Способ выпуска и транспортирования сыпучих материалов и вибрационный питатель для его осуществления

Способ выпуска и транспортирования сыпучих материалов и вибрационный питатель для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горнорудной промышленности и предназначается для выгрузки сыпучих материалов из камер, блоков , бункеров и т.д. Цель изобретения - повышение эффективности выгрузки материала. Питатель содержит разгрузочный лоток 1 и загрузочный лоток 2. На разгрузочном лотке 1 установлен вибропривод 3.Лотки 1 и 2 соединены с возможностью контактирования шарнирным соединением 4.Лоток 1 опирается на упругие элементы и шарнирную опору. 2 с.п. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

(I 91 (11) союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s В 65 G 27/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕЙИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "„;,,; :, ;. .", . ","

К АВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)4671879/11 (22) 03.04,89 (46) 07,08,92. Бюл. М 29 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) С.Б.Стажевский, A.Ô.Påâóæåíêî и

Ю.М.Кашин (56) Авторское свидетельство СССР

М 620604, кл. Е 21 С 41/06, 1 976. (54) СПОСОБ ВЫПУСКА И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И

ВИБРАЦИОННЫЙ ПИТАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горнорудной промышленности и предназначается для выгрузки сыпучих материалов из камер, блоков, бункеров и т.д. Цель изобретения — повышение эффективности выгрузки материала, Питатель содержит разгрузочный лоток 1 и загрузочный лоток 2. На разгрузочном лотке 1 установлен вибропривод

3, Лотки 1 и 2 соединены с возможностью контактирования шарнирным соединением

4. Лоток 1 опирается на упругие элементы и шарнирную опору, 2 с.п. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1752 б85

40

55

Изобретение относится к горнорудной промышленности и предназначается для выпуска сыпучих материалов (отбитых полезных ископаемых) иэ камер, блоков, бункеров и т.д, Известен способ выпуска сыпучих материалов (раздробленной горной массы), заключающийся в инициировании сыпучей среды как в загрузочной, так и в разгрузочной области.

Однако, вследствие того, что грузонесущий лоток задавлен горной массой, особенно его загрузочная часть, возникающие высокие давления в области значительно стесненных деформаций подавляют колебания, Это приводит к сужению зоны течения и, как следствие, к зависаниям раздробленного полезного ископаемого, что в целом значительно снижает эффективность выпуска сыпучих материалов.

Известен вибрационный питатель для выпуска горной массы, предназначенный для выпуска горной массы, включающий грузонесущий лоток с вибровозбудителем, соедийенный упругими элементами с опорной рамой, и стержни-побудители.

Недостатком известного устройства явлются" недостаточная эффективность воздействия на сыпучий материал раздвижными стержнями-побудителями изза невозможности передачи достаточно большой вибрационной энергии через стержни-побудители к сыпучему материалу в области существенного стеснения деформаций.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выпуска руды из блоков, заключающийся в принудительном выпуске руды последовательно расположенными друг эа другом секциями. Данный способ вЫпуска осуществляется при помощи датчиков контроля режима работы секций, которые определяют величину фактического заглубления вибрационного питателя и изменяют число его работающих секций, Недостатком известного способа является то, что при выпуске сыпучих материалов данным способом не решается полностью проблема ликвидации эависаний и образования сводов сыпучего материала в связи с тем. чТо при выпуске сыпучих материалов работают только рабочие секции, которые обеспечивают выпуск сравнительно небольшой зоной течения; образуется "мертвая" зона, это провоцирует образование сводов и зависаний, которые должны разрушаться при включении резервных секций, но вследствие того, что в зоне значительно стесненных деформаций абсолютный уровень максимальных напря4 жений, а следовательно, и. давления очень высоки, то подключение резервных секций малоэффективно, т.е. зона течения при включении резервных секций не расширяется.

Наиболее близким к изобретению является вибрационный питатель для выпуска горной массы, имеющий грузонесущий лоток, установленный на опорной раме, вибровозбудитель и гидроподъемник для регулирования угла наклона побудителя, установленного в загрузочной зоне.

