СПОСОБ РАЗГРУЗКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА ИЗ АВТОМОБИЛЯ - САМОСВАЛА В ПРИЕМНЫЙ БУНКЕР
METHOD OF LOOSE MATERIAL UNLOADING FROM DUMP TRUCK INTO RECEIVING HOPPER

Изобретение относится к горной и строительной отраслям промышленности и может использоваться на обогатительных фабриках при разгрузке из автомобилей-самосвалов кварцевого песка и других сыпучих материалов в приемные бункеры транспортно-технологических линий.
Любое производство, связанное с добычей, переработкой и хранением различных сыпучих и мелкокусковых материалов, обычно связано с большим объемом транспортно-технологических операций, для выполнения которых требуется перевозка сырья с добывающих карьеров и последующая перегрузка его в приемные бункеры обрабатывающих линий и участков. При этом для перевозки сыпучих сырьевых материалов могут использоваться автомобили-самосвалы, имеющие грузоподъемность от 10 до 40 тонн и более. В тоже время приемные бункеры обрабатывающих линий часто имеют ограниченный объем, не превышающий 6-10 кубических метров, что не позволяет за один прием осуществить выгрузку сырьевого материала из автомобиля-самосвала повышенной грузоподъемности (к таким самосвалам относятся, например, полуприцепы типа «Тонар»). В некоторых случаях, однако, используются приемные бункеры, в которые можно единовременно выгрузить до 30 тонн материала, но для строительства таких емкостей требуются приямки глубиной не менее 6-7 метров. В связи с этим, обустройство таких глубоких приямков не всегда возможно как из-за высокого уровня грунтовых вод, так и близкого расположения к ним фундаментов промышленного здания, в котором планируется размещать технологическую линию переработки сырья.
Использование глубоких приямков ограничивается и сложностью подъема материала из них, так как для этих целей необходимо использовать либо ленточные ковшовые элеваторы, применение которых для транспортирования влажных материалов в зимнее время нецелесообразно из-за образования смерзшихся комьев в транспортируемом сырье, либо устанавливать длинные (до 40 метров) ленточные конвейеры, для монтажа которых требуются протяженные наклонные приямки. Поэтому чаще всего транспортируемый сырьевой материал первоначально выгружают на площадку промежуточного хранения, расположенную в непосредственной близости от линии переработки, а после этого его подают в приемный бункер небольшого объема с помощью фронтального ковшового погрузчика [1], или бульдозера.
Подобная схема используется на многих обогатительных фабриках и участках. Она позволяет вне зависимости от грузоподъемности транспортного средства и ограниченного объема приемного бункера ритмично подавать сырьевой материал в линию обработки, не задерживая при этом разгружающийся автомобильный транспорт. Однако и эта схема имеет один недостаток, так как она предусматривает использование дополнительного транспортного средства (ковшового погрузчика, или бульдозера), управляемого человеком, и включает в себя промежуточную технологическую операцию.
Следует отметить, что сыпучий материал из автомобилей-самосвалов с большой грузоподъемностью можно выгружать и в небольшие приемные бункеры. После подъема кузова автомобиля-самосвала часть сыпучего материала в таких случаях быстро ссыпается и заполняет весь объем бункера. Образующаяся при этом конусообразная горка сырья подпирает оставшуюся часть материала в кузове и препятствует ее ссыпанию в бункер до тех пор, пока в нем не понизится уровень выгружаемого из него материала. Так как такая разгрузка автомобиля-самосвала может происходить в течение 30-40 минут и более, что значительно превышает установленные нормы времени, она является неэффективной и используется в крайних случаях, например, при подаче асфальто-бетонной смеси из кузова автомобиля-самосвала в небольшой приемный бункер асфальто-укладочной машины.
3
Для повышения скорости разгрузки сыпучего материала и исключения из общего цикла операции промежуточного складирования сырья в настоящее время уже достаточно широко используются высокопроизводительные установки перегрузки сыпучих материалов из автомобилей-самосвалов в накопительные емкости [2]. В таких установках сыпучий материал из кузова автомобиля-самосвала ссыпается на широкий пластинчатый конвейер, подающий разгружаемое сырье на высокопроизводительный конвейер, обеспечивающий его быструю (до 200 м/час) дальнейшую подачу в приемные емкости. Учитывая при этом высокую скорость разгрузки сыпучих материалов, установки подобного типа используются при перегрузках сырья в баржи или железнодорожные вагоны, значительно сокращая время их простоя. Но применять такие агрегаты в линиях обработки сырья с относительно низкой (30-50 т/час) производительностью нельзя без строительства дополнительных промежуточных бункеров большой емкости, являющихся своеобразными бункерами-демпферами, из которых сыпучий материал подается с требуемой пониженной производительностью в линию сушки, мойки и пр.
