Wybrane zagadnienia pracy przesiewaczy wibracyjnych

MASZYNY I URZĄDZENIA
dr inż. Tomasz Gawenda
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
Wybrane zagadnienia pracy
przesiewaczy wibracyjnych
z sitami dla surowców trudno przesiewalnych
sit lub rusztów. Jest to więc klaKluczowe pozycje literatury porzesiewanie surowców misyfikacja mechaniczna materiału
święcone branży przeróbki surowneralnych stwarza w waziarnistego. Przesiewanie może
ców mineralnych (1-3, 9, 10) ukarunkach przemysłowych
mieć charakter operacji głównej
zują wiele aspektów problematyki
dużo problemów, zwłaszcza
lub pomocniczej. W zakładach
przesiewania surowców mineraljeśli materiał jest trudno przeprzeróbczych stosuje się przenych. Proces technologiczny klasysiewalny, a proces ograniczony
siewanie urobku skalnego kierofikacji mechanicznej w przesiewaróżnymi czynnikami, np. brakiem
wanego z kopalni (wstępne odczach uzależniony jest od trzech
użycia
wody
czy
nieodpowiedsiewanie), przesiewanie grubych
podstawowych charakterystycznio dobranym sitem. W artykule
produktów kruszenia i przesienych czynników, tj. od:
omówiono wybrane zagadnienia
wanie materiałów drobno uziar– parametrów technicznych przepracy przesiewaczy wibracyjnych
nionych uzyskanych w procesie
siewacza,
z różnymi sitami.
mielenia. Przesiewacze są też sto– właściwości fizykomechaniczsowane do procesów wzbogacanych przesiewanych surowców,
nia, płukania, odwadniania (8).
– sposobu prowadzenia procesu przesiewania.
Do pierwszej grupy można zaliczyć między innymi: W przesiewaczach o pokładzie płaskim sito stanowielkość pokładu sita, kąt nachylenia sita, rodzaj, wi jedną płaszczyznę nachyloną do poziomu pod
kształt i wielkość otworów sitowych, parametry dy- kątem D = 15-20°, na ogół 17-18°. Całe sito nachynamiczne przesiewacza. Do drugiej grupy należą: lone jest jednakowo. W połowie ubiegłego wieku
wilgotność nadawy, wielkość uziarnienia i udział konstruktorzy niemieccy zaproponowali zastosowaziaren drobnych, zawartość zanieczyszczeń (domie- nie tzw. pokładu łamanego (bananowego), którego
szek ilastych), wilgotność. Do grupy trzeciej należą: sita składały się z 3 segmentów (rzadziej dwóch).
przesiewanie na sucho i mokro, czas przesiewania, Pierwsza część sita była nachylona pod kątem D1 =
grubość warstwy materiału, wydajność, układy nad- 30°, druga D2 = 15°, a trzecia D3 = 10-6° do poziosobne, posobne lub mieszane sit itp. Wymienione mu. Celem zastosowania takiego zróżnicowanego
czynniki wpływają na siebie, wzajemnie decydując pokładu była intensyfikacja procesu przesiewania.
o jakości oraz wydajności procesu przesiewania, dla- Na pierwszym odcinku osiągano znaczne prędkotego istotne jest, aby przy projektowaniu, doborze ści warstwy materiału na sicie (ok. 1 m/s). Sprzyjało
lub modernizacji układu technologicznego przesie- to szybkiemu rozpędzaniu ruchu warstwy po sicie.
wania poznać i rozważyć wszystkie czynniki mają- Na drugim, środkowym, odcinku sita występował
ce związek z przesiewaniem. Należy także brać pod właściwy odsiew klasy dolnej, a na trzecim odcinku
uwagę proces rozdrabniania, jeśli występuje wspól- pokładu sitowego następowało hamowanie ruchu
nie, gdyż od niego zależeć będą wydajność i jakość warstwy na sicie i jej dosiewanie (10).
produktów kierowanych do procesu przesiewania Jednak uważna obserwacja pracy tych przesiewa(udział ziaren drobnych, kształt ziaren) (4-6).
