RU2058197C1

RU2058197C1 - Rotary-probabilistic sizing screen

Info

Publication number: RU2058197C1
Application number: RU93028195A
Authority: RU
Inventors: О.Л. Черных; А.С. Журавлев
Original assignee: Малая иновационная фирма "Реал - ВОИР"
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: sizing screen has housing, charging and discharging fixtures, hoppers for collecting the products to be separated, vertical shaft with the fastened on it bar sieving surfaces in the shape of disks consisting of concentric-located rings. Ring bars of least diameter are secured movably. One end is hinged, the other free end vibrates during screen operation. The screen is used for classification of loose materials. EFFECT: enhanced operational reliability due to liquidation adhesion on area of sieving surface, enhanced efficiency of screening at the expense of more rational utilization of sieving surfaces. 2 cl, 6 dwg

Description

Ротационно-вероятностный грохот предназначен для классификации сыпучих материалов по границе крупности 2-15 мм и может быть использован в горнорудной, угольной промышленности, промышленности строительных материалов, для зернопереработки, разделения влажных речных песков и других отраслях народного хозяйства. A rotational-probability screen is designed to classify bulk materials by a grain size boundary of 2-15 mm and can be used in the mining and coal industries, building materials industry, for grain processing, separation of wet river sand and other sectors of the national economy.

Известен ротационно-вероятностный грохот "Ро-Про", предназначенный для разделения углей с массовой долей влаги 8-14% [1] Принцип работы грохота основан на воздействии центробежных сил на частицы классифицируемого материала при плавном увеличении размера отверстий вращающейся просеивающей поверхности. Known rotational probabilistic screening "Ro-Pro", designed to separate coals with a mass fraction of moisture of 8-14% [1] The principle of operation of the screen is based on the action of centrifugal forces on the particles of the classified material with a smooth increase in the size of the holes of the rotating screening surface.

При такой конструкции грохота его просеивающая поверхность используется нерационально, так как значительная ее центральная часть является нерабочей. Это приводит к снижению эффективности классификации и производительности, так как длина просеивающей поверхности, а значит, и время нахождения материала на ней невелики. With this design of the screen, its screening surface is used irrationally, since its significant central part is inoperative. This leads to a decrease in the classification efficiency and productivity, since the length of the screening surface and, therefore, the residence time of the material on it are small.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является ротационно-вероятностный грохот, имеющий корпус, загрузочно-разгрузочные патрубки, течки для сбора продуктов разделения, вертикальный вал с закрепленными на нем стержневыми просеивающими поверхностями в виде дисков, состоящих из концентрично расположенных колец. На вертикальном валу закреплен также конусообразный колпак и еще одна просеивающая стержневая поверхность в виде усеченного конуса. Под стержнями просеивающего кольца наибольшего диаметра закреплены спиральные распределительные элементы [2]
Недостатком данного грохота является низкая эффективность использования просеивающей поверхности кольца наименьшего диаметра. Например, минимальное расстояние между стержнями этого участка для промышленного аппарата составляет 0,7 мм, что значительно меньше диаметра частиц граничного зерна. В результате вероятность попадания частиц материала крупностью, близкой к крупности частиц граничного зерна, в подрешетный продукт на данном кольцевом участке оказывается значительно меньше, чем на других кольцевых участках просеивающей поверхности. Кроме того, этот участок залипает при классификации влажного зернистого материала.The closest to the invention in terms of essential features is a rotational-probabilistic screen with a housing, loading and unloading pipes, estrus for collecting separation products, a vertical shaft with rod screening surfaces fixed to it in the form of disks consisting of concentrically arranged rings. A conical cap and another sifting rod surface in the form of a truncated cone are also fixed on the vertical shaft. Under the rods of the screening ring of the largest diameter, spiral distribution elements are fixed [2]
The disadvantage of this screen is the low efficiency of using the screening surface of the ring of smallest diameter. For example, the minimum distance between the rods of this section for an industrial apparatus is 0.7 mm, which is significantly less than the particle diameter of the boundary grain. As a result, the probability that material particles with a particle size close to the particle size of the boundary grain will get into the sublattice product in this annular region is much less than in other annular regions of the screening surface. In addition, this area sticks to the classification of wet granular material.

