Проектирование аппаратов для дробильно-сортировочной установки

метки: Дробилка, Грохот, Автоматизация, Материал, Барабан, Фракция, Барабанный, Поступать

Моделирование процессов на основе теории подобия

Для экспериментального изучения в лабораторных условиях некоторого производственного процесса изготовлена геометрическая модель производственного аппарата в масштабе 1:16.

В производственном аппарате рабочее веществом является горячий воздух, при температуре t ₁ = 74°С, движущийся со скоростью 1,6 м/с. В лабораторной модели предполагается применить в качестве рабочего вещества воздух с температурой t₂ = 36°С.

Требуется проверить, возможно ли получение при этих условиях получение полного гидродинамического подобия промышленного аппарата и модели, и какова должна быть скорость воздуха в модели.

Для решения задачи используются критерии Рейнольдса и Фруда:

Для соблюдения полного гидродинамического подобия при подобных граничных условиях необходимо равенство критериев подобия модели в реальном аппарате

(1)

(2)

Где ω ₁ и ω₂ — скорости в аппарате и модели;

l ₁ и l₂ — масштаб размера аппарата и модели;

ρ ₁ и ρ₂ — плотность рабочего вещества;

μ ₁ и μ₂ — вязкость вещества.

Из таблицы берем значение плотности рабочего вещества (воздуха) ρ _в при 0°С

ρ _о = 1,293 кг/м³ . Делаем корректировку на температуру:

Находим вязкость воздуха по номограмме

• Для t ₁ = 74°С,

• Для t ₂ = 36°С,

Скорость воздуха в модели по критерию Рейнольдса из (1)

м/с

Скорость воздуха в модели по критерию Фруда из (2)

м/с

Сравнивая значения скоростей по критерию Рейнольдса и Фруда видно, что при данных параметрах промышленный аппарат и модель не является подобными.

Для того чтобы они были подобны, предпринимаем этапы моделирования, то есть, подбираем параметры, при которых будет проявляться подобие.

На первом этапе изменяем температуру рабочей смеси и используем другое вещество (в нашем случае хлор).

μ ₂ = 0,012сп;

t ₂ = -50⁰ C;

ρ ₂ = 3,217 кг/м³

Произведя корректировку на температуру, получим:

• По Рейнольдсу

м/с

Основы теории подобия (метод обобщенных переменных)

... в основе практического применения теории подобия. подобные явления характеризуются численно равными критериями подобия Теорема была сформулирована Ньютоном. Она устанавливает, что единственным количественным условием подобия процессов является равенство критериев подобия натуры и модели. ...

• По Фруду

м/с

Первый этап не дал ожидаемого результата, перейдем ко второму этапу, поэтому на втором этапе изменяем масштаб, принимая его равным 1:1,75

• По Рейнольдсу

м/с

• По Фруду
• м/с

Вывод: полученные результаты показывают, что соблюдение полного гидродинамического подобия, то есть одновременного подобия сил трения и сил тяжести в модели и в промышленном аппарате при заданных условиях невозможно, придется ограничиться приближенным моделированием, то есть ограничиться соблюдением только одного из условий подобия, в зависимости от того какое условие является более существенным. В нашем случае большее значение имеет сила трения (критерий Рейнольдса).

Принимаем следующие параметры модели:

1) Масштаб 1:1,75.

2) Рабочее вещество Cl ₂ .

Температура t ₂ = -50°С.

4) ω ₂ = 1,16м/с.

2. Механические процессы и аппараты. Проектирование аппаратов для ДСУ

2.1 Обоснование и выбор схемы дробления

Исходные данные:

D _max = 330;

d _max = 40;

П _з = 21 м³ /ч;

К _н = 1,14.

Дробление камня на щебень в зависимости от конкретных условий может производиться в одной или последовательно в нескольких дробилках. В первом случае осуществляется одностадийное дробление, во втором — многостадийное.

Выбор схемы дробления определяется степенью измельчения.

Где D _max — максимальный размер загружаемого камня;

d _max — максимальный размер щебня.

При ˃8, следовательно принимаем многостадийное дробление.

2.2 Расчет и выбор аппаратов первой стадии дробления (щёковой дробилки)

При выборе щековой дробилки учитываются следующие параметры:

Максимальный размер загружаемого камня D _max = 340мм;

Расчетная производительность

где к _н — коэффициент неравномерности подачи материала.

/час

По этим значениям выбираем дробилку.

При = 330мм выбираем щековую дробилку СМ — 741.

Технические характеристики дробилки:

• размер загрузочного отверстия b = 400мм, l = 900 мм, где b-ширина, l-длина;

• ход щеки S = 20 мм;
• мощность электродвигателя N = 28 кВт;

D _max = 340 мм;

• число качаний щеки в минуту n = 250;
• производительность /ч;
• масса дробилки 5,6 тс.

Производительность дробилки зависит от степени дробления и измельчения в широких пределах. По условиям обеспечения эффективности использования аппарата и безопасности работы степень дробления должна находиться в пределах 4 ˂ ˂ 8..Для этой цели строят график П = f(i) (рисунок-1).

Расчеты для построения графика сводятся в таблицу.

Таблица 1

Расчет производительности дробилки.

