Усовершенствование камнеотделительной машины Р3-БКТ

  1.1.1 Камнеотборник MTSC 65/120EU

    Камнеотборник MTSC 65/120EU  с рециркуляцией основного воздушного потока выпускается фирмой «Бюлер»  производительностью 6 т/ч.  По конструкции машины этого типа разных зарубежных фирм во многом аналогичны. Устройство камнеотборника представлено на рис. 1. Рабочий корпус 7 цельносварной, установлен на трех виброопорах 11 на станине 9 и приводится в колебательное движение мотор-вибратором 5 (одним или двумя, в зависимости от массы корпуса).

    

    

    

Рис. 1 Камнеотборник МТSC с рециркуляцией воздушного потока:

1 - шлюзовый затвор; 2 -осадочная камера; 3 - вентилятор; 4 - электродвигатель вентилятора; 5 - дроссельная заслонка;6 - нагнетательный коллектор; 7 -корпус камнеотборника; 8 - мотор-вибратор; 9 - станина; 10 - станина вентилятора и осадочной камеры; 11 — виброопоры; 12 - патрубок выпуска камней; 13 —рабочая дека камнеотборника; 14 - прижимной клапан;15 -разгрузочное (сортировочное) сито; 16 - фиксаторы прижима выдвижных рамок; 17 — система скатов и клапанов; 18 -гибкие элементы; 19 - приемно-распределительное устройство; 20 - всасывающий коллектор (зонт); 21 – аспирационный патрубок; 22 -отражатели легких частиц; I - прием зерна; II - выход зерна; III - выход камней; IV- выход легких примесей; V-воздушные потоки

     В корпусе установлены две рамы: разгрузочное сито 15 и рабочая проволочная непроходная дека 13, которые фиксируются зажимами 16. Приемно-распределительное устройство 19, осадочная камера 2 и вентилятор 3 с коллектором смонтированы над

     

корпусом 7 на отдельной  станине 10 и соединены с ним гибкими элементами 18. На всасывающем коллекторе 20 установлен патрубок для аспирации 21. Осадочная камера центробежного типа смонтирована в блоке с вентилятором 3 и приводным электродвигателем 4. Во всасывающем отверстии осадочной камеры имеются отражатели 22 для сброса легких примесей. В нагнетательном коллекторе вентилятора установлена дроссельная заслонка 5 для регулирования воздушного режима. Процесс работы камнеотборника начинается с подачи зерна  / в приемно-распределительное устройство 19, где по скатам и клапанам оно направляется на разгрузочное сито. Приемно-распределительное устройство выполняет также функции герметизирующего узла. На разгрузочном сите 15 происходит расслоение зерновой массы: частицы более легкой фракции всплывают и сходом удаляются в патрубок, разгружая рабочую деку, на которой из тяжелой фракции (полученной проходом) удаляются камни, погружаясь на дно деки и перемещаясь вверх к патрубку выпуска 12. На выходе камней установлен клапан 14, положение которого регулируется с целью более четкого удаления камней. Очищенное зерно - сход с сита 15 и деки 13 - объединяется и выводится в общий патрубок 11. Воздушный поток V через всасывающий коллектор 20, пронизывая сито и деку и захватывая аэродинамически легкие примеси, направляется в осадочную камеру 2, где примеси IV осаждаются и через шлюзовым затвор 1 удаляются из машины. Воздушный режим контролируется по U-образному манометру на всасывающем коллекторе и регулируется заслонкий 5. Воздух из осадочной камеры подается вентилятором по нагнетательному коллектору в полость корпуса камнеотборника под рабочую деку, замыкая цикл. Для предотвращения пыления часть воздуха (не более 10%) отсасывается через аспи-рационный патрубок 21 в централизованную аспирационную сеть. Регулировки камнеотборника включают кинематический и воздушный режимы, а также наклон деки.

1.1.2 Камнеотделительные машины типа РЗ-БКТ

  Камнеотделительная  машина РЗ-БКТ (рис. 2). Состоит из следующих  основных узлов: вибростола, привода, приемных, выпускных и аспирационных устройств и станины.