Задача повышения эффективности процесса грохочения различных сыпучих материалов с различной влажностью за счет более рационального использования просеивающей поверхности и повышения надежности работы аппарата решается изобретением, сущность которого заключается в следующем. The task of increasing the efficiency of the screening process of various bulk materials with different humidity due to a more rational use of the screening surface and increase the reliability of the apparatus is solved by the invention, the essence of which is as follows.

В ротационно-вероятностном грохоте, включающем корпус, загрузочные и разгрузочные приспособления, течки для сбора продуктов разделения, вертикальный вал с закрепленными на нем стержневыми просеивающими поверхностями в виде дисков, состоящих из концентрично расположенных колец, причем под стержнями просеивающего кольца наибольшего диаметра установлены спиральные распределительные элементы, стержни просеивающей поверхности кольца наименьшего диаметра выполнены подвижными. Подвижность обеспечивается шарнирным закреплением стержней с одного конца, при этом другой конец остается свободным. Свободные концы стержней опираются на роликоопоры, закрепленные в корпусе грохота, и при вращении вала передают колебания стержням в вертикальной плоскости. Средняя часть стержней находится в пазах дополнительного кольца, вращающегося вместе с просеивающей поверхностью. In a rotational-probabilistic screen, including a housing, loading and unloading devices, estrus for collecting separation products, a vertical shaft with rod screening surfaces fixed to it in the form of disks consisting of concentrically arranged rings, and spiral distribution elements are installed under the rods of the screening ring of the largest diameter , the rods of the screening surface of the ring of the smallest diameter are movable. Mobility is provided by hinging the rods from one end, while the other end remains free. The free ends of the rods are supported by roller bearings fixed in the screen body, and when the shaft rotates, they transmit vibrations to the rods in a vertical plane. The middle part of the rods is located in the grooves of the additional ring rotating together with the screening surface.

Существенными признаками заявляемого устройства являются корпус грохота, загрузочное и разгрузочные приспособления, течки для сбора продуктов разделения, вертикальный вал с закрепленными на нем стержневыми просеивающими поверхностями в виде дисков, состоящих из концентрично расположенных колец, под стержнями просеивающего кольца наибольшего диаметра установлены спиральные распределительные элементы, подвижные стержни просеивающего кольца наименьшего диаметра, один из концов которых шарнирно закреплен, а другой свободный. The essential features of the claimed device are the screen body, loading and unloading devices, estrus for collecting separation products, a vertical shaft with rod screening surfaces fixed to it in the form of disks consisting of concentrically arranged rings, spiral distributing elements are installed under the rods of the screening ring of the largest diameter, movable rods of the sifting ring of the smallest diameter, one of the ends of which is pivotally fixed, and the other is free.

Отличительными признаками изобретения от известного является подвижное выполнение стержней просеивающей поверхности кольца наименьшего диаметра, обеспечиваемое шарнирным закреплением одного конца стержней, при этом другой конец остается свободным. Distinctive features of the invention from the known is the movable execution of the rods of the sifting surface of the ring of the smallest diameter, provided by hinging one end of the rods, while the other end remains free.

Подвижная конструкция стержней позволяет производить самоочистку этого участка просеивающей поверхности от частиц налипающего материала и увеличить вероятность проникновения в подрешетный продукт частиц крупностью, близкой к граничной крупности. The movable design of the rods allows self-cleaning of this section of the screening surface from particles of sticking material and increase the likelihood of penetration into the sublattice product of particles with a particle size close to the boundary particle size.

С целью получения основной зависимости, включающей конструктивные и режимные параметры аппарата, рассмотрим физику процесса. In order to obtain the main dependence, including design and operational parameters of the apparatus, we consider the physics of the process.

Пусть частица сферической формы диаметром d_o находится на вращающейся просеивающей поверхности грохота (фиг. 1). Относительная скорость частицы вдоль оси Х, перпендикулярной стержням просеивающей поверхности, V_отн.=V_окр V_к. Под влиянием этой скорости и силы тяжести частица проходит через щель между стержнями при условии, что траектория движения центра ее тяжести пересекает центр стержня, имеющего диаметр D_c.Let the spherical particle with a diameter of d _o be on the rotating screening surface of the screen (Fig. 1). The relative velocity of the particle along the X axis perpendicular to the rods of the screening surface, V _Rel. = V _okr V _to . Under the influence of this speed and gravity, the particle passes through the gap between the rods, provided that the trajectory of the center of gravity intersects the center of the rod having a diameter D _c .

