Колосниковий пакет

Реферат: UA 88958 U UA 88958 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії, а саме до устаткування для поділу за розміром сипучих матеріалів, наприклад скіпового агломерату доменних печей. Сучасно при розсіві по крупності зерен важких абразивних сипучих матеріалів (наприклад, скіпового агломерату на доменних печах) використовують щілинні полотна (сита), які виконані з товстих листів з просвердленими або проплавленими щілинами, або з великих важких колосників з недостатньою площею просівання, що не забезпечують необхідну якість розсіювання. Відомо полотно вібраційного грохота (патент Російської Федерації № 2259241, МПК В07В 1/46, 2005) з отворами у вигляді щілин, розміщених на полотні рядами у формі ялинок, вершини котрих спрямовані назустріч потоку матеріалу, що просівається. Кут між поздовжніми осями щілин і напрямком потоку матеріалу складає 30-45 градусів. Недоліком відомого полотна є недостатня ефективність просіювання, складність і трудомісткість виготовлення, висока металоємність. Відомо колосникове сито для розсіву по крупності зерен сипучих кускових матеріалів (патент Російської Федерації №2118207, МПК В07В1/12, 2001), яке містить колосники і поперечні з'єднувальні стрижні на неробочому боці сита, при цьому колосники мають поперечний переріз у вигляді нерівнобічної трапеції, а кут перерізу робочої поверхні з бічною поверхнею профілю, рівний 90°, розташований назустріч руху потоку сипучого матеріалу. Це збільшує зносостійкість колосників. Суттєвим недоліком відомого колосникового сита є недостатня ефективність просіювання та необхідність використання додаткових джерел енергії для просіювання сипучих матеріалів, що не дозволяє реалізувати енергозберігаючі технології, які засновані на використанні кінематичної енергії потоку матеріалу. Найбільш близьким за технічною суттю та отриманим технічним результатом є колосниковий пакет (патент України № 41230, МПК В07В 1/28, 2009), що складається з пружних стрижнів круглого перерізу, закріплених в поперечних опорах паралельно один одному та з двох боковин. Опори виконані у вигляді пружних осей з рівномірно розташованими по всій довжині отворами, в які запресовані пружні стрижні з кроком h, рівним h=d+(0,650,75)k, де k - розмір фракції, матеріалу, що відсівається. Основним недоліком відомого пакета є висока вірогідність забивання поверхні частками матеріалу, що знижує ефективність відсіву. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції колосникового пакета шляхом вибору оптимального кута нахилу стрижнів відносно напрямку руху матеріалу, що відсівається. Поставлена задача вирішується таким чином, що у колосниковому пакеті, що містить дві поперечні опори, боковини та стрижні, які закріплені у поперечних опорах паралельно один одному на відстані, яка визначається розміром фракції матеріалу, що відсівається, згідно з корисною моделлю, кожний стрижень закріплений у поперечної опорі під кутом нахилу а відносно її поздовжньої осі, при цьому стрижні виготовлені із круглого або симетричного фасонного прокатного профілю. Кут нахилу α визначають в межах від 30 до 60 градусів в залежності від кінематичних характеристик часток матеріалу, що відсівається, та від співвідношення довжини та ширини колосникового пакета. Використання корисної моделі, що заявляється, забезпечує зменшення забивання щілин частками матеріалу та внаслідок цього збільшення ефективної просіваючої поверхні колосникового пакета, що значно підвищує якість просіювання. Між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, та технічним результатом, що досягається, є причинно-наслідковий зв'язок, який здійснюється таким чином. При завантаженні на колосниковий пакет матеріалу, який просівається, окремі його частки отримають кінетичну енергію, яка забезпечує їх переміщення по робочій поверхні стрижнів. При цьому частина дрібної фракції часток матеріалу падає скрізь щілини між стрижнями, а інші скочуються по робочій поверхні стрижнів спільно з більшою фракцією. Ефективність просіювання залежить від площини та виду щілин робочої поверхні, від характеру руху часток матеріалу після зіткнення з робочою поверхнею стрижнів та від напрямку вектора швидкості окремих часток. Експериментально-аналітичні дослідження структурнокінематичних характеристик гравітаційного потоку часток матеріалу показали їх залежність від характеру взаємодії часток з поверхнею колосникового пакета, геометрія якої визначає кінематику і ефективність просівання (Кадильникова Т.М. и др. Применение экспериментальноаналитического метода для исследования характеристик гравитационных потоков шихтових материалов на грохотах с колосниковими просеивающими решетками. Металургическая и горнорудная промышленность. – 2011. - №1. - С.79-81). 