  Вибростол — подвижная часть машины, совершает возвратно-поступательные колебания под углом 30...40° к плоскости деки. Вибростол установлен под углом 5... 10° к горизонтали. Он состоит из несущей сварной рамы 25, в которой смонтирована дека, корпуса 8, крышки 6 из оргстекла для визуального контроля рабочего процесса. В крышке имеются отверстия для присоединения аспирационного рукава 29 приемного устройства.

Дека состоит из трех частей: сортирующей  поверхности 15 из металлотканой сетки  с отверстиями размером 1,5x1,5 мм, алюминиевой  рамы 20 поперечными и продольными планками, образующими квадраты размером 55x55 мм, и воздуховыравиивающего днища 14 с отверстиями 3,2 мм.

    

         Рис. 2. Камнеотделительная машина РЗ-БКТ:

         

        1— патрубок аспирационный; 2 — заслонка дроссельная; 3 - манометр; 4 — питатель; 5 — приемник; 6 — крышка вибростола; 7 — пружина клапана; 8 — корпус вибростола; 9 — патрубок выпускной; 10,24 — рукава резиновые; 11 — вал виброрегулятора; 12 — вибратор; 13 — распределитель; 14 — днище воздуховыравнивающее; 15 — поверхность сортирующая; 16 — диск регулировочный; 17 — плита опорная; 18 — пружина-амортизатор; 19 — окно; 20 —рама; 21 — кала; 22 —стойка вибростола; 23 —штурвал; 25 — рама несущая; 26 — пластина; 27 — винт регулировочный; 28 — делитель; 29 — рукав аспирационный; 30 — стойка станины

  На  рисунке 3 представлен принцип разделения зерновой смеси, используемый в машине Р3-БКТ.

  

  I-  зерно исходное, II- зерно очищенное , III- примеси минеральные, IV- воздух с легкими примесями.

  Рис. 3 – Вибропневматический принцип  разделения зерновой смеси

  

  Траспортирование вверх создается в результате определенного сочетания: кинематических параметров, угла наклона и коэффициента трения сортирующей поверхности, нагрузки. При отсутствии воздушного потока все компоненты смеси движутся вверх по сортирующей поверхности. При наличии аэрирующего воздействия воздуха псевдоожиженный слой зерна, практически не подверженный транспортирующему воздействию деки, "течет", как жидкость, под уклон и разгружается в нижней широкой части деки. Тяжелые минеральные частицы, находящиеся в нижнем слое и имеющие наибольшее сцепление с шероховатой сортирующей поверхностью, транспортируются вверх против наклона деки и выводятся через верхнюю, суженную ее часть.

  На  эффективность и производительность камнеотделительных машин вибропневматического принципа действия оказывают существенное влияние следующие факторы: частота, амплитуда и направление колебаний, скорость воздушного потока, угол наклона деки и коэффициент трения ее поверхности, различие в плотности зерна и минеральных примесей, нагрузка и влажность зерна. Эффективность очистки зерна от минеральных примесей должна быть не ниже 95%. Содержание годного зерна в отходах не более 1%. 

  Сравнение характеристик аналогов приведено  в таблице 1.

  Таблица 1

                 

        

        Выводы:

        Недостатки  Р3-БКТ:

• Большой объём воздуха на аспирацию предполагает протяженные воздуховоды, большую площадь фильтрующих поверхностей и, как следствие, высокие энергозатраты.

 

     При анализе вибропневматических камнеотборников  разного производства видно, что  основным недостатком отечественного аналога является большой объём  воздуха на аспирацию, а это приводит к большим энергозатратам. По остальным характеристикам отечественный камнеотборник не уступает импортному. Следовательно, примем за прототип Р3-БКТ. 
 

     

     

     2.  Предложения по  совершенствованию

     Предполагается  использовать принцип объединения  двух машин. Усовершенствованный камнеотборник  будет иметь производительность 9 т/ч, иметь основные узлы Р3-БКТ (устройства настройки, регулировки, вибратор, вибростол). Кроме этого камнеотборник будет оснащен системой рециркуляции воздуха, которая включает в себя осадочную камеру, вентилятор, систему воздуховодов, диффузоры. Для контролирования воздушного режима будет предусмотрена дроссельная заслонка и манометр. 

