Способ очистки холостой ветви ленты конвейера

 

Использование: в ленточных конвейерах, при очистке холостой ветви ленты, применяемых при транспортировании влажных, налипающих материалов. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхность ленты, в зоне огибания ее разгрузочного барабана, воздействуют скрещивающимися струями жидкости, направленными навстречу друг другу от кромок ленты к ее оси, изменяя при этом расстояние между соплами в зависимости от степени загрязнения ленты, после чего удаляют остатки налипшего материала скребком. 3 ил.

Изобретение используется в ленточных конвейерах, при очистке холостой ветви ленты, применяется при транспортировании влажных налипающих материалов.

Известно устройство для очистки ленты конвейера, располагающееся под холостой ветвью конвейера в виде патрубка с соплами - по всей ширине ленты, через которые подается вода к ленте для смыва с нее налипшего материала, а следом - патрубки с соплами, сжатый воздух из них удаляет смывную воду с ленты в приемник для шлама [1] .

Однако динамический напор струй жидкости из множества сопел не обеспечивает эффективного разрушения и отторжения адгезированных с лентой частиц материала и не отвечают суровым требованиям простоты: множество сопел, высокая вероятность их забивки частицами при эксплуатации, в связи с чем они не всегда применяются даже там, где вода участвует в технологическом процессе (обогатительные фабрики, имеющие шламовое хозяйство).

Также известно устройство, которому присуща еще большая сложность конструкции, наличие элементов гидравлической и механической очистки, постоянный безвозвратный расход реагента, низкая интенсивность процесса очистки вследствие недостаточного механического воздействия на слой адгезированного (прилипшего) материала [2] .

Наиболее близким является способ, реализованный в устройстве [3] , по которому осуществляют воздействие на поверхность ленты струями жидкости, истекающими под углом к ленте из ряда форсунок, и последующее удаление налипшего материала скребком. Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и износ ленты, возникающий в результате ее колебаний.

Целью изобретения является достижение эффективной очистки ленты конвейера от адгезированного с ней транспортируемого материала способами, не вызывающими износ ленты, средствами, имеющимися в наличии на фабриках, а также широко используемыми в других отраслях по другому назначению. Желательна также предельная простота способа, обеспечивающего эффективность очистки как с конструктивной точки зрения, так и его технологичности обслуживания и ремонта, учитывая специфические условия применения и уровень квалификации исполнителей, наличие используемых ресурсов, материалов и деталей, включая бывшие в употреблении и даже отработанные на этих же предприятиях по другому назначению.

Цель достигается концентрированным ударным воздействием кинетической энергии струй жидкости на очищенную поверхность огибающей разгрузочный барабан холостой ветви ленты конвейера, т. е. в месте наибольших изгибающих и растягивающих наружные слои ленты деформаций, где сцепление налипшего материала с лентой минимально, причем струи встречно - поперек хода ленты - направлены на сходящихся конических или коноидных насадках (сопел), разнесенных по ходу ленты на величину, исключающую их противодействие, при этом первоначальное соприкосновение с очищаемой поверхностью струй, направленных под углом к поверхности движущейся ленты тем ближе к ее середине (по ширине ленты), чем больше она загрязнена.

В предельном случае струи бьют (в противоположных направлениях) по ленте у ее середины, наиболее загрязненной и потому требующей наиболее концентрированного приложения энергии по ее очистке.

Установленный в нижней части разгрузочного барабана щит-экран канализует и снимает с ленты образовавшуюся пульпу в приемник шлама.

Прижимаемый к ленте следом за щитом-экраном скребок отжимает оставшуюся влагу. Поскольку скребок изготавливается из отходов лент, то трение влажной резины минимально, так как абразивные частицы отсутствуют а, следовательно, и износ ленты.

В качестве насадков используются пожарные стволы, широко применяемые и распространенные.

На фиг. 1 приведена схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2.

На фиг. 1 показаны разгрузочный барабан 1, огибаемый лентой 2, место установки пожарных стволов (насадков) 3 с коническими или коноидальными сходящимися соплами в нижней четверти разгрузочного барабана 1; отражающий щит-экран 4, касающийся ленты 2. Скребок 5, прижимаемый к ленте 2 для снятия с нее оставшейся жидкости, отклоняющий барабан 6.

На фиг. 2 показан угол атаки α очищаемой поверхности ленты струей из ствола и расстояние Y = - L между ударами встречных струй о поверхность ленты Y = - L.

На фиг. 3 показана схема разнесения встречных струй Х по ходу ленты в зависимонсти от соотношения скорости ленты v_л и скорости струи v_с, а также расстояние Y = - L в зависимости от характера и степени загрязнения. При сильной степени загрязнения середины леты допускается уменьшение величины Y до L и увеличение угла α для повышения разрушающей способности струи Р= 1000 2 ϕ_o ˙ γ ˙ F ˙ H sin α кГ.

При α= 90^о разрушающая способность струи максимальна, но минимален радиус ее эффективного действия и наоборот: при α = 0^о максимален радиус действия струи и минимальна ее разрушающая способность.

Ударная мощь и расход жидкости осуществляются подбором соответствующего диаметра сопла пожарного ствола и напора жидкости Н, углом удара ( α ) струи в загрязненную поверхность ленты на наиболее деформированном (растянутом) ее участке, в значительной мере определяя эффективность очистки в совокупности с разнесением встречных струй Х (по ходу ленты) и расстоянием между соприкосновениями струй с лентой по ее ширине: Y = - L.

