 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Специальные смесители для пастообразных материалов
СМЕСИТЕЛИ Общие сведения При производстве металлов исходная шихта состоит из смеси сырых рудных материалов, флюсов, твердого топлива, восстановителя и других составляющих. Смешивание этих дисперсных материалов является одной из важных стадий технологического процесса. При этом от качества перемешивания во многом зависит эффективность всей последующей технологии. Ведь химические реакции в смесях сложного состава протекают тем интенсивнее и полнее, чем равномернее распределены в объеме отдельные составляющие и чем больше поверхность их контакта. Удельный расход исходных материалов и энергии на производство металла во многом зависит от тщательности подготовки шихты - смешивания, увлажнения и окомкования (при необходимости), ее однородности во всех микрообъемах по минералогическому и зерновому составу, а также влажности. Для жидких составов (пульп) по достижении требуемой однородности весьма важно ее сохранить и предотвратить расслаивание смеси, что также осуществляется ихнепрерывным перемешиванием. При производстве окатышей и брикетов связующие материалы шихты (бентонит, сульфитно-спиртовая барда, известь, жидкое стекло, цемент, каменноугольные пек и смола, нефтебитум и др.) и вода должны быть равномерно распределены в объеме смеси и обволакивать рудные частицы. Качество перемешивания дисперсных материалов определяется не столько их физическими свойствами (крупностью, формой частиц, их поверхностными свойствами, влажностью), сколько конструкцией и состоянием машин, посредством которых осуществляют смешивание. Эти машины называют смесителями. По способу перемешивания смесители разделяют на механические, гравитационные и вибрационные. В механических смесителях происходит принудительное перемешиванне материалов рабочими органами, имеющими различные конструкции и характер движения. В гравитационных смесителях смесь поднимается на некоторую высоту и падает. В зависимости от режима работы различают смесители непрерывного и периодического (циклического) действия. По технологическому назначению в зависимости от физического состояния перемешиваемых веществ смесительные машины разделяют на смесители для сухих сыпучих (порошковых и зернистых) материалов с последующим или одновременным увлажнением (при необходимости); для жидких составов; для вязкопластических смесей (перед брикетированием, окомкованием). По виду рабочего органа и конструкции различают смесители лопастные (шнековые), роторные, барабанные, с Z-образными валками, бегуновые, дисковые, бичевые, колонные, комбинированные (например, шнеко-барабанные). По наличию привода различают смесители приводные и бесприводные (например, колонные, представляющие собой вертикальную или наклонную колонну-трубу или прямоугольную воронку с закрепленными лотками-лопастями, просыпаясь сквозь которые, сыпучая шихта перемешивается). По наличию собственного корпуса (емкости), в котором исходный состав перемешивается, различают смесители корпусные и бескорпусные (например, роторные смесители, устанавливаемые в любом месте ленточного конвейера, лента которого служит рабочей площадкой для смешивания). Окомкование (получение комков из смешанной шихты) достигается в значительной степени на аналогичных агрегатах (широко распространенных барабанных), часто даже в две последовательные стадии в одном агрегате (барабане); поэтому окомкователи рассмотрены в одной главе со смесителями. Винтовые смесители Винтовые смесители применяют для смешивания сухих, измельченных материалов. По исполнению различают следующие винты: полноценный (со сплошной винтовой поверхностью), ленточный (с цельной полоской-лентой, представляющей собой часть винтовой поверхности), лопастной (с прерывистой винтовой поверхностью в виде отдельных лопастей). Лопастной винт наиболее эффективен при смешивании материалов, склонных к налипанию Лопастные смесители
