устройство для транспортирования и разделения твердых материалов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее поворотные рабочие органы ковшового типа с шарнирами на неподвижной раме и привод рабочих органов, отличающееся тем, что рабочие органы расположены вертикальными рядами последовательно по замкнутому контуру и смещены в смежных вертикальных рядах один от другого в вертикальной плоскости с образованием винтовой транспортирующей поверхности, при этом каждый рабочий орган выполнен с ситом, расположенным между днищем и верхней гранью бортов, при этом сито каждого рабочего органа, начиная со второго, выполнено с люком для передачи подрешетного транспортируемого материала с одного рабочего органа на другой, а каждый рабочий орган, расположенный в месте перегрузки транспортируемого материала, выполнен с отводящим участком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в промышленности строительных материалов и стройиндустрии, в агропромышленном комплексе, в горнорудной промышленности и в других отраслях народного хозяйства.

Известны различные типы устройств (транспортеры) для транспортирования твердых кусковых или сыпучих материалов: ленточных, пластинчатых, скребковых, ковшовых винтовых и других (Конвейера. Справочник. М.: Машиностроение, 1984).

Известны различные типы сортировочных устройств по разделению твердых материалов в сыпучем состоянии на фракции по определенному гранулометрическому составу, использующие различные виды колебаний и типы приводов. По характеру колебаний они могут быть наклонно-качающимися, горизонтальными с дифференциальным движением сита, наклонными вибрационными, горизонтальными вибрационными, качающимися (гирационными), вращающимися барабанными, а также других и смешанных типов (Дорожные машины, 1968, Дорожно-строительные машины и комплексы, М.: Машиностроение, 1988, Технология заполнителей бетона, М.: Высшая школа, 1991).

Принципиальная схема работы всех существующих сортирующих устройств одна. Сначала транспортером исходный материал подается на определенную высоту, откуда он гравитационным способом сверху вниз проходит сортирующие устройства и разделяется по необходимому гранулометрическому составу. Например, при производстве каменных материалов (щебня), применяется двойное и тройное дробление горной массы, после чего исходный материал проходит серию сортировочных устройств, связанных между собой транспортерами, в результате технология имеет большую протяженность, под производство занимаются большие территории.

Известно устройство для транспортирования грузов, представляющее из себя конструкцию, состоящую из неподвижных рам шахтного типа, на которых размещены шарниры для установки рабочих органов, расположенных на указанной раме. Устройство снабжено шарнирно закрепленными на неподвижной раме дополнительными поворотными рабочими органами, образующие по меньшей мере один вертикальный ряд. Вертикальные ряды поворотных рабочих органов в плане расположены последовательно по замкнутому контуру. Рабочие органы смежных вертикальных рядов смещены относительно друг друга в вертикальной плоскости с образованием винтовой транспортирующей поверхности. Указанное устройство позволяет с высокой производительностью перемещать различные грузы как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях с одновременным перемешиванием. Данное устройство не предусматривает сортирование транспортируемых грузов и не снабжено для этой цели дополнительными исполнительными устройствами.

Известно устройство, которое содержит ковши, поворотно установленные на осях, с передачей груза из ковша в ковш с одновременным перемешиванием. Но данное устройство перемещает грузы только в горизонтальном направлении, каждый ковш имеет свой привод и не предусмотрено сортирование перемещаемого груза (а.с. N 340593, кл. B 65 G 17/16, 1972).

Цель изобретения - создание компактного, занимающего небольшие площади, универсального и автоматизированного устройства для сортировки, возможной промывки и подсушки сортируемого материала с одновременным его перемещением в вертикальном и горизонтальном направлениях.

На фиг. 1 - схема сортирующих рабочих органов нижнего яруса в зоне загрузки, план; на фиг. 2 - схема сортирующих рабочих органов верхнего яруса в зоне выгрузки, план; на фиг. 3 - схема устройства для транспортирования и разделения твердых материалов, вид сбоку; на фиг. 4 - конструкция рабочего органа с сортирующим устройством (грохотом); на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - четыре вертикальные секции с тринадцатью рабочими органами, развертка; на фиг. 7 - траектория перемещения сортируемого материала; на фиг. 8 - дробильно-сортировочный завод, общий вид; на фиг. 9 - схема работы дробильно-сортировочного завода с расположением оборудования, план.