Уменьшение угла α компенсируется варьированием в сторону повышения напора Н, ведущего к повышению скорости истечения v = , гдеϕ - скоростной коэффициент, равный 0,967, для конических сходящихся насадков; g - 9,81 м/с², Н - напор (м в. ст. ), что ведет как к увеличению дальности полета струи L= 0,104 v² sinα , где v - скорость струи м/с; α - угол наклона оси ствола (насадка) к горизонту в градусах, так и к увеличению ударной силы струи Р.

Р= 1000 2 ϕ_o ˙ γ ˙ Н sin α (кГ), где ϕ_o - коэффициент, учитывающий потери силы удара струи на преодоление сопротивления воздуха при его полете; ϕ_o= 0,95-1; γ - величина единицы объема воды, т/м³; F - площадь поперечного сечения сопла, м².

Для сопла с d= 19 мм, F= πr₂= 3,14·0,00952= 2,83528·10^-4 м², F= 2,83528·10^-4 м²; α - угол между направлением струи и поверхностью ленты конвейера в град ) α -30^о), Н - напор в м в. ст.

Струя воды наиболее эффективна на расстоянии L_эфф= 0,3L. При напоре Н= 20 м в. ст. v = = 0,967 ≈ 19,5 м/сек. Дальность струи при этой скорости и угле α = 30^о.

L= 0,104: v²·sin α= 0,104·19,15²·sin30^o= 0,104: 361·0,5= 18,772 м, но так как из-за сопротивления воздуха дальность полета струи Lg на 5-10% меньше теоретической, то L_g= 18,772·0,95= 17,84 м.

Струя воды наиболее эффективна на расстоянии L_эфф= 0,3·18,772= 5,6316 м; L_эфф= 5,6 м и менее, где несущественны потери на сопротивление воздуха.

Ударная сила струи воды о поверхность ленты при угле α = 30^о между направлением струи и очищаемой поверхностью ленты, d= 19 мм, Р= 1000· 2 ·ϕ · γ · F ·H sinα ; P= 1000·2· 1· 1· 2,8352840^-4·20·sin30^o= 1000· 2· 1· 1·2,83529· 10^-4·20·0,5= 5,6705747 кг. Р ≈5,67 кг.

Если принять ϕ_o= 0,95, то Р= 5,67·0,95 ≈5,4 кг или σ = 2 = ≈ 2 , т. е. сила удара струи на единицу площади в 1 см².

Из формулы следует, что силу удара струи можно варьировать изменением Н, F, α.

Нам удалось сбить адгезированный к ленте материал и при Н= 10 м в. ст. Чем выше напор, тем эффективнее результат, но целесообразнее достигать его при минимальных затратах, диктуемых транспортируемым материалом.

Так расход жидкости при напоре Н= 20 м в. ст. в зависимости от диаметра сопла был равен: при d= 14 мм Q= 2,88 л/с; d= 19 мм Q= 5,31 л/с и т. д.

Расчет велся по формуле Q = , где μ = E ˙ ϕ - коэффициент расхода, учитывающий сжатие струи и вязкости;
ω - поперечное сечение отверстия сопла (насадка);
Е - коэффициент сжатия струи Е= 0,983;
ϕ- коэффициент скорости, равный 0,967.

При увеличении Н до 80 м в. ст. и тех же размерах сопел (14 и 19 мм) расход Q будет равен Q¹⁴= 5,766 л/с, Q₁₉= 10,620 л/с и т. д.

Соответственно изменится и ударная сила Р. При d= 14 мм, Н= 80 м в. ст. , Р= 12,31 кг
d= 19 мм, Н= 80 м в. ст. , Р= 22,67 кг.

Разность деформации между наружными и внутренними слоями ленты, огибающими разгрузочный барабан, подсчитывается по формуле
Δ = П ( D + σ ) - П D , где σ - толщина ленты, Д - диаметр барабана, где лента испытывает максимальные растягивающие напряжения от веса груза на ленте, веса собственно ленты и плюс растяжения от изгиба по дуге окружности барабана, в совокупности ослабляющие сцепление транспортируемого материала с поверхностью ленты.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ХОЛОСТОЙ ВЕТВИ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА, включающий воздействие на поверхность ленты высоконапорных струй жидкости, исходящих из последовательно расположенных вдоль конвейера форсунок, направленных под углом к очищаемой поверхности, с последующим удалением налипшего материала посредством скребка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения эксплуатационных затрат и снижения степени износа ленты, струи направлены перекрестно поперек ленты от ее кромок к ее оси, при этом по мере увеличения загрязненности сопла перемещают к оси ленты, причем воздействие высоконапорных струй производят ударным методом в зоне огибания лентой обводного барабана, ниже его горизонтальной оси.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ХОЛОСТОЙ ВЕТВИ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА, включающий воздействие на поверхность ленты высоконапорных струй жидкости, исходящих из последовательно расположенных вдоль конвейера форсунок, направленных под углом к очищаемой поверхности, с последующим удалением налипшего материала посредством скребка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения эксплуатационных затрат и снижения степени износа ленты, струи направлены перекрестно поперек ленты от ее кромок к ее оси, при этом по мере увеличения загрязненности сопла перемещают к оси ленты, причем воздействие высоконапорных струй производят ударным методом в зоне огибания лентой обводного барабана, ниже его горизонтальной оси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3