czy prowadzi do wniosku, iż na pierwszym odcinku pokładu sitowego (D1) następuje bardzo szybki
przebieg ruchu warstwy po sicie (2-3 m/s), w czasie
Przesiewacze wibracyjne
z sitami płaskimi i łamanymi
którego niewiele zdoła się odsiać. Na środkowym odZadaniem przesiewaczy jest rozdział masy ziaren cinku sita (D2) zachodzi prawidłowy proces przesiena zbiory ziaren o określonej wielkości przy użyciu wania, ale odcinek ten stanowi 1⁄3 całej długości sita
P
38
przesiewacza. Na trzecim odcinku sita (D3) zachodzi
gromadzenie się materiału przesiewanego na sicie
i wzrost grubości warstwy. Znajdują się tam ziarna grube i pewna niewielka ilość ziaren drobnych.
Warstwa posuwa się ruchem tłokowym i ponieważ
nie ma tam podrzutu materiału na sicie, to bardzo
niewiele ziaren drobnych przechodzi przez otwory
sitowe. Ten czynnik jest niewykorzystany, ponieważ
nie ma tam praktycznie przesiewania.
Na rys. 1 pokazano schematycznie przesiewacze
stosowane w przemyśle wydobywczym. Na rys. 2 pokazano różne warianty konstrukcyjne przesiewaczy
wibracyjnych o płaskim ukształtowaniu sit i dwuwałowym dwuosiowym napędzie rotacyjnym. Zaznaczono charakterystyczne tory sit.
Rys. 1. Przykłady typów przesiewaczy stosowanych
w przemyśle wydobywczym (10)
Rys. 2. Warianty konstrukcyjne
przesiewaczy z dwoma wałami
napędowymi (10)
Parametry pracy przesiewacza
Rys. 3. Materiał ziarnisty na sicie (10)
Rys. 4. Warstwa materiału na sicie oraz trajektorie ruchu rzeszota (10)
Rys. 5. Sito napinane gumowe produkcji Kueper
fot. T. Gawenda
Jednym z ważniejszych parametrów pracy przesiewacza jest prędkość materiału na sicie. Od wielkości
prędkości materiału na sicie zależą wydajność przesiewania oraz grubość warstwy materiału na sicie,
czyli parametry decydujące o efektach przesiewania.
Prędkość ta ma wpływ przede wszystkim na sprawność przesiewania. Wpływają na nią parametry dynamiczne przesiewacza (amplituda i częstość drgań)
oraz parametry konstrukcyjne (kąt podrzutu ziarna,
kąt nachylenia sita) (9,10).
W przesiewaczach wibracyjnych ruch ziarna
po sicie wywołany jest siłami bezwładności, które są skutkiem okresowego ruchu rzeszota. Transport materiału po powierzchni sita uzyskuje się
w tym przypadku za pomocą wibratorów wywołujących drgania harmoniczne, skierowane pod kątem
do powierzchni sita. W literaturze często używa się
określenia „wskaźnik dynamiczny” (u0), który jest
stosunkiem maksymalnego przyspieszenia sita
do przyspieszenia ziemskiego. Wskaźnik ten informuje nas zarazem o wartościach obciążeń konstrukcji przesiewacza siłami bezwładności. Często
operuje się wskaźnikiem posuwu (u1) i wskaźnikiem
podrzutu (u2), który jest stosunkiem składowej normalnej maksymalnego przyspieszenia sita do składowej normalnej przyspieszenia ziemskiego.
Decydujący wpływ na skuteczność przesiewania,
prędkość transportową oraz zatykanie i zalepianie
się sit ma wskaźnik podrzutu. Stąd też właściwy
dobór tego wskaźnika ma szczególne znaczenie.
Wielkość wskaźnika podrzutu jest przyjmowana
na podstawie zaleceń empirycznych opracowanych
w wyniku wieloletniego doświadczenia różnych firm
produkujących maszyny przesiewające.