Устройство для транспортирования и разделения твердых материалов состоит из соединенных особым образом рабочих органов, один ярус которых (в данном случае - самый верхний) - ведущий, все остальное - ведомые. Все устройство размещено в здании башенного типа 1, внутри которого последовательно в направлении сортируемого материала размещены тринадцать рабочих органов 2...14, которые расположены ярусами и сформированы в четыре вертикальных секции, скомпонованные винтообразно в направлении движения материала. Рабочие органы любой секции по вертикали смещены относительно соседнего рабочего органа смежной секции на величину равную частному от деления вертикального расстояния между двумя соседними рабочими органами одной секции, на количество секций в устройстве. Все рабочие органы 2...14 являются транспортно-сортирующими, причем рабочий орган 2 является загрузочным, рабочие органы 5, 7, 10, 12 и 14 - разгрузочными. Загрузочный и разгрузочные рабочие органы выполняют эти функции одновременно с транспортно-сортирующими. В каждой вертикальной секции рабочие органы соединены между собой с помощью вертикальных, шарнирно закрепленных на рабочих органах тяг 15 и приводов их перемещения 16. Каждый рабочий орган имеет поворотный шарнир 17, а каждый рабочий орган верхнего яруса опирается на опору 18. Для обслуживания рабочих органов и их приводов, внутри здания имеется шахта 19, в которой могут размещаться лифты, площади обслуживания, телекамеры и другие устройства. Рабочие органы состоят из трех основных частей, грузонесущей платформы 20, неподвижно соединенной направляющей 21 и сита (грохота) 22, которое разделяет объем рабочего органа на два пространства - надрешетное 23 и подрешетное 24. Для приемки отгрохоченной массы с одного рабочего органа в подрешетное пространство другого служит люк 25, смонтированный на всех рабочих органах кроме первого 2. Для предотвращения попадания неотгрохоченной массы в подрешетное пространство, люк имеет вертикальные стенки 26. Для подачи неотгрохоченной массы на сортирование в следующий рабочий орган, вынос грохота делается несколько длиннее чем днища направляющей. Для выдачи отсортированной массы на склад или неотгрохоченной в дробилку вторичного дробления, рабочие органы могут иметь отводящие участки (фиг. 1 и 4). Притом эти участки могут быть как из подрешетного так и из надрешетного пространства. Для выдачи отсортированного материала на склады готовой продукции предусмотрены лотки 27. Склады разделены между собой разделительными стенками 28. Каждый склад рассчитан на определенную фракцию материала. На фиг. 8 и 9 показана технологическая схема дробильно-сортировочного завода для получения щебня разных фракций, с использованием транспортно-сортировочного устройства предлагаемого типа, где здание 1 с рабочими органами 2...14, сочленены со зданием 29, где размещено дробильно-размольное оборудование. Горная масса из карьера выгружается в приемное устройство 30, имеющее надрешетную 31 и подрешетную 32 направляющие. По направляющей 31 материал идет на дробление в дробилку первичного дробления 33, а по направляющей 32 отгрохоченная масса идет на сортировку. Продробленная масса от дробилки первичного дробления 33 и отгрохоченная масса из приемного устройства через направляющую 32 поступает в лоток 34, из которого масса поступает в загрузочный рабочий орган 2 транспортно-сортирующего устройства. Для вторичного дробления предусмотрена дробилка 35, к которой по лотку 36 поступает материал из транспортно-сортирующего устройства. По лотку 37 дробленая масса снова поступает на сортировку. Для управления дробильно-сортировочным процессом предусматривается пульт управления 38. Гидравлическая энергия для работы гидроприводов вырабатывается гидравлической станцией 39, а электрическая энергия подается трансформаторной подстанции 40.

Устройство для транспортирования и разделения твердых материалов работает следующим образом.