Недостатком устройства является то, что побудитель выполнен.из гибкого листа, расположенного на загрузочном конце вибрационного питателя в зоне значительно стесненных деформаций. Вибрационное воздействие, вследствие значительных давлений со стороны сыпучего материала и удаленности от источника вибровазмущений, значительно затухает именно в этой области, что приводит к образованию узкой зоны течения сыпучего материала, повышению вероятности зависаний и сводов и, как следствие, ухудшению условий труда. Положение усугубляется в результате относительно малой жесткости такого типа вибрационных питателей — это первое, второе — такие вибрационные питатели сложны в изготовлении, Проведенный анализ известных способов выпуска и транспортирования сыпучих материалов и вибрационных питателей для их реализации показал, что осложнения при выпуске сыпучих материалов (раздробленных полезных ископаемых) возникают преимущественно в сопряжениях доставочных выработок с днищами блоков, которые характеризуются существенным стеснением деформаций выпускаемой и транспортируемой горной массы, .Задача сводится к исключению образования в сопряжениях сходящихся каналов или, по крайней мере, к существенному расширению зоны потока. Решению этой задачи препятствуют законы течения сыпучих материалов, которые определяют форму по-. тока, высокий уровень напряжений на загрузочном конце вибропитателей, характер распределения колебаний по длине рабочего органа вибрационных питателей, а также наличие у выпускаемого и транспортируемого сыпучего материала дилатансионной прочности. Исследования, проведенные в лаборатории, показали. что увеличение высоты выпускного отверстия не позволяет существенно расширить эффективную зону течения сыпучего материала и исключить основную причину реализации зависаний— образование в массе сыпучих сходящихся

1752685 каналов. Удлинение вибрационных питателей под завал также не может решить зту проблему. Связано это с двумя обстоятельствами. 1) падением интенсивности колебаний вибропитателя с удалением от разгрузочного конца и 2) зажимом загрузочного конца в результате образования застойной зоны.

Цель изобретения — расширение зоны течения, увеличение полноты извлечения и улучшение условий труда эа счет исключения зависаний.

Поставленная цель. достигается тем, что при выпуске и транспортировании, сыпучих материалов из емкостей, заключающихся в принудительном выпуске с вибрационным нагружением, дополнительно в области существенного стеснения деформаций к сыпучему материалу прикладывают ударные нагрузки. При этом в питателе, содержащем грузонесущую платформу, с прикрепленным к ней виброприводом, и опорами,грузонесущая платформа выполнена, по

: крайней мере, из двух участков: разгрузочного и загрузочного, на первом из которых закреплен вибропривод, на втором — дополнительно ударный механизм.

Кроме этого, разгрузочный и загрузочный участки грузонесущей платформы соединены подвижно с возможностью контактирования между собой.

Кроме этого, грузонесущая платформа может быть выполнена цельной, причем на разгрузочном участке установлен вибропривод, на загрузочном — ударный механизм.

Поэтому размещение ударного узла, способного наносить удары на участке питателя, граничащем с областью существенно стесненных деформаций, разделение грузонесущей платформы, по крайней мере на два участка (на одном из которых установлен вибропривод, на другом — ударный механизм) с контактом между собой, что дает возможность наносить удары в области стеснения деформаций, или изготовление цельной грузонесущей платформы с ударным узлом, размещенным на загрузочном участке, способным наносить удары в той же области, обеспечит более глубокое про-. никновение в область стесненного деформироаания. энергии ударных импульсов и позволит решить вопрос расширения зоны течения, более полного извлечения сыпучего материала (раздробленного полезного ископаемого), ликвидировать зависания и, как следствие, улучшить условия труда.

На фиг. 1 изображен питатель с грузонесущей платформой, выполненной из двух участков: разгрузочного и загрузочного, на первом из которых закреплен вибропривод, . на втором — ударный механизм; на фиг. 2— вариант питателя, в котором разгрузочные и загрузочные участки соединены подвижно

5 с возможностью контактирования между собой; на фиг, 3 — вариант питателя с грузонесущей платформой, выполненной цельной, на разгрузочном участке устайовлен вибропривод, на загрузочном — ударный меха10 низм.

