Результат интеллектуальной деятельности: ПРЯМОТОЧНЫЙ ГРОХОТ

Изобретение относится к технике для классификации сыпучих материалов и может быть использовано в строительной, горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен барабанный грохот (см. патент №2188720, В07В 1/22, Опубл. Б.И. №25 10.09.2002 г.), включающий просеивающую поверхность, расположенную между торцевыми щеками, выполненную в виде ломаного спиральной формы тоннеля с многоугольным проходным сечением, собранного из секций с образованием по их периметру прерывистых ломанных винтовых линий и по торцам входного и выходного квадратов, наклоненных в разные стороны к оси секций, каждая последующая из которых повернута относительно предыдущей на угол 90º, загрузочное и разгрузочное приспособления, привод.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность классификации и ограниченные технологические возможности обусловленные тем, что классификация производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением просеивающей поверхности от загрузки к выгрузке и недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия частиц материала друг с другом, а также необходимость создания наклона просеивающей поверхности для транспортировки материала от загрузки к выгрузке. Наиболее близким к предлагаемому устройству является грохот для классификации сыпучих материалов (патент №2377075 В07В 1/22, Опубл. Б.И №36, 22.12.2009 г.), включающий просеивающую поверхность, расположенную между торцевыми щеками, выполненную в виде ломаного спиральной формы тоннеля с многоугольным проходным сечением, собранного из секций с образованием по их периметру прерывистых ломанных винтовых линий и по торцам входного и выходного квадратов, наклоненных в разные стороны к оси секций, каждая последующая из которых повернута относительно предыдущей на угол 90º, загрузочное и разгрузочное приспособление, привод, при этом каждая секция просеивающей поверхности в направлении от загрузки к выгрузке выполнена с увеличенными относительно предыдущей секции размерами площади проходного сечения и смонтирована из двух пар трапеций, а именно двух разных по размерам равносторонних большой и малой трапеций и двух одинаковых по размерам разносторонних трапеций, соединенных поочередно под прямым углом друг с другом, причем нижние основания разносторонних трапеций равны боковым сторонам большой равносторонней трапеции, а верхние основания разносторонних трапеций равны боковым сторонам малой равносторонней трапеции, при этом прерывистые ломанные винтовые линии выполнены с увеличивающимся шагом по длине просеивающей поверхности, а входной и выходной квадраты каждой секции выполнены наклоненными под разными углами к оси секций.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность классификации и ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет повышение интенсивности взаимодействия частиц классифицируемого материала друг с другом и с перфорированными стенками, просеивающей поверхности, придания им сложного пространственного движения и расширение технологических возможностей.

Техническое решение достигается тем, что в прямоточном грохоте, включающий просеивающую поверхность, загрузочное и разгрузочное приспособления, привод, просеивающая поверхность выполнена винтовой многозаходной, пустотелой из трех или более перфорированных полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке с образованием по периметру винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси симметрии просеивающей поверхности с центрами кривизны расположенными наружи или внутри поперечного сечения просеивающей поверхности, или просеивающая поверхность изготовлена из трех и более винтовых перфорированных полос криволинейной вогнутой или выпуклой формы относительно оси вращения просеивающей поверхности различного порядка и степени кривизны с центрами расположенными наружи или внутри поперечного сечения просеивающей поверхности относительно ее оси вращения, при этом по всей длине просеивающей поверхности смонтирована цилиндрическая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

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

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированной просеивающей поверхности, наличие трех и более ходовых линий по ее периметру позволяет не только обеспечить продольное перемещение классифицируемого материалов от средств загрузки к выгрузке, но и обеспечить интенсивное перемешивание частиц классифицируемого материалов с сложной траекторией движения, что повышает производительность грохочения.

Новизна обусловлена также тем, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны векторы скорости движения частиц классифицируемого материала при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса грохочения.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что при работе прямоточного грохота частицы классифицируемого материала, получают дополнительное движение от перфорированных стенок двоякой кривизны просеивающей поверхности, что интенсифицирует перемешивание частиц классифицируемого материала, увеличивает энергоемкость их взаимодействия и повышает производительность грохочения

Новизна обусловлена также тем, что поперечное сечение просеивающей поверхности по мере перемещения частиц классифицируемого материала от загрузки к выгрузке по длине меняет не только форму и размеры сторон поперечного сечения, но и их расположение относительно оси симметрии, что нарушает стационарность движения частиц классифицируемого материала материалов и способствует повышению производительности грохочения.

