Результат интеллектуальной деятельности: БАРАБАННЫЙ ГРОХОТ

Изобретение относится к устройствам для грохочения пород, строительных материалов при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций, а также для классификации строительных материалов.

Известным является вибрационный винтовой грохот (SU 614832 А, 15.07.1978, В07В 1/40), включающий закрытый со всех сторон корпус, с расположенными друг под другом и соединенными в единую технологическую цепочку спиральными просеивающими поверхностями, вибровозбудителем и упругими элементами, средствами загрузки и выгрузки,

Недостатком известного устройства является низкая производительность, ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вибрационный винтовой грохот (патент №2368433, опубл. 27.09.2009. бюл № 27), включающий закрытый со всех сторон короб, с расположенными поярусно друг под другом и соединенными жестко в единую технологическую цепочку винтовыми просеивающими поверхностями, образованными по периметру тремя и более свернутыми в вертикальной плоскости и последовательно соединенными между собой по длине перфорированными полосами криволинейной формы различного порядка вибровозбудителем и упругими элементами, средствами загрузки и выгрузки мелких и крупных частиц сыпучего материала.

Недостатком известного устройства является низкая производительность, ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, повышение производительности.

Техническое решение достигается тем, что в барабанном грохоте, включающем закрытый со всех сторон короб, с расположенными поярусно друг под другом и соединенными жестко в единую технологическую цепочку винтовыми пустотелыми барабанами, вибровозбудителем и упругими элементами, средствами загрузки и выгрузки мелких и крупных частиц сыпучего материала, винтовые пустотелые барабаны выполнены выпуклой и вогнутой формы, установленные поочередно друг под другом, при этом винтовые барабаны выпуклой формы изготовлены по периметру из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой перфорированных полос переменной ширины выпуклой криволинейной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении, изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении и согнутых по надрезам, со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон перфорированных полос на выпуклой оправке с образованием по периметру винтового барабана направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий и ломаных винтовых перфорированных поверхностей с одинаковым переменным шагом по длине барабана, а винтовые барабаны вогнутой формы изготовлены из перфорированных полос переменной ширины вогнутой формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении, изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении и согнутых по надрезам, со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными под углом один к другому с обеих сторон перфорированных полос на вогнутой оправке с образованием по периметру винтового барабана вогнутой формы направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий и ломаных винтовых перфорированных поверхностей с переменным шагом.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого барабанного грохота.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что при работе вибровозбудителя частицы сыпучих материалов, совершающие циркуляционное движение внутри жестко закрепленных в вибрирующем корпусе винтовых просеивающих поверхностях в плоскостях, перпендикулярных их горизонтальным осям, получают дополнительное движение от внутренних перфорированных поверхностей криволинейной формы, что интенсифицирует перемешивание масс загрузки и повышает производительность грохочения.

Новизна заключается также в том, что под воздействием возмущающих сил вибратора через стенки короба частицы строительных материалов совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии просеивающей поверхности, при этом винтовые просеивающие поверхности изменяют и придают дополнительное движение частицам строительных материалов, обеспечивают повышение производительности классификации строительных материалов по крупности, а также перемещают их от загрузки к выходным отверстиям.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения частиц грохотимого материала в предлагаемой конструкции определяется не только частотой колебаний, создаваемой вибратором, но и количеством плоских элементов по периметру барабанов, то такое их конструктивное оформление за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает частоту соударений частиц грохотимых материалов между собой и с перфорированными стенками барабанов, повышает производительность грохочения, увеличивает технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабанов позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разряжение потоков материалов по мере их продвижения от загрузки к выгрузке, а также повысить эффективность смешивания их частиц, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений барабанов изменяются по всей длине многократно от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц материалов, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру барабанов образованы направленные навстречу друг другу ломаные винтовые перфорированные поверхности с переменной шириной вогнутой и выпуклой криволинейной формы по длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков движения частиц внутри просеивающей поверхности и расширяет технологические возможности.

Новизна заключатся также в том, что по периметру барабанов образованы направленные навстречу не только друг другу под углом, но и к оси барабанов, плоские перфорированные грани, что обеспечивает нарушение стационарности движения потоков частиц материалов внутри барабанов, при этом скорость частиц материалов внутри барабанов в каждой точке их потоков хаотически пульсирует, поэтому частицы материалов внутри барабанов совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям, что также расширяет технологические возможности, обеспечивает самоочистку перфорированных граней винтовых барабанов.

