Лабораторная работа 3

 

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ И БЕЗОПАСНОЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ ВИБРАЦИОННОГО ГРОХОТА

 

Цель работы:

1.     Изучение устройства и принципа действия вибрационного грохота.

2.     Испытание эффективности работы вибрационного грохота.

3.     Исследование безопасной эксплуатации вибрационного грохота.

 

Основные теоретические положения

 

Сыпучие материалы, которые используются в химической и других отраслях промышленности, характеризуются, как правило, полидисперсным составом. Необходимый для производственных целей размер частиц материала зависит или  от требований технологического процесса, или назначения и условий дальнейшего использования сыпучего материала. Выделение из общей массы сыпучего материала определенных фракций осуществляют с помощью машин для классификации.

В результате классификации смесь сыпучего материала делится на два или более класса.  Признаком классификации может быть размер частиц, их плотность, форма, шероховатость поверхности и др. Применительно к механическим процессам под термином «классификация» понимается разделение частиц по их размеру.

Технологической задачей процесса классификации является как правило разделение исходного полидисперсного сыпучего материала на два класса: мелкий с содержанием частиц мельче граничного размера и крупный с содержанием частиц с размером больше граничного.

Существует три вида классификации: механическая (грохочение), пневматическая (воздушная сепарация) и гидравлическая.

В зависимости от способа перемещения частиц сыпучего материала по разделяющей поверхности или в объеме зоны разделения выделяют механические, пневматические и гидравлические классификаторы.

Механическая классификация (грохочение) заключается в разделении материала просеиванием через разделительную перегородку. При этом движение материала вдоль разделяющей поверхности грохотов  происходит или путем перемещения частиц зернистого материала по наклонной поверхности или (и) периодических движений самой поверхности. При механической классификации материал по крупности разделяется с помощью машин (грохотов), основным рабочим элементом которых являются разделительные просеивающие элементы – сита или решетки.

Пневматическая (воздушная) классификация – это разделение сыпучих материалов за счет различных скоростей движения крупных и мелких частиц в воздушном потоке. Гидравлическая классификация заключается в разделении сыпучих материалов вследствие различных скоростей движения крупных и мелких частиц в жидкостном потоке.

Основными характеристиками процесса грохочения являются производительность и эффективность. В практических условиях процесс грохочения  ограничен временем классификации, поэтому невозможно обеспечить полное разделение смеси сыпучего материала. Вследствие этого часть частиц нижнего класса не успевает пройти сквозь сито и остается в верхнем классе. Полнота разделения сыпучего материала характеризуется эффективностью грохочения:

, %,                                                                                                        (3.1)

где – масса частиц нижнего класса, прошедшего через сито; – масса частиц нижнего класса, содержащихся в исходном материале.

Качество продукта не оценивается эффективностью грохочения. Для этого используют понятие засоренность продукта –  процентное содержание в продукте частиц с размером, выходящим за граничные размеры продукта. Каждая часть разделенного исходного материала, в реальном процессе засоренная частицами других классов, называется фракцией.

Эффективность и качество процесса грохочения определяются многими параметрами: скоростью движения частиц по ситу, длиной сита, производительностью по питанию исходным материалом и гранулометрическим составом смеси.

Работу грохота оценивается также его удельной производительностью, под которой понимают отношение массы продукта прошедшего сквозь сито к поверхности этого сита:

,                                                                                                             (3.2)

где  – удельная производительность, кг/м2;  – поверхность сита, м2.

При классификации сыпучего материала с размерами частиц более 5…10 мм в процессе грохочения наблюдаются высокая производительность и относительно малые энергозатраты.

Основным рабочим элементом грохотов является просеивающий элемент, в качестве которого используются листовые сита (решета), сетки, струны и колосниковые решетки.

Форма отверстий листовых сит может быть круглой, квадратной и прямоугольной, а также продолговатой. Она зависит от формы частиц разделяемого материала. Как правило, отверстия на сите следует располагать в шахматном порядке.  Разнообразные формы отверстий сравнивают по эффективности грохочения. Отверстия будут равноценными, если они обеспечивают одинаковую эффективность грохочения. Преимущества листовых сит перед другими заключаются в их прочности, жесткости и продолжительном сроке службы.

Одной из характеристик конструкций просеивающих элементов является световая площадь. Проволочные сита имеют световую площадь больше, чем у листовые. Проволочные сита должны отвечать следующим требованиям: при изгибе  проволок  должно обеспечиваться точность размеров отверстий и их постоянство при грохочении. Колосниковые решетки, состоящие из отдельных колосников, применяются для разделения крупнокусковых материалов.

В химической промышленности в основном применяются барабанные, плоские качающиеся и вибрационные грохоты. Вследствие более высоких эксплуатационных качеств наиболее широко применяют вибрационные грохоты.