Новизна обусловлена также тем, что перфорированные стенки двоякой кривизны просеивающей поверхности взаимодействуют с движущимися навстречу друг к другу под некоторыми углами внутри просеивающей поверхности частицами классифицируемого материала и поэтому направляют их под разными углами, что увеличивает интенсивность грохочения, энергоемкость и частоту взаимодействия частиц классифицируемого материала и расширяют технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что по всей длине просеивающей поверхности смонтирована цилиндрическая пружина, которая обеспечивает не только перемещение в обратном направлении от выгрузки к разгрузке в радиальном направлении частиц классифицируемого материала, но и способствует интенсификации процесса грохочения. Такое радиальное движение в обратном направлении обеспечивается за счет того, что частицы классифицируемого материала, совершающих движение внутри просеивающей поверхности в плоскостях перпендикулярных оси симметрии просеивающей поверхности встречаясь с витками цилиндрической пружины изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузки к загрузке, что создает противопотоки масс частиц классифицируемого материала, увеличивает интенсивность процесса грохочения и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине просеивающей поверхности цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц классифицируемого материала, обеспечивает регулирование интенсивности их движения, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что просеивающая поверхность выполнена из трех и более винтовых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами расположенными наружи или внутри поперечного сечения просеивающей поверхности, что расширяет технологические возможности

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания частицам классифицируемого материала сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях возбуждаемых за счет геометрии просеивающей поверхности при ассиметричном движении масс частиц классифицируемого материала в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической формой просеивающей поверхности, их взаимным расположением относительно друг другу и к оси вращения.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что просеивающая поверхность выполнена в виде пустотелой многозаходной перфорированной винтовой поверхности, что обеспечивает возрастание интенсивности грохочения и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 - изображен прямоточный грохот, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - просеивающая поверхность, изготовленная из восьми перфорированных полос прямоугольной формы свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении с винтовыми канавками вогнутой формы, общий вид; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - вид одной перфорированной полосы после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси O₁-O; на фиг.6 - вид перфорированной полосы изогнутой по винтовой линии в поперечном направлении на оправке; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.6; на фиг.8 - разрез В-В на фиг.6 с совмещением кромок двух перфорированных полос; на фиг.9 - просеивающая поверхность изготовленная из винтовых перфорированных полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, общий вид, на фиг.10 - разрез Г-Г на фиг.9 просеивающей поверхности, изготовленной из перфорированных полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами расположенными снаружи просеивающей поверхности, на фиг.11 - сечение Г-Г на фиг.9 просеивающей поверхности, изготовленной из перфорированных полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами расположенными внутри просеивающей поверхности.

Прямоточный грохот (фиг.1, фиг.2) состоит из просеивающей поверхности 1, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Просеивающая поверхность 1 снабжена втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 просеивающей поверхности 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7, со смонтированных в них просеивающей поверхности 1, закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобалоннах 10, которые закреплены на станине 11. Под просеивающей поверхностью 1 смонтированы приемные лоток 12 для приема мелких фракций классифицируемого материала и приемный лоток 13 для приемных средних фракций классифицируемого материала. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения в противоположном направлении - создание противопотоков частиц классифицируемого материала внутри просеивающей поверхности 1 смонтирована цилиндрическая пружина 14, которая оборудована устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины 14 путем ее растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков цилиндрической пружины 14 может производиться также в процессе грохочения.

В зависимости от требуемого времени грохочения устанавливается такой шаг цилиндрической пружины 14, который отвечает оптимальным условиям грохочения. Например, если уменьшить шаг пружины 14 изменяется скорость движения потока частиц классифицируемого материала в обратном направлении, а значит соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузке к выгрузке. В нужном положении цилиндрическую пружину 14 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны).

Просеивающая поверхность 1 (фиг.3, фиг.4) с входным отверстием 15 и выходным отверстием 16, может быть изготовлена с наружными криволинейными поверхностями вогнутой или выпуклой формы относительно оси симметрии просеивающей поверхности 1 с центрами кривизны снаружи или внутри просеивающей поверхности 1 и выполнена из прямоугольных перфорированных полос, например, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 скрученных по винтовой линии в продольном направлении (фиг.5) и изогнутых в поперечном направлении (фиг.6, фиг.7). Каждая из перфорированных полос скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии O₁-O₁, например перфорированная полоса 19 на фиг.5 с продольными боковыми кромками 25 и 26, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из концов и повернут другой конец перфорированной полосы в заданном направлении. Скрученную таким образом перфорированную полосу размещают на цилиндрическую оправку 27, как, например, на фиг.6 перфорированную полосу 19, и изгибают так, чтобы кромки 25 и 26 перфорированной полосы 19 разместились бы в поперечном направлении по винтовым линиям. При этом перфорированная полоса 19 деформируется и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом обрабатывают остальные перфорированные полосы 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24. Далее деформированные таким образом перфорированные полосы размещают на оправке 27, например как на фиг.8 перфорированные полосы 19 и 18 совмещают продольные кромки, например кромку 25 полосы 18 с продольной кромкой 26 перфорированной полосы 19 и соединяют известными способами, например сваркой.

