AGH KRAKÓW
INŻYNIERIA ŚRODOWISKA
P. K. LIBIĄŻ
SEMESTR V 2002/2003
KLASYFIKATORY MECHANICZNE . PRZESIEWACZE .
KLASYFIKATORY PRZEPŁYWOWE .
WYKONAŁ :
PAWEŁ WARTALSKI
ROBERT DZIAŁEK
KLASYFIKATORY MECHANICZNE . PRZESIEWACZE . KLASYFIKATORY PRZEPŁYWOWE .
Zadaniem klasyfikacji mechanicznej jest podział materiału surowego lub produktów wzbogacania na określone wymiarami grupy ziaren .Klasyfikację mechaniczną wykonuje się
na przesiewaczach wyposażonych w sita o ustalonym wymiarze otworów .
W zależności od charakteru technologicznego dzieli się na :
- klasyfikację wstępną jeżeli wydzielone grupy ziaren są kierowane do dalszych operacji
przeróbczych ( tzw . klasy ziarnowe )
- sortowanie – jeżeli wydzielone grupy ziarna stanowią gotowy produkt handlowy (sortymenty handlowe )
Przesiewanie prowadzi się na przesiewaczach wyposażonych w jedno lub kilka sit roboczych
Sita w najprostszym wykonaniu są to blachy stalowe z wytłoczonymi otworami o różnym
kształcie .
Przy przesiewaniu na sicie otrzymuje się dwa produkty
- górny
- dolny
Przy przesiewaniu na kilku sitach stosuje różne układy sit , uporządkowane według rozmiarów otworów. Sita mogą być z różnych materiałów i o różnych kształtach np.
dziurkowane z blachy stalowej , sita gumowe ,z tworzyw sztucznych sita szczelinowe warstwowe , harfowe .
Maszyny przeróbcze stosowane do klasyfikacji lub sortowania noszą nazwę przesiewaczy
Główne części przesiewacza to :
- sito- za pomocą którego realizuje się proces
- rzeszoto- element służący do umocowania sita
- zawieszenie –umożliwia wykonywanie przez sito określonych ruchów
- napęd –element powodujący ruch rzeszota z sitem
- rama –wiąże poszczególne elementy przesiewacza w całość, stanowi konstrukcję nośną urządzenia
- obudowa
Przesiewacze można podzielić na :
-proste wyposażone w jedna skrzynię sitowa
-złożone wyposażone w 2 lub więcej skrzyń sitowych ( otrzymuje się kilka produktów
przesiewania )
Ruch materiału po powierzchni sita wywołany może być :
- nachyleniem powierzchni roboczej sita pod kątem większym od kąta tarcia przesiewanego materiału po jego powierzchni
- ruchem elementu stanowiących sito ,mogą to być np. ruchome rusztowiny
w przesiewaczach rusztowych
- ruchem skrzyni sitowej , który wywołany jest urządzeniem napędowym
- ruchem sita roboczego (drganiami )przy nieruchomej skrzyni sitowej )
Ruch skrzyni sitowej przesiewacza może być np. . wahadłowy ,kołowy, wibracyjny .obrotowy i inny
Pod względem rozwiązań konstrukcyjnych przesiewacze dzieli się na :) A ) rusztowe o rusztowinach ruchomych i nieruchomych
B ) płaskie które dzieli się na
- o ruchu wahadłowym
- o ruchu kołowym i kołowo wahadłowym
- wstrząsowe
- rezonansowe
- wibracyjne
C ) bębnowe
D ) taśmowe
E )innych typów
W zależności od zastosowanej konstrukcji i użytego rodzaju napędu stosuje się rożne wzory na warunek uzyskania ruchu postępowego ziarna po powierzchni sita . W każdym wzorze jest jednak zawarty ;
- ¦ współczynnik tarcia ziarna po powierzchni sita
- G masa ziarna
- a kąt nachylenia sita
W najprostszym przesiewaczu wahadłowym siła P działająca na ziarno musi spełniać warunek :
P ³ ¦ · G · cos a - sin a
Liczba obrotów wału napędowego n , gwarantująca ruch materiału po powierzchni sita
jest zależna od
- a ( stopnie )
- j kąt tarcia materiału po powierzchni sita ( ¦ =tg j )
