Файл: Rozdilennya.pdf

Вихіднийматеріал Очищенийматеріал Відходи

Рис.8.25. Схема фрикційного сепаратора.

а– з двома робочими поверхнями (льняна гірка);

б– ярусного виконання (бурякова гірка);

1– приймальний бункер; 2 – скребковий транспортер; 3 – стрічкові робочі транспортери; 4 – шнеки; 5 – щітки.

8.4.2. Особливості розділення сипучої тадрібнокусковоїмаси у вібраційномуполі.

Ознакамирозділення частинок за допомогою вібрації можуть бутирозміри,форма,щільністьматеріала,коефіцієнтзовнішньоготертя, пружність,феромагнітнівластивості.Вбільшості процесіввібраційного сортуванняданівластивостівиявляютьсявпевнихсполуках,середяких можна відзначити основні та супутні ознаки. За особливостями технологічногопроцесуможнавиділититакіосновніспособивібраційного розділеннянеоднорідних сипучих тадрібнокускових систем:

ситовийспосібпринаявності прямолінійних,коловихабоеліптичних коливань робочих органів в горизонтальній чи вертикальній площині;

спосіб сортування у вібраційному полі, коли мають місце колові коливання робочих органів у горизонтальній площині або колові сферичніколивання;

сортування в процесі вібротранспортування маси продукції у разі

45

дії прямолінійних, похилих до горизонтальної площини, коливань робочих органівмашини.

Ситовий спосіб розділення реалізується, здебільшого, в грохотах,ситових сепараторах,розсівах.Прицьомуосновною ознакою розділенняєрозміричастинок,асупутніми-щільністьтаформа.Часто ситовадіяпоєднуєтьсяз пневматичнимспособомрозділення,щомає місце в ситовійках, пневмостолах, повітряних грохотах. У цьому випадкуосновнимиознакамирозділенняслужатьрозмірита щільність частинок сипучої (дрібнокускової) маси, а супутнім - форма. Робочим органом даних машин є ситовий канал (або сита та повітряні канали), що створюється плоским ситом, двома повздовжніми та одною поперечною стінками. Маса продукції надходить з приймальної сторони та переміщується до відкритого кінця, розділяючись на дві фракції: прохідтобтосукупність частинок,що проходятьчерезотвори сита та схід, який становлять частинки, що не проходять через сито. Взагалі даний процес можна розділити на три стадії: вібротранспортування, самосортування та власне просіювання.

Для вібраційних ситових машин характерні декілька режимів вібротранспортування.Такможливоздійснюватипрямолінійнігармонічні коливання подаючого лотка без підкидування частинок продукції, з двостороннімрухомтамиттєвимизупинками,щовикористовуєтьсядля розділення суміші по ширині та товщині частинок за допомогою пробивних листових сит з круглимита прямокутними отворамиабо за допомогою плетених металічних сит.Безперервнийконтакт з ситомта відсутність інтервалів відносного спокою збільшує вірогідність просіювання частинок з нижнього шару та зменшує динамічні навантаженняна сито, щохарактернодля інтенсивногопідкидування. Принеобхідності розділюватисуміші частинокрізноманітноїформита зв”язаних сипучих сумішей рослинного походження мають місце рівномірніколовіколиваннялоткаувертикальнійплощинізбезперервним підкидуванням. В цьому випадку підкидування та удари сприяють розпушуванню та самосортуваннюсумішей,що вимагаєвикористання міцних та жорстких сит, яким часто надають конструкцію колосників. Для чіткогорозділення сипучих сумішейрослинного або мінерального походженняпотовщині чиширині частинокнавеликукількістьфракцій (від6…8до20)застосовуєтьсяробочийрежимзрівномірнимиколовими вібраціями лотка в горизонтальній площині. Це досягається розміщенням у ситовому корпусі необхідної кількості ярусів горизонтальних сит з різнимирозмірамиотворів. Вцих машинах, крім металічних, використовуються сита з шовку або штучного волокна (капрона, нейлона тощо), а ситові корпуса виконані в формі шафи з дверцятами та висувними рамками, що забезпечує герметичність та

46

зручністьексплуатації.