Dmax	i	dmax, мм	S, мм	b, мм	α, град	h, мм	v, м³	n, качаний в мин.	μ	П, м³/ч
330	4	82,5	20	900	20	54,95	0,0046	250	0,5	34,5
	6	55					0,0032	250	0,5	24
	8	41,25					0,0025	250	0,5	18,75

При расчёте приняты следующие обозначения:

• максимальный размер щебня

мм;

мм;

мм.

• ход подвижной дробилки;
• длина камеры дробления;
• угол захвата щёковой дробилки, обычно ;
• высота призмы материала, разгружаемого за один оборот вала дробилки

мм;

• объём призмы материала, выпадающего из зоны дробления за один ход подвижной щеки

;

• производительность дробилки

, м³/ч;

• число качаний подвижной щеки дробилки;
• коэффициент разрыхления материала.

Рисунок 2.2.1 — График для определения максимальных значений степени дробления

Из графика видно, что при расчетной производительности П _р = 23,94 м³ /ч и при принятой модели дробилки СМ-741 степень измельчения составит i = 6,15. Она находится в интервале от 4 до 8, следовательно, модель обеспечивает расчетную производительность при изменении допускаемых пределов.

График дает возможность определить размер отверстия дробилки по формуле

мм

Таким образом, выбранная модель дробилки обеспечивает заданную производительность при степени дробления i = 6,15 и материал с помощью грохотов должен быть отсеян с целью выделения крупных частиц более 40мм с тем чтобы их измельчать на второй стадии дробления.

2.3 определение процентного содержания (выхода) фракций продукта первичного дробления

При дроблении камня образуются фракции различного гранулометрического состава, которые в соответствии с ГОСТом расформировываются по крупности: 0-5 и 5-10 мм — песок ; 10- 20мм — мелкий щебень; 20-40 мм — средний щебень; 40-70 мм — крупный щебень.

Процентное содержание фракций зависит от ширины разгрузочного отверстия дробилки е = 53,66 мм, и устанавливается по графику, составленному по результатам ситового анализа.

Расчёты по определению выхода фракций сводим в Таблицу 2

Таблица 2

Определение процентного содержания и выхода фракций продукта первичного дробления

Размеры фракций, мм	% от общего объема	Расчетный коэффициент	Расчетная производительность, м 3 /ч	Выход фракций	Примечание
0-5	3	0,03	23,94	0,72	Готовая продукция, 66 %.На вторичное дробление 34%
5-10	5	0,05		1,2
10-20	16	0,16		3,8
20-40	42	0,42		10,6
40 и >	34	0,34		8,14
Всего:	100	1		23,94

После первичного дробления готовой продукции (фракция 0-40)образуется 66% следовательно, 34% поступает на вторичное дробление в конусную дробилку. В процессе дробления образуется лещадь (щебень продолговатой формы) размер которой может быть больше ширины разгрузочного отверстия дробилки.

Так, при е = 53,66 мм наибольший размер лещади — 65 мм.

Таким образом в результате первичного дробления готовая продукция составит 85%, а максимальный размер камня для вторичного дробления составит 65 мм (Dmax = 65 мм).

2.4 Обоснование и выбор промежуточного грохота

Промышленный грохот используется для отсева готовой продукции после первичного дробления, что позволяет снизить потребную производительность вторичного дробления и способствует улучшению технико-экономических показателей дробильно-сортировочной установки. Целесообразность включений в схему установки промышленного грохота оправдана, если готовой продукции после первичного дробления более 30%, если готовой продукции менее 30%, то весь объём продукции подаётся на вторичное дробление.

Выбираем марку грохота по следующим характеристикам:

1) расчётная производительность

м³/ч

2) площадь сита определяется по формуле:

• Где — расчётная производительность грохота;
• удельная поверхность сита в зависимости от размера отверстия, м³/ч;

k ₁ — коэффициент, учитывающий процентное содержание зерен нижнего класса в исходном материале 85% (интерполируя получаем k₁ = 1,325)

k ₂ — коэффициент, учитывающий процентное содержание в нижнем классе зерен размером менее половины отверстия сита 35% (интерполируя получаем k₂ = 0,865);

k ₃ — коэффициент, учитывающий угол наклона сита к горизонту при установке в раме грохота (k₃ = 0,5);

• m — коэффициент, учитывающий неравномерное питание, форму зёрен и тип грохота (для горизонтального — 0.65, для наклонного — 0.5).

Исходные данные:

= 62 м³/ч

k ₁ = 1,05 (при процентном содержании зёрен нижнего класса в исходном материале — 66%)

k ₂ = 0,82 (при процентном содержании в нижнем классе зёрен размером менее половинного размера отверстия сита)

k ₃ = 1,54

m = 0,5

Таким образом, потребная площадь сита промежуточного грохота

Учитывая полезную площадь 0,58, принимаем грохот С-785. Технические характеристики грохота:

Полезная площадь сита — 1,53 м ² ;

Производительность — 20 — 30 м ³ /ч ;

• Мощность электродвигателя — 4,5кВт;

Угол наклона — до 25 ⁰ ;

• Масса — 3639 кгс.