Новизна заключается в том, что по периметру барабанов образованы ломаные винтовые линии, направленные навстречу друг другу, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий по периметру изменяется по длине барабанов от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует технологический процесс грохочения, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что скручивание каждой перфорированной полосы по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, с расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон перфорированных полос надрезами, обеспечивает дополнительное искривление поверхности по периметру барабанов, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещения частиц материалов в соседних участках просеивающей поверхности барабанов, поэтому частицы материалов движутся по сложным траекториям, увеличивая число столкновений друг с другом и с перфорированными стенками барабанов, что интенсифицирует процесс грохочения, обеспечивает самоочистку перфорированных граней винтовых барабанов.

Новизна обусловлена также тем, что перфорированные полосы имеют криволинейную вогнутую форму переменной ширины и выполнены ребристыми в поперечном направлении с образованием по периметру просеивающей поверхности чередующихся граней, что обеспечивает постепенное разряжение и уплотнение потоков частиц материалов, интенсифицирует процесс их смешивания и грохочения и обеспечивает самоочистку перфорированных граней просеивающей поверхности барабанов.

Новизна заключается также в том, что просеивающая поверхность барабана выполнена из одной или более перфорированных лент, что расширяет технологические возможности и упрощает изготовление.

Новизна заключается в том, что благодаря криволинейным внутренним винтовым перфорированным поверхностям векторы скорости движения материала при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса смешивания и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен барабанный грохот, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - конструкция верхнего барабана, общий вид; на фиг.5 - вид В на фиг.4; на фиг.6 - перфорированная полоса выпуклой формы; на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.6; на фиг.8 - перфорированная полоса выпуклой формы, свернутая вокруг своей продольной оси; на фиг.9 - перфорированная полоса выпуклой формы, свернутая на выпуклой оправке; на фиг.10 - конструкция среднего барабана, общий вид; на фиг.11 - вид Б на фиг.10; на фиг.12 - перфорированная полоса вогнутой формы; на фиг.13 - сечение В-В на фиг.12; на фиг.14 - перфорированная полоса вогнутой формы, свернутая вокруг своей продольной оси; на фиг.15 - перфорированная полоса вогнутой формы, свернутая на вогнутой оправке.

Барабанный грохот (фиг.1, фиг.2, фиг.3) состоит из средства для загрузки 1, средства для разгрузки 2, 3, 4, 5 для вывода фракций сыпучих материалов за пределы барабанного грохота для классификации строительных материалов, короба 6, установленного с помощью упругих элементов 7 на основании 8. В нижней части короба 6 смонтирован вибровозбудитель 9. Барабанный грохот снабжен емкостями 10, 11, 12, 13 для приема частиц сыпучих материалов после грохочения. В коробе 6, выполненном закрытым со всех сторон, смонтированы друг под другом и соединены в единую технологическую цепочку верхний винтовой барабан выпуклой формы 14, средний вогнутой формы 15, нижний выпуклой формы 16. Для обеспечения транспортировки от загрузки к выгрузке каждый из винтовых барабанов 14,15,16 могут быть смонтированы в коробе 6 под уклоном в 2°-5° в сторону выгрузки. При работе барабанного грохота обеспечивается непрерывное перемещение сыпучих материалов от загрузки к выгрузке.

Патрубок загрузочного устройства 1 вмонтирован во входное отверстие винтового выпуклой формы барабана 14. Выходное отверстие 17 винтового выпуклой формы барабана 14 закрыто крышкой 18, которая перекрывает одновременно и входное отверстие 19 винтового вогнутой формы барабана 15 и обеспечивает перемещение масс сыпучих материалов из верхнего выпуклой формы винтового барабана 14 в нижележащий вогнутой формы винтовой барабан 15, а именно из выходного отверстия 17 винтового выпуклой формы барабана 14 во входное отверстие 19 винтового вогнутой формы барабана 15. Выходное отверстие 20 второго винтового вогнутой формы барабана 15 закрыто крышкой 21, которая перекрывает одновременно и входное отверстие 22 нижележащего третьего винтового выпуклой формы барабана 16, обеспечивая передачу сыпучих материалов из второго среднего вогнутой формы барабана 15 в нижний третий винтовой выпуклой формы барабан 16. Для приема мелких фракций классифицируемого материала под первым винтовым выпуклой формы барабаном 14 смонтировано средство для выгрузки 2, под вторым винтовым вогнутой формы барабаном 15 смонтировано средство для выгрузки 3, под третьим винтовым выпуклой формы барабанов 16 смонтировано средство для выгрузки 4. Под выходным отверстием 23 третьей просеивающей поверхности 16 смонтировано разгрузочное устройство 5.

Верхний барабан 14 выпуклой формы (фиг.4, фиг.5) выполнен из перфорированных полос 24, 25, 26, 27, 28, 29 переменной ширины (фиг.6) с надрезами (фиг.7), свернутыми в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии перфорированной полосы (фиг.8), изогнутыми по винтовым линиям в поперечном направлении на выпуклой формы оправке 30 (фиг.9) и согнуты по надрезам, со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому, с обеих сторон перфорированных полос, надрезы показаны на фиг.7.

