Тема 8. Машины для классификации горных пород

Вопросы темы

1. Общие сведения о классификации.

2. Определение оптимальной скорости движения частиц по

просеивающей поверхности.

3. Грохоты

4. Грохоты с плоским рабочим органом.

5. Режим работы грохотов.

6.Устройство грохотов с плоской просеивающей поверх-

ностью.

7. Расчёт грохотов с плоской просеивающей поверхностью.

 

8.1. Общие сведения о классификации

 

Классификация – процесс разделения сыпучих материалов по крупности кусков или частиц. Существует три вида классификации: механическая (грохочение), пневматическая (сепарация) и гидравлическая. На предприятиях по переработке пород применяют первые два вида классификации, причём пневматическая классификация в основном совмещается с процессом сушки, например, в сушилках с шахтной мельницей. Наибольшее распространение имеет механическая классификация при подготовке горных пород к различным технологическим процессам.

Грохочение осуществляется путём непрерывного движения материала по просеивающей поверхности грохота и прохождении через отверстия этой просеивающей поверхности частиц размером меньших, чем размер отверстий.

При механической классификации (грохочении) следует выделить частный вид этого процесса – сепарацию, под которой будем понимать выделение из материала кусков с размерами, резко отличающимися от размеров основной массы материала. Например, отделение кусков смерзшегося торфа или крупных древесных включений, для чего используются механические сепараторы.

Процесс классификации оценивается с помощью величин: качественно – эффективности грохочения, количественно – производительности грохотов и энергетически – затратами электроэнергии на классификацию материала.

Эффективность грохочения Е – отношение массы материала, прошедшего сквозь просеивающую поверхность грохота, к тому его количеству, которое могло пройти, выраженное в прцентах.

Эффективность Е (%) определяется по формуле

 

Е=- -               10⁴ ,

 

 

где α и β – содержание нижнего класса соответственно в исходном и надрешетном материале, %.

Производительность и затраты электроэнергии на классификацию материала зависят от вида и конструкции грохотов.

На заводах по переработке торфа используются классификаторы, которые в зависимости от вида рабочей поверхности можно подразделить на плоские, барабанные и валково-зубчатые грохоты.

В качестве рабочей (просеивающей) части грохота используют обычно сетки, листовые решета или колосниковые решетки.

Проволочные сетки (рис.8.1,а) изготовляют ткаными или сварными с квадратными, прямоугольными или щелевидными ячейками из стальной, латунной, бронзовой, медной или никелевой проволоки. Последнее время начали изготовлять резиновые и капроновые сетки. Наибольшим распространением пользуются тканые сетки с квадратными ячейками и сборные сита с щелевидными отверстиями.

 

 

Рис.8.1 Просеивающие поверхности:

а-плетеные и тканые сетки; б-листовые сита; в-щелевые проволочные сетки; г-колосники; д-резиновые сита.

Решета применяются для крупного грохочения тяжелых материалов в барабанных или на плоских качающихся грохотах.

Проволочные сита по способу изготовления разделяются на тканные, изготовляемые на металлоткацких станках и плетеные из штампованных или волнообразных проволок.

Размер отверстий решет более 3 мм и более, сит менее 13 мм. В случае разделения материалов крупности свыше 100мм применяются неподвижные колосниковые системы.

Эффективность грохочения зависит от площади живого сечения просеивающей поверхности, которое определяется отношением площади отверстий к площади сита. Для сита живое сечение равно ≈ 70%, а для решет≈ 50%. Сита с прямоугольными отверстиями имеют наибольшую площадь живого сечения и рекомендуются для очень влажных материалов. Недостаток плетеных сит в том, что волокна в процессе работы сдвигаются и изменяются размеры отверстий.

 

8.2. Определение оптимальной скорости движения частицы по просеивающей поверхности

 

На процесс грохочения влияют вероятность просеивания зерен через отверстия сита, скорость движения материала по ситу, угол наклона и форма отверстий просеивающей поверхности, физические свойства материала и условия грохочения.

Вероятность прохождения зерна через отверстия сита прямо пропорциональна живому сечению сита: просеивание зерна зависит от соотношения размеров зерна d и отверстия l и не зависит от их абсолютных размеров.

Предположим, что сферическое зерно диаметром d (рис.8.2) движется по ситу со скоростью v. Под влиянием этой скорости и силы тяжести зерно пройдет через отверстие только при условии, что траектория движения его центра тяжести пересечет верхнюю плоскость сита не дальше точки О ₁. Координаты точки О ₁

  х ₁= vt; у ₁= gt ²/2 (1)

где v – скорость движения зерна, м/с; t – время движения, с; g – ускорение свободного падения, м/с².

Из рис.8.2 следует:

 

х ₁= l – d/2, у ₁= d/2. (2)

 

Из формулы (1) t = √               = √

 

	d

g

Подставив в формулу (2) значения х ₁ и t, получим l – d/2= v √                    ,

 

 

откуда v = (l – d/2) √                  .

 

 

Для зерна размером, приближающимся к размеру отверстия (d =l), получим скорость (в м/с)

 

            v = 1, 56 √ d.

Рис.8.2 Схема к определению скорости частицы

 

 

8.3 Грохоты

 

Грохоты можно разделить на следующие группы: неподвижные колосниковые, валковые, барабанные вращающиеся, плоские качающиеся, вибрационные – гирационные, инерционные, самобалансные, резонансные, электровибрационные.

В настоящее время все грохоты делят на три типа: легкие, средние и тяжелые, предназначенные для грохочения материалов с насыпной плотностью соответственно 1,0, 1,6 и 2,5 т/м³. Их обозначают буквами и цифрами. Буква Г обозначает грохот, И – инерционный, С – самобалансовый, Р – резонансный, Л – легкого типа, С – среднего типа, Т – тяжелого типа. Первая цифра за буквами указывает на ширину грохота (1 -750 мм, 2 – 1000 мм; 3 – 1250 мм, 4 – 1500 мм, 5 – 1650 мм; 6 – 2000 мм; 7 – 2500 мм; 8 – 3000 мм), вторая цифра - число сит. Например, ГИС 32 означает: грохот инерционный, среднего типа, шириной сита 1250 мм, двухситный.