2.1 Устройство и принцип  действия усовершенствованной  машины Р3-БКТ-Р

     Камнеотборник Р3-БКТ-Р  будет включать в себя следующие основные узлы: корпус, вибростол, привод, приёмные и выпускные устройства, осадную камеру, вентилятор, систему воздуховодов.

   Структурная схема камнеотборника Р3-БКТ-Р приведена  на рис. 4

        Функциональная схема  камнеотборника Р3-БКТ-Р представлена на рис. 5 

     В корпусе сварной конструкции  устанавливается основной рабочий  орган  камнеотборника - вибростол. Он состоит из несущей сварной рамы, в которой смонтирована дека 10 (рис. 5). Дека прикреплена к несущей подвижной раме со стороны выхода минеральных примесей натяжным винтом, с противоположной стороны - кронштейнами, а по бокам натяжными уголками и болтами.

     

     Основная  часть деки - воздухопроницаемая сортирующая  поверхность размером 1х1 м, которая  представляет собой металлотканую  сетку с отверстиями размером 1,5x1,5 мм. Изготавливают ее из проволоки  диаметром 1 мм. С нижней стороны  деки установлено воздуховыравнивающее перфорированное днище с отверстиями диаметром 3,2 мм. Днище прикреплено к деке винтами и гайками-барашками. Между сеткой и днищем находится сварная рама (решетка) из алюминиевого сплава с продольными и поперечными перегородками, образующими квадраты размером 55x55 мм. Рама и днище предназначены для распределения воздуха. Корпус машины служит для образования вакуума и размещения вспомогательных узлов машины. Он снабжен вставками из оргстекла для возможности визуально наблюдать процесс сепарирования.

           Рисунок 4 – Структурная  схема камнеотборника Р3-БКТ-Р

     

     Приёмный  патрубок 15 в Р3-БКТ-Р обеспечивает постоянство загрузки и герметичность  вакуумной системы в узле поступления  зерна.

     После приёмного патрубка в камнеотборнике будет установлен распределитель 11, который представляет из себя две  боковые стенки между которыми натянута металлотканая сетка. Здесь происходит предварительная аэрация и распределение исходной смеси зерна по сортирующей поверхности.

     Для выхода очищенного зерна предусмотрено  два патрубка в нижней части вибростола, а для минеральных примесей один с противоположной стороны. Для избежания подсоса воздуха на концах патрубков одеты резиновые рукава.

     Привод  камнеотборника будет представлять собой инерционный вибратор 16 –  электродвигатель мощностью 0,3 кВт, к  обоим концам которого прикреплены  регулировочные грузы. Регулировать амплитуду  колебаний вибростола можно изменяя положение грузов -дебалансов относительно друг –друга.

     Кроме этого камнеотборник Р3-БКТ-Р будет  оснащен системой рециркуляции, которая  включает в себя осадочную камеру 8 с выпускным устройством 13, для выпуска легких относов, вентилятора 9 и системы воздуховодов 2. Воздушный режим можно будет изменять с помощью дроссельной заслонки, установленной в воздуховоде. Показания режима будут видны на U-образном манометре.

     Осадочная камера и вентилятор будут закреплены на сварной раме с помощью болтовых соединений. Сама сварная рама будет сварена из стальных уголков посредством тавровых и нахлесточных сварных швов и крепиться на перекрытии с помощью фундаментных болтов.

     

     Во  время работы машины можно регулировать следующие параметры: нагрузку, амплитуду  и направление колебаний, расход воздуха, угол накл она деки и выходное сечение для выпуска минеральных примесей. Для этого

предусмотрены механизмы регулирования и соответствующие  указатели.

      Функциональная схема камнеотделительной машины Р3-БКТ-Р представлена ниже. 

     Рисунок 5 – Функциональная схема камнеотборника Р3-БКТ-Р