ЛЕКЦИЯ
Конструкции и принцип работы грохотов
План
1. Типы грохотов и принцип их работы
2. Дуговой грохот
3. Подвижные (механические) грохоты. Барабанные грохоты
4. Полувибрационные (гирационные) грохоты
5. Вибрационные грохоты
Цель: Изучение процессов грохочения и конструкций, а так же принципа работы грохотов. Выяснение назначения операций грохочения.
Ключевые слова: грохот, колосниковые решетки, отверстия, надрешетный и подрешетные продукты, колосниковые грохоты, прямоугольные, инерционные, неподвижные, подвижные грохоты.
1. Типы грохотов и принцип их работы
Все грохоты можно подразделить на две основные группы: с неподвижной просеивающей поверхностью (колосниковые, прямоугольные, конические, цилиндрические, дуговые) и подвижной - механические (барабанные, валковые, плоскокачающиеся и вибрационные, подразделяющиеся на инерционные, самобалансные, резонансные, электровибрационные).
В практике грохочения полезных ископаемых в настоящее время применяют в основном грохоты следующих конструкций: неподвижные - колосниковые, прямоугольные, конические, и дуговые; подвижные - механические.
Неподвижные грохоты. Неподвижные колосниковые грохоты представляют собой наклонные решета, собранные из колосников, образующих между собой продольные щели. Размер щели между колосниками составляет не менее 50мм, угол наклона при грохочении руд 40 - 500; углей - 30 -350. При грохочении влажного материала угол наклона увеличивают на 5 - 100. Решета по бокам обычно не имеют борта. Исходный материал загружается на верхнюю часть решетки и движется по ней самотеком под действием силы тяжести. Во время движения более мелкий материал проваливается через щели между колосниками, а надрешетный продукт разгружается в конце решета.
Эффективность грохочения неподвижных колосниковых грохотов низкая и обычно изменяется в пределах 50 - 60%. Применяют их чаще для крупного и реже - для среднего грохочения, когда допустима пониженная эффективность грохочения.
Прямоугольные грохоты в последние годы нашли широкое применение на отечественных и зарубежных углеобогатительных фабриках. Их применяют для предварительного отсева мелких классов (0 - 6 или 0 - 13 мм) угля при пониженных требованиях к засорению надрешетного продукта подрешетным. Эти грохоты применяют как для сухого (типа ГЛС), так и для мокрого (типа «Луганец» ГГЛ) грохочения углей. Грохот представляет собой неподвижный наклонный (40 - 500 к горизонту) короб, на дне которого расположена просеивающая поверхность (колосниковое сито). Грохоты снабжают очистительными устройствами. При мокром грохочении вода, даваемая из сопел, интенсивно отмывает подрешетный продукт и удаляется вместе с ним.
2. Дуговой грохот
Дуговой грохот (сито) представляет собой (рис.5) полукруглую колосниковообразную щелевидную (шпальтовую) решетку с поперечно расположенными по отношению к потоку колосниками. Исходное питание поступает в приемную коробку, откуда через кромку стенки кармана попадает на колосниковую решетку. Подрешетный продукт с водой проходит через отверстия сита и удаляется через разгрузочный патрубок, а надрешетный сходит в конце сита. Колосниковая решетка в нижней части крепится к раме с помощью деревянных клиньев, уголок и упора ля решетки. Колосниковая решетка собирается из колосников трапецеидального сечения, изготовленных из износоустойчивой нержавеющей стали. Размер отверстий сит S равен 0,3 - 3 мм.
Дуговой грохот применяют для мокрого грохочения мелкого и тонкого материала (от 12 до 0,071 мм).
Основные преимущества дуговых грохотов - большая удельная производительность, отсутствие движущихся частей и привода, компактность. Дуговые грохоты применяются для мокрого грохочения мелкого и тонкого, легко шламующегося материала, содержащего касситерит, вольфрамит, галенит. Их можно устанавливать на разгрузке мельниц вместо классификаторов.
