Оценка процесса грохочения

Процесс грохочения принято оценивать двумя показателями:

- производительностью Q – количеством поступающего на грохот исходного материла в единицу времени, м³/ч (см. раздел 3.20.1);

- эффективностью грохочения (КПД) Е – отношением массы материала, прошедшего через сито, к массе материала данной крупности, содержащейся в исходном материале.

Пусть в исходном материале содержание по массе зёрен нижнего класса составляет c %, из которых d % не просеялись сквозь сито. Тогда эффективность грохочения составит:

.

При грохочении существенное значение имеет влажность материала, в особенности при рассеве на ситах с мелкими отверстиями. Если при грохочении сухого материала достигается некоторая точность отсева ε, то по мере увеличения влажности она постепенно понижается. На рис. 3.12 показана зависимость точности отсева мелочи из дробленого известняка от содержания в нем влаги.

Начальный участок кривой, примерно до Ц7_кр = 8%, – слабо наклонная прямая. При критической влажности известняка кривая резко падает, так как происходит залипание отверстий грохота. В пределах 12%<W<40% грохочение практически прекращается – до 70% материала, подлежащего проходу, остается на сите. При дальнейшем увеличении влажности наступает переход к мокрому грохочению и эффективность снова повышается. При мокром грохочении (W>50%) с увеличением воды орошения эффективность грохочения приближается к 100%.

Рисунок 3.12 – Зависимость эффективности грохочения известняка от его влажности

Кинетическое уравнение грохочения, предложенное В.А. Перовым, имеет вид

где ε – точность отсева, доли единицы; k и n – параметры, зависящие от свойств материала и условий грохочения.

Из уравнения следует, что с уменьшением времени эффективность грохочения резко замедляется.

При переработке нерудных строительных материалов применяют следующие виды грохочения: предварительное, при котором из исходной массы выделяется негабаритный материал, либо материал, не требующий дробления; контрольное, применяемое для контроля крупности готового продукта и выделения отходов, зерна крупнее заданного размера возвращаются на повторное дробление; окончательное – для разделения продукта на товарные фракции.

3.11.5. Грохоты

Рабочей частью грохотов является просеивающая поверхность, которая может быть выполнена в виде сита – плетеной проволочной сетки, решета – стального листа с отверстиями или колосниковой решетки. В последнее время в качестве просеивающей поверхности используют резиновые штампованные или литые армированные листы – решета или сетки из резинового шнура – струнные сита.

При грохочении материалов, склонных к налипанию, грохоты с такой рабочей частью имеют более высокую производительность и эффективность грохочения, так как вследствие возбуждения дополнительных колебаний в резине они почти не забиваются.

По принципу действия грохоты различных типов аналогичны: просеивание мелких классов через отверстия происходит в результате движения грохотимого материала относительно просеивающей поверхности.

Грохоты характеризуются следующими конструктивными особенностями: 1) геометрической формой просеивающей поверхности и конструкцией ее элементов; 2) расположением рабочего органа относительно горизонтальной плоскости; 3) характером движения просеивающей поверхности.

По форме просеивающая поверхность выполняется плоской, цилиндрической, многогранной призматической («бурат»).

По расположению просеивающей поверхности грохоты разделяют на наклонные, в которых перемещение материала осуществляется главным образом за счет силы тяжести, и горизонтальные (или слабонаклонные), где движение материала обусловлено в основном механическим воздействием рабочего органа – подбрасыванием или проталкиванием зерен грохотимого материала.

По характеру движения рабочего органа все грохоты могут быть разделены на группы: неподвижные, качающиеся, вибрирующие, вращающиеся. Характер движения рабочей поверхности является основным признаком для классификации грохотов. На рис. 3.13 показаны принципиальные схемы механических грохотов.

а) колосниковый грохот; б) качающийся грохот; в) виброгрохот с инерционным приводом;

г) виброгрохот с направленными колебаниями; д) барабанный грохот

Рисунок 3.13 – Принципиальные схемы механических грохотов

Неподвижные колосниковые грохоты (рис. 3.13, а). Неподвижный колосниковый грохот представляет собой наклонную решетку из параллельных колосников, установленных с требуемым, в зависимости от размера кусков породы, зазором. Такой грохот предназначается только для предварительного грохочения – отделения мелочи или слишком больших кусков перед крупным дроблением.

В неподвижных грохотах материал сползает по рабочей поверхности 1 под действием силы тяжести. Угол колосников к горизонту для сухих материалов принимают -35° и увеличивают при влажных породах или для пород с глинистыми включениями до 40°. Неподвижный колосниковый грохот очень прост по устройству, но дает несовершенную классификацию и сравнительно легко забивается.

Плоские качающиеся грохоты (рис. 3.13, б). В качающихся грохотах рабочая поверхность 1 совершает возвратно-поступательные движения, сообщаемые ей кривошипно-шатунным механизмом 2. Грохоты этого типа получили широкое распространение. Плоский качающийся грохот на пружинящих опорах имеет прямоугольный короб 1 с ситом. Короб устанавливается на 4…6 наклонных пружинящих стержнях. При качании грохота, обычно наклоненного к горизонту под углом 7…14^о, материал перемещается вдоль сита; при этом нижний продукт просеивается, а верхний сбрасывается с разгрузочного конца грохота.

Наклон грохота, частота вращения эксцентрикового вала и длительность хода сита для получения достаточной производительности и эффективности грохочения устанавливаются опытным путем. Обычно частота вращения эксцентрикового вала составляет 300…500 об/мин. Плоские качающиеся грохоты применяют для классификации сухим и мокрым способом материалов с размером кусков не более 50 мм.

Достоинства плоских качающихся грохотов: большая производительность, чем у колосниковых и барабанных грохотов, высокая эффективность грохочения, компактность, удобство обслуживания и ремонта. Недостатком этих грохотов является неуравновешенность конструкции, в результате чего работа их сопровождается сотрясениями и толчками.

Вибрационные грохоты. В этих грохотах плоское и обычно наклонное сито совершает с помощью специального механизма (вибратора) 900…1500 колебаний в 1 мин с амплитудой 0,5…12 мм. У вибрационных грохотов жесткая связь между элементами грохота полностью или частично отсутствует, вследствие чего амплитуды колебаний сита в различных точках его поверхности неодинаковы и зависят от числа колебаний, упругости опорных пружин, движущейся массы грохота с материалом и других факторов.

В настоящее время вибрационные грохоты получают широкое распространение благодаря следующим преимуществам: при любой частоте колебаний отверстия сит почти не забиваются материалом; более высокая производительность и эффективность грохочения, чем у грохотов других типов; пригодность для грохочения влажных материалов; компактность; относительная легкость регулирования и простота смены сит; меньший, чем у других грохотов, расход энергии.

Конструкции виброгрохотов весьма разнообразны. На рис. 3.13, в показан виброгрохот с инерционным приводом. Рабочий орган 4 на пружинах 1 совершает колебательные движения за счет центробежной силы, возбуждаемой дебалансами 2, установленными на валу 3. В виброгрохотах с направленными колебаниями (рис. 3.13, г) просеивающая поверхность 1 совершает колебательные движения под действием вибратора 2 с двойными дебалансами, вращающимися навстречу друг другу.

Вращательное движение цилиндрической рабочей поверхности 1 барабанного грохота (рис. 3.13, д) сообщают приводные ролики 2. Материал, находящийся внутри барабана, движется по сложной прерывистой винтовой траектории и сортируется последовательно от мелкого к крупному. Разновидностью барабанного грохота является сито-бурат, рабочая поверхность которого выполнена в виде многогранника.

Расчет грохотов приведен в Приложении 2.