КАСАТКИН

Грохочение

Процесс разделения сыпучих материалов на классы по крупности путем просеивания через одно или несколько сит называется грохочением.

Сита и ситовый анализ. Основной частью аппаратов для грохочения (грохотов) является рабочая поверхность, изготовляемая в виде проволочных сеток (сит), стальных перфорированных листов (решет) или параллельных стержней (колосников).

Проволочные сита изготовляются из сеток с квадратными или прямоугольными отверстиями размером от 100 до 0,4 мм. Согласно ГОСТ 3584—53, сита обозначаются номерами, соответствующими размеру стороны отверстия сетки в свету, выраженному в миллиметрах. Размеры ячеек сеток стандартизованы в соответствии с нормальным рядом чисел в машиностроении.

За рубежом распространен, а иногда применяется и в отечественной практике, способ выражения величины отверстий сетки числом «меш», т. е. числом отверстий, приходящихся на один линейный дюйм (25,4 мм) сетки. Кроме того, иногда сита обозначают по числу отверстий на 1 см³ сетки. Оба эти способа непосредственно не определяют размера ячейки сетки, так как он зависит от толщины проволоки.

Решета — стальные листы толщиной 3—12 мм с проштампованными или просверленными отверстиями размером 5—50 мм. При штамповке отверстия получаются расширяющимися по толщине листа сверху вниз, что уменьшает возможность их забивания материалом.

Колосники — стержни, обычно трапециевидного сечения. Для колосниковых решеток иногда используют старые рельсы со срезанной подошвой.

Определение гранулометрического состава сыпучего материала, т. е. определение содержания в нем частиц различных размеров, называется

704

Гл. XIX. Классификация и сортировка материалов

ситовым анализом. При выполнении ситового анализа прово- дится рассев средней пробы материала. Для рассева применяют набор проволочных сит с постоянным отношением (модулем) размера отверстий

каждого сита к последующему, равным ]/2 (или У2 для более подроб- ного ситового анализа).

После просеивания взвешивают остатки материала на каждом из сит, а также зерна, прошедшие через самое тонкое (нижнее) сито. Отношение количеств полученных остатков на ситах к навеске исходного материала показывает содержание различных классов зерен в материале, т. е. зерен, размеры которых ограничены верхним и нижним пределами, соот- ветствующими размерам отверстий верхнего и нижнего соседних сит.

Классы зерен обозначают размерами отверстий этих сит, соответству- ющими предельным размерам зерен данного класса. Если, например, зерна получены последовательным просеиванием на ситах № 2 и № 1, т. е. с отверстиями 2 и 1 мм, то класс зерен обозначают следующим обра- зом: —2 + 1 мм.

Графическое изображение состава сыпучего материала в координатах содержание (выход) зерен данного класса — номера сит называется характеристикойкрупности.

На основании данных ситового анализа могут быть построены кривые распределения. На оси абсцисс графика последовательно откладывают размеры зерен материала по классам, на оси ординат — число или массу зерен данного класса, отнесенные к интервалу крупности зерен этого класса.

Кривая распределения, или характеристика крупности, определяет гранулометрический состав сыпучего материала, пред- ставляющего собой статистическую совокупность зерен разной крупности.

Способы грохочения. Классификация по крупности на грохоте про- исходит при относительном движении материала и рабочей поверхности грохота. В результате получают два продукта: куски (зерна), прошедшие через сито — просев (подрешеточный продукт) и куски (зерна), оставшиеся на сите — отсев (надрешеточный продукт). Работа грохо- тов оценивается двумя показателями: эффективностью грохочения и производительностью грохота.

Эффективностью грохочения называется выраженное в процентах или долях единицы отношение массы подрешеточного про- дукта к массе нижнего класса в исходном материале (нижний класс — материал, крупность которого меньше, чем размер отверстий сита грохота).

Согласно определению, эффективность грохочения равна (в %):

.100=^.10* (XIX,1)

£?а ТОО

где С — масса подрешеточного продукта; <3 — масса исходного материала; а — содержание нижнего класса н исходном материале, %.