2.5 Расчет и выбор аппаратов второй стадии дробления

Выбор дробилки для второй стадии дробления производится аналогично, как и для первой:

Максимальный размер загружаемого камня: d _max = 40мм;

Расчетная производительность П _р = 8,14 м³ /ч

Определяем размер разгрузочного отверстия дробилки по графику. При d _max = 40мм, e = 30 мм, что исключает получение лещади размером более 20мм.

По этим значениям выбираем дробилку.

При = 65мм выбираем конусную дробилку КСД-600.

Технические характеристики дробилки:

• ширина загрузочного отверстия 10-25 мм;
• максимальный размер загружаемого камня = 75 мм;

производительность до 30 м ³ /ч;

• мощность электродвигателя 28 кВт;
• число оборотов дробящего конуса в минуту 350;
• масса 3,7 тс.

2.6 Определение процентного содержания (выхода) фракций продукта вторичного дробления и суммарного выхода фракций

Процентное содержание фракций зависит от ширины разгрузочного отверстия, принятой дробилки е = 30 мм. Расчёты по определению выхода фракций сводим в Таблицу 3.

Таблица 3

Определение выхода фракций после вторичного дробления в валковой дробилке

Размер фракции	% общего объёма	Расчётный коэффициент	Расчётная производительность	Выход фракции, м 3 /ч	Примечание
0-5	6	0,06	8,14	0,49	Готовая продукция
5-10	9	0,09		0,73
10-20	35	0,35		2,85
20-40	46	0,46		3,75
Всего:	100	1		8,14

Суммарный выход фракций продукта первичного и вторичного дробления сведён Таблицу — 4

Таблица 4

Суммарный выход фракций первичного и вторичного дробления

Стадия дробления	Выход фракции м 3 /ч				Готовая продукция
	0-5	5-10	10-20	20-40	% содерж.	/ч
I	0,72	1,2	3,8	10,6	66
II	0,49	0,73	2,85	3,75	34
Всего, м 3 /ч	1,21	0,88	6,65	13,81		23,94
Всего, %	5,35	3,9	29,4	60,9	100

2.7 Расчёт и выбор товарного грохота

Расчёт и выбор товарного грохота производится аналогично промежуточному, при этом количество потребных сит на одно меньше количества сортируемых фракций. Поскольку интенсивность грохочения зависит от размера отверстий сита, расчёт потребной площади сита производится для всех сит индивидуально, а при выборе модели грохота учитывается максимальная площадь сита.

Выбираем комбинированную схему рассева.

Рисунок 2.7.1 — Комбинированная схема рассева

Рисунок 2.7.2 — Схема гранулометрического состава

а) Расчёт площади сита с ячейкой 20 мм.

;

где Пр = 23,94 м ³ /ч ;= 43 (из справочника размер сита d20);

k ₁ = 0,83, т.к. содержание зёрен нижнего класса в исходном материале составляет

→ х = 38,7%;

k ₂ = 0,76, т.к. содержание в нижнем классе зёрен размером менее половинного размера сита составляет

→ х = 23,9%);

k ₃ = 1,2

m = 0.5 (т.к. сито наклонное).

F

в) Расчёт площади сита с ячейкой 10 мм.

где Пр = 8,74 м ³ /ч;= 23 (из справочника размер сита d10);

k ₁ = 0,7, т.к. содержание зёрен нижнего класса в исходном материале составляет

→ х = 23,9%;

k ₂ = 1,07, т.к. содержание в нижнем классе зёрен размером менее половинного размера сита составляет

→ х = 57,9%);

k ₃ = 0,8

m = 0.5 (т.к. сито наклонное).

F ₁₀ =

б) Расчёт площади сита с ячейкой 5 мм.

где Пр = 2,09 м ³ /ч ;= 12 (из справочника размер сита d5 );

k ₁ = 1,07, т.к. содержание зёрен нижнего класса в исходном материале составляет

→ х = 57,9%);

k ₂ = 0,91, т.к. содержание в нижнем классе зёрен размером менее половинного размера сита составляет

→ х = 41,3%);

k ₃ = 0,5

m = 0.5 (т.к. сито наклонное).

F ₅ =

в) Расчёт площади сита с ячейкой 40 мм.

где Пр = 13,81 м ³ /ч ;= 62 (из справочника размер сита d40 );

k ₁ = 1,25, т.к. содержание зёрен нижнего класса в исходном материале составляет

→ х = 100%);

k ₂ = 1,28 (т.к. содержание в нижнем классе зёрен размером менее половинного размера сита составляет х = 80%);

k ₃ = 1,54

m = 0.5 (т.к. сито наклонное).

F ₂₀ =

Полезная площадь грохота 1750*1500 мм

Производительность 20-30 м ³ /ч

Потребляемая мощность 4,5кВт

Угол наклона в градусах до 25 град

Масса 3639 кгс

2.8 Расчёт аппаратов транспорта и хранения материала

Расчёт бункера

Необходимо определить основные параметры пирамидально-призматического бункера, предназначенного для хранения Q = 138,1 м ³ сортированного щебня крупностью до 40 мм, размер бункера в плане b

Рисунок 2.8.1 — Схема пирамидально-призматического бункера.

