Класифікатор для розділення важкогрохотуємого матеріалу по крупності

Изобретение относится к устройствам для разделения трудногрохотируемых зернистых материалов по крупности и может быть использовано в горной, угольной промышленностях, промышленности нерудных строительных материалов, в частности для выделения щебня и крупного песка из отсева дробления горных пород. Известен вероятностный многофракционный классификатор, включающий вал с установленными на нем колосниками, приемники продуктов разделения, установленные под колосниками [1]. Основным недостатком классификатора является невысокая эффективность разделения материала за счет вовлечения мелких частиц в приемник крупных воздушным потоком, неизбежно возникающем при вращении вала с колосниками и отбрасываемого от вала. Кроме этого, при разрушении агрегатов зерен мелкий материал будет неизбежно захватываться и отбрасываться в приемник крупного. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является классификатор, включающий питающий бункер, расположенное под ним разделительное приспособление в виде диска с криволинейными лопастямиформирователями потока и сборники продуктов разделения, установленные по периферии диска [2]. Основным недостатком классификатора является низкая эффективность разделения трудногрохотируемого зернистого материала по крупности за счет залипания лопастей материалом, отсутствия разрушения агрегатов зерен материала и связанное с этим невысокое качество выделяемого продукта. При этом, материал будет выбрасываться в зону рассева порциями или агрегатами, что сильно ухудшит его рассев. Требуется эффективно разделить зерна трудногрохотируемого материала по крупности, разрушая их агрегаты, при этом предотвратить возможность попадания мелких пылевидных зерен в приемник крупных, а также предотвратить возможность заноса мелких и пылевидных зерен в приемник крупных воздушным потоком, возникающим при вращении разделительного приспособления, одновременно не допуская залипания разделительной поверхности. Классификатор для разделения трудногрохотируемого зернистого материала по крупности, включающий питающий бункер, соосно установленное под ним разделительное приспособление с лопастями, вокруг которого коаксиально и с зазором между собой установлены сборники продуктов разделения, отличающийся тем, что разделительное приспособление представляет собой просеивающую поверхность в виде ротора с радиально и под углом к оси ротора установленными лопастями, образующих усеченный конус, вершина которого обращена к питающему бункеру, при этом лопасти установлены с возможностью поворота вокруг своей продольной оси, с зазором между собой и подпружинены в местах крепления, с возможностью совершения колебаний малой амплитуды в поперечной плоскости, вместе с этим, дно сборника крупного продукта выполнено в виде решета, а сборник мелких продуктов содержит отражающее кольцо, установленное на уровне внешнего конца лопастей ротора. Разделяемый материал на поверхности ротора станет подвергаться одновременному воздействию сразу нескольких сил - удару, центробежной, нисходящему воздушному потоку, разных по направлению и силе воздействия, что приведет к разрушению агрегатов зерен, их встряхиванию и частичному обезвоживанию в процессе разделения. При этом он рассеивается в монослой, без возможности образования новых агрегатов. В процессе разделения будет отсутствовать залипание просеивающей поверхности ротора и уменьшится сила давления материала на него, что в свою очередь ведет к снижениям энергопотребления и износа оборудования. При этом, крупность выделяемых материалов устанавливается только за счет изменения скорости вращения ротора. На фиг.1 изображена схема предлагаемого классификатора в разрезе; на фиг.2 -разрез А - А на фиг.1 - вид ротора классификатора в плане, где показано радиальное расположение лопастей и коаксиальное расположение сборников продуктов разделения; на фиг.3 изображен вид Б на фиг.1, где изображена лопасть с подпружиниванием в месте крепления на несущем кольце; на фиг.4 показан разрез В - В на виде Б, где изображено крепление лопасти на вершине ротора и несущем кольце. Классификатор состоит из питающего бункера 1, выполненного в виде сужающегося к низу полого конуса и опирающегося на кожух 2 классификатора. Под бункером соосно расположен ротор 3, в вершине 4 которого радиально, с зазором 5 между собой и наклоном a - 6 к оси ротора установлены лопасти 7, образуя усеченный конус, вершина которого обращена к питающему бункеру. Ротор вращается посредством привода 8. Лопасти внутренним концом 9 закреплены в вершине ротора, внешним 10 к несущему кольцу 11 через поворотную стойку 12, кольцо в свою очередь жестко крепится к ротору. Внутренний конец лопасти своим выступом 13 вставлен в отверстие 14 вершины ротора, при этом отверстие по размеру больше выступа, что обеспечивает свободный поворот лопасти и ее колебания в отверстии вершины ротора. Внешний конец лопасти закреплен через пластинчатую пружину 15, которая обеспечивает подпружинивание лопасти, к поворотной стойке, а она, в свою очередь закреплена, через крепление 16, к несущему кольцу, что обеспечивает как поворот лопасти вокруг своей продольной оси 17, так и колебания малых амплитуд в поперечной плоскости лопасти. Сборник мелкого 18 и крупного 19 продуктов разделения расположены коаксиально, с кольцевым пространством между собой, при этом каждый сборник переходит к низу в отводящие патрубки мелкого 20 и крупного 21 продуктов разделения. Через патрубок мелкого продукта выходит