Координаты точки 0₁ равны

(1)

(2) где l ширина щели между стержнями на рассматриваемом участке просеивающей поверхности, м;
v_к скорость частицы материала на просеивающей поверхности (тангенциальная составляющая), м/с;
v_окр окружная скорость стержней на рассматриваемом участке, м/с;
t время движения частицы из точки 0 в точку 0₁, с.The coordinates of point 0 ₁ are equal

(one)

(2) where l is the width of the gap between the rods in the considered section of the screening surface, m;
v _{to the} speed of the particle of the material on the screening surface (tangential component), m / s;
v _okr peripheral speed of the rods in the considered area, m / s;
t is the time of motion of a particle from point 0 to point 0 ₁ , s.

Из вторых уравнений систем (1). (2) выразим t:
t

=

(3)
Приравнивая правые части первых уравнений систем (1), (2), подставляя полученное выражение для t (3), производят преобразования:
l d_o/2-D_c/2+(v_окр-v_к)

v_окр-v_к
Подставляя известное выражение для v_окр в полученное выражение, окончательно имеют
n

+v

(4) где r радиус точки нахождения частицы материала на просеивающей поверхности, м;
n число оборотов просеивающей поверхности, об/мин.From the second equations of systems (1). (2) we express t:
t

=

(3)
Equating the right-hand sides of the first equations of systems (1), (2), substituting the obtained expression for t (3), the transformations are performed:
ld _o / 2-D _c / 2 + (v _okr -v _k )

v _okr -v _to
Substituting the well-known expression for v _okr into the resulting expression, finally have
n

+ v

(4) where r is the radius of the location of the particle of the material on the screening surface, m;
n the number of revolutions of the screening surface, rpm

Как видно из формулы (4), при изменении числа оборотов просеивающей поверхности n изменяется и граница разделения d_o, что является несомненным достоинством аппарата. Формула (4) не является удобной для инженерных расчетов (из-за трудностей определения v_к), однако позволяет более обоснованно определять конструктивные параметры аппарата, особенно при числе просеивающих поверхностей, закрепленных на вертикальном валу, больше одной.As can be seen from formula (4), with a change in the number of revolutions of the screening surface n, the separation boundary d _o also changes, which is an undoubted advantage of the apparatus. Formula (4) is not convenient for engineering calculations (due to difficulties in determining v _k ), however, it allows more reasonably to determine the design parameters of the apparatus, especially when the number of screening surfaces fixed on a vertical shaft is more than one.

На фиг. 2 показана схема прохождения зерна через просеивающую поверхность с вибрацией стержней. При подъеме стержня на высоту у₂частица, попав в точку О₂, может направляться в подрешетный продукт по траектории О₂Р. При этом ширина щели между стержнями l увеличивается (гипотенуза больше катета).In FIG. 2 shows a diagram of the passage of grain through a screening surface with vibration of the rods. When the rod is raised to a height of _{2, the} particle, having reached the point О ₂ , can be directed into the sublattice product along the path О ₂ R. Moreover, the width of the gap between the rods l increases (the hypotenuse is larger than the leg).

На фиг. 3 показан вид сверху на просеивающую поверхность кольца наименьшего диаметра. Если стержень А поднят, то частица, имеющая тангенциальную скорость v_к, может попадать в подрешетный продукт в расширяющуюся щель между стержнями А и Б по механизму, показанному на фиг. 2. Между стержнями Б и В осуществляется известный механизм прохождения зерна, показанный на фиг. 1.In FIG. 3 shows a top view of the screening surface of the smallest ring. If the rod A is raised, then a particle having a tangential velocity v _k can enter the sublattice product in the expanding gap between the rods A and B by the mechanism shown in FIG. 2. Between the rods B and C, the known grain passage mechanism, shown in FIG. one.

Таким образом, фиг. 2 и 3 показывают, что наличие вибраций стержней увеличивает вероятность попадания в подрешетный продукт частиц крупностью, близкой к граничному зерну. Thus, FIG. 2 and 3 show that the presence of rod vibrations increases the likelihood of particles entering the sublattice with a particle size close to the boundary grain.