Горная масса, например самосвалом, подается в приемное устpойство 30, представляющее из себя рабочий орган транспортно-сортирующей системы, которое поворотным движением поднимается и горная масса, проходя колосниковое грохочение, по направляющей 31 перемещается в дробилку первичного дробления 33. Дробленая масса по лотку 34, и отгрохоченная по направляющей 32 поступает в загрузочный рабочий орган 2, на его грохот 22 транспортно-сортирующего устройства. Гидроцилиндрами 16 первой секции и посредством тяг 15 рабочие органы этой секции поднимаются с поворотным движением вокруг шарнира 17, и по мере подъема исходная сортируемая масса под собственным весом начинает перемещаться по грохоту 22, и частицы размером меньше ячейки грохота проваливаются в подрешетное пространство 24, и все это перемещается в рабочий орган 3 второй секции. При этом исходная масса с надрешетной части рабочего органа 22 поступает в надрешетную часть рабочего органа 3, а масса с подрешетной части через люк 25 поступает в подрешетную часть рабочего органа 3. Далее рабочие органы секции 1 опускаются в исходное положение, в рабочий орган 2 снова загружается исходной массой, требующей сортировки. После этого аналогично приходят в действие рабочие органы второй секции, откуда сортируемая масса из рабочего органа 3 перемещается в рабочий орган 4 третьей секции, из которой масса поступает в рабочий орган 5 четвертой секции.

Грохоты рабочих органов первого яруса имеют самые мелкие ячейки. Масса, подлежащая удалению и сортировке, пройдя четыре грохота рабочих органов первого яруса, проваливается в подрешетное пространство и скапливается в подрешетной части рабочего органа 5, откуда поворотным перемещением переходит в надрешетную часть рабочего органа 6 первой секции, грохот которого не имеет люка. Крупные частицы не прошедшие через ячейки грохотов рабочих органов первого яруса, из надрешетной части рабочего органа 5, через скошенную часть неподвижной направляющей и лоток 36, поступают в дробилку вторичного дpобления 35, откуда дробленная масса по лотку 37 поступает в рабочий орган 2 первой секции на вторичную сортировку. После этого приводятся в движение рабочие органы первой секции, в которой загружены уже два рабочих органа 2 и 6, которые перемещают массу соответственно в два рабочих органа 3 и 7 второй секции. Далее аналогично идет перемещение массы в рабочие органы 4 и 8 третьей секции, из которых идет перемещение массы в рабочие органы 5 и 9 четвертой секции и так далее.

Рассев массы грохотами рабочих органов первого яруса 2, 3, 4, 5 идет аналогично первого цикла. Рассев массы вторым ярусом рабочих органов несколько отличается. Рабочие органы 6 и 7 имеют наиболее крупную ячейку в грохоте, отсортированная масса с которых через скошенную часть рабочего органа 7, идет на склад I, где складируется отсортированный материал (щебень) с наиболее крупной фракцией.

Рабочий орган 8 не имеет люка и сортируемая масса из подрешетного пространства рабочего органа 7 поступает в надрешетное пространство рабочего органа 8. Ячейки грохотов 8 и 9 второго яруса и 10 третьего яруса имеют размер ячеек меньше, чем в рабочих органах 6 и 7. Из рабочего органа 10, через скошенную направляющую и лоток 27 отсортированная масса поступает на склад III, где складируется вторая по крупности фракция материала (щебня).

При загрузке рабочего органа 10 первой секции, одновременно загружается рабочий орган 6, одновременно или несколько ранее загружается и рабочий орган 2 этой секции. С этого момента перемещение сортируемой массы идет тремя ярусами.

Грохоты рабочих органов 11 и 12 третьего яруса имеют ячейку меньших размеров, чем в грохотах рабочих органов 8, 9, 10. Через скошенную часть неподвижной направляющей рабочего органа 12 и лоток 27 отсортированная масса поступает на склад 11, где складируется третья по крупности фракция материала (щебня).

Грохот рабочего органа 13 не имеет люка и масса из подрешетного пространства рабочего органа 12 поступает в надрешетное пространство рабочего органа 13. Грохоты рабочих органов 13 и 14 имеют размер ячеек меньший, чем в рабочих органах 11 и 12. Отсортированная часть массы по удлиненной направляющей рабочего органа 14 из надрешетного пространства идет на склад I, где складируется четвертая по крупности фракция материала (щебня). Все мелкие частицы, прошедшие через ячейки грохотов рабочих органов 13 и 14, подрешетного пространства и удлиненную направляющую рабочего органа 14 поступают на склад, где складируется отсев.