Przez długi czas wskaźniki podrzutu stosowano w granicach u2=1,3-2,8, uznając wartość u2 = 2,8 za bardzo
dużą i uzasadnioną tylko w przypadku przesiewania materiału łatwo zalepiającego otwory sit. Niskie
39
Rys. 6. Pokład sitowy z blachy perforowanej zaklejony kruszywem drobnym i wilgotnym
MASZYNY I URZĄDZENIA
WYMIAR SITA
[mm]
ZALECANA AMPLITUDA
DRGAŃ [mm]
<3
3-50
50-125
1,5-6
8
10
OBROTY WAŁU
NAPĘDOWEGO
[obr./min]
1000-1750
900-1000
800-900
KIERUNEK OBROTU NA-
ZALECANY KĄT NACHYLENIA SITA [°]
PĘDOWEGO W STOSUNKU
22,5-30,0
18,0-20,0
18,0-20,0
przeciwny
zgodny
zgodny
DO RUCHU MATERIAŁU
WSKAŹNIK DYNAMICZNY
PRZESIEWACZA
5,1-6,7
7,2-8,9
7,1-9,0
Tab. 1. Parametry pracy przesiewaczy o ruchu kołowym (1)
40
wartości wskaźnika podrzutu u2 < 3,3 stosowane były
w latach 80. ubiegłego wieku w Polsce i było to przyczyną otrzymania w wielu przypadkach bardzo niskiej sprawności przesiewania, rzędu 50 do 80%.
Już w roku 1966 W. Kluge podał następujące ogólne
wskazówki doboru wskaźnika podrzutu w przedziale od l do 6 (1):
– u2 < 1,5 – wskaźnik podrzutu za mały, by wystąpił
widoczny podrzut, materiał praktycznie porusza
się po powierzchni sita, ślizgając się po niej,
– u2 = 1,6-1,8 – delikatne przesiewanie łatwo przesiewalnych materiałów (np. końcowa klasyfikacja
węgla),
– u2 = 2,1-2,3 – delikatne przesiewanie trudno przesiewalnych materiałów (np. klasyfikacja koksu),
– u2 = 3,0-3,2 – ostre przesiewanie trudno przesiewalnych materiałów z dużą wydajnością (np. klasyfikacja wstępna węgla, klasyfikacja rud i żwiru),
– u2 = 3,5-4,5 – nie należy stosować ze względu na złe
warunki przesiewania,
– u2 = 5,0-6,0 – należy stosować przy szczególnie
trudno przesiewalnym materiale (np. w górnictwie
skalnym).
Rok później J. Wessel podał, że w praktyce stosuje się wskaźniki podrzutu dochodzące do ośmiu
w przypadkach trudno przesiewalnych materiałów,
by nie dopuścić do zatykania się sit. W późniejszych
publikacjach spotyka się jeszcze większe wskaźniki podrzutu. W celu uzyskania dużych wydajności
i dobrej skuteczności w przesiewaczach rezonansowych stosuje się wskaźnik dynamiczny u0 = 10,
co po uwzględnieniu odpowiednich kątów daje wartość wskaźnika podrzutu u2 ok. 9.
W krajach zachodnich już od dawna stosowało się
w przesiewaczach o drganiach kołowych wskaźnik
dynamiczny u0 = 5,1-9,0 (tab. 1). Po uwzględnieniu
kąta nachylenia sit otrzymuje się wskaźniki podrzutu u2 = 5,6-9,4.
Jak widać z przedstawionych danych, istnieje ogólna
tendencja do stosowania coraz to wyższych wskaźników podrzutu. Wysokie i bardzo wysokie wskaźniki
podrzutu są potrzebne tylko w przypadku materiałów trudno przesiewalnych, a więc materiałów wilgotnych i łatwo przylepiających się do pokładu sitowego (np. kruszyw mineralnych zanieczyszczonych
gliną). Przy bardzo trudno przesiewalnym materiale
w przesiewaczach wibracyjnych zaleca się stosować
wskaźnik podrzutu u2 | 7÷10.
Efektywność przesiewania, która zależy przede
wszystkim od wskaźnika podrzutu, jest również
uzależniona od tego, w jaki sposób został on osiągnięty – dużą amplitudą i niską częstotliwością czy
na odwrót. W wypadku przesiewania materiałów
drobnoziarnistych korzystniej jest stosować mniejsze amplitudy drgań, a większe częstości. W przypadku odsiewania materiałów drobnoziarnistych,
wilgotnych lub mających zdolność do sklejania się
należy stosować tzw. przesiewanie cienkowarstwowe. Pokład sitowy jest wówczas nachylony pod kątem w granicach 18÷27° dla przesiewaczy z drganiami prostoliniowymi (8-10).
