МАШИНОСТРОЕНИЕ

МЕХАНИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ КЛАССИФИКАТОРЫ

Грохочением называется процесс меха­нической классификации частиц по крупности просеиванием их через колосники или решет­ки, установленные неподвижно или совер­шающие колебательное движение. Грохоты относятся к аппаратам поверхностного типа непрерывного действия. В качестве рабочей классифицирующей поверхности используют проволочные или резиновые сита (из струн или отдельных литых секций), стальные листы - решета со сверленными или штампованными отверстиями либо колосниковые решетки с параллельным или веерообразным расположе­нием колосников. Примеры тканых из прово­локи и штампованных сит показаны на рис. 2.3.4.

В процессах грохочения мелкие частицы материала размером меньше размера w ячейки сита обычно называют подрешетным продук­том или нижним классом, большего размера - надрешетным продуктом или верхним классом. Классификация происходит путем многократ­ного случайного сравнения размера каждой частицы х с размером ячейки сита w (рис. 2.3.5). Особое место занимают частицы разме­ром, близким к размеру ячейки сита x ~ w, на­зываемые «трудными». Поскольку обычно частицы имеют неправильную форму, трудные частицы проходят сквозь сито только после многократных попыток, а чаще заклиниваются в нем, вследствие чего сито требует периоди­ческой очистки. Заклинившиеся в отверстиях трудные частицы снижают эффективную пло­щадь поверхности сита, а следовательно, эф­фективность классификации (грохочения). Особенно сильно она снижается при грохоче­нии влажных и липких материалов, замазы­вающих поверхность грохота, а также материа­лов с существенно неправильной формой час­тиц.

Lb

ТТ"

А)

Рис. 2.3.4. Схемы тканого из проволоки (а) и штампованного (б) сит

При расчете эффективности классифика­ции редко оценивают выход разных более или менее узких фракций материала, а материал представляют бинарной смесью надрешетной (х > w) и подрешетной (х < w) фракций. Инте­гральной характеристикой эффективности классификации является степень извлечения подрешетной фракции в подрешетный (мел­кий) продукт классификации:

Фз

8 =

/О) 1 - Rx(w)

Где ту = Сі (см. рис. 2.3.2, в). При исправном (не порванном) сите С\ = 0 и г\с = 1.

При расчете пропускной способности од­ного отверстия сита считается, что отношение высоты Н арки материала над отверстием к размеру отверстия не зависит от последнего, т. е. Н ос w (рис. 2.3.6). Тогда скорость прохож­дения частицы через отверстие равна скорости ее свободного падения на уровне плоскости си-

Та V - - yjl gH, или v ос yfgw, а поток объема

2

Материала через отверстие qw = w v или

1 / 7 S / 7

Qw<xgw. Поскольку число отверстий

На единицу площади обратно пропорционально размеру отверстия в квадрате, удельная (на единицу площади поверхности сита) объемная

Пропускная способность сита q$ ос yjgw.

Однако при расчетах обычно используют удельную объемную производительностью по исходному материалу qo, связь которой с q$ зависит от большого числа факторов и не уста­навливается теоретически. Поэтому для расче­та конструктивных параметров грохотов и их эффективности используют обобщение опыт­ных данных, а теория служит только для выяв­ления качественных соотношений между ос­новными характеристиками.

Эффективность грохочения находится в противоречии с производительностью и разме­рами грохота. Наиболее эффективная класси­фикация достигается при движении частиц по поверхности сита монослоем, но при значи­тельной производительности это приводит к большой ширине грохота. При движении мате­риала в несколько слоев частицам подрешет - ной фракции требуется время, чтобы достичь поверхности сита, что приводит к необходимо­сти его большой длины. При заданных разме­рах поверхности грохота степень извлечения зависит от производительности по исходному материалу и падает с ее ростом.

Типичный колосниковый грохот с не­подвижной просеивающей поверхностью (рис.

2.3.7, а) состоит из параллельно расположен­ных на общей раме стальных полос или труб. Движение материала вдоль грохота осуществ­ляется за счет сил тяжести частиц, поэтому угол наклона поверхности р должен быть не меньше угла естественного откоса материала.

При грохочении влажных и липких мате­риалов возможна подача в полые колосники горячего теплоносителя. Ширина грохота Ь должна составлять не менее трех размеров максимального исходного куска (b > Зхтах ),

Длина L = 3.. ЛЬ. Неподвижные грохоты редко используются при размере щелей между колос­никами менее 25 мм. Эффективность классифи­кации колеблется от 0,5...0,6 при больших нагрузках, до 0,65...0,70 при малых.

Объемная производительность грохота

Q = qoF, (2.3.2)

Где F - площадь колосниковой решетки, м2; qo - удельная объемная производительность по питанию, м3/(м2 ч), зависящая от ширины щели w и требуемой эффективности. Для ориентиро­вочных расчетов при определении q0 можно воспользоваться рис. 2.3.7, б.

Барабанный грохот представляет собой вращающийся цилиндр с отверстиями (рис. 2.3.8). Движение материала вдоль него проис­ходит благодаря наклону оси вращения р к горизонту и напорному действию подаваемого материала. Поперечные движения материала при его пересыпании вследствие вращения барабана интенсифицируют движение мелких частиц к просеивающей поверхности.

В)

Рис. 2.3.7. Схема колосникового грохота (а) и зависимость его удельной производительности от ширины щели {б) при различных значениях в:

/ - в = 0,65...0,7; 2 - в = 0,50...0,60

Основные геометрические размеры бара­банного грохота определяются следующими соотношениями:

Ј>>14Xmax; h< 2xmax; pmax <90°.

Частота вращения барабана, мин-1, со­ставляет 0,3...0,45 критической частоты вра­щения:

_ 13 20

4D " \[D '

Где D - диаметр барабана, м.

Ориентировочная объемная производи­тельность определяется по формуле (2.3.2), где f - площадь просеивающей поверхности, м2; удельная объемная производительность

Вибрационный грохот. Для более тонкой классификации используются грохоты с колеб­лющейся классифицирующей поверхностью с кинематическим возбуждением колебаний (качающиеся или гирационные) или с динами­ческим, осуществляемым различными вибра­торами, (вибрационные).

Схема вибрационного грохота показана на на рис. 2.3.9. Эффективность классификации достигает 0,9 и выше. Нижний предел ампли­туды колебаний грохота выбирается по эмпи­рической формуле

Г>mw +1 ,

Где г - амплитуда, мм; w - диаметр отверстий сита, мм; т - коэффициент, выбираемый по табл. 2.3.1.

[0,05W при є = 0,75...0,88; lo,2w при є = 0,50...0,60,