Так как перфорированные полосы 24, 25, 26, 27, 28, 29 имеют переменную ширину (фиг.6), то винтовой выпуклой формы барабан 14 (фиг.4, фиг.5) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное сечение по длине винтового выпуклой формы барабана 14. Кроме того, перфорированные полосы 24, 25, 26, 27, 28, 29 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя (фиг.4, фиг.5) чередующие грани, например 31, 32, 33, 34 для полосы 24. При этом каждые две смежные грани, например 31 и 32, 32 и 33, 33 и 34 и т.д., расположенными под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон перфорированных полос, пересекаются между собой с образованием винтовых линий основного направления, например 35-36-37-38-39-40-41 на наружной поверхности и винтовых канавок по внутренней поверхности винтового выпуклой формы барабана 14. На фиг.4, фиг.5 одна из винтовых линий основного направления 35-36-37-38-39-40-41 показана утолщенной линией. На наружной поверхности винтового выпуклой формы барабана 14 образуются также винтовые канавки и винтовые линии противоположного направления, например, 42-43-44-38-45-46-47, которые на фиг.4 и фиг.5 показаны тоже утолщенными линиями. Винтовые линии по наружной поверхности винтового выпуклой формы барабана 14 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии винтового выпуклой формы барабана 14 могут иметь различное число заходов и различные шаги. На перфорированных полосах 24, 25, 26, 27, 28, 29 перед свертыванием выполняют надрезы 48, 49 (фиг.6, фиг.7) со скошенными стенками, расположенными попарно под углом один к другому, как например на фиг.6, фиг.7, посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов Δ, ξ, σ, τ, ν, χ скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величине шагов винтовых линий противоположного направления. Надрезы 48 и 49 создают (фиг.6, фиг.7) попеременно с противоположных сторон каждой перфорированной полосы 24, 25, 26, 27, 28, 29. Затем относительно продольной оси каждую из полос 24, 25, 26, 27, 28, 29 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси перфорированной полосы (фиг.8). На фиг.8 показана одна из перфорированных полос, например 24, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 50 и 51. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси перфорированную полосу, например 24, помещают на выпуклую оправку 30 (фиг.9) и изгибают так, чтобы кромки 50 и 51 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном направлении каждая перфорированная полоса повернута относительно продольной оси винтового барабана 14 так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении перфорированную полосу и винтовую линию с одинаковым шагом для всех перфорированных полос. После этого перфорированную полосу 14 деформируют и снимают с оправки 30. Аналогичным образом обрабатывают остальные перфорированные полосы, например 25, 26, 27, 28, 29. Далее все деформированные таким образом перфорированные полосы совмещают и соединяют известными методами, например сваркой.

Средний винтовой барабан 15 выполнен вогнутой формы (фиг.10, фиг.11) из перфорированных полос 52, 53, 54, 55, 56, 57 переменной ширины (фиг.12) с надрезами со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон перфорированных полос (фиг.12, фиг.13), свернутыми в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии перфорированной полосы (фиг.14), изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении (фиг.15).

Так как перфорированные полосы 52, 53, 54, 55, 56, 57 имеют переменную ширину (фиг.10), то винтовой барабан 15 (фиг.10, фиг.11) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине винтового вогнутой формы барабана 15.

Кроме того, перфорированные полосы 52, 53, 54, 55, 56, 57 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя (фиг.10, фиг.11) чередующие перфорированные треугольные грани, например, 58, 59, 60, 61 для перфорированной полосы 52. При этом каждые две смежные перфорированные грани, например 58 и 59, 59 и 60, 60 и 61 и т.д., расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон перфорированных полос, пересекаются между собой с образованием винтовых линий основного направления, например, 62-63-64-65-66-67-68-69-70 на наружной поверхности и винтовых канавок по внутренней поверхности винтового вогнутой формы барабана 15. На фиг.10, фиг.11 одна из винтовых линий основного направления 62-63-64-65-66-67-68-69-70 показана утолщенной линией. На наружной поверхности винтового вогнутой формы барабана 15 образуются также винтовые канавки и винтовые линии противоположного направления, например, 71-72-73-74-75-65-76-77, (на фиг.10, фиг11) показаны утолщенной линией. Винтовые линии по наружной поверхности винтового вогнутой формы барабана 14 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии винтового барабана 14 могут иметь различное число заходов и различные шаги. На перфорированных полосах 52, 53, 54, 55, 56, 57 вогнутой формы (фиг.12, фиг.13), например 52, перед свертыванием выполняют надрезы 79 и 80 со скошенными стенками, расположенными попарно под углом один к другому, как, например, на фиг.12, фиг.13 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов Ψ, α, β, ω, λ, φ скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величинам шагов винтовых линий противоположного направления. Надрезы 79 и 80 создают (фиг.12, фиг.13) попеременно с противоположных сторон каждой перфорированной полосы 52, 53, 54, 55, 56, 57. Затем относительно продольной оси каждую из полос 52, 53, 54, 55, 56, 57 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосы (фиг.14). На фиг.14 показана одна из полос, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 81 и 82. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси перфорированную полосу, например, помещают на оправку 83 (фиг.15) и изгибают так, чтобы кромки 81 и 82 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении каждая перфорированная полоса повернута относительно продольной оси полосы так, что ее кромки 81 и 82 образуют и в поперечном направлении перфорированной полосы винтовую линию с одинаковым шагом для всех перфорированных полос. После этого полосу 52 деформируют и снимают с оправки 83. Аналогичным образом обрабатывают остальные перфорированные полосы, например 52, 53, 54, 55, 56, 57. Далее все деформированные таким образом полосы совмещают и соединяют известными методами, например, сваркой.