Tradycyjne rozwiązania konstrukcyjne przesiewaczy
nie zawsze zezwalają na uzyskanie wysokich wskaźników dynamicznych przesiewacza ze względów wytrzymałościowych, dlatego też poszukuje się nowych
rozwiązań konstrukcyjnych. Przykładem mogą być
przesiewacze z pokładami prętowymi oraz z bezpośrednim wzbudzaniem sit, w których uzyskuje się
wskaźniki dynamiczne u0 > 10. Innym przykładem
mogą być przesiewacze z falującymi pokładami, w których uzyskuje się przyspieszenie około (10-25)g. Rozpatruje się także możliwość zastosowania w tych
przesiewaczach wartości wskaźnika dynamicznego
dochodzące do 50g, a nawet powyżej tej wartości.
Innym kryterium doboru wskaźnika podrzutu może
być uzyskanie takich warunków, przy których wyrzucane są ziarna graniczne blokujące otwory sita.
Szczególnie trudne do wyrzucenia z otworów są ziarna o kształcie klinowym. Ich obecność w nadawie
wymaga stosowania dużo wyższych wskaźników
podrzutu niż w przypadku ziaren okrągłych.
Z uwagi na kryterium niezakleszczania otworów konieczne jest nieraz podwojenie wskaźnika podrzutu.
Stosowanie bowiem niskich wartości tego wskaźnika
przy suchych, ale łatwo klinujących się materiałach,
daje co prawda najlepsze efekty, ale krótkotrwałe,
z uwagi na zmniejszanie się liczby czynnych otworów wskutek zaklinowania ich przez materiał.
Ogólne wytyczne dotyczące wskaźnika podrzutu
przy przesiewaniu na sucho można byłoby sformułować następująco:
– u2 = 2,0-3,3 – stosować do klasyfikacji łatwo odsiewalnych materiałów nie wykazujących tendencji
do zakleszczania otworów sit,
– u2 = 4,5-6,5 – stosować przy przesiewaniu materiału o średnim stopniu trudności przesiewania
Rys. 8. Sito druciane harfowe po procesie
przesiewania
fot. T. Gawenda
Rys. 7. Segment sita poliuretanowego
fot. T. Gawenda
fot. T. Gawenda
(materiał o niedużym zawilgoceniu i średnich
własnościach przyczepiania do pokładu sitowego
oraz niedużych skłonnościach do zaklinowywania
otworów sita),
– u2 = 7,0-10,0 – stosować przy bardzo trudno przesiewalnym materiale, zawierającym dużo wilgoci
i mającym duże właściwości przyczepiania się
do pokładu sitowego oraz łatwo klinującym otwory sita.
Nadawa kierowana na sito pokazane na rys. 3 zawiera (w przybliżeniu) klasę dolną, zaznaczoną jako
ziarna małe, i klasę górną, zaznaczoną jako ziarna
duże. W rezultacie ruchu warstwy wzdłuż sita z prędkością liniową un uzyskujemy odsiew KD. Z sita spada
cała klasa górna KG oraz pewna ilość klasy dolnej KD,
która nie zdołała się odsiać. Ona właśnie decyduje
o skuteczności przesiewania.
Aby wykonać proces przesiewania grubowarstwowego (rys. 4), należy zastosować ruch drgający sita, przy
czym istotny jest kształt toru sita w ruchu drgającym.
Na rys. 4 pokazano warstwę materiału nadawanego
na sito z wydajnością Q, która tworzy na sicie warstwę o grubości początkowej HP i końcowej HK. Cały
proces przebiega na odpowiedniej długości sita Lopt,
zwanej optymalną lub wymaganą do uzyskania założonego odsiewu.
Obok warstwy pokazano różne tory sit, przy czym
tory a-f są to tory płaskie wykonywane w płaszczyźnie Pi (Õ), zwanej płaszczyzną główną przesiewacza. Tory g-j są torami przestrzennymi, które mogą
być wykonywane w przesiewaczach z napędem
złożonym.
Znane maszyny przesiewające mają zapewnioną sztywność rzeszota tylko w dwóch kierunkach
(osiach) tworzących płaszczyznę główną maszyny.
Tak więc rzeszoto przesiewacza o ruchu przestrzennym musi mieć również w kierunku osi x wysoką
sztywność. Jest to uwarunkowane przestrzennym
działaniem układu napędowego. A układ ten składa się z co najmniej trzech wibratorów rotacyjnych,
tzn. wałów niewyważonych.