3
В некоторых аналогичных установках выгрузка сыпучего материала из автомобилей-самосвалов большой грузоподъемности осуществляется в сравнительно небольшие приемные бункеры, оборудованные питателями разгрузки и небольшими поворотными платформами (откидными рампами), на которых собирается просыпавшийся мимо загрузочного отверстия материал. После выгрузки всей массы материала из кузова автомобиль-самосвал съезжает с позиции разгрузки, а платформы с помощью гидроцилиндров поворачиваются, обеспечивая ссыпание небольших остатков просыпавшегося материала в приемный бункер [3]. Данные установки также имеют высокую скорость разгрузки, но поскольку автомобиль-самосвал большой грузоподъемности разгружается на них всего за 5 минут, производительность разгрузочного конвейера может составлять 150-200 тонн в час. При ограниченной производительности линии обогащения, равной 30-50 тонн в час, также потребуется промежуточный накопительный бункер емкостью до 30-40 м, что не всегда возможно.
Поворотные платформы применяются и в других агрегатах и устройствах для разгрузки сыпучего материала из автомобиля. Наиболее известны опрокидывающие платформы [4, 5], которые предназначены для наклона автомобиля или прицепа в сторону заднего борта, через который во время подъема и наклона платформы материал ссыпается в приемный бункер. Поскольку в таких агрегатах предусматривается выгрузка сыпучего материала из кузова бортового автомобиля или автомобиля-самосвала в приемный бункер за один прием, требуется, чтобы объем приемного бункера соответствовал объему кузова транспортного средства. При выгрузке полуприцепов типа «Тонар», перевозящих в своем кузове до 50 тонн материала, потребуется большой заглубленный приямок или высокий пандус, если приямок под приемный бункер нельзя заглублять больше, чем на 3-3,5 м.
Недостатком таких способов и систем разгрузки автомобилей, включающих подъем опрокидывающих поворотных платформ вместе с автомобилем, являются и более сложные кинематические схемы поворота. Также к таким агрегатам предъявляются повышенные требования к надежности механизмов и устройств, фиксирующих самосвалы на платформах во время их опрокидывания. Поэтому при разгрузке, например, кварцевого песка из автомобилей-самосвалов в приемные бункеры линий переработки такие системы не используются, а применяются в основном отмеченные уже способы промежуточной разгрузки сырья на накопительных площадках.
Решаемая задача - повышение эффективности разгрузки сыпучего материала из автомобилей - самосвалов с повышенной грузоподъемностью в приемные бункеры, имеющие сравнительно небольшой объем, и сокращение времени выгрузки материала из кузова.
Этот технический результат достигается тем, что в способе разгрузки сыпучего материала из автомобиля-самосвала в приемный бункер, включающий заезд автомобиля-самосвала задним ходом на горизонтально расположенную в исходном состоянии разгрузочную платформу, снабженную приводом и шарнирным узлом поворота, примыкающим к передней стенке приемного бункера, оборудованного питателем разгрузки, останов автомобиля-самосвала у передней стенки приемного бункера, подъем кузова автомобиля-самосвала и выгрузку сыпучего материала в приемный бункер, расположенный в приямке, первоначально из кузова автомобиля-самосвала выгружают 30-50% от общей массы сыпучего материала, подаваемого в приемный бункер, имеющий объем, равный 30-50% от объема кузова автомобиля-самосвала. После чего автомобиль-самосвал с поднятым кузовом, в котором остается 50-70% от общей массы сыпучего материала, съезжает с разгрузочной платформы, дополнительно снабженной ограждающими стенками, предотвращающими боковое рассыпание сыпучего материала, причем во время съезда автомобиля-самосвала, оставшиеся в кузове 50-70% разгружаемого сыпучего материала ссыпаются и распределяются вдоль горизонтальной поверхности разгрузочной платформы, длина которой составляет 60-80% от длины кузова автомобиля-самосвала. При этом после операции выгрузки первоначальной порции сыпучего материала из кузова автомобиля-самосвала и одновременно с ней происходящей операцией разгрузки приемного бункера, выполняемой питателем разгрузки, контролируют с помощью тензометрических датчиков веса, на которые опирается приемный бункер, массу сыпучего материала, находящегося в приемном бункере, и при выгрузке из него 90-95% массы первоначально загруженной порции сыпучего материала из кузова автомобиля-самосвала производят поворот загрузочной платформы вокруг шарнирного узла на угол +(45-50°), обеспечивающий постепенное ссыпание с разгрузочной платформы оставшейся части сыпучего материала и подачу ее в приемный бункер, при последующей выгрузке из которого 90-95% массы оставшейся части сыпучего материала, выгруженной на разгрузочную платформу во время съезда с нее автомобиля-самосвала, разгрузочная платформа поворачивается на угол -(45-50°) и встает в исходное горизонтальное положение.
