Гираторное оборудование
этой статьи Начальный раздел может быть слишком коротким, чтобы адекватно суммировать ключевые моменты . ( апрель 2017 г. ) |
Вращательное оборудование , используемое при механическом сортировании и просеивании, на круговом движении машины основано . В отличие от других методов, вращающееся сито работает более мягко и больше подходит для обработки хрупких предметов, что позволяет производить более мелкие продукты. [1] Этот метод применим как для мокрого, так и для сухого просеивания.
Отличие от других техник заключается в том, что применяемое здесь вращательное движение зависит от эксцентрических грузов, а не от вибраций . [2] которые могут быть изменены в зависимости от индивидуальных требований процесса.
История
[ редактировать ]В начале 1930-х годов большинство вибрационных сепараторов имели прямоугольную или квадратную конструкцию и использовали простое возвратно-поступательное движение. После появления машин, использующих вращательное движение с орбитальными движениями, в машиностроении произошли огромные изменения из-за гораздо большего использования площади сита и производительности на единицу площади сетки . [3]
Дизайн
[ редактировать ]

Вращающееся оборудование содержит колоды карт, расположенные друг над другом, с самым грубым ситом сверху и самым тонким снизу. Корм вводится сверху, а вращательное движение вызывает проникновение частиц в следующую деку через отверстия сита. [4]
Корпуса наклонены под относительно небольшими углами (< 15°) к горизонтальной плоскости, при этом в вертикальной плоскости происходят вращения. [5] Эксцентриковые массы могут варьироваться, например, увеличение верхней эксцентриковой массы приводит к увеличению горизонтального хода, что способствует выгрузке негабаритных материалов. Увеличение массы нижнего эксцентрика увеличивает оборачиваемость материала на поверхности сита, максимально увеличивая количество проникновения материала меньшего размера. [6] Негабаритные материалы выгружаются через тангенциальный выпуск.
Возможность выбора количества дек позволяет вращательному оборудованию точно разделять материалы, состоящие из очень близких по размеру частиц. Это преимущество не имеет себе равных и оказывается важным в порошковой промышленности, где используются тонкодисперсные материалы. Высокая эффективность сепарации и простота обслуживания ставят гиральное просеивание впереди других процессов с точки зрения качества продукции. [5]
Существующие конструкции вращательного оборудования уже представлены на рынке, и их дальнейшее развитие будет продолжено. Недавние исследования показали, что существуют потенциальные улучшения для экономии затрат и эффективного процесса разделения. [7]
Приложения
[ редактировать ]
Общие области применения включают сепарацию, используемую в перерабатывающей , пищевой , химической и фармацевтической промышленности . Сюда входит скрининг, классификация, просеивание, извлечение волокон, фильтрация и скальпирование. Вращательное просеивание способно отделять более мелкие материалы по сравнению с другими методами и поэтому более подходит для обработки хрупких материалов. Несколько применений в соответствующих отраслях показаны в таблице. [8] ниже.
Промышленность | Приложения |
---|---|
Процесс | Обработка керамики, целлюлозно-бумажного комбината, красок, песка, крахмальной суспензии |
Еда | Отсев рафинированной поваренной соли, кубиков папайи, пигмента куркумы; осветление щелочных экстрактов |
Химическая | Отсев гидратной извести, слив сточных вод гидроциклона; классификация полиэфирных шариков, безводный хлорид алюминия |
Для вращательного оборудования доступны модели общего и промышленного назначения для тяжелых условий эксплуатации, а для общих моделей предусмотрены деревянные рамы с целью экономии средств. Промышленные модели для тяжелых условий эксплуатации изготавливаются из углеродистой или нержавеющей стали. Емкость сит варьируется в зависимости от размеров модели в огромном диапазоне, чтобы удовлетворить индивидуальные требования применения, такие как размер материала, объемная плотность, загрязнение влагой и т. д. Модели состоят из до семи дек с ситами до 325 меш, что позволяет выполнять точное разделение для получения наилучшего результата. материалы. Эта функция пригодится в промышленности по переработке порошков, где используются мелкие порошки относительно близких размеров. Отверстия экранов для разных палуб должны быть точно рассчитаны, чтобы обеспечить точное разделение.
Общие модели с деревянными рамами с меньшим усилением используются для материалов с явной разницей в размерах. Примером этого является удаление примесей из древесной щепы для производства топлива из биомассы . В этом случае желаемый продукт будет выгружаться на самое грубое сито, а более мелкие примеси оседать на нижних рамах. Эти модели выбраны из более экономичных целей и встречаются реже.
