ВИБРОИМПУЛЬСНЫЙ ГРОХОТ

Предлагаемое техническое решение относится к оборудованию для сортировки по размерам сыпучих и кусковых материалов и может быть использовано в строительной, химической, угольной и других областях промышленности.
Существует проблема механической сортировки по размерам (классификации) сыпучих материалов на решетах и ситах (грохочения) особенно при повышенной влажности сыпучих материалов. Так, например, грохочение некоторых сортов каменного угля при влажности от 6% до 14% существенно затруднено, поскольку влага в таком материале присутствует в основном в виде поверхностных пленок. Мелкие классы сыпучего материала имеют наибольшую внешнюю влажность вследствие их наибольшей удельной поверхности. Внешняя влажность в виде поверхностных пленок является причиной слипания мелких зерен материала между собой, налипания их на большие зерна высших классов и "замазывания" ячеек сит. Кроме того, вода смачивает поверхности сит и может под действием сил поверхностного натяжения образовывать пленки, которые затягивают ячейки сит. Все это создает препятствия расслаиванию материала по размерам на ситах и затрудняет проход мелких зерен через ячейки сит. Мелкие зерна в результате указанных процессов остаются в надрешетном продукте. Эффективность грохочения влажных сыпучих материалов при этом существенно снижается.
Для решения указанных проблем в настоящее время наиболее распространенным является использование различных по конструкции вибрационных грохотов и сит, в которых обеспечено создание разнообразных режимов вибрации на рабочих органах.
Так известен грохот полигармонических колебаний, описанный в патенте Украины на изобретение №67823, МПК: В07В 1/46, который включает короб с ситами на упругих опорах и два одновальных инерционных вибровозбудителя, установленные на коробе соосно. При этом один вибровозбудитель предназначен для создания близких к гармоническим колебаний с меньшей амплитудой и большей частотой, а второй - для создания близких к гармоническим колебаний с большей амплитудой и меньшей частотой.
Недостатком известного грохота полигармонических колебаний является невозможность его использования для классификации мелких классов влажных сыпучих материалов, например, угля при влажности от 6% до 14% по причине характера колебаний рабочих поверхностей сит, близкого к гармоническому, который не может обеспечить их точкам ускорений, достаточных для разрушения поверхностных пленок и сил сцепления зерен материала между собой. Не способствует этому и эффект демпфирования колебаний рабочих поверхностей сит из-за упругости опор, на которых установлен короб с ситами.
Известен также вибрационный грохот (а.с. №1309395, МПК: В07В 1/46), в котором колебания от электромагнитного вибратора к ситам передаются через две группы толкателей, прилегающих к ситам и жестко связанных с виброприводом через траверсу и П-образные рамки.
Электромагнитный вибратор, использованный в этом известном вибрационном грохоте в качестве вибровозбудителя, ощутимо повышает ускорения точек рабочих поверхностей сит. Однако использование для его питания переменного синусоидального тока является причиной гармонического характера порождаемых вибровозбудителем колебаний рабочих
поверхностей сит, который не может обеспечить их точкам ускорений, достаточных для разрушения поверхностных пленок и сил сцепления между собой зерен сыпучих материалов повышенной влажности.
Наиболее близким по технической сущности является вибрационный грохот (декларационный патент Украины №36507, МПК: В07В 1/46), который включает корпус с загрузочным и разгрузочными устройствами, установленные в корпусе рамы и сита и связанные с ситами виброприводы, расположенные по площади сит на узловых линиях собственных колебаний сит низких порядков или в непосредственной близости от них.
Недостатком известного вибрационного грохота, выбранного в качестве прототипа, является наличие на поверхностях сит застойных зон, образующихся в результате взаимодействия вибрационных волн, которые расходятся в радиальных направлениях от каждой точки вибрационного возбуждения, накладываются друг на друга и в результате частично гасятся. Кроме того, наличие пружинных элементов как в конструкции самих виброприводов, так и в элементах подвески рабочих органов известного вибрационного грохота является причиной эффекта демпфирования, который существенно ограничивает возможности придания точкам поверхностей сит ускорений, достаточных для разрушения поверхностных пленок и сил сцепления между собою зерен материала, классифицируемого на этом грохоте. Все это ограничивает эффективность классификации сыпучих влажных материалов на известном вибрационном грохоте.
В основу создания предлагаемого вибро-импульсного грохота поставлена задача усовершенствования вибрационного грохота для повышения эффективности классификации сыпучих материалов повышенной влажности путем обеспечения возможности придания рабочим поверхностям таких вибрационных ускорений, которые были бы достаточны для разрушения поверхностных пленок и сил сцепления между собой зерен влажных сыпучих материалов.