Заумовибезперервності потокувпоперечномуперерізі канала на певній відстані від приймального кінця товщина шару продукта складає:

де П0 - масова продуктивність по вихідній суміші, кг/с; ПП -

продуктивність сита на заданій ділянці, кг/с; - середня швидкість

частинок по перерізу потоку, м/с; - середня щільність рухомого сипучого продукта, кг/м3; В - ширина каналу, м.

Длявідносно невеликої концентрації прохідного компонента у вихідній суміші (ПП/П0 1/3) середню товщину шару продукта на поверхні ситаможнавизначитизаформулою:

де П=ПП/П0 -коефіцієнтвилученняпрохідногокомпонента.

Так якширина каналуна порядок більша за середнютовщину шарупродукції, тотертям сипучоготілапобічнимстінкамлотка можна знехтуватитарозраховуватишвидкістьтранспортуваннязаформулами теорії вібраційного транспортування плоских частинок. У випадку горизонтальних поступальних колових (зрадіусомr)коливаньсередня швидкістьвібропереміщення:

віброзбуджувача; L - довжина канала; f - коефіцієнт опору зсуву шарівпродукції;Fn -нормальнареакціяпередньоїстінки,Н;mK= BLhC - маса канала з продукцією

Процес самосортування у вібраційному полі полягає у занурюванні донижніх шарів,тобтодоповерхні сита,частинокменших розмірів або більшої щільності та у спливанні до верхніх шарів частинок більших розмірів або меншої щільності. У випадку, коли в результаті даного процесу біля поверхні сита з”являються частинки знебажанимифізико-механічнимивластивостями,тодляефективного

47

сортуваннявикористовуютьспеціальніпристроїдляперемішуванняабо зменшують товщину шару продукції до розмірів одної-двох частинок. При ситовому розділенні інтенсивність самосортування оцінюють швидкістюпоглинаннячастинокпрохідногокомпонентазверхньогошару до поверхні сита за час tC:

h

Дляколових поступальнихвібраційвплощині горизонтального ситатауразілінійноїзалежностікоефіцієнтуопорузсувувідвертикальної координати:

деА0 -коефіцієнт,щозалежитьвідвластивостейпрохідних частинокта

f1

середовища, м2с-1; f2 1 - коефіцієнт опору; f1 , f2 - коефіцієнти

опору зсуву відповідно нижнього шару по ситу та вищого шару по нижчому.

В процесі руху частинок з підкидуванням вірогідність просіюванняістотнозменшуєтьсявнаслідок зменшення часуконтакту зситом.Протедлярежимабезпідкидуванняхарактернийнадлишковий тиск верхніх шарів продукції, що збільшує сили тертя між частинками нижнього шару. При цьому режим з підкидуванням вважається більш ефективнимдля доситьподовжених частинокувипадкурозділенняза товщиною на ситах з овальними отворами. Також форма частинок сипучоготілавпливаєнавибірвібраційногорежиму.Такдляпросіювання частинок,формаякихблизькадосферичної,оптимальнимиколиваннями сита є колові поступальні в горизонтальній площині. Коли форма частинок подовжена, то більшефективнимиєпрямолінійні коливання, що забезпечують певну орієнтацію частинок відносно отворів.

Ефективність просіювання істотно залежить від способу очищення сит, для чого використовують струшуючі очисники (гумові кульки або шайби), щіткові очисники (інерційні або з примусовим рухом).

Розділенняматеріалівза крупністю можна здійснитив процесі вібраційного переміщенняпопросіювальнійповерхні,щовиконується у вигляді сита, решітки або набору колосників з каліброваними отворами,вмашинах,щоназиваютьсягрохотами(рис.8.26).Грохотиз

48

активною робочою поверхнею (при взаємному переміщенні сусідніх колосників,наявностігнучкогоситатощо)використовуютьприрозділенні липкоїпродукції,матеріалівзвеликоюкількістю вологи.

Рис.8.26. Схемивібраційних грохотівінерційного типу. 1 – мотор-вібратор; 2 – короб; 3 – сито; 4 – пружна система машини; 5 – самобалансний вібратор; 5 – реактивна маса;

7 – основні пружні елементи; 8 – дебалансний вібратор.