Просеивающая поверхность 1 (фиг.9, фиг.10, фиг.11) может быть изготовлена пустотелой, винтовой по периметру из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине просеивающей поверхности 1 перфорированных полос 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 криволинейной вогнутой (фиг.10) или выпуклой (фиг.11) формы относительно оси вращения просеивающей поверхности 1 и описанных кривыми различного порядка и степени кривизны, например, линиями второго порядка кривизны:

- эллипсом х²/а²+y²/b²=1;

- параболой y²=2*p*x;

- гиперболой y=k/x;

Линиями третьего порядка кривизны и выше:

- Декартов лист х³+y³-3*a*x*y=0;

- локон Аньези y=a*(α²+х²);

- строфоида y³=х²(a+x)/(a-x);

- улитка Паскаля (х²+y²-2R*x)²-а²*(х²+y²)=0 и т.д.;

и линиями n-го порядка кривизны - полиномами.

Линии соединения свернутых в винт перфорированных полос образуют ясно выраженную однонаправленную, многозаходную, винтовую пустотелую просеивающую поверхность 1.

Прямоточный грохот работает следующим образом.

Просеивающая поверхность 1 через загрузочное устройство 2 заполняется непрерывным потоком частицами классифицируемого материала. При вращении просеивающей поверхности 1, внутри его частицы классифицируемого материала совершают пространственное движение, что усугубляется при возникновении дебаланса.

В результате не только нарушается стационарность движения частиц классифицируемого материала многозаходной формой проходного сечения просеивающей поверхности 1, но и возникает дебаланс самой просеивающей поверхности 1. Частицы классифицируемого материала, перемещаются по внутреннему отверстию просеивающей поверхности 1 от загрузочного приспособления 2 к разгрузочному приспособлению 3. Так как по длине просеивающей поверхности 1 форма проходного поперечного сечения меняется при вращении просеивающей поверхности, то имеет место интенсификация процесса грохочения и расширение технологических возможностей. Таким образом, при вращении просеивающей поверхности 1 сообщается сложное пространственное движение частицам классифицируемого материала с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии просеивающей поверхности 1 при ассиметричном движении частиц классифицируемого материала и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности их движения геометрической формой просеивающей поверхности 1, их взаимным расположением относительно друг к другу и к оси вращения. При этом благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость частиц классифицируемого материала, возрастает их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками просеивающей поверхности 1. При вращении просеивающей поверхности 1 массы частиц классифицируемого материала поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и бросаются стенками просеивающей поверхности 1 навстречу друг другу, что обеспечивает их перемешивание и транспортировку в горизонтальном направлении в просеивающей поверхности 1, производится процесс их грохочения. При дальнейшем перемещении частиц классифицируемого материала процесс их разделения на фракции и в зависимости от размеров фракции направляются в сторону выгрузки. Радиальное движение частицам классифицируемого материала в обратном направлении обеспечивается за счет того, что частицы классифицируемого материала совершающих циркуляционное движение внутри просеивающей поверхности 1 в плоскостях перпендикулярных оси симметрии просеивающей поверхности 1 встречаясь с витками неподвижно закрепленной цилиндрической пружины 14 изменяют траекторию своего движения и направляются в обратном направлении, сталкиваясь при этом с частицами классифицируемого материала движущихся в направлении выгрузки. Частота движения и соударений частиц классифицируемого материала определяется не только количеством перфорированных полос винтовой перфорированной поверхности просеивающей поверхности 1, но и наличием витков и шагом цилиндрической пружины 14, смонтированной стационарно (неподвижно) внутри просеивающей поверхности 1. Поэтому в предлагаемой конструкции прямоточного грохота обеспечивается активная циркуляция частиц классифицируемого материала. Таким образом, частицы классифицируемого материала преодолевая сопротивление встречных потоков от витков цилиндрической пружины 14 совершают сложное пространственное движение и разделенные на фракции материалы выгружаются в разгрузочные приспособления 12, 13, 3. Технико-экономические преимущества возникают за счет придания частицам классифицируемого материала сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также создание противопотоков частиц классифицируемого материала цилиндрической пружиной 14, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц классифицируемого материала между собой, со стенками просеивающей поверхности 1 и расширяет технологические возможности.