Вібраційні живильники для гірничо переробних підприємств
Техпроцеси переробки гірського сировини (рудоподготовки, рудообогащения і т.д.) передбачають можливість накопичення оброблюваного матеріалу між технологічними переділами в ємностях до кілька сотень куб. м. Як правило, на цих стадіях переробки сировину має кусковий і Крупнокускові гранулометричний склад. Для забезпечення керованого «випуску» матеріалу з ємностей застосовують технічні пристрої-живильники.
У порівнянні з відомими типами живильників (пластинчастими, тарілчастими, що коливаються, стрічковими) вібраційні, в силу своєї специфіки взаємодії з оброблюваної середовищем, забезпечують більш стійке витікання матеріалу через гирло бункера, перешкоджають зависання і сводообразованию, вигідно відрізняються за показниками енергоспоживання, надійності, абразивного зносу і, часто, металоємності. Вібраційні живильники дозволяють поєднувати транспортування матеріалу по лотку з його грохоченням і зневодненням.
Конструктивні та технологічні вимоги їх створення мають свою специфіку, обумовлену великими габаритними розмірами і масами, ударним і абразивним впливом великих вантажопотоків кускових матеріалів, значним статичним бункерних тиском, і, в цілому, являють складне технічне завдання.
З метою скорочення термінів створення вібромашин подібного класу були проведені випробування дослідних моделей промислової геометрії в виробничих умовах і за їх результатами встановлено взаємозв'язки геометричних, динамічних і енергетичних факторів системи «бункер - рудна маса - вібромашина». На цих даних базуються інженерні методи розрахунків і конструювання нинішніх зразків віброживильників типу ПВБ і ПГВ (табл. 1, 2), розроблені під керівництвом Ю.М. Хажінскій в СНІКБ «Вибротехника».
Технічні характеристики вібраційних бункерних живильників
На рис. 1 і 2 показані типові технічні рішення віброживильників ПВБ, які отримали в даний час найбільше застосування. Вони представляють одномассную коливальну систему зарезонансного типу з порушенням коливань за допомогою дебалансние вибровозбудителей, що дозволяє отримати стабільні параметри вібрації і мінімальний знос грузонесущих (транспортують) поверхонь. Як вибровозбудителей застосовуються електромеханічні мотор-вібратори, або дебалансние вузли, які отримують обертання від окремих електродвигунів через пружні муфти і карданні вали. Технічне рішення збудника коливань залежить від габаритів і маси живильника, умов його розміщення і режиму роботи.
Мал. 2. Вібраційний бункерний живильник ПВБ-1,6 / 3,5
a - загальний вигляд; б - приклад установки двох віброживильників в вузлі прийому руди з вагоноперекидачем.
На рис. 3 показані варіанти вузла великого дроблення і попереднього просівання із застосуванням пластинчастого живильника і інерційного гуркоту (рис. 3а) та з використанням вібраційного живильника-гуркоту ПГВ-1,6 / 6,5 (рис. 3б).
Мал. 3. Корпус крупного дроблення і попереднього просівання.
a - з пластинчастим живильником і інерційним гуркотом; б-з вібраційним живильником-гуркотом.
Живильник-гуркіт в розвантажувальної частини лотка забезпечений гратами, що дозволяє відокремити від вихідної руди клас крупності, який не підлягає поділу. У разі застосування живильника, який поєднує функції бункерного затвора, що транспортує і грохотящего механізму, забезпечується істотна оптимізація технічного рішення корпусу великого дроблення за рахунок зниження обсягів споруди на 20%, капітальних витрат на 30%, металоємності в 3,5 рази, енергоспоживання в 2 рази.
Тривала експлуатація віброживильників типу ПВБ і ПГВ показала їх прийнятний рівень надійності в важких умовах роботи із середнім ресурсом до 15 тис. Годин. Всього в промисловість було поставлено кілька десятків виробів подібного типу, а також виробів, виконаних за індивідуальними замовленнями, специфічним за своїми технічними рішеннями.
