2.4. Грохоты валковые

Эти грохоты используются, как правило, для предварительного грохочения с целью выделения продукта меньше 50-150 мм из грузопотока крупнокускового материала с верхним пределом крупности до 500 мм.

На буроугольных брикетных фабриках валковые грохоты со щелью 5–6 мм применяются на операции подготовительного грохочения.

Валковые грохоты состоят из ряда параллельных валков, установленных на наклонной раме и вращающихся в направлении движения материала. На валки насажены или отлиты заодно с ними диски. Форма дисков может быть круглой или фигурной, например, в виде «сферического» треугольника, стороны которого описаны дугами окружности. Круглые диски могут быть установлены центрично или эксцентрично.

Валки образуют просеивающую поверхность с отверстиями, форма и размеры которых определяются расстоянием между валками и формой дисков.

На рис. 2.5 изображен общий вид валкового грохота с эксцентричными дисками. Грохот состоит из рамы 1, короба 2, семи валков 3, вращающихся в подшипниках качения 4, и привода. На валках эксцентрично насажены круглые диски 5. Электродвигатель 6 через упругую муфту, редуктор 7 и цепную передачу 8 приводит во вращение средний валок, от которого через короткие цепные передачи 9, расположенные по одну сторону короба, приводятся во вращение остальные валки.

Перемещение угля вдоль грохота осуществляется эксцентрично расположенными дисками, которые насажены на валках со смещением в 90^о . Этим достигается энергичное разрыхление угля на грохоте и повышается эффективность грохочения. Цепная звездочка приводного вала имеет предохранительное устройство в виде шпильки, которая срезается при перегрузке грохота (например, при заклинивании валков).

Двойные звездочки иногда располагаются по обе стороны валков через один, что позволяет получить более равномерную нагрузку на короб и детали грохота.

В зависимости от размера отверстий (50-150 мм) и ширины просеивающей поверхности (1270–1500 мм) производительность грохотов колеблется от 200- до 600 т/ч.

Валковые грохоты отличаются спокойной и надежной работой, обладают большой производительностью и хорошей эффективностью грохочения. Вместе с тем при переработке углей повышенной влажности из-за налипания на валки и диски угольной мелочи эффективность работы грохотов снижается.

Недостатки валковых грохотов: большая масса, сложности конструкций, большой расход электроэнергии, сложность технического обслуживания.

2.5. Грохоты шнековые

Рабочая решетка шнековых грохотов типа ГШ состоит из системы валов-шнеков, размещенных параллельно один другому, и продольной оси грохота (рис. 2.6). Валы цилиндрической формы снабжены ребрами, расположенными по винтовой линии с постоянным шагом. При установке соседних валов по схеме «ребро против ребра» (рис. 2.7, а) образуется множество ячеек шестиугольной формы, которые при вращении валов-шнеков перемещаются к разгрузочному концу грохота, создавая «бегущую просеивающую решетку» с ячейками постоянных размеров. Образование ячеек предусмотрено для грохотов ГШ-500 и ГШ-1000. Для выделения из потока материала мелкой фракции 0–6 мм соседние валы-шнеки в грохоте ГШ-240 устанавливают по схеме «ребро входит во впадину между ребрами соседних валов-шнеков», в результате чего образуется щель грохочения (рис. 2.7, б).

Высокая производительность шнековых грохотов обеспечивается за счет принудительного перемещения исходного материала ребрами быстро вращающихся валов-шнеков по поверхности просеивающей решетки. При этом габариты ГШ невелики.

Грохоты отлично работают без залипания на влажном материале с включениями глинистых частиц, так как рабочий орган самоочищающийся. Высокая (до 95 %) эффективность грохочения обусловлена активным выпадением мелких частиц через ячейки или щели. Грохоты шнековые выполняются трехсекционными, в результате чего при перегрузке c одной секции на другую происходит взаимное перемещение частиц в потоке, что способствует лучшему выпадению мелочи в подрешетное пространство.

Большое распространение получил грохот ГШ-500, применяемый для отсева класса 0-13 мм на углеобогатительных фабриках. На одной из двух линий обогащения ГОФ «Капитальная» ПО «Интауголь» последовательно установленные грохоты ГИСЛ-82 и ГИСЛ-72 с ситами общей площадью 70 м, обеспечивавшие производительность 350 т/ч (простои на очистку сит составляли 30 % рабочего времени), были заменены одним грохотом ГШ-500 с рабочей решеткой площадью 9 м². Это позволило увеличить производительность линии до 700 т/ч и в конечном итоге отказаться от строительства второй обогатительной фабрики. Срок окупаемости ГШ-500 не превышает 2 мес.

2.6. Грохоты барабанные

Барабанные грохоты в зависимости от формы барабана могут быть цилиндрическими или коническими. Боковая поверхность грохота, образованная перфорированными, стальными листами или сеткой, является просеивающей поверхностью грохота.

Схема цилиндрического барабанного грохота показана на рис. 2.8, а Уголь подается внутрь барабана и благодаря вращению его поднимается на некоторую высоту, прижимаясь к стенкам барабана под действием составляющей силы тяжести и центробежной силы. Затем масса угля скатывается вниз. В этот момент вследствие наклона барабана происходит некоторое продольное перемещение угля от загрузочного к разгрузочному концу. После этого масса угля вновь поднимается, будучи прижата к внутренней стенке барабана, а затем скатывается вниз, одновременно продвигаясь вдоль барабана.

