Учебное пособие 2244

Рис. 74. Барабан-суперскруббер, установленный на пневматических колесах [4]

Материал у барабанных моек малых размеров разгружается с открытого торца барабана, а у моек больших размеров – с помощью элеваторного колеса 4 (см. рис. 73), укрепленного на разгрузочном торце барабана.

Крупные барабанные мойки позволяют промывать материал крупностью до 400 мм. Производительность их достигает 500 т/ч.

Производительность, кг/с, промывочных машин, предназначенных для промывки легкопромываемых материалов, обычно определяют по формуле, используемой для расчета производительности барабанных грохотов, так как транспортирование материала от загрузочного конца к разгрузочному обеспечивается в основном некоторым углом наклона α барабана в сторону разгрузки:

где ω – угловая скорость, рад/с; R – радиус барабана, м;

h – толщина слоя материала, м;

γ – насыпная масса материала, кг/м3.

Для скрубберов тяжелого типа, барабаны которых, как правило, установлены горизонтально и имеют принудительную разгрузку, производительность определяется по опытным данным.

140

где G – сила тяжести барабана, H;

G0 – сила тяжести материала с водой, H; η – КПД привода.

Барабанные промывочные машины применяют для промывки преимущественно материалов с наибольшей крупностью кусков 100 – 300 мм. Причем тяжелые барабаны способны промывать труднопромывистые материалы, барабаны меньших размеров – среднепромывистые.

Эффективной областью применения корытных (лопастных) моек является промывка мелкокускового (до 50 – 70 мм) среднепромывистого материала. Вибрационные промывочные машины применяют для промывки материалов различной крупности (до 200 мм) и в зависимости от конструкции и параметров с разными свойствами промываемости. Более конкретные условия их наивыгоднейшего использования окончательно не установлены.

2.9.2. Корытные мойки

По конструкции рабочих органов корытные мойки подразделены на лопастные, шнековые и сабельные, а по числу рабочих валов – на одно- и двухвальные. Наклонные двухвальные корытные мойки получили наибольшее распространение в нерудной промышленности. Они с успехом работают на промывке среднепромывистых материалов с крупностью кусков до 70 (иногда до

150)мм.

Кхарактерному широко распространенному типу таких машин относится корытная мойка, общий вид которой представлен на рис. 75. Корытная мойка состоит из металлического корпуса (корыта) прямоугольного сечения, в котором смонтированы два лопастных вала, вращающихся в противоположные стороны с одинаковой угловой скоростью. Валы приводятся во вращение электродвигателем через закрытый редуктор с большим передаточным числом.

Иногда корытные мойки имеют двойное дно, верхние листы которого перфорированы. Через эти отверстия подаются восходящие потоки воды, способствующие лучшему размыванию глинистых включений. Нижние подшипники валов выполнены с водяной смазкой, которая подается под давлением, что препятствует проникновению абразивной пульпы внутрь подшипника. Рабочие

141

лопасти обычно изготовляют из специальных износоустойчивых марок чугуна или стали. Объем пульпы в корыте регулируется боковым затвором.

Рис.75. Корытная лопастная гравиемойка:

1– корыто; 2 – лопасти; 3 – электродвигатель; 4 – редуктор;

–передача зубчатая; 6 – труба (брызгало); 7 – вал;

8 – люк разгрузочный; 9 – порог сливной [7]

Корытная мойка состоит из наклонной промывочной ванны 1 с двумя лопастными валами 7, вращающимися навстречу один другому, на которых по винтовой линии установлены лопасти 2, образующие прерывистую спираль. Лопасти служат для перемешивания материала и транспортирования его из нижней загрузочной части ванны к разгрузочному люку 8, находящемуся в

ͦ

верхней части ванны. Угол наклона ванны к горизонту 7–12 .

