Вибрационный многодечный грохот

Полезная модель относится к устройствам для разделения сыпучих материалов по крупности и может быть использована в горной, металлургической промышленности и т.п.
В вибрационных грохотах материал разделяется по крупности в процессе вибрационного перемещения по просеивающей поверхности, разделяясь на надрешетный и подрешетный продукты.
Известны и широко применяются конструкции вибрационных грохотов с направленными колебаниями рабочего органа, как с горизонтально расположенными деками, так и с наклонными деками.
В частности известен Вибрационный многодечный грохот для сортировки мелкозернистых материалов, описанный в патенте на полезную модель RU 123350, опубл. 27.12.2012, включающий подвижный короб, установленный на пружинах на неподвижной опорной раме, и содержащий горизонтально установленные деки с просеивающими ситами. Каждая дека имеет упоры для установки домкратов, позволяющих производить замену сит. Грохот снабжен вибровозбудителем, создающим направленные прямолинейные колебания. Вибровозбудитель выполнен в виде единого блока, состоящего из двух инерционных вибраторов, и установлен на коробе. Двигатели, придающие вращение валам вибраторов, установлены на неподвижной опорной раме. Недостатком данного устройства является сложность обслуживания при замене сит.
Известны инерционные наклонные грохоты типа ГИС, описание конструкций которых приведено в статье [Л.А. Вайсберг, А.Н. Коровников, Т.М. Балаева/ Инновационные грохоты для промышленности строительных материалов», авторы - «Строительные материалы» №7, 2017 г. стр. 52
Двух- и трехдечные грохоты имеют неподвижную раму, на которой с помощью упругих опор установлен короб с наклонно установленными друг над другом деками с просеивающими поверхностями. Круговые колебания генерируются дебалансным вибратором, работающим от электродвигателя, снабженного муфтой, закрепленного на боковине короба. Материал, предназначенный для сортировки, поступает на загрузочный лоток колеблющегося грохота, после чего, подбрасываясь вынуждающей силой вращения дебалансов вибратора, начинает двигаться по наклонной верхней просеивающей поверхности в сторону выгрузки, просеиваясь при этом сквозь ячейки сита. Просеиваемый материал поступает на нижнюю просеивающую поверхность, на которой совершает аналогичное перемещение. Скорость перемещения материала зависит от угла наклона просеивающих поверхностей и от параметров вибрации.
Как и в описанном выше грохоте по патенту РФ №123350, в грохотах ГИС цилиндрические пружины в упругих опорах установлены параллельно и за счет этого имеют достаточно высокую степень свободы, что приводит к возбуждению паразитных форм колебаний колеблющейся массы. Это негативно отражается на сохранении режима устойчивой работы грохота.
В качестве прототипа выбран Вибрационный грохот, описанный в патенте № US 6431366, опубл. 13.08.2002. Грохот включает пять коробов с ситовыми деками, предназначенных для разделения материала на две фракции. Короба с деками установлены на внутренней подвижной раме наклонно вниз по потоку просеиваемого материала. Они расположены ярусно - параллельно друг над другом с продольным смещением каждого вышележащего короба с деками по отношению нижележащему коробу в сторону разгрузочного торца. Подвижная рама грохота установлена на неподвижной раме, на которой закреплены питатели, для каждой деки отдельно, а также общая воронка для сбора надрешетного продукта и общая воронка для сбора подрешетного продукта. На подвижной раме расположен блок с мотор-вибраторами. Между неподвижной рамой и подвижной рамой установлены упругие амортизаторы, имеющие форму плоских цилиндров, и присоединенные к элементам рамных конструкций с помощью болтов. Ярусная установка дек позволяет эффективно использовать установочную площадь. Наличие резиновых амортизаторов предотвращает возможность возбуждения паразитных форм колебания. Однако в процессе эксплуатации резиновые амортизаторы теряют свои упругие свойства, и имеет место остаточная деформация. С потерей упругих свойств амортизаторов вибрация подвижной рамы передается на неподвижную раму, что негативно влияет на надежность конструкции.
