разрез

А-А на фиг.4; на фиг.7 — вид Б на фиг.5; на фиг.8 — узел 1 на фиг.5," на фиг. 9 и 10 — разрез В-В на фиг.8; на фиг.11 — разрез А — А на фиг.4, ва 25 риант исполнения; на фиг.12 — разрез

Г-Г на фиг.11; на фиг. 13 — узел II на фиг.11.

Устройство для грохочения (фиг.1) состоит из короба 1 с загрузочным 2

30 и разгрузочным 3 патрубками. На коробе натянуто сито 4 и закреплены вибровозбудители 5, связанные с ситом ударниками 6. Ударники по длине L сита установлены с шагом 1, увеличивающимся от разгрузочного конца (патрубка 3) сита к загрузочному, что позволяет при одинаковых параметрах вибровозбудителей 5 (амплитуде

А и частоте я) реализовать на сите переменное по длине Ь поле инерционных сил Рц, при котором интенсивность вибрационного воздействия на сито (материал) максимальная на разгрузочном конце. Это связано с тем, что при грохочении надрешетный продукт по длине сита существенно обезвоживается и процесс прохождения твердых частиц под сито замедляется из-за большой забиваемости отверстий на разгрузочном конце сита. При этом высота h потока пульпы и соответственно гидравлическая составляющая P

Г сил, действующих на твердые частицы, убывают (фиг.2а) от загрузочного конца к разгрузочному в следующих отно— шениях:

h(x) -= h ° е (1)

P„(x) = Р е; (2) о а где h u P — приведенная высота потока пульпы и гидравлическая составляющая сил на загрузочном конце;

К вЂ” коэффициент извлечения

B жидкой фазы (воды); е = 2,718 — основание натуральных логарифмов; х — расстояние рассматриваемого сечения от загрузочного конца.

Из условия обеспечения равномерной очистки просеивающей поверхности сита, обусловленной равномерным по длине полем всех сил Р = Р Ф Р, = const, амплитудное значение силы определя129793 ется из соотношения

P (x) = Р, — P (x) = P (1 — e ). (3)

В сечении 1 — 1 (фиг.2), соответствующем началу оси ОХ, вектор поля гидравлических сил имеет максимальное значение (максимальная высота слоя пульпы), а вектор поля инерционных сил равен нулю, поскольку это сечение наиболее удалено от вибровозбудителя. В этом сечении результирующий вектор всех сил (x) = P„ + P„ = P„ (4)

В сечении 2 — 2 действуют вектор 15 г гидравлических сил Р, соответствуюг щий ординате h — высоте слоя пуль7 пы, и вектор инерционных сил Р„ . Результирующий вектор сил равен

Р (x) = Р „ + Р, . (5)

В сечении 3 — 3, где содержание жидкой фазы незначительно (граница зон III и IV), результирующий вектор сил равен 25

3 1 1 3I2 2/3 х= (х +-L )

2 n

Р (х) Р + Р (Ь)

Шаг установки ударников по длине сита может изменяться в соответствии с изменением функции Р„(х).

Для определения величины шага установки ударников рассмотрена площадь, ограниченная на графике (фиг.3) ункциеи Pè (x)

Аппроксимируют выражение (3) па- 35 раболой Р,(х) = А - х. Параметр параболы А определяется из условия равенства наибольших значений

Р,(1.) = PN(L) за 1 3 а 3(х + — L ) — х

2 n

40 Шаг 1„ установки i-го ударника определяется из соотношения или откуда

45 Таким образом, при изменении интенсивности вибрационного воздействия по длине . сита соответственно уменьшению жидкой фазы в пульпе шаг установки i-го ударника следует

50 определять из соотношения

2 3й

А /n где i = 2,3,...,n — номер ударника, 55 отсчитываемый от места загрузки; ударников;

AJL = Р (1 — е ), А=P (1 — е ) L.

Делят площадь параболы

l — A(Cx с1х = А L

3 на и участков, равных по числу ударников. Площадь каждого из и участков составляет

S =S/n=

При этом линия действия инерционной силы каждого ударника проходит через центр тяжести участка. Определяют координаты х центров тяжести участков и шаг 1; установки ударников. Координата х, центра тяжести

7 4 первого участка определяется из условия равенства площади криволинейного треугольника ОЕ1Т, (фиг.3) половине площади S, т.е.