Сравнение с другими методами
[ редактировать ]Преимущества
[ редактировать ]- Низкие эксплуатационные расходы
Небольшое количество энергии, необходимое для работы вращающегося грохота, обеспечивает общую низкую стоимость эксплуатации этой машины. Это связано с относительно меньшей энергией, необходимой для вращательного движения по сравнению с вибрацией массивной рамы. Низкие эксплуатационные расходы, а также низкая стоимость приобретения вращательного оборудования делают его одной из наиболее часто используемых машин для механического разделения твердых и твердых частиц. [9]
- Идеально подходит для разделения нескольких фракций
Поскольку в вращающемся просеивающем устройстве используются меньшие по размеру рамы сит, сита можно точно разместить в соответствии с требованиями каждого разделения. Это дает вращающемуся грохоту преимущество перед рядом других механических просеивающих устройств, поскольку многие другие устройства потребуют использования дополнительного оборудования для работы с другим типом корма. [10]
- Гибкий спектр применения
Вращающийся грохот можно использовать во многих ситуациях, независимо от того, представляет ли собой разделяемую смесь твердого вещества бинарную смесь или многофракционную смесь. Это связано с тем, что гибкость использования вращающихся сит устраняет необходимость в избыточных ситовых материалах, очистителях или других видах дополнительного оборудования. [10]
- Хорошая эффективность и качество разделения.
Отсутствие вертикального движения в механизме вращающегося сита в сочетании с его относительно плавным движением обеспечивает более высокую точность разделения материалов в твердой смеси. Более длинный ход вращающихся машин позволяет более мелким частицам оседать и распространяться. Это, в сочетании с используемым горизонтальным движением, максимизирует возможность прохождения более мелких частиц, тем самым повышая качество и эффективность разделения. [11]
- Легко обслуживается
В большинстве современных вращающихся просеивающих машин используются очистители сит, которые предотвращают засорение вращающихся просеивающих устройств. Движение и механизм вращающегося сита позволяют передавать больше энергии очистителям, тем самым активно предотвращая образование отложений на вращающихся ситах. В долгосрочной перспективе предотвращение отложений в ситах позволит продлить срок службы вращающегося грохота. [9]
- Низкое затемнение экрана
Вибрация вертикальной составляющей от нижнего эксцентрикового груза значительно снижает запотевание сита. Дополнительные лотки для шариков и кольца Клина могут еще больше уменьшить заслепление сита. [ нужна ссылка ]
Ограничения
[ редактировать ]- Большая площадь помещения
Большая площадь вращающегося грохота требует резервирования большой площади. Это может вызвать логистические проблемы в тех случаях, когда пространство необходимо оптимизировать и эффективно использовать. [9]
- Относительно сложно работать
Вращающийся просеиватель имеет сложную схему потока, а также сложный приводной механизм, который более сложен, чем большинство других просеивающих устройств. Это может создать проблемы, поскольку сложность рабочего механизма усложняет эксплуатацию устройства. [11]
- Восприимчив к комкам и агломератам в корме.
Вращающийся просеиватель работает в медленном темпе и имеет неустойчивые движения во время работы. Мягкое движение не разобьет комки или агломераты, обнаруженные в корме. Таким образом, комки корма будут выбрасываться в верхнюю часть рамы вместе с другими крупными частицами. [9]
Рабочие характеристики
[ редактировать ]Гираторное оборудование разделено на верхний и нижний блок. Верхний блок состоит из ситовых рам, поддерживаемых прочными пружинами, прикрепленными к круглому основанию, что обеспечивает свободную вибрацию верхнего блока. Вторичные опорные пружины прикреплены для работы в тяжелых условиях, предотвращая попадание вибрации верхнего блока на пол. Основание машины (нижний блок) состоит из верхнего и нижнего эксцентриков, прикрепленных к мощному двигателю. Минимум энергии потребляется при установке на двигатели двойных удлиненных валов, которые прикреплены как к верхнему, так и к нижнему эксцентриковому грузу. Деки сит могут быть установлены поверх других внутри агрегата машины с помощью дистанционных рам, соединенных между собой быстроразъемными зажимами из нержавеющей стали. [12]
Существует большое количество конструкций вращательного оборудования с некоторыми возможными конструктивными характеристиками, включая: [13] [14]
- Скорость подачи 1–50 000 кг/ч.
- Слоев экрана до 7
- Рабочая частота вращения при 700–1450 об/мин.
- Площадь просеивания 1800–24 800 см. 2
- Диаметр сита 600–1500 мм.
- Потребляемая мощность 5,5–7,5 кВт.
- Отверстия сетки 20 мкм – 20 мм
- Строительный материал
Вращательное оборудование способно перерабатывать корма производительностью 500 тонн/(ч·м). 2 ) с эффективностью сепарации до 98% для сухих процессов, с сепарируемым сырьем диаметром не менее 4 мкм.
С другой стороны, мокрые процессы могут обеспечить относительно высокую эффективность (85%) только в том случае, если содержание влаги превышает 70%.
