способ вибрационного транспортирования дисперсных материалов и устройство вибрационного питателя

Формула изобретения

1. Способ вибрационного транспортирования дисперсных материалов, заключающийся в том, что транспортирующему органу сообщают гармонические колебания, с одинаковой амплитудой во всех его точках, от привода дебалансного вибровозбудителя, отличающийся тем, что первоначально поток дисперсного материала направляют по траектории свободного падения на транспортирующий орган, затем в режиме виброкипения распределяют в поперечном направлении падающему потоку на всю длину транспортирующего органа, с последующей равномерной разгрузкой дисперсного материала с транспортирующего органа, причем вектор максимальных гармонических колебаний направлен перпендикулярно траектории падающего потока.

2. Вибрационный питатель для транспортирования дисперсных материалов, содержащий транспортирующий орган, выполненный в виде лотка, установленный на неподвижном основании посредством упругих элементов, и вибропривод, отличающийся тем, что транспортирующий орган установлен в поперечном направлении относительно падающего потока дисперсных материалов, выполнен с загрузочной и разгрузочной стенками, причем угол наклона разгрузочной стенки больше угла наклона загрузочной стенки и равен +15, а угол наклона загрузочной стенки равен 90^o110^o, при этом длина транспортирующего органа больше ширины падающего потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в горно-рудной, строительной и металлургической промышленности.

Известен способ вибрационного транспортирования (свидетельство СССР 872400, кл. В 65 G 27/28, опубл. 15.10.81 г.), заключающийся в том, что плоскому транспортирующему органу сообщают вертикальные гармонические колебания и круговые поступательные движения в горизонтальной плоскости от приводного вала дебалансного вибровозбудителя, причем вертикальные колебания транспортирующему органу сообщают с одинаковой амплитудой во всех его точках, а направление транспортирования задают регулированием числа оборотов приводного вала. Способ эффективно может быть применен для перемещения отдельных деталей.

Недостатком известного способа вибрационного транспортирования является обеспечение перемещения деталей по плоскому транспортирующему органу, а изменение направления движения деталей обусловлено изменением числа оборотов приводного вала. Для обеспечения транспортирования потока кускового материала крупностью, например, от 0 до 350 мм, с последующим его равномерным распределением и равномерной загрузкой технологического оборудования, известный способ недостаточно эффективен в связи с различной крупностью и массой кусков транспортируемого материала.

Известен вибрационный конвейер для транспортирования сыпучих материалов (свидетельство СССР 1514698, кл. В 65 G 27/00, опубл. 15.10.89 г.), содержащий установленный на неподвижном основании на упругих элементах грузонесущий орган с загрузочным и разгрузочными патрубками и перегородками для разделения потока транспортируемого материала и вибропривод, причем перегородки установлены вертикально в продольном направлении в разгрузочной части грузонесущего органа. Длина перегородок больше продольного размера разгрузочного патрубка и меньше 0,3 длины грузонесущего органа, а перегородки выполнены по всей высоте грузонесущего органа.

Недостатком указанного технического решения является наличие вертикальных перегородок, расположенных в среде абразивного материала, в связи с чем вибрационный конвейер имеет малый срок эксплуатации. Для транспортировки крупнокусковых высокоабразивных материалов с обеспечением равномерного распределения и равномерной загрузки технологического оборудования известный вибрационный конвейер недостаточно эффективен и предназначен для продольного перемещения тонкоизмельченного материала.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к заявляемому является вибрационный питатель (свидетельство СССР 818991, кл. В 65 G 27/08, опубл. 07.04.81 г.), включающий лоток, установленный посредством тел качения на опорных элементах, и привод, причем лоток установлен с подъемом в сторону разгрузочного конца, а тела качения выполнены с двумя параллельными рабочими поверхностями, расположенными симметрично накрест относительно вертикальной оси.

Недостатком этого изобретения является перемещение материала по рабочей поверхности лотка только в одном продольном направлении, вибрационный питатель имеет значительный вес и линейные размеры, а ширина рабочей поверхности лотка соответствует размеру выпускного рудоспуска.

Высокая эффективность технологического оборудования (например, вибрационных грохотов, магнитных сепараторов и т.д.) достигается при равномерной загрузке указанного оборудования. Для обеспечения высокой производительности технологическое оборудование имеет значительные линейные габариты исполнительного органа (просеивающие поверхности грохотов, длина вращающихся барабанов магнитных сепараторов и т.д.). В тоже время, загрузка оборудования твердым кусковым материалом осуществляется через загрузочные течки, которые имеют габариты значительно меньшие, чем размеры исполнительного органа технологического оборудования.

Изобретение решает задачу транспортирования дисперсного кускового материала различной крупности посредством вибрации с обеспечением равномерного распределения и равномерной загрузки исполнительных органов технологического оборудования, повышение эффективности и производительности технологического оборудования.

