Ключевые слова: валковые, грохочение, сепаратор, форма диска
Валковые сепараторы нашли применение в различных областях народного хозяйства (см. схему), благодаря эффективному воздействию на разделяемые смеси. В то же время, практика использования сепараторов показала их недостаточно надежную работу при разделении сыпучих материалов. Так, например, при выделении древесных включений из торфяной залежи происходит заклинивание древесины между рабочими элементами, наматывание растительности на валы и налипание торфа на поверхности дисков и валов. Подобные отрицательные явления наблюдаются на валковых сепараторах при вычесывании камней из пахотного слоя сельхозугодий, уборке и очистке от почвы корнеклубнеплодов, предварительном грохочении углей и антрацитов и т.д. Кроме того, наличие абразивных частиц в сортируемом материале приводит к интенсивному износу дисков и валов.
К настоящему времени разработано большое количество вариантов конструктивного исполнения валковых сепараторов, которые можно классифицировать по следующим признакам:
- в зависимости от расположения валов относительно друг друга на горизонтальные, наклонные и ступенчатые [1];
- по размещению дисков на валах с шахматным расположением и с расстановкой дисков на валах встык, когда при вращении валов каждый диск своим торцом обкатывает торцевую поверхность соседнего диска (возможна комбинированная схема размещения дисков на валу) [2];
- с учетом режимных параметров можно выделить сепараторы с одинаковой частотой вращения валов с дисками и с увеличивающейся (уменьшающейся) по ходу движения разделяемой массы.
Кроме того, форма и конфигурация дисков также многообразна: плоские, объемные (тарельчатые), круглые, эллипсовидные, прямоугольные, зубчатые, многогранные и т.д. При этом диски могут быть изготовлены из металла, пластмассы, резины и т.п. С целью повышения эффективности работы, сепарирующие устройства могут дополнительно снабжаться интенсификаторами, устанавливаемыми над вращающимися дисками, которые, в свою очередь, выполняются в виде: задерживающих щитов, молотков и валов с дисками, подвижных эластичных экранов (фартуков) и т.д. Для определения основных конструктивных параметров сепарирующих устройств с учетом конфигурации дисков и взаимного их расположения на валах, исходя из условий предотвращения заклинивания твердых включений и накручивания волокнистой растительности были разработаны математические зависимости представленные в таблице [3].
Таблица №1. Геометрические параметры дисков
где D — диаметр описанной окружности дисков, мм; d – диаметр вала, мм;
а – промежуток между двумя соседними дисками вала, мм (рабочий
«просвет»); К – коэффициент, характеризующий отношение в/а (в – расстояние от вершины диска до соседнего вала, мм); Кд – геометрический коэффициент равный отношению Dвп/D (Dвп – диаметр вписанной окружности диска, мм); Кп — коэффициент, характеризующий степень перекрытия дисков соседних валов ( Кп = 1…0,7), λ – угол, образованный радиусами описанной и вписанной окружностями диска, b — минимальный зазор между диском и втулкой, tв — толщина эластичной втулки, K1 — вероятностно-статистический коэффициент.
Анализируя представленные материалы, следует заметить, что правильный выбор конструкции сепарирующего устройства и расчет его рациональных параметров на стадии проектирования должны учитывать и такие свойства сепарируемого материала как влажность, абразивность, количественное содержание твердых включений, наличие связной растительности и т.д.
Таким образом, выбор оптимального варианта конструкции сепарирующего устройства не возможен без комплексного учета разнообразных факторов, оказывающих влияние на эффективность процесса разделения. Для достижения поставленной цели необходимо провести систематизацию методических основ проектирования валковых сепараторов с помощью компьютерного моделирования. Это, в свою очередь, позволит автоматизировать процесс создания сепарирующих устройств и повысить надежность их работы.
Список использованных источников
1. А.с. 1217287 СССР, МКИ3 А01 D 33/08. Ротационный сепаратор/Н.И. Чипурко, И.Р.Размыслович, А.П.Кроптов, М.Б.Угланов (СССР).-3с.
2. Пат.2038735 РФ, МКИ3 А01 D 33/08, А 01 В 43/00. Ротационный сепаратор/А.В.Кондратьев, А.Б.Мясников, Л.Н.Самсонов, С.М.Кочканян и др. (РФ).-3с.
3. Пат. № 89430 (РФ), МПК: В 07 В 1/16. Ротационный сепаратор/ А.В.Кондратьев, С.В.Мочалов, С.М.Кочканян, С.П.Смородов, И.С.Вовченко. — Опуб.2009, Бюл.№34.
4. Кондратьев А.В. Создание высокоэффективных валковых сепараторов торфяных машин и оборудования: Дис. … докт. техн. наук. – Тверь, 1998. – 361с.