Эксцентриковые грузы можно соответствующим образом варьировать для получения желаемого соотношения крупных и мелких продуктов.
Оценка характеристик
[ редактировать ]Коэффициент эффективности разделения определяется уравнением: [15]
( 1 ) |
где - это доля недоразмера в увеличении и – масса негабарита в корме.
Однако в случае использования нескольких дек необходимо включить поправочный коэффициент, как указано в таблице. [15] ниже.
Положение колоды | Поправочный коэффициент |
---|---|
Верхняя палуба | 1.0 |
2-я палуба | 0.9 |
3-я палуба | 0.8 |
4-я палуба | 0.7 |
Это связано с ошибкой, перенесенной для каждой колоды. Коэффициент эффективности умножается на поправочный коэффициент для получения более точной оценки.
Степень удаления влажных отростков ниже, чем их сухих аналогов, что объясняется изменением физико-механических свойств тела.

Тенденция кривой показывает, что подаваемые материалы с содержанием влаги выше 70% больше подходят для вращательного просеивания.
Как верхний, так и нижний эксцентриковые грузы играют большую роль в сортировке грубых и мелких продуктов. Кинетический момент, создаваемый дополнительными эксцентриковыми грузами, изменяет размах колебаний , создавая, таким образом, выходные сигналы различной скорости и состава. Увеличение верхнего эксцентрикового груза способствует выгрузке грубого материала. Увеличение нижнего эксцентрикового груза максимизирует количество сбрасываемого ниже груза. Взаимосвязь показана в таблице ниже для фиксированной конструкции:
Кинетический момент (кг·см) | Выход (Верх:Низ) | Кинетический момент (кг·см) | Выход (Верх:Низ) |
---|---|---|---|
0 | 1.00 | 0 | 1.00 |
0.37 | 1.23 | 0.37 | 0.589 |
0.80 | 1.41 | 0.80 | 0.430 |
1.05 | 1.53 | 1.05 | 0.386 |
1.39 | 1.73 | - | - |
1.74 | 1.85 | - | - |
Кинетический момент связан с эксцентриковыми массами уравнениями: [17]
( 2 ) |
( 3 ) |
( 4 ) |
где нижнее или верхнее положение колеса (рад), - фазовый угол (рад), - масса колеса, - входная скорость вала двигателя (об/мин) и – коэффициент передачи силы.
Вращательное оборудование недействительно только в том случае, если два или более разделяемых материала имеют размер менее 4 мкм , что зависит от размеров машины. Предложенное значение 4 мкм было рассчитано с использованием размеров самой большой доступной модели с максимально возможным радиусом вращения. Критическая скорость, которую материалы не могут превышать, иначе операция не удастся, определяется уравнением: [5] [18] [19]
( 5 ) |
где длина стороны отверстия и - диаметр частицы.
Формулы инерции вращения позволяют проводить расчеты для разных моделей разных размеров.
Эвристика проектирования
[ редактировать ]Типичная работа вращательного оборудования вращается вокруг эксцентрикового груза и рам сита. Материалы распределяются по поверхности сита, и материалы меньшего размера могут проникнуть в сито. Для обеспечения высокой эффективности сепарации и бесперебойной работы необходимо соблюдать практическое правило:
- Угол наклона сита : 10–12° выбирается для обеспечения максимальной эффективности разделения и желаемой производительности просеивания, как показано в таблице. [6] ниже.
Угол наклона (°) | Производительность [тонн/(ч·м 2 )] | Эффективность разделения (%) |
---|---|---|
2 | 20.20 | 86 |
4 | 22.35 | 92 |
6 | 24.21 | 95 |
8 | 28.40 | 97 |
10 | 35.12 | 98 |
12 | 46.02 | 98 |
14 | 53.60 | 96 |
16 | 66.55 | 92 |
- Площадь сита : Большая площадь сита указывает на более высокую производительность просеивания. Самая большая доступная площадь составляет примерно 25 000 см . 2 , большая площадь приведет к сильному неравномерному распределению материала по поверхности сита.

- Количество слоев сита : Для смесей с материалами близких размеров требуется больше слоев сита. Экран бывает различных типов, размеров и материалов. [20] Для поддержания качества вывода предпочтительнее использовать меньшее количество колод (< 4).
- Материал рамок : Деревянные рамы предназначены для экономичной эксплуатации и простоты обращения. Углеродистая сталь или нержавеющая сталь выбирается для тяжелых операций с более тонкими продуктами. [21]
- Рабочая частота : более высокое число оборотов в минуту указывает на более высокую скорость разделения за счет большего количества требуемой энергии, которую обеспечивает двигатель.