- r promień mimośrodu ( m ) lub promień wykorbienia wału napędowego
Na dokładność i efektywność przesiewania wpływa :
- wymiar i kształt otworów sita
- nachylenie powierzchni roboczej sita do poziomu
- współczynnik prześwitu sita
- prędkość ruchu ziaren po powierzchni roboczej sita
- obciążenia sita przesiewanym materiałem
- wysokość warstwy przesiewanego materiału
- stosunek szerokości roboczej sita do jego długości
- wartość wskaźnika podrzutu
- stopień rozluźnienia warstwy przesiewanego materiału
- skład ziarnowy materiału
- zawartość wilgoci przemijającej w materiale
- domieszka zanieczyszczeń ilastych
Podział materiału na klasy ziarnowe można także przeprowadzić w strudze płynącej cieczy lub gazu .Gdy dobierze się odpowiednią prędkość strugi płynącej cieczy lub gazu wówczas na ziarno wprowadzone do niej będzie działał układ dwóch sił – siła ciężkości ziarna powodująca opadanie ku dołowi oraz siła wynikająca z prędkości płynącej strugi ,która będzie unosić ziarno zgodnie z kierunkiem swojego ruchu .Trzecią siłą jest siła oporu ośrodka a więc cieczy lub gazu .
Aby proces klasyfikacji przebiegał prawidłowo należy kierować nadawę rozsortowaną nie zawierającą ziaren równopadających .Ziarno rozpoczynając opadanie zyskuje końcową prędkość dopiero po pewnym czasie swego ruchu .Prędkość ta nazywa się końcową lub
maksymalną i zależy ona od fizycznych właściwości ziarna , ośrodka i siły wywołującej ruch ziarna Określają ją wzory STOKESA , CHRISTENSENA RITTINGERA BUDRYKA .
Zespół klasyfikatorów może tworzyć jeden z trzech układów ; normalny ,odwrotny, mieszany .
a )
W układzie normalnym kolejne klasyfikatory pojedyncze mają wzrastające wymiary w wyniku czego prędkość strumienia wody stopniowo maleje. W układzie tym otrzymuje się kolejne klasy ziarnowe o malejących wymiarach ziarn granicznych .Produkty klasyfikacji otrzymuje się w wylewie każdego klasyfikatora a kolejne przelewy unoszą produkty przejściowe do następnych klasyfikatorów .
b)
układ odwrotny - klasyfikatory coraz mniejsze wymiary ; rosną prędkości przepływu
wylew –produkty przejściowe ; przelew – gotowe produkty
Nadawę do klasyfikatora podaje się na całej szerokości podajnika A .Strumień wody unoszący materiał przepływa nachylonym strumieniem wzdłuż osi koryta ,zmniejszając stopniowo swoją prędkość w miarę rozszerzania się przekroju przepływu.
W kolejnych przedziałach 1,2,3,4, działa na ziarno coraz mniejsza siła wywołana ruchem strumienia ,umożliwiając opadanie do odbieralników klas ziarnowych o wymiarach od największych do najmniejszych .W przelewie B otrzymuje się wodę unoszącą najdrobniejsze ziarna .
Schemat pracy klasyfikatora korytowego
Przebieg rozdziału materiału jest praktycznie taki sam jak w klasyfikatorach korytowych .
Określenie „mechaniczny „ dotyczy jedynie sposobu odprowadzania z klasyfikatora osadzonych ziaren .Klasyfikatory mechaniczne stosowane są w przygotowaniu kopalin , szczególnie rud ,do wzbogacania flotacyjnego Współpracują wtedy z kruszarkami
rozdrabniającymi na mokro .
Schemat współpracy technologicznej klasyfikatora z kruszarkami bębnowymi Nadawę podaje się do kruszarki 1 . Kruszywo 2 z nadziarnem przepływa do klasyfikatora 3,
z którego odprowadza się z przelewem ziarno o ustalonym uziarnieniu 4 ,a nadziarno 5 wraca
do kruszarki .