Предлагаемый способ реализован питателем, состоящим из грузонесущей платформы 1 (фиг. 1), которая состоит из разгрузочного участка 2 и загрузочного 3.

15 Под разгрузочным участком 2 установлен вибропривод 4, а под загрузочным участком

3 установлен ударный механизм 5. Груэонесущая платформа 1 может быть выполнена йз двух участков; соединенных между собой

20 подвижно с возможностью контактирования, например, через шарнирйое соединение 6 (фиг. 2), при этом ударный механизм включает в себя закрепленные на участках платформы кронштейны с вертикальными

25 пазами и ось, расположеНную в последних с возможностью продольного перемещения, т.е. это шарнирное соединение может быть выполнена как единое целое (фиг. 3).

Питатель устанавливают, например, в выпу30 скной дучке 7, однако предлагаемый питатель может быть установлен в любой другой выработке, в камере, блоке или любой емкости и т.д., где происходит выпуск сыпучего материала, 35 . Питатель работает следующим образом. .При включении вибропривода 4 разгрузочный участок 2 начинает возвратно-поступательно перемещаться в направлении

40 действия вынуждающих сил, Одновременно включается .ударный механизм 5, расположенный под загрузочным участком 3, и передает энергию ударных импульсов в зону значительно стесненных деформаций (в

45 прототипе в эту эонупоступают эатухак1щие вибрационные колебания, вследствие чего формируются застойные зоны и создается возможность для образования зависаний).

В предлагаемом техническом решении, в

50 результате приложения ударных нагрузок, в зоне значительно стесненных деформаций, во-первых, расширяется эойа течения, увеличивается полнота извлечения, исключаются зависанйя и сводообразования и, как

55 следствие, улучшаются условия труда.

Если разгрузочные и загрузочные участки грузонесущей платформы соединены между собой подвижно с возможностью контактирования между собой (фиг, 2) или грузонесущая платформа выполнена как

1752685 единое целое (фиг. 3), на участке загрузки вибрационного питателя устанавливается ударный механизм 5, а на разгруэочном— вибропривод 4, то процессы выпуска сыпучих материалов протекают таким же образом.

Опыты на моделях традиционных конструкций вибропитателей показали, что с началом выпуска, в первую, очередь, начинается формирование гравитационного сходящегося канала, Движение сыпучих материалов в сходящихся каналах сопровождается ростом напряжений на их стенки, следствием роста напряжений является уплотнение материала в зоне, примыкающей к области интенсивных деформаций, увеличение его дилатансионной прочности, как следствие; повышение сопротивления сдвигам и снижение интенсивности колебаний с удалением от разгрузочного конца.

Положение в значительной мере усугубляется, если в выпускаемой или транспортируемой массе присутствуют глинистые включения. В силу того, что абсолютный уровень максимальных напряжений в области стесненных деформаций, как показали исследования, очень высок, а следовательно, высоки и пассивные давления, которые в несколько раз больше активных, то для эффективной работы необходимо приложение больших вибрационных возмущающих усилий, Последнее не выгодно не только энергетически, но и экономически в том смысле, что питатель, из-за невозможности по указанным причинам передать энергию, замыкается "на себя", Это приводит к повышенному усталостному нагружению и преждевременному старению металла, как следствие, выходу питателя из строя, В принципе, задача создания рациональных доставочно-погрузочных машин сводится не к закачиванию энергии в массив и не к замыканию ее на питатель, а в "развязывании" уже имеющейся энергии, Для анализа сделаем сопоставление . ударного и гармонического воздействия на массив сыпучей среды. Основное их отличие состоит в спектре частот и распределении закачиваемой энергии по этому спектру.

При гармоническом воздействии преобладает только одна частота, и основная энергия закачивается на этой частоте, Если обозначить через С эффективную скорость звука в среде, то частоте в будет отвечать характерная длина L порядка

С м—

Частоты воздействия можно считать низкими, если им соответствует характерная длина волны, много больше характерноro размера куска транспортируемой массы.