Drgania o torach przestrzennych stosowane są tylko
w klasyfikacji materiałów drobno uziarnionych. Przy
przesiewaniu materiałów gruboziarnistych rzeszoto
przesiewacza wykonuje drgania w jednej płaszczyźnie, zwanej płaszczyzną główną przesiewacza Pi (Õ).
Mogą to być drgania prostoliniowe, kołowe lub eliptyczne (owalne). Kształt torów drgań może być jednakowy lub zmienny wzdłuż rzeszota przesiewacza.
W latach 80. ubiegłego wieku popularne były w Polsce przesiewacze, w których rzeszota wykonywały
drgania w kształcie elipsy. Drgania eliptyczne, będące kombinacją drgań kołowych i prostoliniowych,
umożliwiały nie tylko wpływ na podstawowe parametry procesu przesiewania, jakimi są wydajność,
Rys. 9. Fragment sita koralowego
Rys. 10. Fragment sita z koralami o różnych kształtach z pojedynczych elementów (lewa
część sita) i złożonych elementów (prawa część sita) (7). Objaśnienia: 1 – korale, 2 – cięgno,
3 – rama sita, 4 – otwór sita, 5 – mostek wzmacniający sito
41
Rys. 11. Sito schodkowe jednostronne (10)
MASZYNY I URZĄDZENIA
RODZAJ SITA, ROZMIAR OCZKA [mm]
PRZEŚWIT
WYMIARY POKŁADU [m]
KĄT NACHYLENIA POKŁADÓW
[°]
blaszane 85 x 18
plecione 60 x 18
plecione 45 x 18
0,25
0,65
0,65
2,6 x 7,5
jednopokładowe
35/25/10
perforowane 25 x 45
zgrzewane 18 x 54
0,60
0,70
2,2 x 6,5
dwupokładowe
15
2,6 x 8,5
jednopokładowe
36/24/12
2,6 x 8,5
jednopokładowe
20/10
2,6 x 8,0
jednopokładowe
18
poliuretanowe lub gumowe
18 x 50
21 x 21
poliuretanowe lub gumowe
18 x 50
21 x 21
poliuretanowe 20 x 50
0,30
0,31
0,30
0,31
0,45
Tab. 2. Porównanie wybranych parametrów technicznych sit oferowanych dla przesiewacza wibracyjnego
skuteczność czy zdolność usuwania ziaren trudnych,
ale pozwalały na poziome położenie rzeszota, co obniżało wysokość zabudowy przesiewacza. Możliwe
jest uzyskiwanie torów eliptycznych o różnym kącie
pochylenia osi głównej elipsy i o różnej szerokości
elipsy. Istotny jest także zwrot ruchu eliptycznego,
podobnie zresztą jak i zwrot przy ruchu kołowym
przesiewacza. Zmienny kształt torów drgań uzyskuje
się dzięki różnemu umieszczeniu wibratora względem środka ciężkości układu drgającego, jak i dzięki
różnej budowie wibratora (wibratory jednowałowe,
dwuwałowe, trójwałowe, o jednakowych lub różnych
masach). Dzięki zastosowaniu drgań eliptycznych
o zmiennym kształcie elipsy wzdłuż rzeszota uzyskiwano niejednostajny przepływ materiału wzdłuż
pokładu sitowego, charakterystyczny dla przesiewaczy „bananowych”. W obecnie budowanych przesiewaczach dominują rozwiązania, w których rzeszota
wykonują drgania prostoliniowe lub kołowe (10).
Wybór sit
do surowców trudno przesiewalnych
42
W przeróbce surowców skalnych, podobnie jak w innych gałęziach przeróbki surowców mineralnych,
znajduje zastosowanie wiele rodzajów sit. Powierzchnie sitowe najogólniej pod względem struktury możemy podzielić na kratowe (np. sita plecione), lite
(np. sita blaszane perforowane) i rusztowe (1, 8).