Найдём размеры разгрузочного отверстия бункера:

а = k ·(d _max +80)·tgρº,

где k — поправочный коэффициент, для сухого материала k = 2,6;

d _max — максимальный размер загружаемого материала, d_max = 20 мм;

• ρº — угол естественного откоса материала в покое, ρ = 45°.

а = 2,6·(40+80) ·1 = 312 мм.

Принимаем размеры разгрузочного а´а = 350´350мм. В течение 10 часов через отверстие бункера может быть выгружено:

V ₁ = 3600·F·v = 3600а² ·v,

где F — площадь выгружаемого отверстия сечением;

• v — скорость движения материала в м/с. Принимается в зависимости от степени увлажненности материала, от 0,5 м/с, если материал влажный, до 2 м/с, если сухой. V принимаем 1,5 м/с.

V ₁ = 3600·0,35² ·1,5 = 662 м³ /ч.

Объём материала в бункере:

V = Q/ ρ,

где Q — масса материала, кг;

ρ — плотность щебня, ρ = 1800 кг/м ³

V = 138,1 = м ³

Время, необходимое на разгрузку бункера:

;

751 с.

Определение основных размеров бункера. Углы наклонов стенок бункера к горизонту:

α = ρ°+10°,

α = 45°+10° = 55°.

Находим высоту пирамидальной части бункера:

;

• = 1,53 м.

Находим высоту призматической части бункера из формулы её объёма:

;

;

• = 21,5м.

Тогда полная высота бункера составит:

• H = h1+h2;
• H = 1,53+21,5 = 32,9м.

Проверка угла наклона ребра бункера к горизонту.

Диагонали оснований пирамидальной части бункера к горизонту:

D = b = 3,5 м.

d = а = 0,49 м.

Угол наклона ребер бункера:

≈45º.

При угле гравия по стали 40% получим:

= 40º+5º = 45º,

т.е. материал во внутренних углах бункера оставаться не будет.

Расчёт лотка

Необходимо определить основные размеры спускного лотка, подающего гравий на вторичное дробление. Средняя насыпная плотность , пропускная способность лотка т/ч, высота спуска , конечная допустимая скорость .

Геометрические параметры лотка приведены на рисунке 2.8.2

Рис. 2.8.2 — Схемы лотков

Для предварительного расчёта выбираем одинарный открытый спускной лоток.

Угол наклона определим по формуле:

где

Определим конечную скорость:

где

µ — коэффициент трения материала о сталь, µ = 0,58;

• α — угол наклона лотка, град;
• Так как конечная скорость , то заменяем односекционный спускной лоток на составной спускной (рис.

2.8.2,б).

Длина составного спускного лотка при

Высота начального участка спуска:

Высота конечного участка спуска:

;

;

Угол наклона конечного тормозящего участка:

;

Конечная скорость на тормозящем участке, для которого начальная скорость :

;

• Скорость на тормозящем участке . Принимаем ширину желоба b = 200 мм, высоту бортов желоба с = 100 мм. Площадь поперечного сечения желоба:

2.9 Разработка технологической схемы ДСУ

Рисунок 2.9.1 — Технологическая схема ДСУ

Технологическая схема составляется на основании расчётов и выбора модели дробильных и сортировочных машин.

Технологическая схема является основой для проектирования дробильно-сортировочной установки, расчёта и выбора вспомогательного оборудования и транспортных средств. Рисунок 2.9.1

технологический строительный дробильный сортировочный

3. Гидромеханические процессы и аппараты

3.1 Процессы гидроклассификации и воздушной сепарации

Разделение материалов в газовых средах называют воздушной сепарацией, а в жидких — гидравлической классификацией.

В промышленности строительных материалов воздушная сепарация широко применяется при помоле цемента, гипса, извести и сухой глины.

Воздушную сепарацию применяют для сухих порошкообразных материалов крупностью не менее 12 мм, когда использование вибрационных грохотов нерационально из-за малой производительности и быстрого износа тонких сит. Крупность материала, подвергаемого гидравлической классификации, в основном, не превышает 5 мм.

Рис. 3.1.1 — Принципиальная схема проходного (а) и циркуляционного (б) сепаратора

Применение в качестве несущего агента горячего воздуха или дымовых газов позволяет совместить процессы помола и сушки в одном агрегате. Воздушная сепарация позволяет повысить производительность помольного агрегата на 25-50% за счет своевременного удаления готового продукта и снизить удельные затраты энергии на 10-20, причем тем больше, чем выше тонкость помола.

Преимущественное распространение в промышленности строительных материалов получили проходные и циркуляционные сепараторы.

В проходном сепараторе (рис. 3.1.1. а) воздух с исходным материалом по патрубку (1) поступает в полость между корпусами (2 и 3).

За счет внезапного расширения канала скорость воздуха падает и крупные частицы, выпадая из взвесенесущего потока, через патрубок (7) отводятся на домол.

Поток по направляющим лопаткам (4) поступает во внутренний корпус (3), где закручивается. Регулирую угол поворота лопаток, меняют направление и скорость потока, изменяя тем самым границы разделения частиц. Мелкие частицы, выпадая из потока, отводятся по патрубку (6), а воздух со взвешенной пылью направляется по патрубку (5) и в пылеосадительные устройства.