Достигается это тем, что транспортирующему органу сообщают гармонические колебания с одинаковой амплитудой во всех его точках от привода дебалансного вибровозбудителя, причем первоначально поток дисперсного материала направляют по траектории свободного падения на транспортирующий орган, затем в режиме виброкипения распределяют материал по транспортирующему органу в поперечном направлении падающему потоку на всю длину транспортирующего органа, с последующей равномерной разгрузкой дисперсного материала с транспортирующего органа, причем вектор максимальных гармонических колебаний направлен перпендикулярно траектории падающего потока.

Поставленная задача решается также тем, что вибрационный питатель для транспортирования дисперсных материалов, содержащий транспортирующий орган, выполненный в виде лотка, установленный на неподвижном основании посредством упругих элементов, и вибропривод, причем транспортирующий орган установлен в поперечном направлении относительно падающего потока дисперсных материалов, выполнен с загрузочной и разгрузочной стенками. Угол наклона разгрузочной стенки больше угла наклона загрузочной стенки, и равен +15, а угол наклона загрузочной стенки равен 90^o110^o, при этом длина транспортирующего органа больше ширины падающего потока,

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан вибрационный питатель; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вариант устройства реализации способа - вибрационный грохот; на фиг.4 - показан механизм реализации способа; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4.

Вибрационный питатель (фиг. 1), реализующий способ, содержит транспортирующий орган, выполненный в виде лотка 1, который установлен на жесткое основание 2 посредством упругих элементов 3. На боковой загрузочной стенке 4 лотка 1 закреплен вибропривод 5 с дебалансами 6 (фиг.2). Крепление вибропривода 5 с дебалансами 6 осуществляется таким образом, чтобы вектор максимальной амплитуды колебаний А_m был направлен перпендикулярно к плоскости загрузочной стенки 4 лотка 1. Угол наклона загрузочной стенки 4 и угол наклона разгрузочной стенки определяются экспериментально и зависят от крупности транспортируемого твердого материала, его насыпной плотности, длины L вибрационного питателя, мощности вибропривода 5. Угол наклона загрузочной 4 стенки равен 90^o110^o и определяется углом наклона касательной к траектории падающего потока в точке размещения транспортирующего органа (фиг.2), угол наклона разгрузочной 7 стенки равен +15. Углы и обеспечивают режим перемещения материала в лотке 1 по винтовым линиям с последующим заполнением лотка на всю его длину L дисперсным материалом (на фиг.4 и 5 движение материала условно показано по стрелке "а"). Загрузка материала обеспечивается по загрузочной стенке 4, разгрузка твердого кускового материала осуществляется через разгрузочную стенку 7 и полку 8. Высота Н загрузочной стенки 4 больше высоты h разгрузочной стенки 7, причем Н2h, длина L вибрационного питателя соответствует ширине исполнительного органа технологического оборудования.

На фиг.3 представлен вариант реализации способа транспортирования - устройство вибрационного грохота для разделения дисперсных материалов по классам крупности. Вибрационный грохот содержит вибрационный питатель 1, желоб грохота 9, просеивающую поверхность 11. Вибрационный питатель с лотком 1, содержит загрузочную 4 и разгрузочную 7 стенки, разгрузочную полку 8 и установлен в желобе 9 с загрузочной стороны вибрационного грохота. Разгрузочная стенка 7 сопряжена посредством полки 8 с просеивающей поверхностью 11 вибрационного грохота. На боковых сторонах желоба 9 закреплен вибропривод (не показан) с дебалансами 6. Лоток 1 вибрационного питателя жестко закреплен в желобе 9, который посредством упругих элементов 3 установлен на жесткое основание 2.

Способ вибрационного транспортирования и работа устройства вибрационного питателя осуществляются следующим образом.

На фиг.4 и 5 схематично показан механизм вибрационного транспортирования кускового твердого материала.

Кусковой твердый материал по траектории свободного падения подают в лоток 1 вибрационного питателя посредством конвейера 12 (или другого устройства), причем ширина подачи кускового материала l на конвейере значительно меньше ширины L исполнительного органа технологического оборудования.

Перед подачей дисперсного твердого материала в вибрационный питатель включают вибропривод 5 с дебалансами 6 (на фиг.4 и 5 не показан). Подачу материала в лоток 1 вибрационного питателя осуществляют по загрузочной стенке 4, причем ширина потока подаваемого материала, равная l, соответствует ширине загрузочного устройства (например, питающего конвейера и т.д.). Посредством регулировки дебалансами 6 устанавливают направление вектора максимальных вибрационных колебаний A_m перпендикулярно загрузочной стенке 4 и соответственно падающему потоку дисперсного материала.

В рабочем режиме лоток 1 вибрационного питателя совершает колебательные движения, в результате которых дисперсному материалу сообщаются силовые импульсы в режиме виброкипения. При этом первоначально дисперсный материал распределяется по лотку 1 между загрузочной 4 и разгрузочной 7 стенками. Первоначально падающий дисперсный материал равномерно перемещается по лотку 1 в поперечном направлении относительно падающего потока материала, направляется вдоль продольной оси лотка, симметрично распределяясь в обе стороны лотка вибрационного питателя от центра 0 на расстояние L, которое соответствует ширине исполнительного органа технологического оборудования. На фиг.4 поперечное движение дисперсного материала по лотку 1 показано (для удобства) только в левой стороне лотка 1.