Преимуществом предлагаемого способа разгрузки сыпучего материала из автомобиля-самосвала в приемный бункер по сравнению с известным уровнем техники является то, что он позволяет осуществлять оперативную разгрузку сыпучих материалов из автомобилей-самосвалов с увеличенной грузоподъемностью в приемные бункеры, имеющие объеме два-три раза меньший объема кузова автомобиля-самосвала.
Другим преимуществом является то, что в предлагаемом способе разгрузки сыпучих материалов исключаются операции промежуточной разгрузки и последующей подачи материала в приемный бункер с использованием дополнительных транспортных средств. Сокращается при этом общее время разгрузки автомобиля-самосвала. А использование в способе поворотной разгрузочной платформы создает возможность разгрузки сыпучего материала в один и тот же приемный бункер небольшого объема из автомобилей-самосвалов, имеющих различную грузоподъемность.
Реализация способа поясняется чертежами, на Фиг. 1 которых показано исходное положение поворотной разгрузочной платформы (вид сверху); на Фиг. 2 изображено исходное положение поворотной разгрузочной платформы (вид сбоку); на Фиг. 3 - заезд автомобиля задним ходом на поворотную разгрузочную платформу (вид сбоку); на Фиг. 4 - стадия разгрузки из автомобиля-самосвала в приемный бункер первой порции сыпучего материала (вид сбоку); на Фиг. 5 - съезд автомобиля-самосвала с поворотной разгрузочной платформы и распределение оставшейся части материала по длине платформы (вид сбоку); на Фиг. 6 - окончание разгрузки из приемного бункера первоначально выгруженной в него порции сыпучего материала (вид сбоку); на Фиг. 7 - подъем поворотной разгрузочной платформы и начало выгрузки оставшейся части сыпучего материала (вид сбоку); на Фиг. 8 - окончание разгрузки с поворотной разгрузочной платформы оставшейся порции сыпучего материала.
Разгрузка сыпучего материала из кузова автомобиля-самосвала в приемный бункер осуществляется следующим образом. В исходном состоянии разгрузочная платформа 1 (Фиг. 1, 2), снабженная ограждающими стенками 2 и шарнирным узлом 3 поворота, примыкающим к передней стенке приемного бункера 4, оборудованного питателем разгрузки 5, находится в горизонтальном положении. Автомобиль-самосвал 6, груженый сыпучим материалом 7, при этом подъезжает задним ходом к разгрузочной платформе. После заезда на разгрузочную платформу 1 (Фиг. 34) у автомобиля-самосвала 6 поднимается кузов 8 (Фиг. 4) и сыпучий материал 7 начинает ссыпаться с кузова в приемный бункер 4. Так как объем приемного бункера составляет 30-50% от объема кузова автомобиля-самосвала (подобная ситуация встречается очень часто, особенно если для перевозки сыпучего материала используются автомобили большой грузоподъемности), из кузова 8 первоначально высыпается первая порция 9 сыпучего материала. Масса этой порции составляет 30-50% от общей массы сырья, находящегося в кузове перед разгрузкой.