В циркуляционных сепараторах (рис. 3.1.1. б) пылевоздушная смесь образуется непосредственно в самом аппарате. По патрубку (1) классифицируемый материал попадает на вращающийся диск (5), расположенный на валу (2).

Крупные частицы под действием силы тяжести падают вниз или же под действием центробежных сил сбрасываются на внутренний корпус (6).

В обоих случаях они через воронку (11) попадают в выгрузочный патрубок (9).

Вращающиеся вместе с диском (5) вентилятор(3) и крыльчатка (4) засасывают воздух из нижней зоны, который, поднимаясь вверх, подхватывает более мелкие частицы и поступает в пространство между внутренним (6) и внешним (8) корпусами, двигаясь по спирали вниз. Центробежная сила отбрасывает мелкие частицы к стенкам, где они, теряя скорость, выпадают из потока и стекают в патрубок (10).

Через жалюзи (7) воздух снова поступает во внутренний корпус, где процесс повторяется. Граница разделения регулируется изменением угла установки жалюзей и радиуса расположения лопастей крыльчатки.

Циркуляционные сепараторы по сравнению с проходными более компактны и экономичны, так как в одном аппарате объединены вентилятор и осадительные устройства.

При помощи измельчения материалов для выделения частиц необходимой тонкости помола применяются гидравлические классификаторы, которые обычно работают в замкнутом цикле с размольными машинами. По принципу действия различают горизонтальные и вертикальные гидравлические классификаторы, центробежные и механические (реечные, спиральные, драговые) классификаторы.

Существуют гидравлические классификаторы вертикального типа, в которых пульпа подаётся навстречу восходящему потоку воды; перпендикулярно восходящему потоку и в одном с ним направлении.

Необходимо отметить, что наиболее рациональной является работа классификатора с восходящим потоком воды. В этом случае прямоточное движение струй воды способствует снижению турбулентности и вихреобразования.

2 Проектирование циклона

Циклон представляет собой цилиндр, оканчивающийся в нижней части конусом. Запыленный воздух (газы) подается в циклон верхней его части по касательной и окружности. Воздух в циклоне движется сверху вниз по спирали вращаясь при этом. За счет возникающих центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенкам цилиндра, а затем осаждаются на них и сползая вниз в коническую часть выводятся из циклона, очищенный воздух выводится из трубы.

Требуется рассчитать циклон для уравнивания частиц сухого материала из воздуха, выходящего из сушилки по следующим данным.

Рисунок 3.2.1 — Схема циклона

G — массовый расход запыленного воздуха — 3500 кг/ч

ρ — плотность частиц материала — 1750 кг/

t — температура воздуха — 70

d — наименьший диаметр улавливаемых частиц — 55 мкм

ξ — коэффициент сопротивления циклона 155

тип циклона ЦН-15

• Определяем условную скорость воздуха в цилиндрической части выхлопа v _ус, принимая отношение потери давления по циклону к плотности воздуха , по формуле:

• = 2,54 м/с;

2. Определяем диаметр циклона:

;

• = 0,7м;

3. Определяем минимально необходимое время пребывания частиц в циклоне:

• = 2759,5 c;
• где l — длина пути проходимого газовым потоком в циклоне;
• м;

• скорость осаждения частиц;
• м/с;

где — плотность воздуха при данных условиях:

;

• окружная скорость воздуха в циклоне принимается от 12…14м/с;

μ — вязкость среды при заданных условиях μ = 0,018кг·с/м ² .

Определяем гидравлическое сопротивление:

= 52,5 кПа

Определяем конструктивные размеры циклона ЦН-15:

Внутренний диаметр выхлопной трубы D ₁ , мм — 0,59

Внутренний диаметр выхлопного отверстия, мм — 0,3

Ширина входного патрубка b, мм — 0,2

Длина входного патрубка l, мм — 0,6

Угол наклона крышки — , град

Высота входного патрубка h, мм — 0,66

Высота выхлопной трубы H’, мм — 74

Высота цилиндрической части H _ц , мм — 2,26

Высота конуса H _k , мм — 2,0

Высота внешней части выхлопной трубы H’’, мм — 0,3

Общая высота циклона H, мм — 4,56

4. Разработка аппаратов в технологии строительных материалов

Барабанные грохоты

4.1 назначение, сравнительная характеристика, области применения аппарата

Описание конструкций

Барабанный грохот (рисунок 4.1.1) состоит из дырчатого вращающегося барабана 3, опорного устройства 1 и приводного механизма 4. Подлежащий фракционированию материал, поступающий через воронку 2, при вращении

барабана под действием силы трения поднимается на некоторую высоту, затем сползает вниз. Так как барабан устанавливают с небольшим наклоном в сторону приемного бункера 5, частицы материала, двигаясь, вниз, собираются у выходного конца барабана. При движении и происходит разделение материала на фракции. Нижняя фракция, пройдя через отверстия сита, собирается в бункере 6, а крупная (верхняя) поступает в бункер 5.

Барабанные грохоты обычно собирают из отдельных сит, которые крепятся к каркасу. Если сита изогнуты по радиусу, то в собранном виде они образуют цилиндрический барабан (рисунок — 4.1.1), плоские сита образуют многогранный барабан (рисунок — 4.1.2).

В технологическом процессе оба барабана равноценны.

