ГРОХОТ ВИНТОВОЙ БАРАБАННЫЙ
SCREW DRUM SCREEN

Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций, а также для классификации строительных материалов.
Известен барабанный грохот (патент США №2804975, кл. 209-287, опубл. 1957 г.), включающий вращающийся цилиндрический барабан и механизм для сообщения колебательных движений барабану во время вращения.
Недостатком известного барабанного грохота являются низкие технологические возможности, самоочистка отверстий сит недостаточно эффективна и поэтому эту операцию производят струей воды.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является барабанный грохот (а.с. СССР №613830, кл. B07B 1/22, 1976 г.), содержащий просеивающую поверхность в виде барабана, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления.
Недостатком известного грохота являются ограниченные технологические возможности из-за низкой производительности ввиду слабой интенсивности смешивания, так как при вращении барабана имеет место скольжение грохотимой массы по внутренней поверхности барабана, забивание отверстий сит и необходимость дополнительных работ по их очистке, а также необходимость наклона барабана к горизонту, что усложняет эксплуатацию грохота.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, обеспечение эксплуатации грохота без наклона к горизонту, упрощение эксплуатации, повышение производительности.
Техническое решение достигается тем, что в грохоте винтовом барабанном, содержащем барабан, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления, барабан выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой перфорированной просеивающей поверхности с винтовыми канавками внутри просеивающей поверхности в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой перфорированной просеивающей поверхности, расположенными внутри ее поперечного сечения, изготовлен из трех и более одинаковых перфорированных полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием по периметру просеивающей поверхности трех и более внутренних криволинейных перфорированных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри просеивающей поверхности и образованием внутри нее напусков в виде винтовых лопастей по всей длине просеивающей поверхности от входного до выходного отверстия, при этом по всей длине просеивающей поверхности смонтирована пружина волнообразной формы с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого грохота винтового барабанного.
Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление просеивающей поверхности позволяет обеспечить осевое перемещение частиц сыпучего материала от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении ее оси вращения, что упрощает эксплуатацию в связи с отсутствием уклона барабана.
Новизна заключается в том, что барабан выполнен по периметру в виде многозаходной перфорированной просеивающей винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри нее в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой перфорированной просеивающей поверхности, расположенными внутри ее поперечного сечения, что повышает эффективность грохочения, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что просеивающая поверхность изготовлена из трех и более одинаковых перфорированных полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке с образованием по периметру просеивающей поверхности трех и более внутренних криволинейных перфорированных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри нее и образованием напусков внутри просеивающей поверхности в виде винтовых лопастей по всей длине просеивающей поверхности от входного до выходного отверстия, что повышает эффективность грохочения, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что за счет скручивания перфорированных полос прямоугольной формы в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении образованы внутри просеивающей поверхности криволинейные перфорированные поверхности различной кривизны с напусками внутри нее в виде лопастей в каждом поперечном сечении по ее длине, что не только изменяет траекторию движения частиц материалов в каждой точке криволинейной поверхности просеивающей поверхности, нарушает стационарность их движения, но и интенсифицирует процесс грохочения, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что просеивающая поверхность по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми линиями, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке, и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри просеивающей поверхности с криволинейными перфорированными поверхностями различной кривизны с напусками внутри просеивающей поверхности в виде лопастей, что увеличивает не только скорость перемещения частиц материала от входного до выходного отверстия, но и увеличивает закрутку их потоков, увеличивая частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками просеивающей поверхности, увеличивает энергоемкость соударений, производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним перфорированным винтовым поверхностям двоякой кривизны с напусками внутри просеивающей поверхности в виде лопастей расширяются технологические возможности, повышается интенсивность грохочения, расширяются технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря просеивающей поверхности с перфорированными винтовыми поверхностями и напусками внутри просеивающей поверхности в виде лопастей векторы скорости движения частиц материалов от входного до выходного ее отверстия изменяются, что способствует интенсификации процесса грохочения, расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри просеивающей поверхности со сложной перфорированной внутренней поверхностью с напусками внутри нее в виде лопастей в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует процесс грохочения, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что внутри по всей длине просеивающей поверхности смонтирована пружина волнообразной формы с плоским сечением витков, которая не только обеспечивает движение частиц материала от загрузки к выгрузке, но и создает их поджатие внутри просеивающей поверхности, что расширяет технологические возможности и интнесифицирует процесс грохочения.
Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри просеивающей поверхности пружина волнообразной формы снабжена устройством для изменения шага витков, что позволяет влиять на характер движения частиц материала внутри просеивающей поверхности и обеспечивает регулирование скорости их перемещения от загрузки к выгрузке.
Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление грохота винтового барабанного с закрепленной внутри пружиной волнообразной формы с плоским сечением витков позволяет не только создать противопотоки движения частиц материала внутри просеивающей поверхности, но и обеспечивает продольное их перемещение от загрузки к выгрузке при ее горизонтальном расположении и интенсивное их взаимодействие, что расширяет технологические возможности, упрощает конструкцию и эксплуатацию.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен грохот винтовой барабанный, общий вид; на фиг.2 - просеивающая поверхность, общий вид, смонтированный из пяти перфорированных прямоугольных полос; фиг.3 - сечение А-А на фиг.2; фиг.4 - одна из перфорированных полос с напуском; на фиг.5 - вид перфорированной полосы с напуском после скручивания ее концов относительно продольной оси; на фиг.6 - вид перфорированной полосы с напуском после сгиба ее на цилиндрической оправке; на фиг.7 - разрез Б-Б на фиг.6.
Грохот винтовой барабанный содержит барабан с просеивающей поверхностью 1, закрепленной в круговых обечайках 2. На одной из обечаек 2 имеется венцовая шестерня 3. Барабан с просеивающей поверхностью 1 грохота вместе с круговыми обечайками 2 установлен на опорных роликах 4. На обечайке, имеющей венцовую шестерню 3, установлен привод, включающий двигатель 5, редуктор 6 и шестерню 7. Грохот снабжен загрузочным 8 и разгрузочным приспособлением 9 для крупных фракций материала, а также разгрузочным приспособлением 10 для мелких фракций материала.
Для обеспечения дополнительного продольного перемещения в противоположном направлении частиц материала внутри просеивающей поверхности 1 смонтирована пружина 11 волнообразной формы с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков пружины 11 путем растяжения или сжатия (не показано). Направление витков пружины 11 может совпадать с направлением вращения просеивающей поверхности 1 либо может быть противоположным его вращению. Регулировка величины шага витков пружины 11 может производиться также в процессе работы грохота винтового барабанного. В зависимости от характеристик обрабатываемых материалов, требуемого времени обработки устанавливается такой шаг пружины 11, который отвечает оптимальным условиям грохочения. Например, если требуется большое время обработки, то уменьшается шаг пружины 11 и, таким образом, изменяется поток движения обрабатываемых материалов в обратном направлении, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. При обработке, требующей малого времени пребывания обрабатываемого материала в просеивающей поверхности 1, шаг витков пружины 11 увеличивают и, таким образом, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. В нужном положении пружину 11 фиксируют известными приспособлениями (не показаны). Регулировка величины шага пружины 11 может быть осуществлена также и в процессе работы грохота.
Просеивающая поверхность 1 (фиг.2, фиг.3) выполнена по периметру в виде многозаходной винтовой перфорированной поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри просеивающей поверхности 1 в виде карманов криволинейной формы, например на фиг.3 пятью - 12, 13, 14, 15, 16.
Многозаходная винтовая пустотелая перфорированная просеивающая поверхность 1 (фиг.2, фиг 3) выполнена из трех и более, например на фиг.3 из пяти перфорированных полос прямоугольной формы 17, 18, 19, 20, 21 с образованием по периметру просеивающей поверхности 1 внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри просеивающей поверхности и образованием напусков 22, 23, 24, 25, 26 (фиг.3) в виде винтовых лопастей по всей длине просеивающей поверхности (на фиг.4 винтовые лопасти затемнены). Таким образом, образуются внутри просеивающей поверхности винтовые канавки в виде карманов криволинейной формы 12, 13, 14, 15, 16 с центрами кривизны, расположенными внутри поперечной просеивающей поверхности 1 (фиг.3).
1
1
Просеивающая поверхность 1 выполнена из трех и более перфорированных полос прямоугольной формы, например на фиг.2, фиг.3 пяти перфорированных полос 17, 18, 19, 20, 21. Каждая из перфорированных полос прямоугольной формы выполнена с напуском 27 и с боковыми кромками 28 и 29 (на фиг.4 показана перфорированная полоса 17). Напуск 27 показан на фиг.4 отделенным, например, от полосы 17 штриховой линией 30. Полоса 17 скручена по винтовой линии в продольном направлении (фиг.5) относительно продольной оси O-O и изогнута по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке 31 (фиг.6, фиг.7).
Полосы 17, 18, 19, 20, 21 с напусками 27 после сгиба снимают с оправки 31 и соединяют друг с другом боковой стороной 29 одной полосы со штриховой линией 30 другой полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру пустотелой перфорированной просеивающей поверхности 1 винтовых линий и винтовых перфорированных поверхностей в виде винтовых канавок 12, 13, 14, 15, 16 внутри просеивающей поверхности 1 и винтовых линий по наружной поверхности просеивающей поверхности 1 с постоянным шагом S. Часть одной из винтовых линий 32-33 показана на фиг.2 утолщенной линией.