М1

j P„(x) dx S /2 о или 1

2 3И 2 31г

А 1х dx = А — x =(- AL /и) /2.

3 3

Из последнего выражения находят х,= P.,= (2n) L.

Для вычисления координаты х и шага (= х — х, второго ряда ударников приравнивают выражение площади криволинейной трапеции Е, Е Т Т, (фиг.3) к величине S = S/n т.е.

Хх

2 3iz 3а 2 1

А t -гх Йх=А — (х — х ) =А — — L

3 3n

Х1

Откуда координата х ударника и величина шага второго ряда

Из рассмотрения криволинейной трапеции Е;,Е Т Т;, (фиг.3) аналогично определяется на основании метода математической индукции общее выражение для координаты х установки -го ударника

3l2 1 х = (x + — L ); i = 2,3,...,п.

1 1 1 П

3!2 1 3)2 2/3

x — = х = (х. + = L x.

1-1 1 !

3I1 1

2!Э х, + — L — х;,, (7) х,= Р + г+ ...+ Р, и — количество поперечных рядов

1297937

1 — длина сита грохота;

Р; =(2h) 7 L — расстояние от места заг.23 рузки до места установки первого ударника.

В предлагаемом устройстве (фиг,4 и 6) ударники 6 и вибровозбудители 7 укреплены на подвижной относительно сита 4 раме 8, установленной в коробе 1 при помощи упругих опор 9.

Ударники 6 могут быть установлены на раме 8 с возможностью перемещения по длине L сита, что позволяет дополнительно регулировать интенсивность вибрационного воздействия на материал в зависимости от условий грохочения за счет изменения расстояния между ударниками, Такая конструкция позволяет синхронизировать колебания всех ударников и за счет этого реализовать на 20 сите поле инерционных сил Р„, оптимальное из условий повышения долговечности сита. Это связано с тем„ что при синхронных колебаниях всех ударников на сите исключаются зоны перекрытия или наложения возможных антифазных колебаний смежных ударников, имеющих изолированные вибровозбудители, что позволяет за счет исключения разнонаправленных перегибов 30 проволок сита дополнительно повысить его усталостную прочность.

Ударники могут быть выполнены в виде планок 10 и 11 (фиг.5 и 7), ориентированных поперек продольной оси 35

ОХ сита у загрузочного конца и вдоль у разгрузочного конца. В этом случае интенсивность вибрационного воздействия на разгрузочном конце сита (участок IV) дополнительно определя- 0 ется шагом t расстановки планок 10 поперек сита.

Контактирующая с ситом поверхность ударников (фиг,8-10) может быть выполнена с выступами 12 и каналами 4>

13, направленными соосно продольной оси сита. При этом глубина h канала

13 между выступами может увеличиваться в направлении движения материала.

Такая конструкция ударников обеспечи- 50 вает лучшие условия для удаления твердых частиц с поверхности ударников и пульпы из-под сита.

Для уменьшения износа сита и удар- 55 ников выступы 14 (фиг.10) могут быть выполнены из скользкой резины (африкционного эластомера), коэффициент трения которой с материалом сита уменьшается по сравнению с другими известными материалами в сотни раз.

Ударники могут быть выполнены в виде валика 15 (фиг ° 11), установленного на колеблющейся раме 8 с возможностью поворота вокруг стержня 16 (продольной оси 0 — 0 валика).

Образующая наружной поверхности валика 15 (фиг,12 и i3) может быть выполнена с выступами 17 и впадинами

18, причем выступы могут быть наклонены к оси 0-0 под углом g и направлены по винтовой линии с шагом

Устройство для =рохочения работает следующим образом.

Через загрузочный патрубок 2 короба на сито 4 подают пульпу, состоящую из твердых частиц 19 материала и жидкой фазы (вода) 20. При этом на частицы материала, попадающие в отверстия сита, воздействует направленная в сторону подрешетного продукта гидравлическая сила Р, обусловленная высотой потока пульпы, Поле сил

P по длине сита L изменяется от макс симального значения у загрузочного патрубка по кривой Р (х) (фиг.2а).

При включении вибровозбудителей

5 ситу сообщаются колебания, благодаря чему на частицы 19 воздействует инерционная сила Р„, обусловленная интенсивностью колебаний, т.е. Р„ — S(A,а )„ Причем поле сил Р„ изменяется по длине сита от минимального значения у загрузочного патрубка 2, например, по кривой Р„ (х) (фиг.2a).