При разделении материала на большое число фракций используют барабанные грохоты с несколькими ситами, собранными кон — центрично, как показано на (рисунок — 4.1.3, а), или последовательно друг за другом (рисунок — 4.1.3, б).

При концентрическом расположении сит материал сначала поступает на внутреннее сито с самыми большими отверстиями. Здесь задерживается крупная фракция, которая собирается в бункере 1. Нижняя фракция первого сита попадает на второе и делится также на две фракции, верхняя из которых выводится в бункер 2,

Рис. 4.1.1 Схема барабанного грохота: 1-опорная рама; 2 — питающая воронка; 3 — барабан; 4 — приводной механизм; 5 -бункер крупной фракции; 6 — бункер мелкой фракции

Рис. 4.1.2 Барабанный грохот многогранный: 1 — рама; 2 — опорные ролики; 3 — каркас; 4 — плоские сита; 5 приводной механизм.

а нижняя, пройдя второе сито, попадает на третье, где снова делится на две фракции, верхняя из которых поступает в бункер 3, а нижняя в бункер 4. При последовательном расположении сит исходный материал сначала поступает на мелкое сито, где отбирают самую мелкую фракцию. По мере продвижения материала вдоль грохота размер отверстий в ситах увеличивается, а соответственно возрастает и крупность отделяемых фракций.

Многоситовые грохоты

Многоситовые грохоты с концентрическим расположением сит по своему устройству сложнее, чем с последовательным. Они представляют значительную трудность и в эксплуатации, так как наблюдение, осмотр и смена внутренних сит затруднены. Однако эти грохоты компактнее грохотов с последовательным расположением сит, их можно применять при классификации мелкозернистых материалов и устанавливать в помещениях. При классификации крупно и среднекусковых материалов используют грохоты с последовательно установленными ситами.

Рисунок — 4.1.3 Схемы многоситовых барабанных грохотов: a — концентрическое расположение сит; б — последовательное расположение сит

На рисунок 4.1.4 показан барабанный грохот с ситами, установленными последовательно. Грохот состоит из опорной рамы 1 с опорными роликами 2 и перфорированного барабана 3 с бандажами Барабан приводится во вращение силами трения, возникающими между бандажами и опорными роликами.

На рисунке — 4.1.5 показан грохот другой конструкции. На опорной раме 1 устанавливают концевые подшипники 2. В этих подшипниках на цапфах вращается барабан 3. Одна из цапф (на рисунке дальняя) полая. Через эту цапфу производится питание грохота. Промежуточные фракции материала собираются в бункерах под барабаном. Самая крупная фракция проходит через весь барабан и выводится в окна 4, расположенные на его выходном конце. Вращение барабана осуществляется с помощью пары конических шестерен.

Рисунок- 4.1.4 Барабанный грохот с фрикционным приводом и последовательным расположением сит:1 — опорная рама; 2 — опорные ролики; 3 — перфорированный барабан; 4 — бандажи

Рисунок- 4.1.5 Барабанный грохот с последовательным расположением сит и зубчатым приводом: 1 — опорная рама; 2 — концевые подшипники; 3 — барабан; 4 — разгрузочные окна; 5 — приводная коническая пара

Барабанный грохот модели ГБ-1,5

На рисунок 4.1.6 показан барабанный грохот модели ГБ-1,5. Грохот состоит из опорной рамы 1, опорных роликов 2, установленных на раме, ситчатого барабана 3 с опорными бандажами 4 и двигателя 5 с редуктором 6. Двигатель приводит в движение одну пару роликов, а последние под действием сил трения вращают барабан. Барабан устанавливают под углом к горизонту и, чтобы исключить его сползание под уклон, предусматривают упорный ролик 7. На барабане установлены последовательно два цилиндрических сита (става).

Первый по ходу став имеет отверстия диаметром 10 мм, а второй — диаметром 50 мм. Такой грохот делит материал на три фракции.

Рис. 4.1.6 Барабанный грохот модели ГБ-1,5: 1 — опорная рама; 2 — опорные ролики; 3 — ситчатый барабан; 4 — опорные бандажи; — двигатель; 6 — редуктор; 7 — упорный ролик

Барабанные грохоты являются динамически уравновешенными аппаратами. У них нет качающихся масс, таких, как у плоских грохотов. Эта отличительная особенность позволяет устанавливать барабанные грохоты на верхних этажах, не опасаясь возникновения динамических нагрузок. Серьезным недостатком барабанных грохотов является низкий коэффициент, использования поверхности сит. При заполнении барабана на 15-18% его объема поверхность сит используется всего на 20-30%.После появления плоских уравновешенных грохотов барабанные грохоты стали применять значительно реже.

Барабанный грохот-дезинтегратор

На рисунке 4.1.7 показан барабанный грохот-дезинтегратор модели 0-89, предназначенный для дезинтеграции и классификации кусковых материалов средней промываемости, т.е. таких, частицы которых слипаются из-за присутствия в материале связующих веществ (например, глины и др.).

Грохот состоит из двух опорных рам 1 с опорными роликами 2, барабана S с опорными бандажами 4 и приводного механизма 5, состоящего из электродвигателя, клиноременной и зубчатой пары. Цилиндрическая часть барабана грохота состоит из коротких заглушённых по концам и перфорированных в середине барабана ставов (обечаек).