Наиболее распространенными видами смесителей агломерационной шихты являются лопастные. В зависимости от числа установленных лопастных валов лопастные смесители разделяют на одновальные и двувальные. Двувальные лопастные смесители делят на прямоточные и противоточные. В прямоточных конструкциях подача материала лопастями происходит в одну сторону, в противоточных - оба вала подают смешиваемый материал в разные стороны. Отличие от прямоточного смесителя состоит в том, что лопатки закреплены на валах таким образом, чтобы один вал (быстроходный) подавал материал к разгрузочному отверстию, а другой - в обратную сторону. Двухвальный лопастной смеситель показан на (рис. 1.) В корыте 8 установлены два вала 4, вращающиеся в противоположные стороны. Один из них получает вращение от электродвигателя через редуктор, а другой - от зубчатой передачи 5. Лопасти 9, расположенные в разбежку под углом 15-25° к вертикальной оси, образуют по длине вала винтовую линию (спираль). В торцовых стенках корыта помещены лабиринтные уплотнения 6, предотвращающие пылевыделение из корыта. Перемешанный материал разгружается через отверстие 7. Подшипники 11 находятся снаружи корыта, на его торцовых стенках. Промежуточный подшипник в зоне перемешивания материала стараются не устанавливать из-за невозможности защитить его от быстрого износа абразивным материалом. Для предотвращения пылевыделения корыто перекрывают плотной жесткой крышкой; внутренняя поверхность футеруется стальным листом. Валы изготовляют из углеродистой стали круглого и квадратного сечений, В длинных смесителях применяют стальные трубы. Лопасти делают цельными и составными. Литые лопасти (рис. 1, в) 14 закреплены на трубчатом валу 12 болтом и гайкой. В зависимости от абразивности смешиваемого материала лопасти изготовляют из серого и хромистого чугунов, углеродистой или хромистой стали. Во всех случаях для повышения износостойкости лопастей применяют наплавку твердыми сплавами.
Производительность смесителя зависит от физических свойств перемешиваемого материала, его зернового состава и однородности. Качество перемешивания в шнековом смесителе изменяется обратно пропорционально его производительности. Для тщательного перемешивания понижают скорость прохождения материала через смеситель, не снижая числа оборотов лопастных валов. Барабанные смесители Барабанный смеситель (рис. 2, 3) состоит из цилиндрического барабана 7, свободно опирающегося двумя стальными бандажами 6 на опорные ролики 14. Ролики с подшипниками расположены на стальной сварной раме 12. На этой же раме по обеим сторонам бандажа закрепляют два упорных ролика 13, которыми барабан удерживается от сползания с опорных роликов. Вращение барабану передается от электродвигателя, через редуктор и открытую зубчатую передачу, венец 5 которой закреплен непосредственно на барабане или прикреплен болтами к бандажу 6. Бандажи закрепляют на барабане также болтами. Барабан сваривают из обычной углеродистой стали марки Ст3, опорные ролики отливают из стали 25Л, 45Л. Для изготовления бандажей используют стали марок 20ХГСЛ или 30ГСЛ, чтобы повысить их срок службы. Бандажи коробчатого сечения отливают из углеродистой стали 50Л. Опорные ролики изготавливают на 25-40 мм. больше ширины бандажей. В слегка наклонный (под углом 2-5°) барабан материал подается по загрузочной воронке 4. Под воздействием сил трения, возникающих между материалом и барабаном, а также внутри самого материала, последний поднимают внутри вращающегося барабана на определенную высоту. Падая, он перемешивается. По трубе 8 через отверстия (насадки) в барабан поступает вода, которая разбрызгивается и, увлажняя шихту, повышает ее однородность. Готовый продукт выходит из барабана через разгрузочную камеру 10.
Рис. 2. Барабанный смеситель со шнеком
Для улучшения качества смешения сухой шихты иногда внутри барабана устанавливают прерывистый лопастный шнек 9 или закрепляют на барабане лифтеры. В рассматриваемой конструкции смесителя шнек приводится в движение от общего привода машины, состоящего из электродвигателя 1, редуктора 2 промежуточного вала 3 и подшипников 11. Барабан и шнек должны вращаться в разные стороны, навстречу друг другу. При дальнейшем увеличении числа оборотов материал под действием центробежной силы будет прижиматься к стенке барабана и вращаться вместе с нею. При малом числе оборотов материал перекатывается внутри барабана, вследствие чего создается так называемый каскадный режим работы. Вибрации особенно опасны в смесительных установках агломерационного производства, расположенных обычно на 35-45 м выше уровня земли. В несущих конструкциях здания могут появиться недопустимые повреждения. Поэтому прибегают к различным средствам, понижающим влияние вибраций. Применяют предварительно напряженные резино-металлические амортизаторы, которые устанавливают между барабаном и бандажами, в соединениях зубчатого венца и между основной опорной рамой смесителя и дополнительной, установленной в некоторых конструкциях смесителей. Упругие компенсирующие соединительные муфты с предварительно напряженными амортизаторами находятся в приводе смесителя. Введение в конструкцию перечисленных элементов значительно усложняет и удорожает машину и ее эксплуатацию.
