Результат интеллектуальной деятельности: ГРОХОТ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

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 ломаных 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. БИ №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 ломаных 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 обусловленные недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия частиц материала друг с другом.

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 грохоте строительных материалов, включающем просеивающую поверхность, загрузочное и разгрузочные приспособления, привод, просеивающая поверхность смонтирована из секций разных по форме и размерам, увеличивающимися от загрузки к выгрузке, соединенных последовательно и поочередно с образованием по периметру просеивающей поверхности ломаных конических винтовых линий с увеличивающимся шагом по длине просеивающей поверхности и увеличивающейся площадью ее проходного сечения, при этом первая секция выполнена из двух подсекций, одна из которых смонтирована из двух больших перфорированных разносторонних треугольников, соединенных своими основаниями с боковыми сторонами большой перфорированной равносторонней трапеции, а вторая подсекция смонтирована из малой перфорированной равносторонней трапеции, к боковым сторонам которой присоединены своими меньшими боковыми сторонами два малых перфорированных разносторонних треугольника, основания которых равны большим боковым сторонам перфорированных треугольников первой подсекции, которыми подсекции соединены друг с другом, причем верхние основания перфорированных трапеций двух подсекций равны друг другу и равны малым боковым сторонам перфорированных треугольников первой подсекции с образованием малого входного отверстия секции, а нижние основания перфорированных трапеций равны друг другу и равны большим боковым сторонам перфорированных треугольников второй подсекции с образованием большого выходного отверстия секции, к которому присоединена вторая секция, выполненная в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали, при этом, по всей длине просеивающей поверхности смонтирована коническая 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 грохота строительных материалов.

Новизна обусловлена также тем, что перфорированные элементы, из которых собраны секции просеивающей поверхности разные по площади, размерам и конфигурации 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 частоты взаимодействия частиц классифицируемого материала и расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при вращении просеивающей

поверхности массы классифицируемого материала поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и затем бросаются стенками просеивающей поверхности навстречу друг другу и за счет сообщений частицам классифицируемого материала дополнительных каскадных перемещений, за счет того что просеивающая поверхность выполнен из секций разных по форме и размерам, соединенных между собой определенным образом и представляет собой условно коническую винтовую перфорированную пустотелую поверхность с ломаными винтовыми линиями разного шага и с разным количеством направленных навстречу друг другу винтовых линий значительно возрастает интенсивность процесса грохочения.

Новизна усматривается в том, что по всей длине просеивающей поверхности смонтирована коническая пружина, которая обеспечивает не только перемещение в обратном направлении от выгрузке 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 конической пружины изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузке 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 коническая пружина снабжена устройством для изменения шага витков конической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц классифицируемого материала, обеспечивает регулирование интенсивности их движения, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что перфорированные элементы, из которых собраны секции просеивающей поверхности разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность грохочения значительно возрастает, так как эти перфорированные элементы, работая как полк, захватывают разные по объему порции частиц классифицируемого материала, направляют их навстречу друг другу, интенсифицируя процесс грохочения.

Новизна заключается также в том, что по периметру просеивающей поверхности образованы винтовые конические ломаные винтовые линии основного и противоположного направления, при этом шаг винтовых линий основного направления просеивающей поверхности в два раза больше шага винтовых линий противоположного направления, и количество их заходов тоже в два раза больше противоположного, поэтому наряду с интенсификацией процесса грохочения, обеспечивается перемещение частиц классифицируемого материала вдоль горизонтальной оси просеивающей поверхности, что исключает необходимость монтажа просеивающей поверхности под углом к горизонту, т.е обеспечить, не только осевое перемещение частиц классифицируемого материала при горизонтальном расположении оси вращения просеивающей поверхности, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность грохочения за счет увеличения смешиваемости из-за наличия на поверхности просеивающей поверхности противонаправленных друг другу ломаных винтовых линий, что нарушает стационарность движения частиц классифицируемого материала, повышает производительность грохочения и 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 заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности просеивающей поверхности в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения просеивающей поверхности, что нарушает стационарность движения частиц классифицируемого материала и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что просеивающая поверхность выполнена из секций разных по форме и размерам, соединенных между собой определенным образом в виде пустотелой многозаходной перфорированной винтовой поверхности. Секции просеивающей поверхности при вращении захватывают как ковши порции частиц классифицируемого материала и сообщают им дополнительное каскадное перемещение, что обеспечивает возрастание интенсивности грохочения и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 - изображен грохот строительных материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - просеивающая поверхность, вид спереди; на фиг.4 - просеивающая поверхность, вид сверху на фиг.3; фиг.5 - первая секция в сборе, аксонометрическая проекция; фиг.6 - первая подсекция первой секции в сборе, аксонометрическая проекция; фиг.7 - вторая подсекция первой секции, аксонометрическая проекция; фиг.8 - вторая секция, аксонометрическая проекция; фиг.9 - схема сборки из секций просеивающей поверхности грохота строительных материалов.

Грохот строительных материалов (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 приемный 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 коническая пружина 14, которая оборудована устройством для изменения шага витков конической пружины 14 путем ее растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков конической пружины 14 может производиться также в процессе грохочения.