Нижний барабан 16 выполнен в виде выпуклого винтового барабана аналогично винтовому выпуклой формы барабану 14. Так как винтовые барабаны выполнены выпуклой формы 14, вогнутой формы 15, выпуклой формы 16 и установленными поочередно друг под другом, то обеспечивается при увеличении объемов внутренних пространств барабанов 14, 15, 16 сохранение габаритных размеров по высоте по сравнению с прототипом за счет поочередно смонтированных выпуклых и вогнутых винтовых барабанов, которые своей выпуклостью входят в вогнутость рядом смонтированного барабана, как, например, выпуклость винтового барабана 14 входит в вогнутость вогнутого барабана 15, и выпуклость выпуклого барабана 16 входит в вогнутость винтового барабана 15.

Барабанный грохот работает следующим образом.

Посредством загрузочного устройства 1 внутрь верхней просеивающей поверхности 14 беспрерывно загружается классифицируемый сыпучий материал. Под воздействием возмущающих сил вращающегося вибратора 9, через стенки короба 6 и жестко с ним соединенных просеивающих поверхностей 14, 15, 16 частицам сыпучих материалов передаются возмущающие силы. Частицы сыпучих материалов под воздействием этих возмущающих сил под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии просеивающей поверхности 14, 15, 16. Винтовые перфорированные стенки криволинейной формы просеивающих поверхностей 14, 15, 16 изменяют и придают дополнительные движения частицам сыпучих материалов и обеспечивают повышение производительности классификации сыпучих материалов по крупности, а также перемещают их от загрузки к выходным отверстиям, например, к выходному отверстию 17 просеивающей поверхности 14. По мере продвижения частиц сыпучих материалов вдоль горизонтальной оси просеивающей поверхности 14 происходит отделение мелких частиц сыпучих материалов и они через отверстия винтовой просеивающей поверхности 14 выводятся в средство для выгрузки 2 и далее за пределы вибрационного винтового грохота. Под воздействием вибрации и с помощью крышки 18 частицы сыпучих материалов перегружаются через отверстие 19 в нижележащую просеивающую поверхность 15, по периметру которой расположены винтовые линии, направление которых противоположно направлению винтовых линий верхней просеивающей поверхности 14. С их помощью и под воздействием вибрации мелкие частицы сыпучих материалов через отверстия винтовой просеивающей поверхности 15 выводятся в средство для выгрузки 3 и далее за пределы вибрационного винтового грохота, а более крупные фракции сыпучих материалов перемещаются к выходному отверстию 20 и посредством крышки 21 перемещаются через входное отверстие 22 во внутреннюю полость просеивающей поверхности 16. Под воздействием вибрации винтовых перфорированных стенок криволинейной формы и винтовых линий по периметру просеивающей поверхности 16 мелкие фракции сыпучих материалов выводятся в средство для разгрузки 4 и далее за пределы вибрационного винтового грохота, а крупные частицы сыпучих материалов перемещаются вдоль горизонтальной оси и через отверстие 23 и с помощью разгрузочного устройства 5 выводятся за пределы вибрационного винтового грохота.

Технико-экономические преимущества изобретения возникают за счет увеличения смешиваемости, наложения на сложное вращательное движение сыпучих материалов от вибрации в плоскостях, перпендикулярных горизонтальной оси просеивающей поверхности, дополнительного движения, придаваемого стенками криволинейной формы различного порядка винтовых просеивающих поверхностей, что способствует прохождению частиц через отверстия просеивающих поверхностей винтовых барабанов и расширяет технологические возможности. В процессе перемещения сыпучих материалов от загрузки к выгрузке их частицы совершают сложное пространственное движение, так как направление их движения под воздействием вибрации изменяется под воздействием стенок криволинейной формы винтовых барабанов вогнутой и выпуклой формы, что интенсифицирует процесс перемешивания и грохочения.