Для разделения частиц, превратившихся в комки, внутри барабана устанавливают продольные и кольцевые наборники-разрыхлители.

Рисунок 4.1.7 Барабанный грохот-дезинтегратор: 1 — опорные рамы; 2 — опорные ролики; 3 — барабан; 4 — опорные бандажи; 5 — приводной метанием

Модель 0-85-аб грохота-дезинтегратора по конструкции аналогична модели 0-85, но разрыхление материала в нем происходит в глухом ставе со стороны загрузки. Для более надежной дезинтеграции этот став делают удлиненным. Вслед за глухим ставом идут два перфорированных става. В первом из них размер отверстий меньше, чем во втором. Таким образом, в этом грохоте-дезинтеграторе последовательно производится разрыхление и разделение материала на три класса.

Грохот-скруббер

На рисунок 4.1.8 показан грохот- скруббер, предназначенный для мокрой дезинтеграции и классификации материалов средней промываемости. Грохот-скруббер состоит из опорной рамы 1, опорных роликов 2, установленных на этой раме, скруббера 3 с бандажами 4, грохота 8, прикрепленного с помощью фланцев к скрубберу, и привода, включающего электродвигатель 7, редуктор 6 и зубчатую пару 5. В скруббере модели СБ-1,3 привод осуществляется с помощью одного из опорных роликов.

Рисунок 4.1.8 Барабанный грохот-скруббер СБ-1,3: 1 — опорная рама; 2 — опорные ролики; 3 — скруббер; 4 — бандажи; 5 — зубчатая пара; 6 — редуктор; 7 — электродвигатель; 8 — барабанный грохот.

Скруббер представляет собой глухой барабан, футерованный изнутри броневыми листами из марганцовистой стали. Со стороны загрузки барабан закрыт плоской крышкой, в центре которой имеется штуцер для подачи сырья. Для подпора со стороны грохота к барабану крепится усеченный конус, входящий узкой горловиной в грохот. Подлежащий обработке материал подается в скруббер через штуцер питания. Сюда же подается орошающая вода. Этой водой материал разрыхляется и в виде пульпы поступает на грохот-классификатор, где происходит разделение материала на два класса.

Применение грохотов

Барабанные вращающиеся грохоты применяются для сортировки материалов, например, для разделения щебня и гравия по фракциям, для отделения гравия от песка, для сортировки сыпучих керамических масс. В барабанных грохотах можно не только сортировать, но и промывать слабозагрязненные материалы (гравиемоечные машины).

Обезвоживающие грохоты используются в составе обогащающего комплекса в качестве обезвоживающего средства и сортировочного средства. Количество, тип и производительность обезвоживающих грохотов зависит от техзадания на обогатительный комплекс и его составные элементы.

Недостаток барабанных грохотов: значительное пылеобразование и небольшая рабочая поверхность сита (12-30 % всей поверхности сита).

4.2 Устройство, принцип работы и схема аппарата

В барабанных грохотах рабочей частью являются решето, согнутое по цилиндрической или конической поверхности, или многогранное барабанное сито. Сортируемый материал по решету барабанного грохота передвигается почти без встряхивания и перемешивания, что отрицательно сказывается на качестве грохочения, так как значительная часть мелких частиц располагается в верхних слоях. Использование рабочей площади грохота незначительно и составляет 12-20% от общей величины её.

При вращении цилиндрических, многогранных или конических барабанных грохотов сортируемый материал под действием сил трения поднимается на некоторую высоту, после чего начинает скользить вниз, перемещаясь при этом вдоль просеивающей поверхности к выходу вследствие наклона оси или конусности барабана.

Для процеживания жидких керамических масс применяются барабанные грохоты с внешним наполнением (рисунок 4.2.1).

Такой грохот представляет собой вал 1 с закреплёнными двумя торцовыми днищами 2, по окружности которых на угольниках натягивается плетёное медное сито 3. На центральном валу насажена бронзовая полая ось 4 со спиральными лопатками 5, которые сведены к центральному выпускному отверстию, расположенному в левом днище. Барабан устанавливается над резервуаром 6, который заполняется жидкой керамической массой. Нижняя часть барабана на 1/5 диаметра погружена в жидкую массу. При вращении барабана масса поступает внутрь его через отверстия в сите, подхватывается спиральными лопатками и направляется к выходному отверстию 7. Крупные частицы материала, не прошедшие сквозь ячейки сита, осаждаются на дне резервуара и затем периодически удаляются.

Барабанные грохоты для процеживания жидких керамических масс имеют диаметр от 700 до 1200 мм при длине барабана от 500 до 3000 мм.

Производительность их от 2,5 до 8 процеженной массы в час. Расход мощности колеблется от 0,4 до 2 л.с.

Рисунок 4.2.1 — Барабанный грохот с внешним наполнением

3 ТЕП и области применения аппарата

Рассмотрим технико-экономические показатели электромагнитного барабанного сепаратора модели СЭ-167А.