Конические циклонные грохоты (рис. 5) сходны по принципу действия с дуговыми грохотами и состоят из усеченного конуса в верхней части и пирамиды в нижней части, соединенных кольцом и расположенных в корпусе. Стенки этих частей выполнены из стержней или колосниковой решетки. Исходная пульпа под давлением тангенциально подается на просеивающую поверхность через загрузочное отверстие 6 в верхней части грохота. Шиберная заслонка регулирует ширину выпускной щели загрузочного отверстия. Пульпа, поступающая в грохот, за счет тангенциального подвода получает вращательное движение и по спирали спускается вниз. В период ее движения вода с мелкими частицами проходит через отверстия решета и собирается во внешнем кожухе грохота, а надрешетный продукт опускается к опрокинутой вершине пирамиды.
Рис.5. Дуговой грохот:
1 - загрузочный патрубок; 2 - приемная коробка; 3 - сито; 4 - корпус; 5 - разгрузочная коробка; 6 - лоток для крупной фракции; 7 - регулировочный щит
3. Подвижные (механические) грохоты. Барабанные грохоты
Подвижные (механические) грохоты. Барабанные грохоты (рис.6) в зависимости от формы барабана бывают цилиндрическими и коническими. Просеивающей поверхностью в них являются боковые перфорированные или сетчатые стенки барабана, наклонные к горизонту под углом от1 до 140 (чаще 4 - 70). Барабан от привода вращается на опорных роликах. Исходный материал загружается внутрь барабана на верхнем его конце и за счет вращения и наклона барабана перемещается в продольном направлении. Во время движения мелкий материал просеивается через отверстия сита, а крупный (надрешетный) продукт удаляется из барабана в нижнем его конце.
Материал под действием силы трения увлекается внутренней поверхностью вращающегося барабана и затем скатывается вниз. Вследствие наклона оси барабана скатывание материала происходит под некоторым углом к его плоскостям вращения. Поэтому материал несколько продвигается вниз вдоль оси барабана. Далее цикл повторяется и куски (зерна) движутся по зигзагообразной линии.
Рис.6. Барабанный грохот: I - III - секции с различными отверстиями
грохот дуговой барабанный вибрационный
Движение материала в барабанном грохоте схематически показано на рис. 7.
Рис. 7. Схема движения материала в барабанном грохоте
Ри - центробежная сила инерции; G - масса частицы;
h - толщина слоя материала; а - угол наклона грохота;
р - угол подъема материала
Частота вращения барабана ограничивается определенным пределом, так как при больших частотах возникающая центробежная сила прижимает материал к рабочей поверхности и грохочение становится невозможным.
Основные недостатки барабанных грохотов - их громоздкость, малая удельная производительность и низкая эффективность (40...60 %), особенно при грохочении мелкого материала. По этим причинам барабанные грохоты не применяют для сухого грохочения (кроме буратов - барабанных грохотов призматической формы). К достоинствам барабанных грохотов можно отнести простоту конструкции, надежность, долговечность.
4. Полувибрационные (гирационные) грохоты
Полувибрационные (гирационные) грохоты имеют по одному коробу с одним, чаще двумя ситами. Короб совершает круговые движения малого радиуса в вертикальной плоскости, передаваемым ему от быстроходного эксцентрикового вала. При этом сито грохота в течение одного оборота вала остается параллельным самому себе. Схема гирационного грохота показана на рис. 8.
На неподвижной раме 1 в подшипниках качения 2 горизонтально установлен вал 3, имеющий две эксцентриковые заточки 4. На заточки насажены подшипники 5, наружная обойма которых укреплена в коробе грохота 6. Короб с натянутым в нем ситом 7 устанавливается наклонно под углом 10...30 град к горизонту путем поворота относительно оси вала и удерживается в таком положении при помощи эластичных связей - амортизаторов 11. Вращение эксцентриковому валу передается от электродвигателя через гибкую передачу на шкив 8. Короб в своей центральной части совершает круговые движения с радиусом, равным эксцентриситету вала. Крайние точки короба в загрузочной и разгрузочной частях совершают движение по замкнутым овальным траекториям, форма которых определяется жесткостью и местом расположения амортизаторов 11. При движении короба грохота по круговой траектории возникает центробежная сила
Рис.8. Схема гирационного грохота
Центробежная сила инерции, передаваемая через подшипники на неподвижную раму грохота могла бы вызвать колебания опорных конструкций. Для уравновешивания этой силы на валу закрепляются два маховика 10 с дополнительными неуравновешенными грузами 9 (дисбалансами).