Основной процесс промывки происходит в нижней части ванны, заполненной водой, подаваемой в машину вместе с материалом. Глинистая суспензия удаляется из нижней части ванны через сливной порог 9, которым регулируется уровень воды в ванне. В верхней части ванны материал дополнительно ополаскивается водой из брызгальных устройств 6, обезвоживается в результате естественного дренирования воды и удаляется через люк 8.

По конструкции корытные мойки различаются формой и размерами промывочных ванн и лопастных валов, углом установки лопастей, приводом и другими конструктивными особенностями.

Корытные мойки К-12, К- 4 имеют соответственно производительность 100 и 150 т/ч, диаметр, описываемый лопастям вала, 1200 и 1400 мм. У обеих моек длина ванн одинакова, частота вращения лопастных валов может изменяться от 9,4 до 15 мин-1.

Корытные мойки рекомендуется применять для промывки материала крупностью до 100 мм. Однако, как показывает практика, если исходный материал содержит куски трудноразмываемой глины размером более 20 мм или кусочки среднеразмываемой глины размером более 40 мм, то в корытных мойках

142

куски полностью не размываются и загрязняют готовый продукт. Поэтому в схемах дробильно-сортировочных фабрик корытные мойки устанавливают, как правило, на последних стадиях переработки сырья, после грохочения, т.е. для промывки товарных фракций щебня и гравия.

Производительность корытных моек, кг/с, обычно рассчитывают по формуле, используемой для определения производительности спиральных классификаторов, но с учетом поправочного коэффициента (коэффициента возврата) на разрыв винтовой линии, образуемой лопастями вала:

= 0,25 iᴪπ sγk , (176)

где i – количество лопастных валов;

ψ – коэффициент заполнения межлопастного пространства, принимаемый равным 0,1 – 0,2;

D – диаметр окружности, описываемый концом лопасти, м; s – шаг спирали, м;

n – частота вращения валов, с-1; γ – насыпная масса, кг/м3;

k – коэффициент возврата, принимаемый равным 0,4 – 0,6.

За рубежом корытные мойки с одинаковым диаметром окружности, описываемой лопастями (командный параметр), имеют различную длину. Это дает возможность выбирать машину, наиболее отвечающую свойствам промывистости конкретного материала. В нерудной и горнорудной промышленности нашей страны нашли' применение двухвальные корытные мойки МК-1 с окружностями, описываемыми концами лопаток, диаметром 880 мм и мойки К-12 и К-14 соответственно диамет-

ром1200и1400мм(рис. 76).

Опыт эксплуатации корытных моек в нерудной промышленности еще невелик, поэтому их эксплуатационные показатели недостаточно изучены. Технические паспортные характеристики отечественных корытных моек приведены в табл. 15.

Рис. 76. Двухвальная наклонная корытная мойка [6]

2.9.3. Драговая пескомойка

Драговая пескомойка (рис. 77)

представляет собой металлический корытообразный корпус, в котором размещен скребковый транспортер 2. На роликопластинчатых цепях последнего закреплены скребки 3. Смесь воды и песка, непрерывно подаваемая в горизонтальную часть корпуса, интенсивно взмучивается скребками движущегося транспортера. Мелкие частицы и посторонние легкие примеси всплывают и затем отводятся через патрубок 4. Классифицированный и промытый песок скребками перемещается по наклонной части корпуса, частично при этом обезвоживается и выводится из классификатора через отверстие 5. Производительность драговых пескомоек колеблется от 8 до 20 м3/ч.

Рис. 77. Драговая пескомойка:

1 – корпус; 2 – транспортер скребковый; 3 – скребки; 4 – патрубок; 5 – отверстие [4]

144

2.9.4. Вибрационные промывочные машины

Прототипом вибрационных промывочных машин могут служить обычные виброгрохоты, оборудованные брызгальными устройствами. Подобные грохоты широко применяют и сегодня, но, как правило, в сочетании с собственно промывочными машинами. Эффективность грохотов как промывочных машин невелика, поэтому их применение ограничивается переработкой легкопромывистых материалов.