При постоянной подаче кускового материала обеспечивается постоянный подпор подающего потока в центральной части лотка 1 (условно в т.О) вибрационного питателя. В этой связи в режиме виброкипения проявляется процесс "гидродинамического" перетекания материала по лотку 1.

Реализацию указанного способа вибрационного транспортирования дисперсного материала обеспечивают при значительном уровне ускорения вибрационных колебаний, который характеризуется величиной коэффициента механического режима, равный величине где r - амплитуда колебаний лотка, n - число оборотов вибропривода. Способ вибрационного транспортирования реализуется при значениях К_м=0,71,0.

Указанные значения коэффициента механического режима обеспечивают значительную величину сдвига фаз перемещаемых кусков материала и поверхности транспортирующего органа вибрационного питателя. При этом куски материала, контактирующие с рабочей поверхностью лотка, отрываются от его поверхности и передают свою кинетическую энергию и импульс механического движения, направленный вверх, вышележащим слоям дисперсного материала при заданном уровне ускорений вибрационных колебаний.

Экспериментально установлено, что угол наклона загрузочной стенки лотка 1 вибрационного питателя соответствует углу наклона касательной к траектории падающего потока в точке размещения лотка транспортирующего органа. Например, для крупнокусковых фракций дисперсных материалов угол больше угла наклона загрузочной стенки на 30^o (т.е. -15) - предпочтительный вариант выполнения устройства. При этих параметрах лотка с учетом режима механических колебаний и направления вектора амплитуды A_m максимальных силовых вибрационных колебаний, направленных перпендикулярно падающему потоку кускового материала, достигается режим равномерной разгрузки дисперсного материала с транспортирующего органа вибрационного питателя через разгрузочную стенку 7 и полку 8.

На фиг. 4 и 5 разгрузка дисперсного материала показана по стрелкам "в" (для наглядности только с правой стороны).

Таким образом, сочетание подачи потока дисперсного материала в лоток транспортирующего органа вибрационного питателя первоначально по траектории свободного падения, распределение материала в поперечном направлении вдоль лотка питателя симметрично от центральной точки загрузки на всю его длину, с последующей равномерной разгрузкой через разгрузочную стенку в режиме значительного уровня ускорений и направления вибрационных колебаний с коэффициентом механического режима, равным 0,7-1,0, реализуется способ вибрационного транспортирования дисперсного материала.

Пример выполнения способа.

Вибрационный питатель жестко устанавливают в желоб вибрационного грохота с загрузочной стороны таким образом, чтобы разгрузочная стенка и полка питателя были сопряжены с просеивающей поверхностью грохота (фиг.3). Запускают вибропривод и регулировкой дебалансами 6 устанавливают вектор максимальных колебаний А_m перпендикулярно падающему потоку дисперсного материала и соответственно загрузочной стенке 4, на которую подают дисперсный материал крупностью от 0 до 350 мм посредством конвейера, причем ширина потока загружаемого материала l=300 мм. Ширина исполнительного органа вибрационного грохота (просеивающая поверхность 11) имеет размер L=2450 мм. Сообщают лотку 1 вибрационного питателя и в целом грохоту вибрационные колебания, при которых дисперсный материал находится в режиме виброкипения. Устанавливают направление вибрационных колебаний и амплитуду, равную 7 мм, и частоту колебаний вибропривода, равную 750 мм^-1, при этом коэффициент механического режима равен К_м= 0,93. Угол наклона загрузочной стенки =100^o, а угол наклона разгрузочной стенки = 130^o, длина лотка транспортирующего органа вибрационного питателя соответствует ширине просеивающей поверхности грохота и равна L=2450 мм.

Поток дисперсного материала, направляемый по траектории свободного падения в вибрационный питатель в режиме виброкипения, распределяется по лотку питателя симметрично от центра его загрузки, заполняет лоток равномерно по всей длине вибрационного питателя и равномерно разгружается на просеивающую поверхность грохота.

Опыт эксплуатации вибрационного питателя в процессе эксплуатации вибрационных грохотов ГИТ-52К при разделении материала на классы крупности продуктов дробления железистых кварцитов показал определенные преимущества его применения в сравнении с грохотами, используемыми на горно-обогатительных предприятиях. Ниже в таблице представлены сравнительные данные эксплуатации грохотов ГИТ-52К (ГИТ-51) на дробильной фабрике ОАО "Михайловский ГОК".

Использование вибрационного питателя на грохоте ГИТ-52К позволяет повысить качественные показатели процесса разделения крупнокускового дисперсного материала по классам крупности.

Использование предлагаемого способа вибрационного транспортирования позволяет распределить дисперсный материал по всей ширине исполнительного органа технологического оборудования и обеспечить равномерную загрузку технологического оборудования, а применение вибрационного питателя позволит повысить эффективность и производительность технологического оборудования.