1 UA 88958 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 При використанні колосникового пакета зі стрижнями, які встановлені під кутом до осі опор, рухомий потік часток зустрічає на своєму шляху перешкоду у вигляді робочої кромки стрижня, при цьому частки, що мають розмір менше ширини щілини, провалюються в відсів, а інші отримують змінення руху в напрямку сусіднього стрижня, де вищеописані процеси повторюються. Експериментально встановлено, що максимальна ефективність відділення необхідної фракції матеріалу забезпечується при нахилу стрижнів під кутом α в межах 30-60 градусів в залежності від кінематичних характеристик часток матеріалу та від співвідношення довжини та ширини колосникового пакету. Вибір кута нахилу паралельних стрижнів в діапазоні від 30 до 60° забезпечує періодичне підкидання часток матеріалу з стрижнів внаслідок зміни напрямку вектора їх швидкості під впливом сил гравітації. Періодична зміна напрямку вектора швидкості на окремих ділянках забезпечує виключення можливості виникнення затору часток. Крім того, має місце підвищення частоти зіткнення часток матеріалу внаслідок періодичного зменшення тангенціальної складової їх руху уздовж стрижнів. Внаслідок такої активної взаємодії часток з поверхнею стрижнів має місто сильне розпушення та змінення кінематики гравітаційного потоку часток в залежності від кута нахилу стрижнів відносно осі потоку. Це забезпечує підвищення ефективності поділу за розміром сипучих матеріалів. Визначення кута нахилу та профілю поперечного перерізу стрижнів по авторській методиці на основі експериментально-аналітичних досліджень в умовах експлуатації забезпечує отримання максимально можливої площини просівання і високої ефективності відділення необхідної фракції матеріалу при збереженні необхідних характеристик міцності стрижнів і відсутності заторів на їх робочої поверхні. Для забезпечення максимально високого значення площі відсіву відстань між осями сусідніх паралельних стрижнів розраховують як мінімально допустиме значення, виходячи з параметрів матеріалу, що відсівається, та міцності матеріалу стрижня. Довжини поперечних опор і стрижнів, які визначають довжину та ширину колосникового пакета вибирають виходячи з конструкційних особливостей устаткування, в якому його використовують. Використання стрижнів з круглого і симетричного фасонного профілю дозволяє зменшити вагу колосникового пакета та забезпечує сталість заданої ефективності просіювання на весь період його експлуатації. Суть корисної моделі пояснює приведене креслення, на якому зображено загальний вид колосникового пакета, де 1- опора, 2- стрижень, 3- боковина. Колосниковий пакет складається з двох опор 1, декількох стрижнів 2 та двох боковин 3. Опори 1 виконані у вигляді пружних осей зі сталі і мають рівномірно розташовані по всій довжині пази, у які паралельно один одному закріплені зварюванням кінці стрижнів 2. Стрижні 2 являють собою прутки, вирізані із прокатного профілю вуглецевої конструкційної легованої сталі. Габаритні розміри і довжину стрижнів 2, форму і геометрію їх профілю та робочої поверхні вибирають у відповідності до розмірів просіваючої поверхні і кінематичних властивостей матеріалу, що відсівається. Складання колосникового пакета здійснюють у такий спосіб. Виготовлені та підготовлені за відповідною технологією стрижні 2 вставляють в пази поперечних опор і боковин та обварюють. Всі конструктивні елементи колосникового пакета, що заявляється, можуть бути виготовлені з відомих матеріалів за доступною споживачам технологією. Для визначення можливостей колосникового пакета, що заявляється, було виготовлено дослідну партію колосникових пакетів, із яких в умовах промислового підприємства була змонтована просіваюча поверхня грохоту для відсіювання гарячого агломерату фракції +5 мм. Стрижні були виготовлені шляхом розрізки фасонного профілю (сталь 40 × 13), отриманого методом гарячої прокатки. При цьому кут нахилу стрижнів склав 45°. В результаті випробувань було встановлено, що ефективність поділу за розміром сипучих матеріалів збільшилась на 5 % і залишалась постійною протягом усього періоду його експлуатації. При цьому забитість поверхні частками матеріалу, що відсівається, не перевищувала 5 %. Таким чином, колосниковий пакет, який заявляється, забезпечує підвищення ефективності поділу за розміром сипучих матеріалів та її сталість на весь період його експлуатації. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Колосниковий пакет, що містить дві поперечні опори, боковини та стрижні, які закріплені у поперечних опорах паралельно один одному на відстані, яка визначається розміром фракції матеріалу, що відсівається, який відрізняється тим, що кожний стрижень закріплений у 2 UA 88958 U 5 поперечній опорі під кутом нахилу α відносно її поздовжньої осі, при цьому стрижні виготовлені із круглого або симетричного фасонного прокатного профілю. 2. Колосниковий пакет за п. 1, який відрізняється тим, що кут нахилу α визначають в межах від 30 до 60 градусів в залежності від кінематичних характеристик часток матеріалу, що відсівається, та від співвідношення довжини та ширини колосникового пакета. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3