Zagadnienia dotyczące powierzchni czynnej i biernej sita (wielkości otworów sita, wielkości mostków,
wzajemnego ich rozmieszczenia) charakteryzuje
współczynnik prześwitu sita, który określany jest
jako stosunek powierzchni czynnej sita (łącznej
powierzchni otworów sita) i całkowitej powierzchni
pokładu sitowego. Jest to jeden z najważniejszych
wskaźników charakteryzujących przydatność technologiczną sita i umożliwiający porównanie ze sobą
różnych rodzajów sit. W tab. 2 zestawiono przykładowo różne rodzaje sit oferowanych dla przesiewacza
wibracyjnego pracującego przy ziarnie podziałowym
ok. 18 mm oraz wartości współczynnika prześwitu.
Jak łatwo można zauważyć, największym współczynnikiem prześwitu charakteryzuje się sito wykonane
z drutów zgrzewanych (0,7), a najmniejszym – sito
blaszane z otworami przebijanymi (0,25).
Oceniając sito na podstawie współczynnika światła,
warto pamiętać, że współczynnik ten będzie zawsze
niższy dla sit o małych wymiarach oczek dT, a większy – dla sit o dużych wymiarach oczek. Dokonując
wyboru sita, oprócz współczynnika prześwitu warto
zwrócić uwagę na materiał, z którego wykonane jest
sito, i jego masę. Rodzaj zastosowanego materiału
posiada decydujący wpływ na trwałość sita, a także
jego właściwości, np. odporność na zaklejanie. Z kolei masa pokładu sitowego posiada wpływ na parametry dynamiczne przesiewacza (amplitudę) (8).
Wybór sit dla trudnych warunków procesu przesiewania jest skomplikowany. Rodzaj sita posiada zasadniczy wpływ na efektywność procesu przesiewania. Istotne są tutaj: wymiar otworu sita, jego profil,
materiał, z którego wykonane jest sito, a także inne
czynniki. Proces przesiewania można zintensyfikować przez odpowiedni dobór pokładów sitowych.
Sita metalowe będą charakteryzowały się największym wskaźnikiem prześwitu oraz najmniejszym tarciem materiału po sicie. Sita blaszane mają większe
tendencje do zaklejania otworów.
Kolejnym rodzajem sit możliwym do zastosowania
w tym przypadku jest rodzaj sit gumowych lub sit
poliuretanowych odlewanych o charakterystycznym
mocowaniu w przesiewaczu (rys. 5). Sita te charakteryzują się dużą trwałością i brakiem blokowania
się oczek, ale mniejszym wskaźnikiem prześwitu
niż sita perforowane.
Na rys. 6 przedstawiono pokład sitowy wykonany
z blachy stalowej perforowanej, zaklejony materiałem drobnym i wilgotnym podczas przesiewania.
Rys. 7 przedstawia pokład sitowy poliuretanowy,
zainstalowany na tym samym przesiewaczu jako
segment doświadczalny, na którym przesiewany był
ten sam materiał. Na rysunkach widoczna jest różnica w stopniu zaklejenia oczek sita. Sita harfowe
(rys. 8) charakteryzują się małą podatnością na zaklinowywanie się ziaren w otworach sita. Są one
znacznie rozpowszechnione tam, gdzie nie zależy
na dokładnym utrzymywaniu nominalnych otworów
oczek sit, natomiast ważna jest wydajność i dokładność przesiewania wynikająca z tego, że nie ulegają one zarastaniu zarówno przez zaklinowane ziarna, jak i plastyczne zanieczyszczenia. Stosuje się
je do przesiewania wilgotnego, trudno przesiewającego się materiału.
Alternatywą dla obecnie stosowanych sit płaskich
blaszanych perforowanych lub poliuretanowych
może być sito koralowe opracowane w Katedrze Inżynierii Środowiska i Przeróbki Surowców AGH (7).
Prototyp takiego sita zaprezentowano na rys. 9.
Sito zbudowane jest w ten sposób, że posiada korale
o odpowiednio dobranych kształtach i rozmiarach,
które nałożone na równoległe cięgna tworzą pokład
sitowy składający się z mostków (korali) i otworów
(przestrzeni pomiędzy koralami) o dowolnych kształtach geometrycznych (rys. 10). Jest to specyficzna
konfiguracja powierzchni górnej sita oraz krawędzi
przelotu otworów. W ten sposób wynalazek umożliwia budowanie sit o różnych rozmiarach oczek
oraz kształtach i konfiguracjach dopasowanych korzystnie dla trudno przesiewanych materiałów ziarnistych. Korale mogą być wytworzone z gumy lub
poliuretanu o odpowiedniej odporności na ścieranie i odbojności.