Ze względu na sposób odprowadzenia osadzonych ziaren możemy wyróżnić kilka rodzajów klasyfikatorów np.
- grabiowy- gdzie ziarno wygarnują grabie
- zgrzebłowy - ziarno wygarnia łańcuch bez końca
- z przenośnikiem ślimakowym
- czaszowy –połączenie klasyfikatora promiennego ze zgrzebłowym
Służą one do rozdziału na klasy ziarnowe o uziarnieniu nadawy w granicach od 0,2 do 2,0 mm .
Klasyfikator o wznoszącym się strumieniu wody
Do kolumny klasyfikacyjnej 1 doprowadza się przewodem 2 wodę roboczą w takiej ilośći,
Aby prędkośc wznoszenia się jej strumienia była dostosowana do prędkości końcowej opadania ziarn o żądanym w tym procesie ich wymiarze granicznym .
Nadawę do kolumny klasyfikacyjnej podaje się przewodem 3 powyżej miejsca doprowadzania wody roboczej .Drobne ziarna nadawy unoszone wznoszącym się strumieniem wody przepływaja przez przwlew pierścieniowy 4 do koryta pierścieniowego 5 ,
Z którego odprowadzane są na zewnatrz .Ziarna grube opadają na stożkowe dno klasyfikatora i odprowadzane są wylewem 6 .
KLASYFIKATORY STOŻKOWE
Klasyfikatory stożkowe , pracujące na zasadzie opadania swobodnego , służą do podziału
nadawy na dwie klasy ziarnowe ,przy czym bardzo często są stosowane do wydzielania w przelewie ziarn bardzo drobnych (proces odmulania ) .
Nadawę do klasyfikatora podaje się centralną rurą zasilającą 1 ,zabudowaną w geometrycznej
osi klasyfikatora . Woda wypływa z rury centralnej zanurzonej pod zwierciadłem cieczy
wypełniającej klasyfikator i rozpływa się promieniowo w kierunku zewnętrznej krawędzi przelewowej. Prędkość rozpływającego się strumienia bardzo szybko maleje, wskutek zwiększającego się przekroju przepływu .Odpowiednio do malejącej prędkości przepływu ziarna grubsze opadają na dno stożka , skąd są odprowadzane przez zawór 2 .
Ziarna drobne , unoszone strumieniem wody , przepływają przez krawędź przelewową do pierścieniowej rynny 3 ,z której odprowadzane są na zewnątrz klasyfikatora .
Na tej zasadzie działa np. klasyfikator stożkowy ALLENA , czy klasyfikator stożkowy typu LINATTEX .
Przykładem klasyfikatora tego typu jest klasyfikator aerodynamiczny Edisona o poziomym przepływie strumienia powietrza roboczego.
Poziomy strumień powietrza w komorze klasyfikacyjnej 1 wytwarzany jest przez wentylator 2 .Przed komorą klasyfikacyjną są dwie pionowe siatki 3 , których zadaniem jest nadanie spokojnego przepływu w całym przekroju komory klasyfikacyjnej .Nadawę do komory klasyfikacyjnej podaje się ze zbiornika nadawczego 4 dozownikiem skrzydełkowym 5 ,
zabezpieczającym równomierne zasilanie klasyfikatora .Przepływający strumień powietrza , o odpowiednio dobranej prędkości ruchu , nadaje swobodnie spadającym ziarnom
prędkość wypadkową ,zależną od ich wymiaru i działającej na te ziarna siły ciężkości. Dzięki temu ziarna segregują się w szeregu warstwach opadających ku dołowi pod różnymi kątami
opadania . W dolnej części komory klasyfikacyjnej znajdują się zsypy 6 i 7 , do których odbiera się rozdzielone klasy ziarnowe . Najdrobniejsze ziarna pyłu unoszone poziomym strumieniem powietrza odprowadzane są do uławiaczy pyłu .
licha2