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

оюз сОВетскиОЦИАЛИСТИЧЕСЕСПУБЛИК 6 27/О 5)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕЙИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ЕТЕНИ К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ВЫПУСКРОВАНИЯ СЫПУЧИВИБРАЦИОННЫЙ ПОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ела СО АН СССРА,Ф.Ревуженко и льство СССР /06, 1976,А И ТРАНСПОРТИ- Х МАТЕРИАЛОВ И ИТАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО(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 б 85 5 10 15 20 25 30 35 40 50 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 вЬпуска 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 напря 4жений, 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 вибровозмущений, 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 сходящихсяканалов. Удлинение вибрационных питателей под завал также не может решить зтупроблему. Связано это с двумя обстоятельствами. 1) падением интенсивности колебаний вибропитателя с удалением отразгрузочного конца и 2) зажимом загрузочного конца в результате образования застойной зоны,Цель изобретения - расширение зонытечения, увеличение полноты извлечения иулучшение условий труда эа счет исключения зависаний,Поставленная цель. достигается тем, чтопри выпуске и транспортировании, сыпучихматериалов из емкостей, заключающихся впринудительном выпуске с вибрационнымнагружением, дополнительно в области существенного стеснения деформаций к сыпучему материалу прикладывают ударныенагрузки, При этом в питателе, содержащемгрузонесущую платформу, с прикрепленным к ней виброприводом, и опорами, грузонесущая платформа выполнена, по: крайней мере, из двух участков: разгрузочного и загрузочного, на первом из которыхзакреплен вибропривод, на втором - дополнительно ударный механизм.Кроме этого, разгрузочный и загрузочный участки грузонесущей платформы соединены подвижно с возможностьюконтактирования между собой.Кроме этого, грузонесущая платформаможет быть выполнена цельной, причем наразгрузочном участке установлен вибропривод, на загрузочном - ударный механизм.Поэтому размещение ударного узла,способного наносить удары на участке питателя, граничащем с областью существенно стесненных деформаций, разделениегрузонесущей платформы, по крайней мерена два участка (на одном из которых установлен вибропривод, на другом - ударныймеханизм) с контактом между собой, что дает возможность наносить удары в областистеснения деформаций, или изготовлениецельной грузонесущей платформы с ударным узлом, размещенным на загрузочномучастке, способным наносить удары в тойже области, обеспечит более глубокое про-.никновение в область стесненного деформироаания. энергии ударных импульсов ипозволит решить вопрос расширения зонытечения, более полного извлечения сыпучего материала (раздробленного полезногоископаемого), ликвидировать зависания и,как следствие, улучшить условия труда.На фиг. 1 изображен питатель с грузонесущей платформой, выполненной из двухучастков: разгрузочного и загрузочного, на первом из которых закреплен вибропривод,на втором - ударный механизм; на фиг, 2 -вариант питателя, в котором разгрузочныеи загрузочные участки соединены подвижно5 с возможностью контактирования между собой; на фиг, 3 - вариант питателя с грузонесущей платформой, выполненной цельной,на разгрузочном участке устайовлен вибропривод, на загрузочном - ударный меха 10 низм.Предлагаемый способ реализован питателем, состоящим из грузонесущей платформы 1 (фиг. 1), которая состоит изразгрузочного участка 2 и загрузочного 3.15 Под разгрузочным участком 2 установленвибропривод 4, а под загрузочным участком3 установлен ударный механизм 5, Груэонесущая платформа 1 может быть выполненайз двух участков; соединенных между собой20 подвижно с возможностью контактирования, например, через шарнирйое соединение б (фиг. 2), при этом ударный механизмвключает в себя закрепленные на участкахплатформы кронштейны с вертикальными25 пазами и ось, расположеНную в последнихс возможностью продольного перемещения, т.е. это шарнирное соединение можетбыть выполнена как единое целое (фиг. 3).Питатель устанавливают, например, в выпу 30 скной дучке 7, однако предлагаемый питатель может быть установлен в любой другойвыработке, в камере, блоке или любой емкости и т.