Траектория движения частиц в барабанном грохоте состоит из дуг окружности (при подъеме) и отрезков винтовой линии (при скатывании). Просеивание мелких частиц через отверстия сита происходит при скатывании угля вниз.

Для грохочения угля применяют конические барабанные грохоты с горизонтальным внутренним валом. Схема работы такого грохота понятна из рис. 2.8, б. Коническая форма барабана обусловливает при горизонтальной оси вращения его поступательное движение угля.

Барабанные грохоты могут изготовляться также для грохочения материала на несколько классов. При этом сито на барабане собирается по длине из нескольких секций с отверстиями, увеличивающимися в размерах по направлению к разгрузочному концу, т. е. грохочение материала производится от мелкого класса к крупному, или сита собираются концентрическими поверхностями – внутренние с наибольшими, а наружные с наименьшими отверстиями, т. е. грохочение производится от крупного класса к мелкому. В некоторых случаях применяются комбинированные конструкции, в которых на барабане, состоящем из нескольких секций сит с отверстиями, увеличивающимися в размерах, устанавливаются концентрически еще одно или несколько сит с мелкой сеткой.

Диаметр барабана колеблется от 500 до 3000 мм; длина – от 2000 до 9000 мм; длина отдельной секции барабана от 800 до 1500 мм.

Скорость вращения барабана ограничивается определенным пределом, так как при больших скоростях возникающая центробежная сила прижимает материал к рабочей поверхности и грохочение становится невозможным. Скорость вращения, при которой слой материала, прилегающий к поверхности барабана, начинает вращаться вместе с барабаном под действием центробежной силы, называется критической.

Критическая скорость вращения барабанного грохота

где R – радиус барабана, м.

Скорость вращения барабанных грохотов назначается меньше критической скорости в пределах:

Окружная скорость барабана поддерживается от 0,6 до 1,25 м/с.

Скорость движения материала вдоль оси барабана, т. е. скорость подачи, может быть определена по формуле:

где α – угол наклона барабана грохота, градус.

Теоретическая производительность по исходному материалу барабанного цилиндрического грохота, рассчитанная по транспортирующей способности его, при скорости подачи, определенной по формуле, равна %

где μ – коэффициент разрыхления материала, равный 0,6–0,8; γ – плотность материала, т/м³; h – толщина слоя материала на барабане (не более двойного размера максимальных кусков), м.

По практическим данным средняя производительность барабанного грохота составляет на 1 м² площади сита и на 1 мм размера отверстий при сухом грохочении 0,25-0,3 т/ч, при мокром – около 0,45 т/ч.

ГП «Укрнииуглеобогащение» разработан и внедрен на многих шахтах и углеобогатительных фабриках цилиндрический барабанный грохот со спиральной просевающей поверхностью ГЦЛ (грохот цилиндрический легкого типа). Внешний вид этого грохота со снятым кожухом показан на рис. 2.9. Грохот состоит из цилиндра, свободно лежащего на катках, и привода (электродвигателя с редуктором), укрепленного на раме. Число заходов спирали составляет 12, 15 и 19 при размерах щели между витками 50, 70 или 100 мм. Грохот может принять куски, размером до 500 мм. Для предохранения спиралей от ударов поступающего угля имеется загрузочный конус-питатель. При вращении барабана надрешетный продукт перемещается спиралями к противоположному концу, подрешетный же проходит через щели между спиралями.

Основными недостатками барабанных грохотов являются их малая удельная производительность и низкая эффективность при грохочении мелкого материала. Это объясняется тем, что в каждый данный момент используется не более 20 % общей просеивающей поверхности грохота. Вследствие спокойной работы барабанного грохота и отсутствия встряхивания сита его отверстия легко забиваются зернами перерабатываемого материала.

От выше представленных барабанных грохотов выгодно отличаются появившиеся в последнее время барабанные классифицирующие устройства, рабочая поверхность которых формируется из резиновых динамически активных сит типа СДАЛ или эластичных сит типа ЭПП.

Важными достоинствами барабанных классифицирующих устройств являются: простота узлов и конструкций, плавности хода, низкая степень истирания грохотимого материала и динамическая активность элементов резиновых сит, способствующая самоочистки их ячеек.

Перечисленные качества позволяют широко использовать данный тип оборудования в технологических схемах обогатительных фабрик.

Научно-производственной фирмой «Размах» (г. Днепропетровск) создан целый типоразмерный ряд барабанных грохотов, общий вид одного из них схематично изображен на рис. 2.10.

В зависимости от технологических задач производства такие грохоты могут снабжаться самыми различными типами и комбинациями сит типа СДАЛ, обеспечивающими высокоэффективное сухое и мокрое грохочение по крупности от 300 до 0,3мм.

ЗАО «АНА-ТЕМС» (г. Днепропетровск) создало и производит различные типы барабанных классифицирующих устройств с износостойкими резиновыми ситами ЭПП, для различных технологических операций, в т. ч. для сухого рассева сыпучих материалов по граничной крупности разделения от 6 до 50 мм.

На рис. 2.11 приведен общий вид барабанного грохота с ситами ЭПП.