Задекларированная задача решается за счет того, что в вибро-импульсном грохоте, который включает корпус с загрузочным и разгрузочными устройствами, установленную в корпусе раму с механизмом регулирования угла ее наклона, по крайней мере одно сито струнного типа в рамке сита, установленной на раме, и вибровозбудители, установленные на раме и связанные со струнами сита, рамка сита закреплена на раме жестко, а в качестве вибровозбудителей использованы беспружинные электроимпульсные индукторы, механически связанные со струнами сита через траверсные толкатели.
Использование электроимпульсных индукторов в качестве вибровозбудителей позволяет придать вибрациям, подаваемым на сито грохота, ярко выраженный импульсный характер с длиной импульсов 1-5 млсек, а каждой точке поверхности сита за счет этого придать ускорения, достаточные для разрушения поверхностных пленок и сил сцепления зерен сыпучего материала повышенной влажности. Жесткое крепление рамки сита на раме грохота и беспружинная конструкция использованных в нем электроимпульсных индукторов позволяют предотвратить возникновение эффекта демпфирования, который способен существенно ограничить возможности придания точкам поверхностей сит необходимых для эффективной классификации ускорений. Механическая связь вибровозбудителей со струнами сита грохота через траверсные толкатели обеспечивает отсутствие "застойных" зон на рабочей поверхности сита, что также повышает эффективность работы грохота.
Таким образом, совокупность признаков предлагаемого вибро-импульсного грохота обеспечивает достижение задачи повышения эффективности классификации сыпучих материалов повышенной влажности.
На Фиг.1 представлен общий вид вибро-импульсного грохота; на Фиг.2 - вид А на Фиг.1 (позиции 10 и 12 условно повернуты); на Фиг.3 - принципиальная схема управления работой вибровозбудителей; на Фиг.4 -
сравнительный график рабочих импульсов прототипа и предлагаемого вибро-импульсного грохота.
Вибро-импульсный грохот включает корпус 1 с загрузочным устройством 2, разгрузочным устройством 3 для надрешетного продукта и разгрузочным устройством 4 для подрешетного продукта; установленную в корпусе 1 раму 5 с механизмом 6 регулирование угла ее наклона; сито 7 струнного типа в рамке сита 8, которая жестко установлена на раме 5 с помощью кронштейнов 9; вибровозбудители 10, жестко установленные на раме 5 и связанные со струнами 11 сита 7 посредством траверсных толкателей 12. В качестве вибровозбудителей 10 использованы беспружинные электроимпульсные индукторы, каждый из которых представляет собой (см. Фиг.3) расположенные в едином корпусе 13 катушку 14 и выполненную из высоко электропроводного материала пластину 15, связанную со штоком 16. Штоки 16 электроимпульсных индукторов (вибровозбудителей) связаны с траверсными толкателями 12, которые контактируют со струнами 11 сита 7, за счет чего осуществляется их механическая связь. Вибровозбудители 10 электрически связаны также с пультом управления 17, принципиальная схема которого (см. Фиг.3) включает генератор импульсов 18, программный коммутатор 19 и тиристорные ключи 20.
Вибро-импульсный грохот работает следующим образом. Перед началом подачи материала на классификацию устанавливают необходимый угол наклона рамы 5 с помощью механизма 6 его регулирования, на пульте управления 17 задают параметры импульсов, подаваемых на вибровозбудители 10, в зависимости от влажности материала, который подлежит классификации, и класса рассева. Материал, который подлежит классификации, через загрузочное устройство 2 подают на сито 7. За счет колебаний сита, которые придают ему вибровозбудители 10 через траверсные толкатели 12, происходит отсеивание и попадание в разгрузочное устройство 4 зерен материала, меньших чем просвет между соседними струнами 11 сита 7. Зерна
большего размера скатываются по поверхности сита 7 и отводятся от рабочей зоны с помощью разгрузочного устройства 3.
-3
-5
При работе вибро-импульсного грохота на вибровозбудители 10 подают электрические импульсы, формируемые генератором импульсов 18, который с периодичностью 0,01-3 сек разряжает свои конденсаторные накопители энергии с помощью тиристорных ключей 20 на соответствующий вибровозбудитель 10 или на все вибровозбудители одновременно. Порядок срабатывания тиристорных ключей 20 задается программным коммутатором 19. С помощью программного коммутатора накопленная электрическая энергия за короткий промежуток времени (10-10 сек) подается на катушку 14 электроимпульсного индуктора (вибровозбудителя), превращаясь согласно закону Био-Савара-Лапласа в переменное магнитное поле. Это поле взаимодействует с пластиной 15 электроимпульсного индуктора, выполненной из высоко электропроводного материала (алюминия), и наводит в ней вихревые электрические потоки, которые порождают магнитное поле обратной полярности. Вследствие этого возникают так называемые пондемоторные силы, которые действуют на пластину 15 и связанный с нею шток 16, который через траверсный толкатель 12 передает импульс колебания длиной 1-5 млсек (см. Фиг.4) на струны 11 сита 7.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано как при модернизации действующего оборудования для механической классификации влажных сыпучих материалов, так и в конструкциях новых грохотов.