Таким образом, существует техническое противоречие. С одной стороны, известны грохоты с надежными упругими опорами, выполненными с применением пружин, но параллельная установка пружин приводит к возникновению паразитных форм колебаний и негативно сказывается на устойчивости работы грохота. С другой стороны, известны конструкции грохотов с резиновыми амортизаторами между подвижной и неподвижной рамой, что исключает возникновение паразитных форм колебаний, но снижает надежность конструкции по мере потери упругих свойств в процессе эксплуатации.
В основу полезной модели поставлена техническая проблема разрешения этого противоречия. Достигаемый технический результат -обеспечение надежности работы грохота, свойственной при применении цилиндрических пружин, при одновременной компенсации паразитных форм колебаний.
Поставленная задача решается изменением конструкции.
Заявляемый вибрационный грохот имеет неподвижную раму и установленную на ней с помощью четырех упругих опор подвижную раму, на которой закреплены просеивающие короба с ситовыми деками. Короба установлены наклонно, параллельно друг над другом, и с продольным смещением каждого вышележащего короба по отношению к нижележащему коробу в сторону разгрузочного торца. На подвижной раме также установлены два дебалансных вибратора, валы которых закреплены на подвижной раме параллельно друг другу. На неподвижной раме закреплены питатели просеивающих коробов, воронка для сбора надрешетного продукта, воронка для сбора подрешетного продукта и два двигателя, каждый из которых посредством муфты соединен с валом одного из дебалансных вибраторов. Подвижная рама имеет две несущие балки, расположенные по обе стороны грохота и размещенные между опорными балками, служащими для закрепления коробов. Несущие балки проходят между осями валов дебалансных вибраторов и ориентированы вдоль оси направленных колебаний. К несущим балкам присоединены боковые стенки коробов. При этом каждая упругая опора имеет в своем составе стойку, жестко закрепленную на одной из опорных балок неподвижной рамы, на стойке закреплены две цилиндрические пружины, оси которых ориентированы под углом друг к другу и расположены в плоскости, параллельной плоскости симметрии грохота, а верхние торцы обеих пружин присоединены к несущей балке подвижной рамы.
Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности полезной модели, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации. Пример иллюстрируется Фигурами чертежей, на которых представлено: Фиг. 1 - вибрационный многодечный (пятидечный) грохот - вид сбоку, Фиг. 2 - то же, вид со стороны загрузочного торца (для упрощения восприятия показан только питатель верхнего короба), Фиг. 3 - подвижная рама с установленными коробами с ситовыми деками, вид сбоку. Конструкция грохота имеет неподвижную раму 1, подвижную раму 2 с установленными на ней просеивающими коробами 3 с ситовыми деками и подситниками. Короба 3 установлены наклонно, параллельно друг над другом и с продольным смещением каждого вышележащего короба по отношению нижележащего в сторону разгрузочного торца. Расстояние смещения выбирается из условия несмешивания потоков разгружаемого с коробов надрешетного продукта. Короба 3 соединены с верхней и нижней наклонным продольно ориентированным опорным балкам 4 подвижной рамы. В контексте данной заявки здесь и ниже термин "продольно ориентированная балка" применяется в значении "балка, ориентированная вдоль продольной плоскости симметрии грохота". Со стороны загрузочного торца к каждому коробу подведен собственный питатель 5. Питатели 5 закреплены на неподвижной раме 1. На неподвижной раме 1 также закреплена воронка 6 для сбора надрешетного продукта и воронка 7 для сбора подрешетного продукта, а также два двигателя 8. На подвижной раме закреплены два дебалансных вибратора 9. Каждый двигатель 8 посредством муфты (на Фиг. не показаны) соединен валом одного из дебалансных вибраторов 9. Валы вибраторов 9 установлены параллельно и закреплены традиционным способом на подвижной раме 2.