Таблица 5

Технико-экономические показатели барабанных грохотов (гравиемойки-сортировки) С-213А

Элементы характеристики	С-213А
Производительность, м 3 /ч	9-11
Габаритные размеры, м: длина ширина высота	5,64 1,135 1,2
Диаметры барабанов, м: внутреннего внешнего	0,6 0,87
Количество сортировочных секций внутреннего барабана	2
Мощность электродвигателя, кВт	1,7
Число оборотов барабана в 1 секунду	0,33
Длина внутреннего барабана, м	4,2
Длина сортировочной секции, м: внутреннего барабана внешнего барабана	1,5 1,42
Длина моечной секции, м:	1,2
Диаметр отверстий барабана, мм: внутреннего внешнего	20-40 6
Наклон барабана	1:10
Масса, кг	1102

Область применения барабанных грохотов (гравиемоек-сортировки) весьма разнообразна. Данные аппараты используют на горнодобывающих заводах, заводах ЖБИ, заводах по производству строительных материалов (силикатный кирпич, пеногазосиликат и др.).

Применение барабанных грохотов позволяет улучшить состав заполнителей (извлечь глинистые примеси), что позволяет уменьшить количество брака, и увеличить качество продукции.

5. Техника безопасности и охрана окружающей среды

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.

Помещение должно соответствовать ряду требований, оговоренных соответствующими нормативными документами.

К ним относятся:

а) «Санитарно-технические нормы и правила», утверждённые Минздравом. Например, санитарно-технические нормы и правила допустимых уровней звука.

б) «Строительные нормы и правила», утверждённые Госстроем.

в) «Санитарные нормы проектирования промышленных зданий», утверждённые Минздравом.

г) «Правила установки электроустановок «.

д) «Противопожарные нормы проектирования промышленных предприятий».

При анализе технологического процесса следует предусмотреть влияние всех возможных опасных и вредных факторов, и в случае необходимости предусмотреть мероприятия по ограничению воздействия этих факторов, согласно перечисленным выше и другим нормативам.

С точки зрения влияния опасных и вредных факторов при работе можно выделить следующие:

• недостаточная освещённость рабочего места;
• неблагоприятные метеорологические условия;
• воздействие шума;
• воздействие электрического тока вследствие неисправности аппаратуры;
• нерациональное расположение оборудования и неправильная организация рабочего места

Охрану труда следует осуществлять в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях цементной промышленности».

Поступающие на предприятия рабочие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально необходимо проводить дополнительный инструктаж и ежегодно повторное обучение по технике безопасности непосредственно на рабочем месте.

На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, приямки, люки, площадки и т.п. Должны быть заземлены электродвигатели и электрическая аппаратура.

Обслуживание дробилок, мельниц, печей, силосов, транспортирующий и погрузочно-разгрузочных механизмов должно осуществляться в соответствии с правилами безопасной работы у каждой установки.

Шум, возникающий при работе многих механизмов на цементных заводах, характеризуется зачастую высокой интенсивностью, превышающей допустимую норму (90 дБ).

Особенно неблагоприятны в этом отношении условия работы персонала в помещениях молотковых дробилок, сырьевых и цементных мельниц, компрессоров, где уровень звукового давления достигает 95-105 дБ, а иногда и более. К числу мероприятий по снижению шума у рабочих мест относят применение демпфирующих прокладок между внутренней стенкой мельничных барабанов и бронефутеровочными плитами, замену в сырьевых шаровых мельницах стальных плит резиновыми. При этом звуковое давление снижается на 5-12 дБ. Укрытие мельниц и дробилок шумоизолирующими кожухами, облицовка источников шума звукопоглощающими материалами также дает хороший эффект (снижение на 10-12 дБ).

Очистка газов от парообразных и газообразных примесей. Газы в промышленности обычно загрязнены вредными примесями, поэтому очистка широко применяется на заводах и предприятиях для технологических и санитарных (экологических) целей.

Наиболее надежным и самым экономичным способом охраны биосферы от вредных газовых выбросов является переход к безотходному производству, или к безотходным технологиям. Конечно же, понятие «безотходное производство» имеет несколько условный характер; это идеальная модель производства, так как в реальных условиях нельзя полностью ликвидировать отходы и избавиться от влияния производства на окружающую среду. Точнее следует называть такие системы малоотходными, дающими минимальные выбросы, при которых ущерб природным экосистемам будет минимален.

В настоящее время определилось несколько основных направлений охраны биосферы, которые, в конечном счете, ведут к созданию безотходных технологий:

1) разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов;

2) создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе наиболее эффективных методов очистки сточных вод;

• переработка отходов производства и потребления в качестве вторичного сырья;
• создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой материльных потоков сырья и отходов внутри комплекса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/avtomatizatsiya-drobilki-db/

1. Сапожников М.Я. “Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций”. — М.: Высшая школа, 1985.

• Яшина Т. В. Механические процессы и аппараты. Ч. 1. Дробление и помол: Метод. Указания к практическим занятиям и лабораторным работам по курсу “Процессы и аппараты в технологии строительных материалов”. — Гомель: БелГУТ, 1995. -35 с.
• О.Е.

Пантюхов “Строительные машины и основы автоматизации”. — Гомель: БИИЖТ, 1991

• Еремин М.Н. “Процессы и аппараты в технологии строительных материалов”. — Киев: Висш. школа,1982.-295 с.