Рис.3. Схема барабанного смесителя с фрикционным приводом: а - вид сбоку; б - вид с торца; 1 - барабан; 2 - ведущий ролик; 3 - зубчатая муфта; 4 - подшипник; 5 - упругая муфта; 6 - редуктор; 7 - двигатель;8 - рама; 9 – упорный ролик; 10 - поддерживающий ролик; 11 - ребра жесткости Замечательные свойства резины - поглощение энергии вибраций вследствие высокого коэффициента внутреннего трения и хорошее сцепление с металлическими поверхностями - рационально, экономично использованы в конструкции барабанного смесителя (рис. 8.3). Вместо стальных опорных роликов здесь применены ролики, облицованные резиной, что позволило заменить жесткий зубчатый привод фрикционным. Ролики диаметром 1000 мм установлены на раме 8, как обычно, под углом 30° к вертикальной оси. С одной стороны барабана расположено восемь ведущих роликов 2, с другой стороны - шесть поддерживающих (тоже гуммированных) роликов 10. Оси роликов установлены в подшипниках качения. От электродвигателя 7 мощностью 132 кВт через редуктор 6, упругую муфту 5 и зубчатую 3 и приводят во вращение барабан 1 смесителя (n=6 об/мин). Продольное усилие, возникающее при движении барабана, воспринимается упорным роликом 9. Кроме веса шихты и собственного веса барабан смесителя воспринимает усилие сцепления (тяговое усилие) фрикционной передачи. При отсутствии бандажей вся нагрузка передается непосредственно на стенку барабана, толщина которой в рассматриваемом смесителе составляет 25 мм. Для обеспечения необходимой жесткости сечение барабана усилено шестью ребрами жесткости 11 Производительность барабанного смесителя регулируют изменением степени наполнения барабана материалом и скорости вращения барабана. При этом учитывают, что увеличение заполнения барабана вызывает соответствующее ухудшение качества смешения и наоборот: с уменьшением загрузки качество смешения повышается. Основное достоинство смесителей барабанного типа заключено в возможности получения большой производительности. Это очень важно для современных крупных предприятий. Конструкция смесителя весьма проста и надежна в эксплуатации; она допускает регулирование качества смешения в значительных пределах. К недостаткам конструкции относятся большие габаритные размеры и масса; возникновение чрезмерных вибраций при работе привода со стальными роликами и бандажами. Современные барабанные смесители оснащены чаще всего фрикционным приводом. При работе на абразивных материалах внутреннюю поверхность барабана футеруют, а при смешении вязких липких материалов периодически очищают специальными скребками. Скребки, установленные в барабане, либо неподвижны, либо имеют возвратно-поступательное движение вдоль оси барабана, получаемое от кривошипно-шатунного механизма. Остающийся при этом слой материала служит гарнисажем, защищающим стенку барабана от истирания. Роторные смесители Эти машины относятся к группе бескорпусных смесителей. Принцип действия их состоит во встречном вращении двух (или больше) быстроходных роторов с рабочими органами (дисками, лопастями), бросающими струи сыпучего материала, смешивающиеся при взаимном пересечении и соударении. Смесители устанавливают непосредственно в транспортном потоке шихты: на конвейере, в перегрузочной воронке. Роторный смеситель УЗТМ модели СР-400-1200 (рис. 4, а), расположен над конвейерной лентой, которая служит подвижной площадкой для смешивания. Один (или два) первых ротора по ходу ленты дисковые, они разравнивают слой шихты на ленте и частично смешивают ее. Последующие роторы имеют 12 шевронных лопастей, перемещающих материал от краев к середине ленты. В зоне действия лопастных роторов составляющие шихты интенсивносмешиваются одновременно по высоте и