К основным рабочим элементам вибрационного грохота относятся сито, которое устанавливается в корпусе на пружинах, и вращающийся вал с дебалансами. Траектория движения сита определяется величиной, направлением и частотой колебания вынуждающей силы, массой движущихся частей и жесткостью упругих элементов.

 

Описание установки

 

Основным рабочим элементом вибрационного грохота является набор сит 17, установленный на виброприводе (рис 3.1). Вибропривод содержит обечайку 1, являющуюся его основанием, и плиту 2, установленную на обечайке на четырех пружинах 3. На нижней поверхности плиты закреплены вибраторы 5, а на верхней устанавливается набор сит. Они крепятся на плите тягами 18.

К внутренней поверхности обечайки приварены четыре П-образных кронштейна 6, имеющие бобышки 7 на верхних площадках. На бобышках с помощью резиновых втулок 8 закреплены нижние концы пружин 3. Верхние концы пружин аналогично закреплены в бобышках плиты 2.

На нижних площадках кронштейнов 6 закреплены резиновые амортизаторы 9. Между кронштейнами 6 к внутренней поверхности обечайки приварены два кронштейна 10. На них устанавливаются электродвигатели 11 с ведущими шкивами 4. На обечайке 1 установлен корпус пульта таймера.

К плите 2 приварены кронштейны 12 с резьбовыми отверстиями для установки осей 15 дебалансных вибраторов 5. Вибратор представляет собой корпус 19 и шкив 20, установленные на оси 15 в подшипниках. Центр тяжести корпуса 19 имеет смещение относительно оси его вращения.
В связи с этим при вращении вибратора возникают инерционные силы. Вращение ведомому шкиву 20 от ведущего шкива электродвигателя передается через ремень 13. Вибраторы установлены под углом 45 к горизонту.

 

 

При вращении вибраторов  5 от электродвигателя 11 возникают инерционные силы, вызывающие колебания плиты 2 на пружинах 3.

Плита и сита 17 совершают возвратно-поступательные колебания с частотой вращения вибраторов. Амплитуду колебаний определяет масса находящихся на плите элементов. В результате колебаний  сит сыпучий материал делится на фракции.

Управление работой грохота осуществляется с помощью таймера.

 

Порядок выполнения работы

 

1.     Записать параметры сит грохота в табл. 3.1.

2.     Подготовить исходную смесь, содержащую определенную порцию крупной и мелкой фракций. Состав исходного материала записать в
табл. 3.2.

3.     При отключенной от сети установки загрузить исходную смесь в верхнее сито грохота.

4.     Подсоединить установку к сети и включить грохот.

5.     Установить на таймере требуемое время процесса разделения.

6.     После завершения процесса взвесить полученные фракции материала. Полученные экспериментальные и расчетные результаты записать в табл. 3.3.

7.     Повторить опыт три раза с целью проверки воспроизводимости результатов и вычислить среднее значение результата.

 

 

Протокол испытаний

 

           3.1. Характеристика сит

 

№ сита

1

2

3

4

5

Поверхность сита, (F), м2

dотв, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

         3.2.  Характеристика сыпучего материала

 

Наименование показателя

Значение показателя

Примечание

Общий вес материала, г

 

 

Вес нижней фракции в смеси, г

 

 

 

 

 

 

  3.3.  Параметры работы грохота

 

Наименование параметра

Значение параметра

Время процесса, мин

 

 

 

Полученный вес нижней фракции, г

 

 

 

Эффективность грохочения

 

 

 

Удельная производительность грохота, кг/м2

 

 

 

 

Обработка опытных данных

 

1.     Оценить эффективность работы грохота по формуле (3.1).

2.     Рассчитать удельную производительность грохота по формуле (3.2).

3.     Результаты расчетов записать в табл. 3.3.

4.     Предложите вариант защитного устройства грохота.

 

Контрольные вопросы

 

1.     Укажите известные способы классификации сыпучих материалов и сформулируйте их сущность.

2.     С помощью какого параметра характеризуется полнота разделения сыпучего материала?

3.     Сформулируйте  физический смысл эффективности грохочения.

4.     Приведите примеры возможного применения процесса грохочения.

5.     Перечислите основные конструкции просеивающих элементов грохотов.

6.     Преимущества и недостатки просеивающих элементов грохотов.

7.     Чем определяется выбор профиля отверстий листовых сит?

8.     Цель и методика испытания лабораторного инерционного
грохота.

9.     Назовите основные источники вредных воздействий на персонал при работе грохота.

10. Какие защитные устройства целесообразно  использовать при работе грохотов?

 

 

тестирование по темеНа главную