дгде происходит выпуск сыпучегоматериала,35 . Питатель работает следующим образом..При включении вибропривода 4 разгрузочный участок 2 начинает возвратно-поступательно перемещаться в направлении40 действия вынуждающих сил, Одновременновключается .ударный механизм 5, расположенный под загрузочным участком 3, и передает энергию ударных импульсов в зонузначительно стесненных деформаций (в45 прототипе в эту эонупоступают затухающиевибрационные колебания, вследствие чегоформируются застойные зоны и создаетсявозможность для образования зависаний).В предлагаемом техническом решении, в50 результате приложения ударных нагрузок, взоне значительно стесненных деформаций,во-первых, расширяется эойа течения, увеличивается полнота извлечения, исключаются зависанйя и сводообразования и, как55 следствие, улучшаются условия труда.Если разгрузочные и загрузочные участки грузонесущей платформы соединенымежду собой подвижно с возможностьюконтактирования между собой (фиг, 2) илигрузонесущая платформа выполнена какединое 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 усталостномунагружению 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 длинапорядкаСм -соЧастоты воздействия можно считать низкими, если им соответствует характерная длина волны, много больше характерного размера куска транспортируемой массы.Например, при эффективной скорости звукапорядка 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, еслипринять средний размер куска порядка 0,4м, то частота, отвечающая этому размеру,10 должна равняться 500 с 1, Эта величина напорядок превышает наибольшие частоты,характерные для современных машин (3000колебаний в минуту),Таким образом, гармоническое воздей 15 ствие на массив, создаваемое с помощьютрадиционных машин, "не замечает" размеров кусков. Иная картина будет при ударе.Здесь спектр частот значительно шире, ибольшая часть энергии сосредоточена в вы 20 сокочастотной части. Это означает, чтоздесь идет эффективная работа на масштабе самого куска, Последнее приводит к снятию трения и большей подвижностиматериала. Высокие частоты имеют один не 25 достаток. Соответствующие им волны затухают гораздо быстрее, чем длинные,Следовательно, эффективность высоких частот будет сказываться на незначительныхрасстояниях от места воздействия. Однако30 эксперименты показывают, что этого вполне достаточно для решения поставленныхзадач. 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, имеетположительные значения в связи с тем, чтогрансостав среды меняется в широких пре 40 делах. Это означает, что для контакта каждой пары кусков найдется волна, на которуюон откликнется. И второе обстоятельство,При ударном воздействии есть еще однахарактерная частота - частота нанесения45 ударов, Этой частоте соответствуют болеедлинные волны, которые проникают глубже,Таким образом, управляя тремя основнымипараметрами: силой удара, его частотой ичастотой обычного гармонического воздей 50 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, повышаетпроизводительность 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 нргружение 1 ч ударные нагрузки.2. Вибрационный питатель для выпуска и транспортирования сыпучих материалов, содержащий расположенную на опорах грузонесущую платформу с прикрепленным к ней виброприводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения эоны течения,увеличения полноты извлечения. и улучшения условий труда, грузонесущая платформа выполнена по крайней мере из двухучастков разгрузочного и загрузочного, на5 первом из которых закреплен вибропривод,а питатель снабжен расположенным на втором участке ударным механизмом,3, Питатель по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что загрузочный и разгрузочный участки10 грузонесущей платформы соединены междусобой 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 себязакрепленные научастках платформы кронш 15 тейны с вертикальными пазами и ось, расположенную в последних с возможностьюпродольного перемещения,5, Питатель по п.2,о тл ича ющий сятем, что загрузочный и разгрузочный участки20 грузонесущей платформы выполнены кавединое целое,1752685 иг, 3 Составитель Н,Куликоваактор В,Бугренкова Техред М,Моргентал Корректо кач Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 2730Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5