Підприємством ТОВ «Конс-А» для Айхальского ГЗК акціонерної компанії «АЛРОСА» був розроблений і поставлений віброживильники БПВ-2,4 / 2 (рис. 4), призначений для розвантаження бункера «хвостів» важкосередовищної збагачувальної установки. Розвантаження виконувалася в 40-тонні автосамоскиди БелАЗ, звідси ширина лотка. щоб забезпечити оптимальне заповнення кузова - 2,4 м, а довжина живильника, за умовами розміщення, обмежилася 2 метрами. Таким чином, живильник мав незвичайні геометричні пропорції - ширина більше довжини.
Половину днища лотка по техзаданию займали збезводнювальні щілинні сита з полімерного матеріалу, і тому обмежувалася питоме навантаження на днище лотка. Живильник розташовувався під бункером місткістю 200 м 3. в який завантажувалися «хвости» - зернистий обводнених продукт з насипною щільністю до 1,8 т / м 3. що передбачало значне бункерное тиск на лоток живильника. Крім того, задана продуктивність в 500 ... 600 т / год могла бути досягнута тільки за умови рівномірного розподілу матеріалу по ширині лотка і при досить інтенсивному режимі вібрації, при якому можна було отримати швидкість вібротранспортірованія по лотку не менше 0,2 м / сек. Майданчик, на якій розміщувався живильник, не була розрахована на сприйняття статичних і динамічних навантажень з боку вироби, тому передбачалося підвісне виконання живильника. Проходи з боку приводу обмежували його габарити. При цьому умови експлуатації вимагали забезпечення можливості ремонтних і регламентних заходів при наявності матеріалу в бункері. Для цього передбачалася установка шиберного пристрою, здатного перекрити гирлі бункера по всій ширині живильника.
(Айхальскій ГЗК «АЛРОСА»)
1-живильник; 2-шиберний затвор; 3-воронка; 4-віброзбудник; 5-несучі вертикальні ( «корінні») листи.
Всі перераховані вище вимоги були забезпечені наступними технічними рішеннями:
- живильник проектувався спільно з завантажувального лійкою, яка повинна була кріпитися до бункера, виконувати роль його гирла і одночасно служити опорною конструкцією для живильника і шиберних затворів;
- конструкція воронки забезпечувала подачу матеріалу на лоток двома симетричними потоками і розвантаження від бункерного тиску, як самого живильника, так і засувок шиберних пристроїв;
- на лоток встановлювалися два електромеханічних віброзбудника (мотор-вібратора) з сумарною силою збудження коливань до 16000 кг, при цьому маса тих, хто вагається частин становила 3100 кг;
- лоток живильника виконувався суцільнозварним з чотирма несучими вертикальними ( «корінними») листами. Ці листи забезпечили рівномірний розподіл силових потоків при передачі їх від приводів до грузонесущим поверхонь і, тим самим, знизили ймовірність появи в силових елементах конструкції концентраторів напружень.
Двухпоточний скидання матеріалу з бункера на лоток живильника дозволив спростити пристрій шиберних затворів і підвищити надійність їх роботи при забезпеченні рівномірного розподілу матеріалу по ширині лотка.
Реально в експлуатації живильник забезпечує при амплітуді коливань 3,5 мм, частоті коливань 16 Гц, кут нахилу лотка вниз до 10 ° і шарі матеріалу на лотку до 300 мм швидкості вібротранспортірованія 0,2 м / с, що відповідає продуктивності 650 ... 700 т / ч.
Інший приклад нетипової конструкції вибропитателя - виріб, запроваджене на Промисловій Компанії «Втормет» (м.Київ). В даному випадку необхідно було створити пристрій для завантаження «з коліс» сировини в плавильну піч, а саме, прийняти з ковша фронтального завантажувача флюси, шлаки, металлліческій скрап і т.п. і подати в завантажувальний отвір діаметром 600 мм, розташоване по горизонтальній осі обертання печі на висоті 1200 мм над майданчиком обслуговування. Прийнята технологія подачі сировини за допомогою фронтального навантажувача, обмежені габарити приміщення по висоті і завантажувального отвору по діаметру, наявність в сировині великогабаритних неруйнівного фрагментів, порівнянних з завантажувальним отвором, не дозволяли здійснити самопливний спосіб завантаження в піч всієї порції відразу.