Частицы классифицируемого материала движутся по просеивающей поверхности от места подачи до периферии под действием центробежной силы. Ступенчатая форма профиля просеивающей поверхности и наличие вибраций у стержней кольца наименьшего диаметра позволяют наиболее крупным частицам при ударе о стержни очиститься от налипших мелкодисперсных частиц. Particles of classified material move along the screening surface from the feed point to the periphery under the action of centrifugal force. The stepped profile shape of the screening surface and the presence of vibrations at the rods of the smallest diameter ring allow the largest particles to clear of adhering fine particles when they hit the rods.

На фиг. 4 показан общий вид ротационно-вероятноcтного грохота; на фиг. 5 вид сверху на просеивающую поверхность; на фиг. 6 представлены стержни кольца наименьшего диаметра. In FIG. 4 shows a general view of a rotationally probable screen; in FIG. 5 is a top view of the screening surface; in FIG. 6 shows the rods of the smallest diameter ring.

Ротационно-вероятностный грохот включает загрузочное приспособление 1, распределительный конус 2, вращающуюся просеивающую поверхность 3, роликоопоры 4,5, дополнительное кольцо с пазами 6, вертикальный вал 7, конические шестерни 8, мотор-редуктор 9. Грохот снабжен течками 10 сбора крупного продукта с разгрузочными патрубками 11 и течкой 12 сбора мелкого продукта с разгрузочным патрубком 13. Rotational probabilistic screen includes loading device 1, distribution cone 2, rotating screening surface 3, roller bearings 4,5, additional ring with grooves 6, vertical shaft 7, bevel gears 8, gear motor 9. The screen is equipped with estruses 10 for collecting large product with discharge pipes 11 and estrus 12 collecting small product with discharge pipe 13.

Просеивающая поверхность (фиг.5) разделена на ряд кольцевых участков II, III, IV. Центральный участок I закрыт распределительным конусом 2. Кольцевые участки II, III, IV выполнены из набора радиально расположенных стержней 14. При этом стержни участков III, IV могут иметь отклонение от радиального направления, что в соответствии с рассмотренной физикой процесса обеспечивает большее время нахождения частиц между стержнями и, следовательно, увеличивает вероятность прохождения частиц через просеивающую поверхность. Под стержнями кольцевого участка наибольшего диаметра IV закреплена спиралеобразная проволока 15. The screening surface (figure 5) is divided into a number of annular sections II, III, IV. The central section I is closed by a distribution cone 2. The annular sections II, III, IV are made of a set of radially spaced rods 14. Moreover, the rods of sections III, IV can have a deviation from the radial direction, which, in accordance with the considered physics of the process, provides a longer time for particles to stay between rods and therefore increases the likelihood of particles passing through the screening surface. Under the rods of the annular section of the largest diameter IV, a spiral-shaped wire 15 is fixed.

Кольцевой участок наименьшего диаметра II имеет конструкцию, представленную на фиг. 6, где 16 кольцо из прутка, 17 вибрирующие стержни, 18 роликоопоры, 19 кольцо из металлической полосы с пазами. Стержни одним концом шарнирно закреплены за прутковое кольцо 16, лежат в пазах кольца 19, свободным концом ударяются о роликоопоры 18. The annular portion of the smallest diameter II has the structure shown in FIG. 6, where 16 is a ring from a bar, 17 are vibrating rods, 18 are roller bearings, 19 is a ring from a metal strip with grooves. The rods at one end are pivotally fixed to the rod ring 16, lie in the grooves of the ring 19, hit the roller bearings 18 with their free end.

Грохот (фиг. 4) работает следующим образом. The roar (Fig. 4) works as follows.