Материальный баланс по нижнему классу (без учета потерь материала):

<3« _ _г , Ту 100 ^ 100

где Т — масса надрешеточного продукта; V — содержание иижнего класса в надрешеточ- ном продукте, %.

Учитывая, что Т = <5 — С (согласно материальному балансу грохота), последнее уравнение можно представить в виде

С2а= 100С-{-(<3— С)у

откуда

С а — V ТГ ~ 100 —V

10. Грохочение

705

)

Заменяя отношение С/О. в выражении (XIX, 1) найденным его значением, окончательно получим (в %):

_?-£_) .10» (XIX,2)

Величины а и V определяют рассевом проб материала.

Производительность грохота зависит от физических свойств материала (плотности, формы и размера зерен, влажности), размеров сита, относительной скорости движения материала, способа его подачи, толщины слоя материала на сите и других факторов и нахо- дится по эмпирическим уравнениям, приводимым в специальной лите-

ратуре.

При грохочении с выделением зерен более двух классов применяется многократное гро- хочение, осуществляемое по одному из трех способов (рис. Х1Х-1):

от мелкого к крупному — через последова- тельный ряд сит с увеличивающимися размерами отверстий;
от крупного к мелкому — через расположен- ные друг над другом сита с уменьшающимися раз- мерами отверстий;
комбинированный.

Достоинствами грохочения по первому способу являются: удобство смены сит и наблюдения за их состоянием; рассредоточенность разгрузки классов по длине сит, облегчающая распределение классов.

Недостатки этого способа грохочения: пониженная эффективность разделения, так как вся масса ма- териала загружается на сито с самыми мелкими отверстиями, которые перекрываются крупными кусками; перегрузка и повышенный износ мелких сит; значительное крошение хрупкого материала.

Достоинствами грохочения по второму способу являются: более высокая эффективность грохоче- ния, меньший износ сит вследствие первоначального

отсева крупных кусков, меньшее крошение материала, компактность установки. К недостаткам этой схемы следует отнести: разгрузку материала всех классов у одного конца грохота и сложность ремонта и смены сит.

Недостатки первых двух способов грохочения частично преодолеваются при грохочении комбинированным способом.

Устройство грохотов. Грохоты разделяются на две группы: непо- движные и подвижные. По форме просеивающей поверхности различают плоские и цилиндрические (барабанные) гро- хоты. В зависимости от расположения грохоты делятся на наклон- ные и горизонтальные.

Плоским неподвижным грохотом является колосниковая решетка, которая устанавливается с наклоном 30—50°. Такие гро- хоты применяются для крупного грохочения (размер щели между колос- никами не менее 50 мм).

К грохотам с подвижными колосниками относятся валковые грохоты, просеивающей поверхностью которых являются диски, насаженные на вращающиеся горизонтальные валы, установленные парал- лельно друг другу. Рассеиваемый материал движется по дискам, при этом просев проваливается в зазоры между дисками, а отсев разгружается в конце грохота. Эти грохоты более производительны и по сравнению с неподвижными колосниковыми грохотами обеспечивают повышенную

23 А. Р. Касаткии

Рнс.

XІX -1. Способы грохочения:

а — от мелкого к крупному; б — от крупного к мелкому; в — комбинированный.

706

Гл. XIX. Классификация и сортировка материалов

эффективность грохочения. Износ дисков — основной недостаток этих грохотов.

В барабанный грохот (рис. Х1Х-2) материал загружается с верхнего конца барабана 1, а подрешеточный продукт разгружается через отверстия в барабане, вращающемся на центральном валу 2. Ось барабана наклонена к горизонту под углом 4—7°. Барабанные грохоты используются и для грохочения от мелкого к крупному, при этом сито барабана собирается из нескольких секций с отверстиями, увеличивающимися по направлению к разгрузочному концу. Реже применяются призматические барабанные грохоты, называемые буратами.