Тому було запропоновано транспортувати сировину за допомогою вібраційного лотка (вибропитателя), розташованого співвісно осі обертання печі. При операції завантаження лоток переміщався на візку по рейках, і його розвантажувальна частина вводилася всередину печі. Фронтальний навантажувач зсипала порцію обсягом 1 ... 1,5м 3 до приймальні воронку лотка і матеріал вібраційним способом транспортувався в піч. Завдяки високій продуктивності живильника операція завантаження декількох порцій (ковшів навантажувача) не займала багато часу, тому як конструкційний матеріал лотка застосовувалася сталь звичайної якості. Всього компанії «Втормет» було поставлено три вибропитателя (рис. 5). Над лотком живильника встановлена воронка, яка закріплена на візку і в коливається масу живильника не входить. Це дозволило, за інших рівних умов, отримати необхідну інтенсивність вібрації при менш потужних вібраторах.
Рис.5. Вібраційний живильник ПВ-0,5 / 4
(ПК «Втормет», м.Москва)
1 - живильник; 2 - завантажувальна воронка; 3 - візок.
Віброживильники з електромагнітними приводами типу ПВЕМ (табл. 3, рис. 6) введені в виробничу програму фірми «Конс-А» кілька років тому, коли стало очевидно, що колишні відомі виробники даного виду техніки не забезпечують внутрішній споживчий ринок за кількісними та якісними показниками .
Мал. 6 Живильник типу ПВЕМ
1-лоток; 2-віброзбудник; 3-підвіска
Електромагнітні віброживильники, незважаючи на невигідні питомі показники по матеріаломісткості, мають ряд переваг перед живильниками з дебалансние приводами, а саме: низький питомий енергоспоживання, більший ресурс роботи приводів, менший знос робочих поверхонь, забезпечують плавне і стійке витікання сипучих матеріалів з бункерів. Можливість багатоцільового застосування в поєднанні з простими схемами автоматичного регулювання інтенсивності їх вібрації (продуктивності, швидкості транспортування) визначили широке впровадження цього типу живильників в багатьох галузях народного господарства.
Живильники ПВЕМ комплектуються магнітними системами, що володіють високою надійністю роботи в екстремальних умовах (вібрація, висока до 200 ° С температура, агресивне середовище, волога), з гарантією 5-річної безвідмовної роботи.
Конструктивно живильники ПВЕМ виконані у вигляді двухмассной резонансної коливальної системи. в якій дві маси - активна (лоток, корпус віброзбудника і якір) і реактивна (сердечник електромагніта віброзбудника і вантажі) - пов'язані між собою пружними елементами (ресорами), сумарна жорсткість яких підібрана так, щоб забезпечити величину власної частоти відносних коливань активної і реактивної мас в межах, зазначених у табл. 3.
Дане співвідношення власної частоти коливань з змушує (50 Гц) забезпечує коливання живильника в дорезонансной зоні, що найбільш ефективно для стійкої роботи живильника при змінах навантаження на лоток від маси переміщуваного матеріалу. Як видно на рис. 7, що коливається система живильника при зміні навантаження (тобто зміні величини активної маси) і появі додаткових демпфуючих опорів (А, Б) самостійно підтримує заданий режим (Б, С).
Інтенсивність вібрації лотка живильника задається амплітудою його коливань, яка регулюється зміною струму збудження електромагніта від нуля до номінального значення.
На закінчення слід зазначити, що техніка, яка використовує вібраційний спосіб транспортування і обробки сипучих середовищ, зокрема віброживильники, в доступному для огляду майбутньому будуть широко застосовуватися і розвиватися. Очевидні й шляхи її вдосконалення: нові конструкційні матеріали, більш досконалі методи розрахунку, підвищення надійності приводів. Фірма «Конс-А» планує і надалі проводити даний вид обладнання для загальнопромислового і спеціального застосування.
1-робота вхолосту; 2-робота під навантаженням
Мал. 7. Залежність амплітуди А відносних коливань
активної і реактивної мас живильника від співвідношення вимушеної fвин і власної fсобст частот коливань