Например, полоса 17 своей винтовой кромкой 29 (фиг.3) соединена с полосой 18 по штриховой линии 30 с выпуклой ее стороны, например сваркой, в свою очередь полоса 18 соединена своей винтовой кромкой 29 с полосой 19 по ее штриховой линии 30 и т.д., с образованием многозаходной винтовой перфорированной поверхности в виде пустотелой просеивающей поверхности 1 с напусками 22, 23, 24, 25, 26 (фиг.3) в виде винтовых лопастей по всей длине просеивающей поверхности 1 (на фиг.3 винтовые лопасти затемнены). Скручивание каждой перфорированной полосы обеспечивает дополнительное искривление внутренней перфорированной поверхности, просеивающей поверхности 1, благодаря чему увеличивается закрутка потоков грохотимых материалов, увеличивается производительность грохочения, расширяются технологические возможности.
Грохот винтовой барабанный работает следующим образом.
В барабан с просеивающей поверхностью 1 через загрузочное приспособление 8 беспрерывно загружаются сыпучие строительные материалы. При вращении барабана с просеивающей поверхностью 1 частицы материалов захватываются карманами внутренней винтовой поверхности 12, 13, 14, 15, 16 и в направлении вращения поднимаются лопастями 22, 23, 24, 25, 26 вверх, перемещаясь в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы материалов движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к перфорированным стенкам вращающегося барабана с просеивающей поверхностью 1 и перемещаются в сторону выгрузки. При этом за счет карманов и лопастей частицы материалов поднимаются значительно выше, чем в барабанах с просеивающей поверхностью известных конструкций. Так как просеивающая поверхность барабана 1 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку, карманы внутренней перфорированной просеивающей поверхности барабана 1 расположены под углом к оси вращения, то в каждой порции частицы материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс грохочения, разрушения их на мелкие фракции и перетирания частиц материала друг с другом и с перфорированными стенками просеивающей поверхности 1 барабана, повышается взаимодействие частиц материалов и расширяются технологические возможности.
Так как внутри барабана с просеивающей поверхностью 1 образованы винтовые перфорированные поверхности в виде криволинейных перфорированных карманов с лопастями, то значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов, и каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва этих частиц от перфорированных стенок просеивающей поверхности 1, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса их разрушения на мелкие фракции. При этом обеспечивается их измельчение на меньшие фракции и самоочистка просеивающей поверхности.
Наличие в конструкции грохота винтового барабанного винтовых перфорированных поверхностей в виде перфорированных карманов криволинейной формы 12, 13, 14, 15, 16 с лопастями 22, 23, 24, 25, 26 интенсифицирует процесс грохочения, повышает надежность работы грохота и расширяет технологические возможности, обеспечивает самоочистку просеивающей поверхности 1.
Таким образом, частицы масс грохотимых материалов при непрерывном вращении просеивающей поверхности 1 совершают сложное движение, при котором и происходит процесс грохочения. Частицы масс грохотимых материалов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием направленных в одну сторону под углом к продольной оси просеивающей поверхности 1 винтовых перфорированных поверхностей в виде карманов криволинейной формы по внутренней поверхности совершают сложное движение с большой амплитудой в плоскости, перпендикулярной проходному сечению просеивающей поверхности 1. Так как по длине просеивающей поверхности 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц грохотимого материала, т.е имеет место повышение интенсивности грохочения. Наличие винтовых перфорированных поверхностей и винтовых линий по периметру просеивающей поверхности 1 способствует не только усложнению траекторий их движения, но и перемещению по проходному сечению просеивающей поверхности 1. Так как внутри по всей длине просеивающей поверхности 1 смонтирована пружина 11 волнообразной формы с плоским сечением витков, то обеспечивается не только движение частиц материала от загрузки к выгрузке, но и создается их поджатие внутри просеивающей поверхности 1, что расширяет технологические возможности и интенсифицирует процесс грохочения. При движении масс грохотимого материала по проходному сечению просеивающей поверхности 1 мелкие частицы через просеивающую поверхность 1 попадают в разгрузочное приспособление 10, а крупные фракции строительных материалов выводятся в разгрузочное приспособление 9.
Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов, повышения интенсивности их грохочения и переориентации, а также скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность и энергоемкость взаимодействия частиц материалов друг с другом и с перфорированными стенками просеивающей поверхности 1, повышает производительность, расширяет технологические возможности, повышает надежность работы грохота и его производительность.