ФУТЕРОВКА СПИРАЛЬНОГО КЛАССИФИКАТОРА

Полезная модель относится к аппаратам, предназначенным для разделения по крупности измельчаемого материала в водной среде при обогащении руд цветных и черных металлов и других полезных ископаемых, и может применяться на обогатительных фабриках горной промышленности.
Спиральный классификатор, как правило, содержит наклонно установленную рабочую камеру (корыто), в которой размещены один или два приводных вала с закрепленными на них ленточными спиралями, выполненными по винтовой линии (спиральными шнеками). Более мелкие частицы разделяемого материала (руды) отделяются вместе с водой в нижней части корыта, а более крупные, осаждаясь на дно; транспортируются спиралями и выгружаются в его верхней части. Поскольку обрабатываемые материалы в большинстве своем являются абразивными, а зачастую и химически агрессивными, то основной орган классификатора - спиральный шнек, в процессе работы подвергается интенсивному износу, сокращающему срок его эксплуатации.
В технике уже давно известно и широко применяется для защиты шнековых аппаратов наваривание или иное крепление на подвергающуюся абразивному износу спираль накладок из высоколегированной износостойкой стали [1]. Этот прием позволяет продлить срок эксплуатации шнека, однако приводит к существенному увеличению массы аппарата и его стоимости.
Известен также спиральный классификатор, спираль которого по всей длине закрыта футеровкой, выполненной из эластомерного материала в виде закрепленных на спирали накладок, армированных внутренним кордовым слоем [2].
Установка футеровки из эластомерного материала также защищает спираль, имея при этом существенно меньшие массу и стоимость, однако эта футеровка также изнашивается и подлежит периодической замене.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели из числа известных в уровне техники является футеровка спирального классификатора, содержащая закрепленные на спирали посредством разъемного соединения накладки из эластомерного материала с упрочняющими их соединение со спиралью вставками и с переменной толщиной по высоте каждой накладки [3]. Вставки повышают прочность и надежность крепления накладок на спирали, а увеличение толщины накладок в зоне их наиболее интенсивного абразивного износа повышает срок эксплуатации футеровки (снижая частоту ее замены), однако увеличение толщины футеровки не может быть большим и добиться этим путем существенного повышения срока эксплуатации футеровки нельзя.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в увеличении срока службы футеровки, а технический результат, который может быть достигнут при ее реализации, заключается в повышении износостойкости футеровки.
Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в футеровке спирального классификатора, содержащей разъемно закрепленные на спирали накладки из эластомерного материала, предлагается накладки армировать износостойкими элементами с более высокой износостойкостью, чем износостойкость материала накладок и расположить эти армирующие элементы в каждой накладке в зоне, прилегающей к наружной, рабочей поверхности накладки и ее внешней кромки в радиальном направлении от оси спирали.
Армирующие элементы могут быть выполнены в виде пластин из базальта, закрепленных либо на наружной поверхности каждой накладки в ее периферийной, прилегающей к внешней кромке части, либо внутри накладки, параллельно ее наружной поверхности с выходом одного из торцов пластины на внешнюю кромку накладки.
Армирующие элементы могут быть выполнены и в виде композитных прутков на основе полиуретанового или эпоксидного связующего, армированного базальтовым или стекловолокном, и ориентированных в теле накладки в радиальном и окружном направлениях.
Армирующие элементы могут быть также выполнены в виде базальтовой ткани, расположенной в наружном слое накладок.
Каждая накладка может быть выполнена из резины, а армирующие ее элементы закреплены в ней посредством клеевого соединения или в процессе ее вулканизации.
Накладки могут крепиться на спирали посредством болтовых соединений.
Износ накладки из эластомерного материала, как и лопасти спирали, неравномерен и зависит от скорости перемещения ее частей относительно обрабатываемой абразивной среды. В первую очередь он проявляется на ее передней поверхности - расположенной впереди по направлению вращения спирали шнека и больше всего проявляется в районе внешней кромки (в радиальном направлении), т.к. здесь имеет место наиболее высокая окружная скорость. Поэтому установка в этих зонах армирующих износостойких элементов в виде пластин из базальта, базальтопластиковых прутков и базальтовой ткани не только повышает прочностные характеристики накладок, но и существенно снижает их абразивный износ, что позволяет достигнуть большего срока эксплуатации классификатора, при этом сохраняются и такие положительные факторы, как снижение шума и вибраций при работе классификатора, и минимальное время на демонтаж и установку футеровки.
Примеры некоторых возможных реализаций полезной модели представлены на прилагаемых чертежах.
На фиг. 1 схематично показан продольный разрез спирального классификатора.
На фиг. 2 представлен фрагмент I спирали с футеровкой, армированной базальтовыми пластинами.
На фиг. 3 - поперечное сечение Α-A на фиг. 2.
На фиг. 4 показан другой вариант армирования накладки базальтовой пластиной.
На фиг. 5 представлен вариант с установкой по обе стороны спирали накладок, армированных базальтопластиковыми прутками и базальтовой тканью.
На фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 5.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема спирального классификатора, содержащего установленную в рабочей камере 1 на валу 2 спираль 3 с приводом ее вращения 4, а на фиг. 2 показан фрагмент I спирали 3 с закрепленными на ней накладками 5 футеровки, выполненными из эластомерного материала, например, резины с армирующими элементами из материала с более высокой износостойкостью, располагаемыми в зоне передней (рабочей) поверхности 6 каждой накладки 5 или непосредственно на ней и вблизи внешней кромки 7 накладки 5.
В представленном на фиг. 2, 3 варианте армирующие элементы выполнены в виде пластин 8 из базальта.
Каждая накладка 5 крепится на спирали 3 разъемным соединением, например, болтовым 9.
На фиг. 4 показано возможное размещение базальтовой пластины 8 внутри материала накладки 5 вблизи ее передней поверхности 6 с выходом одного из ее торцов на внешнюю кромку 7. Базальтовые пластины 8 могут быть получены методом каменного литья.
На фиг. 5 и 6 показан вариант выполнения накладки 5 с армирующими элементами в виде композитных прутков 10, каждый из которых выполнен на основе полиуретанового или эпоксидного связующего, армированного базальтовым или стекловолокном.
Армирующие прутки 10 располагаются в зоне, прилегающей к наружной поверхности накладок 5, и ориентированы в радиальном и окружном направлениях. Прутки 10 могут быть отформованы, например, методом пултрузии [4].
На этих же чертежах показана установка накладок 5 на обе стороны спирали 3, а также выполнение армирующих элементов в виде базальтовой ткани 11, закрепленной в наружном слое и на внешней кромке 7 накладок 5.
Армирующие элементы 8, 10, 11 закреплены в накладках 5 посредством клеевого соединения или в процессе вулканизации накладок 5.
Полезная модель может быть осуществлена с использованием известных материалов, по известным технологиям, на известном оборудовании и позволяет увеличить срок эксплуатации спирального классификатора без замены его футеровки.
Источники информации:
[1]. RU, Ф.О. Спиваковский, «Конвейерные установки», часть 4, ОНТИ, Харьков, 1935 г., стр. 24-25.
[2]. RU, №2164173, B03B 5/52, 1999.
[3]. RU, №70158, B03B 5/52, 2007, (прототип)
[4]. RU, №2133670, B29C 55/30, 1996.
[5]. RU, №2285566, B03B 5/52, 2004.
[6]. RU, №1551550, B28C 5/12, 1988.
[7]. US, №8235583, B01F 7/16, 2012