Каждая порция сортируемой массы в процессе работы транспортно-сортирующего устройства проходит рабочие органы последовательно по траектории, показанной на фиг. 7, проходя постепенно уровни (a, b, c, ...).

Выгрузка отсортированной массы может осуществляться через специальный рабочий орган устройства, установленного в любом месте и оборудованный либо удлиненным желобом (неподвижная направляющая) по типу рабочего органа 14, либо смещенным в сторону желобом по типу рабочего органа на фиг. 4.

При последовательном и попеременном перемещении и возвращении в исходное положение первой и третьей секций, а затем второй и четвертой, сортируемая масса перемещается сначала в первом ярусе, затем в первом и втором, потом в первом, втором и третьем и далее через рабочий орган 14 до окончательной выгрузки. При попарном перемещении секций скорость движения будет максимальной. При последовательном перемещении каждой секции в отдельности, начиная с первой, скорость движения будет меньше.

По мере поворотного подъема рабочих органов объем сортирования будет увеличиваться. При максимальном подъеме сортируемая и отсортированная массы под действием сил гравитации перемещается в рабочие органы следующей секции. При каждом поворотном перемещении происходит сортирование массы и одновременно подъем ее на высоту равную четверти расстояния между вертикально расположенными рабочими органами одной секции. Когда осуществляется по одному подъему последовательно всех четырех секций, сортируемая масса перемещается на высоту яруса.

Таким образом, сортирование происходит с одновременным подъемом сортируемой массы на любую необходимую высоту.

При необходимости грохота рабочих органов можно оборудовать вибрационными и другими устройствами для их более эффективной работы.

Применение предлагаемого устройства для транспортирования и разделения твердых материалов позволяет использовать для рассева и сортирования любые твердые материалы. Если масса имеет повышенную влажность, то имеется возможность во время ее транспортирования и разделения (сортирования) произвести ее подсушку путем подачи во внутреннее пространство башни с рабочими органами нагретого воздуха, например из теплогенератора. Если масса (например щебеночная, гравийная, гравийно-песчаная или песчаная) загрязнена иловатыми, глинистыми или другими загрязняющими примесями, то имеется возможность промыть эту массу водой. Через специальные устройства воду под напором можно подвести в рабочие органы, и загрязненная масса по мере перемещения будет промываться. Загрязненная вода может скапливаться в специальных приемниках нижней части башни и удаляться оттуда на отстойники. После отстоя вода снова может быть использована.

Имеется возможность проводить одновременно и промывку и подсушку, для чего в нижние ярусы рабочих органов подается вода и в них проводится промывка, а в рабочие органы верхних ярусов подводится тем или иным способом теплоноситель и они, например, оборудуются закрытым обогревом.

Приводы рабочих органов могут находиться в верхней зоне в закрытых камерах, поэтому можно избежать отрицательного на них воздействия влаги, загрязнений и излишнего теплового воздействия.

Значительно сокращаются площади застройки, т.к. устройство компактно, не требует больших производственных площадей и протяженных коммуникаций.

В едином технологическом потоке сортирование твердых материалов совмещается с их одновременным транспортированием, что позволяет резко сократить, а во многих случаях и полностью исключить протяженные конвейера ленточных транспортеров с их эстакадами и галереями.

Ввиду простоты и максимально-возможной унификации в устройстве практически один тип и конструкция рабочего органа, а в рассматриваемом варианте на все устройство всего восемь гидроцилиндров с одной гидростанцией, можно быстро наладить проектирование, производство и строительство заводов с применением этой технологии, используют возможности блочного монтажа.

Создается полностью автоматизированное производство с безлюдной технологией.

Значительно сокращаются эксплуатационные затраты, т.к. устройство очень компактно, в нем значительно сокращается количество механизмов, приводов и технологических переделов.

Значительно сокращаются материалоемкость и энергопотребление устройства и сопредельного с ним оборудования.

Значительно сокращается стоимость строительства объектов с применением указанной технологии за счет сокращения площади застройки и протяженности коммуникаций, сокращение трудозатрат на его возведение, снижения материалоемкости и энергопотребления других факторов.