Подвижная рама 2 с коробами 3 установлена на неподвижной раме 1 посредством четырех упругих опор - по две опоры с каждой боковой стороны короба. Каждая упругая опора состоит из стойки 10, жестко закрепленной на одной из наклонных продольно ориентированных балок неподвижной рамы и двух цилиндрических пружин 11, закрепленных на стойке 10. Каждая стойка 10 имеет верхнюю торцевую поверхность, образованную двумя сходящимися вниз под углом плоскостями, то есть имеет V-образную в продольном сечении торцевую поверхность. Нижние торцы цилиндрических пружин 11 установлены на этих сходящихся поверхностях, и, таким образом, оси двух цилиндрических пружин 11 одной стойки ориентированы под углом друг к другу, а их верхние торцы, любым известным и приемлемым способом, например, посредством обечайки или другого средства присоединены к наклонной несущей балке 12 подвижной рамы. Таким образом, в каждой упругой опоре пружины имеют сходящиеся между собой оси, и эти оси расположены в плоскости, параллельной продольной плоскости симметрии грохота. Подвижная рама имеет две несущие балки 12, расположенные по обе стороны грохота. Несущие балки 12 закреплены между опорными балками 4 для коробов, а именно, проходят между осями валов дебалансных вибраторов и ориентированы вдоль направленных колебаний. К наклонным несущим балкам 12 присоединены боковые стенки коробов 3.
Грохот работает следующим образом. Двигатели 8 через муфты передают вращение параллельно установленным валам дебалансных вибраторов. Дебалансы вращаются с одинаковой угловой скоростью в противоположных направлениях. При синхронном вращении возникает сила, которая является равнодействующей сил двух дебалансных вибраторов. В результате подвижной раме грохота сообщаются направленные прямолинейные колебания, под действием которых материал перемещается по декам коробов и разделяется на надрешетный продукт, сгружаемый в воронку 6, и подрешетный продукт, разгружаемый в воронку 7.
В процессе эксплуатации грохота упругие опоры, использующие пружины не теряют своих упругих свойств, в отличие от прототипа, в котором используются резиновые амортизаторы.
Следует также отметить еще одно преимущество. В конструкцию введены две несущие балки 12, воспринимающие нагрузку подвижной рамы со всем установленным на ней оборудованием, и ориентированные вдоль оси направленных колебаний. Эти балки опираются на упругие опоры, пружины 11 которых расположены под углом друг к другу. При такой конструкции под действием колебаний подвижной рамы 2 с коробами 3 пружины будут подпирать одна другую в каждый период колебаний и обеспечивать устойчивый режим работы грохота, исключая возможность возникновения паразитных форм колебаний.
Кроме того, такая конструкция виброизоляции обеспечивает достаточно низкую собственную частоту колебаний вибрационного грохота. Она обеспечивает возможность колебаний подвижной рамы 2 с коробами 3 в переходных режимах (при проходе через резонанс, при пуске и остановке грохота), то есть в режимах с амплитудами колебаний в 8-10 раз превышающими номинальную амплитуду колебаний в стационарном рабочем режиме. При параллельном расположении пружин в опорах в традиционных конструкциях грохотов (грохоты ГИС) зачастую под воздействием указанных выше факторов происходит сбой устойчивого режима работы грохота, а иногда и разрушение пружин.
Угол между осями пружин выбирается из параметров: угол наклона коробов, параметры вибрационного воздействия, прежде всего амплитуда колебаний, и т.д. Реально угол между осями пружин может составлять от 30 до 40 град.
Вибрационный грохот состоит из конструктивных элементов, соединенных, соответственно, с подвижной и неподвижной рамами, которые в свою очередь, соединены между собой посредством упругих опор. Таким образом элементы грохота находятся в функционально-конструктивном единстве. Сами сборочные операции, обеспечивающие конструктивное единство вибрационного грохота, являются традиционными для данного объекта техники, в настоящей заявке не раскрыты, поскольку они не влияют на поставленный результат, а потому не являются существенными признаками. Однако полнота раскрытия сведений является достаточной для осуществления полезной модели специалистом в данной области техники.