В процессе выгрузки из кузова сыпучий материал заполняет приемный бункер (эта операция длиться не более 5-10 секунд) и после его заполнения сверху бункера образуется конусообразная горка из материала, которая подпирает оставшуюся в кузове часть материала 10 массой, равной 50-70% от общей массы разгружаемой порции сырья, и препятствует его истечению. Обычно в таких случаях автомобиль-самосвал отъезжает от образовавшейся кучи сыпучего материала на несколько метров с целью разгрузить остатки сырья, находящиеся в кузове. В предлагаемом способе разгрузки автомобиль-самосвал также после заполнения приемного бункера 4 первоначально выгруженной порцией 9 сыпучего материала начинает съезд передним ходом с поворотной разгрузочной платформы 1. Оставшаяся часть 10 сыпучего материала, находящаяся в поднятом кузове 8 после выгрузки в приемный бункер первоначальной порции материала, начинает в процессе движения автомобиля-самосвала ссыпаться с кузова и распределяться внутри разгрузочной платформы (Фиг. 5) на участке длиной 5- метров. Эта длина составляет 60-80% от длины кузова (6-9 м) и зависит от скорости движения автомобиля и физико-технических характеристик сгружаемого материала. Чтобы предотвратить боковое рассыпание материала при съезде автомобиля-самосвала с разгрузочной платформы, она снабжена ограждающими стенками высотой 1,5-2 м. После съезда с платформы автомобиль-самосвал может ехать на карьер или перевалочную базу за очередной порцией сыпучего материала. Весь цикл разгрузки автомобиля, включающий его заезд на разгрузочную платформу задним ходом, подъем кузова, выгрузку первоначальной порции материала в приемный бункер, съезд вперед с разгрузочной платформы с выгрузкой на платформу оставшейся части материала, не превышает двух-трех минут.
Одновременно с разгрузкой из кузова сыпучий материал из приемного бункера 4 выгружается питателем 5 разгрузки, с помощью которого он подается в линию переработки (не показана). По мере выгрузки сыпучего материала количество его в приемном бункере уменьшается и контролируется с помощью тензометрических датчиков 11, на которые этот бункер опирается. При выгрузке из него 90 - 95% массы первоначально загруженной порции сыпучего материала (Фиг. 6) поднимают разгрузочную платформу 1 на угол +(45-50°) относительно горизонтальной поверхности, поворачивая ее вокруг шарнирного узла 3 (Фиг. 7). Поворот осуществляется с помощью привода 12 подъема -опускания, в качестве которого используются гидроцилиндры. Угол поворота при этом должен быть больше угла естественного откоса сыпучего материала, который для кварцевого песка влажностью 7-10%, например, составляет 44-45°.
Сыпучий материал с наклонной поверхности разгрузочной платформы постепенно ссыпается в приемный бункер и при выгрузке из него 90-95% массы оставшейся части сыпучего материала разгрузочная платформа поворачивается на угол -(45-50°) вокруг шарнирного узла и встает в исходное положение (Фиг. 8). Далее при подъезде очередного груженого сыпучим материалом автомобиля-самосвала 13 цикл разгрузки повторяется аналогично.
Следует отметить, что подобный принцип разгрузки может использоваться и для автомобилей меньшей грузоподъемности, например при разгрузке 10-15-тонных самосвалов типа «Камаз» и др. При разгрузке сыпучего материала в приемный бункер, вмещающий 8-10 тонн материала, оставшаяся часть сырья при съезде с разгрузочной платформы такого самосвала распределится на более коротком участке длиной 3-4 метра.
Таким образом, использование данного способа разгрузки сыпучего материала из автомобиля-самосвала большой грузоподъемности в приемный бункер, объем которого в два-три раза меньше объема кузова самосвала позволяет не только использовать автомобили разной грузоподъемности, но и сокращать время выгрузки сырья из автомобилей. Уменьшается при этом и общее количество транспортных средств, осуществляющих загрузку сыпучего материала в приемный бункер линии переработки.
Источники информации, на которые необходимо обратить внимание при экспертизе:
1. В.В. Ефременков. Комплексный подход к проектированию и строительству предприятий по обогащению кварцевого песка. Стекло и керамика. 2014. №10. С.35 - 39;
2. Htps: //www.aumund.de Samson feeder 0812 / wheeled/MF0812W;
3. Htps://www.gornyak-gsho.ru. Разгрузчик самосвалов на конвейер;
4. Htps: //www. studopedia. su Машины и устройства для выгрузки навалочных грузов;
5. Ю.Д. Тарасов, П.Н. Махараткин, П.Ю. Ланков. Комплекс для разгрузки подземных автомобилей-самосвалов в приемный бункер. Патент РФ на изобретение №2478554. Опубл. 10.04.2013. Бюллетень №10.