Гирационные грохоты применяются для грохочения крупно-Искового материала (до 400мм) на решетах с отверстиями до 150...200 мм, но могут быть использованы и для грохочения среднего по крупности и мелкого материала. Достоинство этих грохотов заключается в том, что они имеют постоянную амплитуду качаний короба независимо от нагрузки материала на грохот.
5. Вибрационные грохоты
Вибрационные грохоты (инерционные или самобалансные) ГИЛ, ГИС, ГИТ относя к вибрационным грохотам с круговыми колебаниями (вибрациями). Они просты по конструкции и состоят из трех основных деталей: коробка с ситом, вибровозбудителя и пружинных опор или подвесок. Инерционный наклонный грохот состоит из короба с ситом, установленным на пружинах (рессорах) пол углом 15 - 300 к горизонту и закрепленных на раме. По бокам короба грохота укреплены два подшипника, через которые проходит вал вибровозбудителя приводится во вращение от электродвигателя с помощью клиноременной передачи или эластичной муфты (рис.9).
рис. 9. Вибрационный грохот
Короб грохота 1 наклонно подвешивается к неподвижной опоре при помощи пружины 7. В подшипниках 4, жестко укрепленных в коробе, смонтирован эксцентриковый вал 6. На концах вала насажены маховики 2 с десбалансными грузами 3, расположенными диаметрально противоположно по отношению к эксцентриковым заточкам 5 вала. На валу 6 также укреплен шкив, приводимый во вращение при помощи клиноременной передачи от электродвигателя.
Грохоты тяжелого типа (ГИТ) применяют для грохочения руд; легкого типа (ГИЛ) - для грохочения углей.
Выводы
Процесс разделения исходного материала на два или несколько классов крупности носит общее название - классификация по крупности. Такое разделение может осуществляться двумя основными способами: Грохочением и классификацией в водной или воздушной среде.
Грохочением называют процесс разделения кусковых и зернистых материалов на продукты различной крупности, называемые классами, с помощью просеивающих поверхностей с калиброванными отверстиями (колосниковые решетки, листовые и проволочные решета и др.).
Грохочение по своему назначению может делиться на несколько видов: подготовительное грохочение, вспомогательное грохочение, самостоятельное грохочение, избирательное грохочение, обезвоживающее грохочение.
По технологическому назначению различают два основных вида грохочения:
- предварительное - для выделения готового по крупности продукта (перед дробилкой);
- контрольное, или поверочное - для контроля крупности дробленого продукта (после дробилки).
Все грохоты можно подразделить на две основные группы: с неподвижной просеивающей поверхностью (колосниковые, прямоугольные, конические, цилиндрические, дуговые) и подвижной - механические (барабанные, валковые, плоскокачающиеся и вибрационные, подразделяющиеся на инерционные, самобалансные, резонансные, электровибрационные).
В практике грохочения полезных ископаемых в настоящее время применяют в основном грохоты следующих конструкций: неподвижные - колосниковые, прямоугольные, конические, и дуговые; подвижные - механические.
Контрольные вопросы
1. Какие виды гранулометрического анализа Вы знаете?
2. На какие конструкции делятся грохоты?
3. Какие грохоты относят к неподвижным колосниковым грохотам?
Домашнее задание
1. Изучить материал лекции.
2. Начертить эскизы грохоты всех изученных конструкций.
3. Собрать новую информацию, о новейших разработках грохотов (Интернет данные, технические журналы).