Ruch obrotowo-drgający korali wokół własnej osi
osadzonych na cięgnie oraz ruch falujący poszczególnych cięgien wraz z koralami zwiększa wydajność
oraz skuteczność procesu przesiewania poprzez łatwiejsze przesiewanie materiału. Do zalet takiego
rozwiązania należy zaliczyć:
– lepszy transport materiału umożliwiający łatwiejszy kontakt ziaren drobnych z powierzchnią sita,
ze względu na przestrzenne rozmieszczenie korali (powierzchnia nie jest płaska jak w przypadku typowych sit), które umożliwiają przestrzenne
rozklasyfikowanie ziaren materiału. Ziarna drobne
szybciej przedostają się do otworów poprzez luki
pomiędzy ziarnami większymi przemieszczającymi się na większych koralach, gdyż ziarna grube
nie blokują transportu ziarnom drobnym,
– samoczyszczenie się pokładu sitowego na skutek
drgających i obracających się korali,
– łatwiejsze mieszanie się strugi materiału (jak w sitach kaskadowych) ze względu na ruch falowy cięgien korali oraz ruch drgająco-obrotowy korali,
– większą prędkość transportową materiału,
ze względu na mniejszy poślizg i tarcie po powierzchni obracających się korali.
Zastosowanie sita koralowego może przynosić także
dodatkowe korzyści w postaci dłuższej żywotności
ze względu na mniejsze ścieranie się korali spowodowane mniejszą powierzchnią styku ziaren z powierzchnią sita. Ziarna stykają się punktowo, liniowo
lub niewielką powierzchnią, a niektóre ziarna większe nie mają żadnego styku z mniejszymi koralami,
jeśli są transportowane po powierzchniach o większych średnicach korali. Zwiększona trwałość sita
wynika także ze zwiększonej powierzchni mostków
korali, które obracają się wokół własnej osi w porównaniu z typowymi sitami płaskimi.
Zastosowanie sita koralowego może umożliwiać
także wykorzystywanie sita bez napędu przesiewacza poprzez jego nachylenie pod określonym kątem do poziomu lub w formie wygiętej w postaci
sita łukowego. Taka metoda umożliwi samoczynny
grawitacyjny transport materiału po powierzchni
sita i jego klasyfikację. Sito obecnie jest testowane
w warunkach laboratoryjnych.
Ważnym sposobem intensyfikacji procesu przesiewania surowców trudno przesiewalnych jest
zastosowanie schodkowego (kaskadowego) pokładu sitowego (rys. 11). Zasada działania pokładu
schodkowego polega na przesypywaniu się materiału przesiewanego na każdym schodku, na każdym stopniu kaskady sitowej. Widzimy więc trzy
odcinki sita, na których odbywa się odsiew, i dwie
kaskady, na których kruszywo zostaje wymieszane,
co jest korzystne z punktu widzenia segregacji warstwy na sicie, niezbędnej do przesiewania materiałów ziarnistych w warstwie.
Oczywiście kolejną zaletą sit schodkowych jest możliwość stosowania różnych sit na kolejnych segmentach pokładu sitowego.
Podsumowując zagadnienie procesu przesiewania
surowców skalnych trudno przesiewalnych, należy
podkreślić, że poza parametrami technicznymi i dynamicznymi pracy przesiewacza istotną rolę odgrywają
cechy powierzchni sitowej zamontowanej w przesiewaczu. Przy wyborze odpowiedniego sita dla przesiewania konkretnego surowca należy zwracać uwagę na: wielkość otworu sita, kształt otworów, wartość
współczynnika prześwitu, konfigurację powierzchni
górnej sita oraz krawędzi i przelotu otworów, a także
niezmienność własności geometrycznych w czasie
eksploatacji. Ważne są też aspekty związane z ceną
i żywotnością sita (wskaźnik ceny sita do wielkości
przerobu). Właściwy dobór sita powinien być oparty
na badaniach empirycznych.
‰
Artykuł jest wynikiem badań w pracy statutowej
nr 11.11.100.276.
Piśmiennictwo dostępne w redakcji.
43