Например, при эффективной скорости звука порядка 200 м/с и частоте 1200-1800 колебаний в минуту длина волны равна 10-7 м, 5 т.е, заведомо больше среднего размера куска. Следовательно, применяемые частоты — заведомо низкие, С другой стороны, если принять средний размер куска порядка 0,4 м, то частота, отвечающая этому размеру, 10 должна равняться 500 с 1, Эта величина на порядок превышает наибольшие частоты, характерные для современных машин (3000 колебаний в минуту), Таким образом, гармоническое воздей15 ствие на массив, создаваемое с помощью традиционных машин, "не замечает" размеров кусков. Иная картина будет при ударе.

Здесь спектр частот значительно шире, и большая часть энергии сосредоточена в вы20 сокочастотной части. Это означает, что здесь идет эффективная работа на масштабе самого куска, Последнее приводит к снятию трения и большей подвижности материала. Высокие частоты имеют один не25 достаток. Соответствующие им волны затухают гораздо быстрее, чем длинные, Следовательно, эффективность высоких частот будет сказываться на незначительных расстояниях от места воздействия. Однако

30 эксперименты показывают, что этого апопне достаточно для решения поставленных задач. Так что, в целом, воздействие, предлагаемое в заявке, выгоднее традиционного, 35 Здесь следует отметить еще два обстоятельства. Тот факт, что при ударе реализуется широкий спектр колебаний, имеет положительные значения в связи с тем, что грансостав среды меняется в широких пре40 делах. Это означает, что для контакта каждой пары кусков найдется волна, на которую он откликнется. И второе обстоятельство, При ударном воздействии есть еще одна характерная частота — частота нанесения

45 ударов, Этой частоте соответствуют более длинные волны, которые проникают глубже, Таким образом, управляя тремя основными параметрами, силой удара, его частотой и частотой обычного гармонического воздей50 ствия; можно прорабатывать как ближнюю, так и дальнюю зоны, Эксперименты подтверждают эффективность такого решения, Таким образом, если с помощью предлагаемого технического решения в зоне существенно стесненных деформаций к сыпучему материалу прикладывать ударные нагрузки, то зона течения существенно расширяется, что обеспечивает исключение зависаний, как следствие, повышает

1752685

10 производительность и улучшает условия труда, увеличивает полноту извлечения.

Формула изобретения

1. Способ выпуска и транспортирования сыпучих материалов из емкостей, заключающийся в том, что принудительно выпускают сыпучие материалы с вибрационным нагружением, отличающийся тем, что, с целью расширения зоны течения; увеличения полноты извлечения и улучшения условий труда, к сыпучему материалу в области существенного стеснения деформации прикладывают одновременно с вибрационным нргружением ударные нагрузки.

2. Вибрационный питатель для выпуска и транспортирования сыпучих материалов, содержащий расположенную на опорах грузонесущую платформу с прикрепленным к ней виброприводом, отличающийся тем, что, с целью расширения эоны течения, увеличения полноты извлечения и улучшения условий труда, грузонесущая платформа выполнена по крайней мере из двух участков разгрузочного и загрузочного, на

5 первом из которых закреплен вибропривод, а питатель снабжен расположенным на втором участке ударным механизмом, 3, Питатель по и. 1, отличающийся тем, что загрузочный и разгрузочный участки

10 грузонесущей платформы соединены между собой шарнирно, 4, Питатель по пп. 2 и 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что ударный механизм включает в себя закрепленные на участках платформы кронш15 тейны с вертикальными пазами и ось, располо. женную в последних с возможностыю продольного перемещения.

5, Питатель по и. 2, отличающийся тем, что загрузочный и разгрузочный участки

20 грузонесущей платформы выполнены кав единое целое, 1752685

Фиг, 3

Составитель Н,Куликова

Редактор В,Бугренкова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л.Лукач

Заказ 2730 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101