Вібраційним сепаратором називають установку, що містить неперфоровану похилу вібруючу поверхню, на якій здійснюється розділеннясипучихматеріалівзакрупністю,формою,коефіцієнтомтертя абопружністючастинок.Впроцесірухучастиноквмоношаріпопохилій вібруючій поверхні врежимах здостатньо інтенсивнимпідкидуванням середня швидкість переміщення різних частинок виявляється різною в залежності від коефіцієнту миттєвого тертя k та коефіцієнту відновлення при ударі kR. В певному діапазоні крупності більш дрібні частинки володіють більшим kl , ніж крупні. Більш округлі частинки володіють меншим k , ніж плоскі та можуть бутирозділені застепінню ізотермічності. Волокнисті компоненти завдяки істотній різниці в

49

коефіцієнтах kR та k також можна класифікувати на вібраційних сепараторахбеззастосуваннясит.Середпараметрів,щохарактеризують вібросепаратори, можна відзначити кут вібросепарації та роздільну здатністьмашини.Прицьомуграничнийкутпідйомучастинкинапохилій вібруючій поверхні, коли її середня швидкість стає рівною нулю, називається кутом вібросепарації. Роздільна здатність машини - є здатністьсепаратора спрямовувати частинки,що різнятьсяміжсобою за певними параметрами, у різні комірки. Чим далі одна від одної координати точок сходу з робочої поверхні частин, близьких за параметрами, тим вища роздільна здатність сепаратора, тим однорідніший склад частинок, що вилучаються з кожної приймальної комірки.Дляотриманнядостатньочіткоїякостірозділеннятаоптимальної швидкості переміщення частиндоверхупопохилійповерхні необхідно надати робочій поверхні віброприскорення аВ=(6…10)g. При цьому сортування відносно крупних матеріалів (dЧ 1 мм) доцільно здійснювати за невеликої частоти та значної амплітуди коливань на шорсткійповерхні, а дрібних порошків (dЧ 1 мм)- навпакизазначної частоти та невеликої амплітуди вібрацій на гладкій алюмінієвій або сталевійповерхні.

Підвищення продуктивності сепараторів досягається при використаннібагатояруснихустановокзживильником-розподілювачем, що забезпечує рівномірнуподачупродукції навсі яруси. Багатоярусні сепараторивиконуютьодноскатнимизнахилом впоперечномунапрямі та двоскатними з подвійним поперечним нахилом . В останньому випадку живильник-розподілювач установлюють всередині робочої поверхні.

8.4.3. Розрахунок основних параметрів ситових машин.

Перед розрахунком рухомого ситового механізма необхідно перевірити умову, згідно з якою сила інерції робочого органу даного механізма перевищує сили тертя. Так для машин із зворотно - поступальнимрухомчастотаобертанняексцентрикаскладає:

tg

деk=35…40-коефіцієнтпропорційності; -куттертячастинпродукції по поверхні сита: =arctg f; f - коефіцієнт тертя; - кут нахилу сита; r - ексцентриситет або радіус кривошипа, м.

50

Прицьомуробочачастотаобертанняексцентрикаобмежується величиною:

3P

деb-ширинапросіючоїповерхні,м; -швидкістьрухумасипродукції

по ситу, м/с; - насипна об”ємна маса матеріала, кг/м3; h - товщина шаруматеріаланапочатку просіючої поверхні,м.

Прирозрахункупродуктивності основні труднощі виникаютьпри визначенні товщини шару продукції на поверхні сита. Тому для орієнтовних розрахунків можна приймати, що продуктивність сита площею 1 м2 складає наближено 2 кг/с.

Потужність, необхідну для обертання валу кривошипа можна

дек1=2…2,5-емпіричнийкоефіцієнт;n-частотаобертаннякривошипу, с-1; Gp - вага рухомих частин сита, Н; GП - вага шару продукції на поверхні сита,Н:

де S - площа сита, м2.

Длямашинзобертаючимиситамипродуктивністьвизначається

як:

де S0 = DH - площа живого перерізу поверхні сита, м2; =0,6…0,9 - коефіцієнт використання площі ситаабо коефіцієнтживого перерізу; D,H - відповідно діаметр та висота барабану, м.

Швидкість продукта через отвори сита можна визначити за формулою:

деКПР=0,7…0,8-коефіцієнтпроковзування;h-товщинашарупродукції,

51