За последние годы получают распространение специальные вибрационные промывочные машины. Их успешно применяют на промывке материалов с кусками максимальнойкрупностидо50–150ммпреимущественносреднейпромывистости.

За рубежом наиболее известна вибрационная промывочная машина фирмы Драгон (Франция) производительностью 60 – 150 т/ч в зависимости от крупности и загрязненности промываемого материала. Рабочим органом вибромойки служат две параллельно расположенные трубы диаметром 915 мм и длиной 4 м. Нижняя часть труб имеет отверстия диаметром 6 – 15 мм для удаления шламов. Трубы соединены торцовыми траверсами, к которым прикреплены пружинные подвески. Вибратор, расположенный между двумя рабочими трубами, возбуждает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной продольным осям труб. У разгрузочных торцов труб имеются подпорные стенки, изменением высоты которых регулируют производительность и интенсивность промывки. Транспортный эффект материала обеспечивается комбинированным воздействием вибраций, подпором загруженного материала и небольшим углом наклона рабочих труб в сторону разгрузки (до 3°). По назначению эти машины подразделяются на три основные группы: для легко-, средне- и труднопромываемого материала.

Простейшей вибромойкой для легкопромываемого материала является плоский виброгрохот с системой орошения, на котором одновременно осуществляют промывку и сортирование материала.

Для промывки среднепромываемых материалов применяют вибромойки (рис. 78), рабочие ванны которых представляют собой две параллельные трубы, перфорированные в нижней части для удаления размытой глины. Ванны устанавливают горизонтально или с небольшим углом наклона на пружинных амортизаторах, опирающихся на неподвижную раму. Вибратор инерционного типа сообщает ваннам круговые поперечные колебания. В верхней зоне каждой ванны установлены брызгальные устройства для орошения промываемого материала водой. На разгрузочном конце ванны имеется порог, создающий определенную толщину материала, способствующего лучшей его промывке.

145

Рис. 78. Общий вид промывочной машины вибрационного типа [4]

Продвижению материала способствует небольшой угол наклона ванн. Мощность на рабочем валу вибромоек для среднепромываемых материалов (кВт) определяется по формуле

где Мд – дебалансный момент вибратора, кгм, ω – угловая скорость вибратора, рад/с;

γ – угол сдвига фаз между направлением силы и перемещением рабочих органов, вызываемый всеми видами сопротивлений, γ = 6 – 7°;

Gо – масса вибратора, кг;

G – масса подвижной части машин (с материалом), кг;

р – собственнаячастотаколебанийподвижнойчасти,1/с,соответствующая1,2–2Гц. Для промывки труднопромываемых материалов ВНИИСтройдормашем разработана вибромойка СМД - 88, техническая характеристика, которой при-

ведена ниже.

Вибромойка (рис.79) состоит из четырех цилиндрических корпусов диаметром 800 и длиной 3000 мм каждый. Корпуса, расположенные по диагонали, жестко связаны между собой торцовыми траверсами, через центральные отверстия которых проходит эксцентриковый вал, вращаемый двумя электродвигателями. В результате вращения вала корпуса получают круговые колебания в плоскости, перпендикулярной продольной оси барабана. Эксцентричные шейки вала, посаженные в отверстия траверс, попарно связывающих корпуса, имеют равные эксцентриситеты, но смещенные один относительно другого на 180°. Корпуса опираются на раму через спиральные пружины Таким образом, машина представляет собой двухмассную колебательную систему, инерционные силы подвижных масс которой полностью уравновешены, так как две равные массы совершают периодические противофазные колебания. В вибромойке

146

происходит двухстадийный процесс промывки Исходный материал поступает через две загрузочные воронки в верхние глухие цилиндры, где от трения и многократных соударений происходит интенсивная диспергация глинистых включений.