Под действием указанных сил, изменяющихся по длине сита, твердые частицы проходят сквозь отверстия сита. В зоне III, примыкающей к загрузочному патрубку, пульпа содержит большое количество жидкой фазы и интенсивность грохочения определяется главным образом высотой h потока пульпы. Избыток воды в этой зоне уменьшает вязкость пульпы, силы сцепления между частицами м ериала и ситом минимальны, отверстия сита промываются водой и не забиваются. Длина зоны III зависит от условий грохочения и свойств материалов. В этой зоне ударники сообщают ситу вибрационное воздействие с меньшей интенсивностью, благодаря чему снижается величина усталостных напряжений сита. Это обусловливает повышение долговечности сита и срока работы его между заменами. Отличительной особенностью этой зоны явля1297937 ется наличие тонкого слоя воды на сите. По мере продвижения пульпы по ситу содержание жидкой фазы уменьшается, в результате чего снижается действие на частицы гидравлической силы Р„ . В зоне IV, примыкающей к разгрузочному концу, прохождение частиц

19 сквозь отверстия сита затруднено.

Зто связано с тем, что у мелких классов с большой удельной поверхностью частиц возрастают силы вязкости между частицами (силы Стокса). Из-за интенсивного обезвоживания оставшейся на сите твердой фазы процесс грохочения резко замедляется. Уменьшение гидрав- 5 лических сил в зоне IV компенсируется увеличением интенсивности вибрационного воздействия на сито за счет более плотного расположения ударников 6.

Именно это и обеспечивает очистку от-20 верстий сита в зоне IV от застрявших в них отдельных частиц и вязкой пульпы, что в конечном счете позволяет без увеличения расхода воды повысить

25 производительность и качество мокрого грохочения мелкоизмельченных материалов.

При расположении ударников с шагом, определяемым по формуле (7), по всей площади сита обеспечивается рав30 номерное поле силового воздействия на частицы материала, проходящие сквозь сито, что позволяет оптимизировать процесс тонкого мокрого грохочения с точки зрения равномерной очистки про- 35 сеивающей поверхности при обеспечении заданной долговечности быстроизнашиваемого узла (сита) и постоянном расходе воды.

Выполнение ударников в виде пла40 нок 10 и 11 (фиг.5 и 7), ориентиро— ванных соответственно вдоль и поперек сита, позволяет дополнительно повысить площадь S = а Ь контакта ударника с ситом и тем самым обеспечить повышение долговечности сита при переменной интенсивности вибрационного воздействия на него.

При выполнении ударников с выступами 12 (фиг.8 — 19) дополнительно уменьшается забивание отверстий сита за счет быстрого удаления пульпы изпод сита в проходе ее по каналам 13.

При выполнении выступов 14 из скользкой резины дополнительно обеспечивается повышение долговечности сита и улучшение очистки его отверстий за счет возможного выталкивания застрявших частиц.

Выполнение ударников в виде валика 15, установленного с возможностью поворота, обеспечивает быстрое удаление твердых частиц, прошедших сквозь сито, и предотвращает их залипание в месте контакта сита с ударником.

При выполнении образующей валика

15 с выступами 17, направленными по винтовой линии, улучшается очистка сита за счет подвижного места контакта каждого выступа по ширине.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для грохочения материала в потоке пульпы, включающее закрепленное на коробе сито, загрузочный и разгрузочный патрубки и вибровозбудители колебаний с ударниками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества процесса грохочения за счет равномерной очистки просеивающей поверхности сита при постоянном расходе воды, ударники установлены с шагом, увеличивающимся от разгрузочного патрубка к загрузочному.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что шаг установки ударников определяется по формуле д 1 /2 2л — х. п 1 где i = 2,3,...,n — порядковый номер ударника, отсчитываемый от загрузочного конца сита; ,,,e,,e,- -e,,;

n — количество поперечных рядов ударников;

L — длина сита;

E,= х,= (2n) L — расстояние от первого ударника до загрузочного конца сита.

1297937

Фиг.2

®иг.3

1297937

А-А

ФигГ

Фиг. 7

1297937

В-В

ЮиГ. 10

Фиг. 77

Г- Г

Фиг. 72

Фиг. У

Составитель Б,Левчаев

Редактор О.Юрковецкая Техред Х.Моргентал Корректор A.Çèèoêoñoâ

Заказ 846/11

Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4