Исходный материал (ИМ) через загрузочное приспособление 1 подается на вращающийся распределительный конус 2 и самотеком ссыпается на вращающуюся просеивающую поверхность 3. Под действием центробежной силы частицы материала перемещаются к периферии просеивающей поверхности, при этом крупные частицы попадают в течку 10 крупного продукта. Во время своего движения по просеивающей поверхности частицы материала, имеющие крупность, достаточную для вероятного прохождения сквозь заданные отверстия (щели) между стержнями, под действием гравитационной силы просеиваются через вращающуюся просеивающую поверхность. Несмотря на то, что на различных участках просеивающей поверхности ширина щели различна (увеличивается от центра к периферии), за счет различной окружной скорости вероятность прохождения частиц заданной крупности близка по значению. The source material (IM) through the loading device 1 is fed to a rotating distribution cone 2 and gravity is poured onto a rotating screening surface 3. Under the action of centrifugal force, the particles of material move to the periphery of the screening surface, while large particles fall into the heat 10 of a large product. During its movement along the sieving surface, particles of material having a particle size sufficient for probable passage through predetermined holes (slots) between the rods are sifted through a rotating sieving surface under the influence of gravitational force. Despite the fact that the gap width is different in different parts of the screening surface (increases from the center to the periphery), due to the different peripheral speed, the probability of passing particles of a given size is close in value.

Чем больше разница между окружной скоростью просеивающей поверхности в данной точке и тангенциальной составляющей скорости частицы, тем меньше вероятность просеивания при прочих равных условиях. The greater the difference between the peripheral velocity of the screening surface at a given point and the tangential component of the particle velocity, the less is the probability of screening, all other things being equal.

В предлагаемом грохоте процесс разделения осуществляется c постоянной частотой вращения просеивающей поверхности, и на нем можно точно разделить материал на два класса крупности. In the proposed screen, the separation process is carried out with a constant rotation speed of the screening surface, and it is possible to precisely divide the material into two classes of fineness on it.

Разбиение просеивающей поверхности на ряд кольцевых участков с различным количеством и шагом расположения стержней позволяет, увеличив их диаметр, усилить жесткость конструкции просеивающей поверхности, улучшить ремонтопригодность аппарата, так как кольцевые участки легкосъемные. Dividing the screening surface into a series of annular sections with different number and pitch of rods allows, increasing their diameter, to increase the rigidity of the screening surface, to improve the maintainability of the apparatus, since the ring sections are easily removable.

Разработана конструкторская документация на аппарат производительностью 30 т/ч для классификации влажных речных песков по границе разделения 2,5 мм. Design documentation was developed for an apparatus with a capacity of 30 t / h for the classification of wet river sands at a separation boundary of 2.5 mm.

Техническая характеристика грохота:
Производитель-
ность, т/ч 30
Граница разделения, мм 2-6
Эффективность классифика-
ции, 75
Площадь просеивающей
поверхности, м² 0,7
Диаметр стержней просеи-
вающей поверхности, мм 8
Диаметр просеивающей
поверхности, м 1
Количество кольцевых
участков, шт. 2
Расстояния между
стержнями
кольца наименьшего
диаметра, мм min 5
max 10
кольца наибольшего
диаметра, мм, min 2,4
max 10
Высота грохота, м 1
Диаметр грохота, м 1,25
Число оборотов просеи-
вающей поверхности,
об/мин 40-90
Мощность электродвига-
теля, кВт 2
Количество роликоопор
под подвижными стерж-
нями, шт. 3Technical characteristics of the screen:
Manufacturer-
t / h 30
Separation boundary, mm 2-6
Classification Efficiency
tion, 75
Screening Area
surface, m ² 0.7
Diameter of rods
surface, mm 8
Screening Diameter
surface, m 1
Number of ring
plots 2
Distances between
rods
smallest rings
diameter, mm min 5
max 10
rings of the greatest
diameter, mm, min 2,4
max 10
Screen height, m 1
Diameter of the screen, m 1.25
The number of revolutions
surface
rpm 40-90
Electric motor power
body, kW 2
Number of rollers
under the movable rods
yum, pcs. 3

Claims

1. ROTARY-PROBABLE SCARP, including a housing, loading and unloading devices, separation collection ducts, a vertical shaft with rod screening surfaces fixed to it in the form of disks consisting of concentrically arranged rings, spiral distribution elements are installed under the screening rod rods of the largest diameter, characterized in that the rods of the screening ring of the smallest diameter are movable, one end of which is pivotally fixed and the other free.

2. The screen according to claim 1, characterized in that under the free ends of the movable rods are roller bearings mounted in the housing.

3. Rumble on PP. 1 and 2, characterized in that as the second support point of the movable rods can be used the grooves of an additional ring or roller bearings.