Рис. 79. Вибромойка СМД–88 [8]

Внижних цилиндрах, куда материал поступает из верхних по соединительным течкам, он окончательно промывается и ополаскивается. Выгружается материал через торцы нижних цилиндров. Шламы удаляются в слив через отверстия в днищах нижних цилиндров.

Врезультате интенсивных колебаний и двухстадийного принципа промыв-

ки вибромойка обеспечивает промывку относительно труднопромывистых материалов.

Техническая характеристика вибромойки СМД – 88

Сопоставимая оценка различных промывочных машин сопряжена с большими трудностями. За критерий совершенства машин обычно принимают удельные показатели металлоемкости и энергоемкости. Однако эти критерии без учета количественных показателей надежности, которые для крупных машин еще неизвестны, не полностью характеризуют достоинства машины. В первом приближении средние удельные показатели металлоемкости и энергоемкости составляют соответственно: барабанных моек 0,34 и 0,44, корытных

0,21 и 0,66,вибрационных 0,08 и 0,38.

Средние значения сравниваемых показателей у вибромоек наилучшие. Однако эксплуатационная надежность вибрационных моек пока еще уступает надежности машин других типов.

3. Оборудование для магнитной сортировки

3.1. Общие сведения, классификация

Магнитная сортировка материалов применяется для отделения из материалов во избежание поломки машины тел, обладающих сильно выраженными магнитными свойствами (железо, сталь, чугун, никель, кобальт и некоторые сплавы), и для отделения железосодержащих примесей, ухудшающих качество получаемой продукции.

Принцип магнитной сортировки заключается в том, что материал пропускается через зону с сильным магнитным полем. При этом железосодержащие минералы и отдельные куски металла притягиваются к магниту и затем отводятся, в то время как материалы, не обладающие магнитными свойствами или имеющие весьма слабую магнитную восприимчивость (глины, каолины, гипс, кварц, доломит, известняк и т.д.), не подвергаются действию электромагнита.

Все существующие типы электромагнитных железоотделителей можно классифицировать следующим образом:

–по технологическим признакам – сухие и мокрые;

–по конструкции – сепараторы шкивного или барабанного типа;

–по принципу действия – сепараторы электромагнитного и индукционные, непрерывного и периодического действия.

3.2. Электромагнитный сепаратор

На рис. 80 представлена схема действия электромагнитного сепаратора. Материал подается лотковым питателем 1 или каким-либо другим способом на

148

вращающийся барабан 2, внутри которого установлена неподвижная магнитная система 3.

Магнитное поле, создаваемое электромагнитом, охватывает участок А. В зоне магнитного поля все ферромагнитные включения, притягиваясь к наружной поверхности барабана, совершают вместе с ним путь до нижней границы магнитного поля.

Пройдя границу поля, указанные частицы под действием сил тяжести отделяются от барабана и отводятся в специальный бункер 4. Очищенный же от железистых включений материал поступает в бункер 5.

Рис. 80. Схема работы электромагнитного сепаратора:

1 – лотковый питатель; 2 – барабан; 3 – неподвижная магнитная система; 4,5 – бункеры [7]

3.3. Электромагнитный сепаратор шкивного типа

На рис. 81, а, б представлены общий вид и поперечное сечение приводного барабана электромагнитного сепаратора для кусковых материалов крупностью более 5 мм. Сепараторпредставляетсобойленточныйконвейер(рис.80,а)слентой2,надетой наприводной1инатяжнойбарабаны.

Магнитная система сепаратора (рис. 81, б) насаженная наглухо на вал 1, представляет собой стальную отливку 2, в кольцевые пазы которой заложены катушки 3. Сверхупазынакрываюткольцами4изнемагнитногоматериала(латуни),создаваяпри этомгладкуюрабочуюповерхностьшкива.

Концы проводов от катушек через отверстие внутри вала выводятся наружу к контактной коробке 5 и через щетки и кольца соединяются с питающими проводами. Привключениисепараторавэлектросетьпостоянноготокавнемвозникаетмагнитное

149