ширине ленты. Благодаря установке прямых (вместо желобчатых) опорных роликов, ленте придается плоская форма. Лопасти ротора подхватывают слои материала, выбрасывают его вверх, где он встречается с материалом, выброшенным последующим ротором. Важным моментом является поддержание оптимального зазора между лентой и лопастями в пределах 5-9 мм при высоте слоя шихты 40-80 мм. Два соседние ротора связаны между собой клиноременной передачей с равным диаметром шкивов. Второй из этой пары ротор приводится электродвигателем через клиноременную передачу с передаточным числом 2. Два ротора иодин двигатель объединены в унифицированную секцию; число секции можно менять. Пространство смешивания закрыто кожухом с внутренней резиновой или пластмассовой футеровкой. Диски и лопасти (рабочие кромки) армированы твердым сплавом. Ролики установлены на пружинных опорах для пропуска случайных металлических предметов. Преимущества роторных смесителей - высокая производительность, малая металлоемкость и энергоемкость. Недостатки - невысокое качество смешивания, пониженная надежность, ускорение изнашивания конвейерной ленты. Показанный на рис. 4,бсмеситель устанавливают в перегрузочном узле конвейерного тракта. На поверхности роторов в шахматном порядке размещены невысокие лопатки. Поток шихты до поступления в смеситель делится на два вертикальных потока, подаваемых через два загрузочных отверстия на верхнюю часть роторов. Линейная скорость лопаток превышает скорость падения потока.
Благодаря действию центробежной силы и изготовлению лопаток из коррозионно-стойких сталей шихта не прилипает к лопаткам, что позволяет смешивать влажную шихту. Производительность 1200 т/ч, мощность привода 55х2 кВт, масса 3 т
Рис. 4. Роторный смеситель: 1 – конвейерная лента; 2 – выравниватель; 3 – входная секция; 4 – дисковый ротор; 5 – лопастной ротор; 6 – каркас; 7 – электродвигатель; 8 – средняя секция; 9 – кожух; 10 – ручная смазочная станция; 11- выходная секция; 12 – клиноременный шкив; 13 – пружинная опора; 14 – цилиндрическая роликоопора ленты; 15 – лопатка. Специальные смесители для пастообразных материалов В некоторых производствах цветной металлургии необходимо смешивать вязкопластичные пастообразные материалы, например, шихту для брикетирования и последующего коксования брикетов титаншлака. Для этой цели применяют специальные смесители периодического и непрерывного действия. Устройство одного из наиболее крупных смесителей приведено на (рис. 8.5.) типа СМБ-2000ПН и Анод-4 имеют рабочий объем 2 м3 при геометрическом объеме 3 м3. Они отличаются от обычных смесителей наличием рубашки, обогреваемой паром или горячей водой, необходимой для подогрева перемешиваемой шихты. Рабочими органами служат два Z-образных ротора, вращающихся в противоположные стороны с различной угловой скоростью. Профиль корпуса и форма рабочих поверхностей роторов обеспечивают интенсивное перемешивание всей загруженной порции шихты. Роторы приводятся в движение от разных валов одного редуктора так, что передний вращается в 1,6-1,7 раза быстрее заднего. Так, например, у смесителя СМБ-2000 ПН частота вращения переднего ротора об/мин, заднего 12,9 об/мин; у смесителя Анод-4 частота вращения переднего и заднего роторов соответственно 19 и 12 об/мин. Готовую смесь разгружают через нижние люки с механическим или гидравлическим приводом
Рис. 5. Смеситель периодического действия типа СМБ-2000ПН для пастообразных материалов; 1 - верхняя крышка; 2 - боковая крышка; 3 - корпус: 4- ротор; 5 – подшипник; 6 - электродвигатель механизма открывания люков: 7 - редукторный механизм открывания люков; 8 - разгрузочные люки; 9 - главный редуктор; 10 - главный электродвигатель.
|