Главное достоинство барабанных грохотов — простота конструкции и равномерность работы. Недостатками являются громоздкость, малая удельная производительность и низкая эффективность, особенно при грохочении мелкого материала. Вследствие этих недостатков барабанные грохоты во многих случаях заменяются плоскими качающимися и вибрационными.

Рис. ХІХ-2. Схема барабанного Рис. ХІХ-3. Схема качающегося грохота:

Просеивающая поверхность качающихся грохотов (рис. Х1Х-3) совершает принудительные качания, обусловленные жесткой кинематической связью приводного эксцентрика /• с корпусом 2, закрепленным на шарнирных или жестких опорных стойках 3. Характер движения материала на этом грохоте определяется эксцентриситетом и скоростью вращения вала (в минг ¹), которая рассчитывается по формуле:

где а — угол наклона короба грохота; г — радиус кривошипа (эксцентриситет), мм.

Достоинства плоских качающихся грохотов: большие чем у барабанных грохотов производительность и эффективность грохочения; компактность и удобство обслуживания; незначительное крошение материала. Основные недостатки — неуравновешенность конструкции и быстрый выход из строя опорных стоек грохота.

■ Основной частью г и р а ц и о.н

ного (полувиб рационного) грохота (рис. Х1Х-4) является короб 1 с одним или двумя Ситами 2, совершающий в вертикальной плоскости круговые движения с помощью эксцентрикового вала 3. Сито грохота за оборот вала перемещается параллельно самому себе. Концы корпуса сит соединяются с неподвижной рамой 4 пружинными амортизаторами 5. Центробежные силы инерции, возникающие при движении корпуса, уравновешиваются контргрузами 6 на симметрично расположенных дисках 7.

Спокойная работа вследствие уравновешенности конструкции, высокие производительность и эффективность грохочения — основные достоинства полувибрационных грохотов. Наличие четырех подшипников вибратора (эксцентрикового вала) усложняет конструкцию, сборку и ремонт грохота.

грохота:

1 — барабан; 2 — центральный вал.

1 *— эксцентрик: 2 —• корпус; 8 — опорная стойка.

Vг ща.

(XIX,3)

11. Гидравлическая классификация и воздушная сепарация

707

Широкое распространение в настоящее время получили вибра- ционные грохоты, которые в зависимости от принципа работы вибратора делятся на инерционные и электромагнит- н ы е.

На рис. Х1Х-5 показана схема инерционного вибрационного грохота. Вибрация корпуса 1 происходит вследствие неуравновешенности масс вращающихся дебалансов 2. Сортируемый материал непрерывно подбра- сывается на сите 3, при этом мелкие куски проваливаются через отверстия

Я Д-Д

Рис. ХІХ-4. Схема гирационного грохота:

1 — короб; 2 — сита; 3 — эксцентриковый вал; 4 — рама; 5 — амортизатор: 6 — контргруз; 7 — диск.

сит, крупные — перемещаются к нижнему концу короба. Амплитуда колебаний грохбта зависит от количества материала на сите, поэтому вал 4 в процессе работы смещается от своего первоначального положения. Равномерное питание материалом вибрационных грохотов — основное условие их нормальной работы.

В электромагнитных вибрационных грохотах источником колебаний является движение якоря электромагнита, через обмотку которого пропускается переменный ток. Якорь электромагнита связан с корпусом грохота, подвешенным на пружинных амортизаторах.

Рис. Х1Х-5. Схема вибрационного грохота:

1 :— корпус; 2 — дебалансы; 3 — сито; 4 — вал.

Вибрационные грохоты широко используются в промышленности. Их достоинствами являются: высокая производительность и эффективность грохочения; значительно меньшая возможность забивания отверстий сит по сравнению с грохотами других типов; пригодность для крупного и тонкого грохочения; компактность и легкость смены сит; относительно небольшой расход энергии.

Yandex.RTB R-A-252273-3
Содержание
Yandex.RTB R-A-252273-4