также воздух, всасываемый ротором. При этом, дно 22 сборника крупного продукта выполнено в виде решета. Сборник мелкого продукта содержит отражающее кольцо 23 установленное на уровне внешнего конца лопасти. Классификатор работает следующим образом. Исходный материал через питающий бункер 1 поступает на вершину 4 ротора 3, вращаемого приводом 8. Под действием центробежной силы материал сползает к лопастям 7, где подвергается одновременно воздействию удара, центробежной силы и воздушного потока, всасываемого ротором 3. При движении от вершины 4 ротора 3 к его периферии, материал рассеивается в монослой и разделяется на мелкий и крупный, разрушаются его агрегаты без возможности повторного их образования. Мелкий материал просеивается в зазор 5 между лопастями 7, а крупный отбрасывается в приемник 19 крупного продукта. Во время работы классификатора происходят следующие процессы. В момент попадания материала на внутренний конец 9 лопастей 7 происходит удар по зернам материала и их агрегатам с одновременным воздействием на него центробежной силы и всасываемого воздушного потока. Крупные зерна материала испытывают внецентренный удар, под воздействием которого они отбрасываются с общей массы по настильной траектории в сторону периферии ротора. Из-за конусности ротора 3 с углом крупные зерна пролетают некоторое расстояние над ним, а затем падают на лопасти 7. Данный процесс повторяется несколько раз до полного схода зерен крупного материала с поверхности ротора 3 в сборник 19 крупного продукта. Разность скоростей лопастей 7 и зерен крупного материала, а также различие в направлениях их движений не позволит крупным зернам материала проваливаться в зазоры 5, даже если те больше размеров зерен. Скачкообразно перемещаясь от вершины 4 ротора 3, крупные зерна под воздействием удара, центробежной силы и нисходящего воздушного потока очищаются от мелких, а их агрегаты разрушаются. Попадая в сборник 19 они скатываются по решетчатому дну 22 сборника 19 к отводящему патрубку 21. При этом, на решетчатом дне 22 происходит дополнительная очистка крупных зерен от мелких, а кожух 2 предотвращает выброс крупных зерен от мелких, а кожух 2 предотвращает выброс крупных зерен за пределы сборника 19. Мелкие зерна материала в момент первого и последующих контактов с лопастями 7 ротора 3 получают центральный и близкий к нему удар, а вышеназванные силы способствуют веерообразному рассеву материала с закручиванием его в сторону вращения ротора 3. При этом, материал рассеивается в монослой и под действием нисходящего воздушного потока, всасываемого ротором 3, часть его проходит между лопастями 7 в сборник 18 мелкого продукта, а оттуда поступает в отводящий патрубок 20. Другая часть мелкого материала двигаясь по поверхности ротора 3, к его периферии, под действием сил гравитации проваливается в зазоры 5 и далее поступает в сборник 18 мелкого продукта. При этом, из-за радиального расположения лопастей 7 и увеличивающегося зазора 5 между ними, материал не имеет возможности залипать между лопастями 5, т.к., под воздействием центробежной силы, он постоянно сдвигается в сторону большего зазора 5, а нисходящий воздушный поток сбрасывает материал в сборник 18 мелкого продукта. При ударе лопасти 7 о материал, она начнет совершать колебания малой амплитуды в поперечной плоскости из-за крепления через пластинчатую пружину 15 к поворотной стойке 12 и свободного перемещения выступа 13 в отверстии 14, что приведет к сбрасыванию налипшего материала на лопасти 7 в сборник мелкого продукта 18. Величина всасываемого потока воздуха ротором 3 зависит от угла наклона лопасти 7 вокруг ее продольной оси 17. Для регулировки угла наклона на неподвижном роторе 3 ослабляют крепления 16 поворотной стойки 12 к несущему кольцу 11 и поворачивают стойку 12, в месте с лопастью 7 на требуемый угол, после чего крепление 16 зажимают. При всасывании воздуха ротором 3, вместе с мелкими зернами материала, воздух отбрасывается от оси ротора 3 к периферии, по принципу работы осевого вентилятора. При этом, ударяясь о внутренний кожух 8, сборника 18 мелкого продукта, воздух разделяется и основная его часть движется к отводящему патрубку 20, а часть, подымаясь вдоль стенки сборника 18 мелкого материала натыкается на отражающее кольцо 23, установленное на уровне внешнего конца 10 лопастей ротора, и возвращается в сторону отводящего патрубка 20 мелкого продукта, где выводится с мелким материалом. Для проверки технического решения была изготовлена действующая модель классификатора со следующими параметрами: диаметр ротора 350мм, длина лопасти - 150мм, количество лопастей - 20шт., угол наклона лопасти - 50, конусность ротора количество оборотов ротора - 250об/мин. Для испытания взят материал-отсев дробления известняка Белогорского карьероуправления отход грохочення через сита 5 ´ 5мм со следующими параметрами: крупность 0 - 10мм, в том числе фракции 0 - 3мм - 44%, фракции 3 - 10мм - 56%, влажность - 8%, глинистые примеси - 1%. После проведения разделения на модели по границе 3мм получены продукты: 0 - 3мм, где фракций 3 - 5мм - 6%, фракций 5 - 10мм - 0,2%. Данный продукт соответствует требованиям ТУ-10 11 - 428 - 87 СССР ("Удобрения известковые местные"). И продукт фракции 3 - 10мм, где фракций 0 - 3мм - до 1%, который соответствует требованиям ГОСТ 8267 - 82 "Щебень из естественного камня для строительных работ". Результаты испытания показали, что применение предлагаемого технического решения позволяет получить качественную продукцию из трудногрохотируемого материала.