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

Просеивающая поверхность 1 (фиг.3, фиг.4) смонтирована (фиг.9) из поочередно соединенных двух разных секций - первой секции - А (фиг.5) и второй секции - Б (фиг.6) и снабжена разнонаправленными ломаными коническими винтовыми линиями с переменным по длине просеивающей поверхности 1 шагом S₁ и S₂. Шаг четырех ломанных конических винтовых линий S₁, одна из которых показана на фиг.3, фиг.4 утолщенной линией 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 вдвое больше шага двух ломанных конических винтовых линий противоположного направления S₂, одна из которых показана на фиг.3, фиг.4 двойной линией 25-16-17-26-27-28-29-19-20-30-31-32-33-22-23-34-35-36. Секции А и Б отличаются друг от друга не только по форме, но и размерами. Первая секция А (фиг.5) смонтирована (фиг.5) из двух подсекций 37 (показана в сборе на фиг.6) и 38 (показана в сборе на фиг.7), соединенных друг с другом сторонами 39 и 40 (фиг.5). Подсекция 37 (фиг.6) смонтирована из большой перфорированной равносторонней трапеции 41 и двух разносторонних перфорированных треугольников 42 и 43, основания которых равны боковым сторонам перфорированной трапеции 41, по которым они соединены под углом 90º. Боковые стороны 44 и 45 перфорированных треугольников 42 и 43 равны верхнему основанию 46 перфорированной трапеции 41 с нижним основанием 74. Вторая подсекция 38 (фиг.5) смонтирована (фиг.7) из малой равносторонней перфорированной трапеции 48, которая соединена своими боковыми сторонами 49 и 50 под углом 90º с малыми боковыми сторонами перфорированных треугольников 51 и 52. Большие боковые стороны 53 и 54 перфорированных треугольников 51 и 52 равны нижнему основанию 55 малой перфорированной трапеции 48 и нижнему основанию 47 (фиг.6) большой перфорированной трапеции 41 с образованием большого выходного отверстия первой секции. Верхнее основание 56 малой перфорированной трапеции 48 второй подсекции (фиг.7) равно верхнему основанию 46 перфорированной трапеции 41 и боковым сторонам 44 и 45 перфорированных треугольников 42 и 43 первой подсекции (фиг.6) с образованием малого входного отверстия первой секции. Поэтому, при соединении подсекций 37 и 38 (фиг.5), так как стороны 44, 45, 46, 56 образующие входное отверстие первой секции равны друг другу и расположены под углом 90º, то образуется входное отверстие квадратной формы, а стороны 53, 54, 55, 47, образующие выходное отверстие первой секции тоже равны друг другу и расположены тоже под углом 90º, то образуется выходное отверстие тоже квадратной формы, по которому к первой секции А присоединяется вторая секция Б.

Вторая секция Б (фиг.8) выполнена в виде прямой треугольной призмы, с перфорированным сторонами образованной сечением куба по диагонали с образованием сторон 57, 58, 59, по которым вторая секция Б присоединяется к выходному отверстию первой секции А после поворота на 90 (фиг.9).

Монтаж просеивающей поверхности 1 (фиг.9) производится в следующей последовательности:

- к первой секции А с входным отверстием квадратной формы, равным, например, а=500 мм и выходным отверстием квадратной формы, например б=600 мм, присоединяется после поворота на 90º вторая секция Б с размерами сторон, в=600 мм, к которой в свою очередь после поворота на 90º присоединяется следующая первая секция А с размерами квадратного входного отверстия равного уже с=600 мм и выходным квадратным отверстием д=700 мм. К выходному отверстию этой секции присоединяется следующая вторая секция Б уже с размерами сторон ж=700 мм и т.д. Монтаж секций просеивающей поверхности 1 в дальнейшем производится секциями А и Б, с размерами входными и выходными квадратными отверстиями увеличивающимися от загрузки к выгрузке последовательно и поочередно. Такое конструктивное оформление просеивающей поверхности 1 обеспечивает изменение по ее длине 1 не только размеров проходного сечения просеивающей поверхности 1 (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5), но и формы проходного сечения просеивающей поверхности 1. При этом центры симметрии внутренней поверхности просеивающей поверхности 1 в каждом его элементе поперечного сечения по ее длине смещены относительно оси вращения просеивающей поверхности 1, что нарушает стационарность движения частиц классифицируемого материала.

Грохот строительных материалов 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 многоугольной 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 и размеры проходного поперечного сечения меняется, увеличивается от загрузки к выгрузке и меняется их расстояние от оси вращения просеивающей поверхности 1, 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 секций просеивающей поверхности 1, их взаимным расположением относительно друг к другу и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности просеивающей поверхности 1 в каждом элементе поперечного сечения по ее длине смещены относительно оси вращения просеивающей поверхности 1, что нарушает стационарность движения частиц классифицируемого материала, благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость частиц классифицируемого материала, 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 перпендкулярных оси симметрии просеивающей поверхности 1 встречаясь с витками неподвижно закрепленной конической 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 граней многогранной винтовой перфорированной поверхности просеивающей поверхности 1, но и наличием витков и шагом конической пружины 14, смонтированной стационарно (неподвижно) внутри просеивающей поверхности 1. Поэтому в предлагаемой конструкции грохота строительных материалов обеспечивается активная циркуляция частиц классифицируемого материала. Таким образом, частицы классифицируемого материала преодолевая сопротивление встречных потоков от витков конической 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 конической пружиной 14, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц классифицируемого материала между собой, со стенками просеивающей поверхности 1 и расширяет технологические возможности. Так как по длине просеивающей поверхности 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц классифицируемого материала, т.е. имеет место повышение интенсивности грохочения и расширение технологических возможностей.