- Точки подачи : Один порт подачи предпочтительнее нескольких портов подачи, поскольку требуется гораздо более сложный контроль, несмотря на более высокий коэффициент разделения. [7]
- Предварительная обработка : рекомендуется предварительно просеивать материалы большего размера, размер отверстий которых превышает 5 мм, чтобы предотвратить повреждение оборудования. [22] Простого просеивающего оборудования достаточно для просеивания материалов таких больших размеров.
Последующая обработка и производство отходов
[ редактировать ]Пост-обработка
[ редактировать ]Отсев может проводиться на сухой или влажной основе. Мокрая сортировка часто требует последующей обработки и сушки в качестве подготовки к следующему процессу. В большинстве случаев сушку часто используют на заключительной стадии процесса, однако ее можно варьировать в зависимости от необходимости процесса. Процесс сушки включает удаление воды или других растворенных веществ, при этом большая часть процесса осуществляется путем испарения с помощью подвода тепла. Таким образом, эффективность оборудования теплоснабжения играет важную роль для оптимизации процесса сушки.
Кроме того, эту обработку можно применять к потоку отходов перед их утилизацией. Сушка значительно снижает общую объемную массу ТБО, что упрощает процесс обращения и снижает затраты на транспортировку.
В приведенном ниже списке приведены примеры сушилок, доступных для промышленного производства: [23]
- Ротационные сушилки
- Туннельные сушилки
- Лотковые или полочные сушилки
- Барабанные сушилки
- Распылительные сушилки
Отходы производства
[ редактировать ]Вращающийся грохот отделяет твердые вещества от жидкости или других сухих твердых веществ в зависимости от размера частиц. Скрининг является одним из важнейших этапов предварительной обработки в ряде отраслей промышленности, таких как химическая, пищевая, горнодобывающая, фармацевтическая и переработка отходов. [8]
Приложение | Поток отходов |
---|---|
Порошковое моющее средство |
|
Цитрусовый сок [24] |
|
железной руды Переработка |
|
Антибиотик |
|
Сточные воды [21] |
|
В таблице выше представлены потоки отходов для нескольких процессов, которые обычно используются в различных отраслях промышленности. Примером для химической промышленности является производство порошкообразных моющих средств, где вращающееся сито используется для фильтрации негабаритных гранул, обнаруженных в конечном продукте, для улучшения внешнего вида продукта и скорости растворения. Производство цитрусовых соков является примером пищевой промышленности. Вращающийся грохот, доступный в многослойных плоскостях, удаляет все отходы в несколько этапов. Соковые мешочки являются желательным элементом для производства цитрусового сока. Просеивание в пищевой промышленности существенно повышает качество продукции. При переработке руды после дробления используется вращающийся грохот для фильтрации негабаритных частиц руды. Эти неблагоприятные частицы можно рассматривать как отходы или возвращать в процесс. Аналогичным образом, в фармацевтической промышленности вращающийся сито удаляет нерастворенные частицы из жидких фармацевтических препаратов или мелкого порошка, которые прилипают к поверхности капсулы, чтобы облегчить штамповку капсулы. Что касается очистки сточных вод, то удаление крупных твердых отходов из потока сточных вод предназначено исключительно для защиты последующего оборудования от повреждений. Удаление мелких твердых отходов действует как предварительная обработка процесса, точнее, первичное осветление. Общий процесс фильтрации повышает производительность системы, минимизирует затраты и снижает необходимость очистки фильтра в другом оборудовании. [24]
Отходы обычно проходят через разгрузочный желоб для утилизации в зависимости от конструкции вращающегося грохота. На каждой палубе вращающегося грохота должно быть как минимум одно выпускное отверстие. [25]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Суэйн, РК (2011). Механические операции . Тата МакГроу-Хилл Образование. стр. 128–137.
- ^ Тернквист, ПК (1965). Классификация гранулированных частиц по размеру в виброгрохоте (доктор философии). Государственный университет Оклахомы.
- ^ Сингх, Р. (январь – февраль 2004 г.). «Вибрационные сепараторы по-прежнему используются для сортировки сухих сыпучих порошков». Фильтрация и разделение . 41 (1): 20–21. дои : 10.1016/S0015-1882(04)00107-7 .
- ^ Патил, К.Д. (2007). Фундаментальные принципы и приложения механических операций (2-е изд.). Нирали Пракашан.
- ^ Перейти обратно: а б с Вольф, ER (сентябрь 1954 г.). «Принципы и применение скрининга». Промышленная и инженерная химия . 46 (9): 1778–1784. дои : 10.1021/ie50537a024 .
- ^ Перейти обратно: а б с Соболев Г.П. (июнь 1963 г.). «Влияние параметров роторно-вибрационного (вращательного) грохота на его производительность». Стекло и керамика . 20 (6): 323–327. дои : 10.1007/bf00673176 .
- ^ Перейти обратно: а б Он, Х.; Лю, К. (июль 2009 г.). «Динамика и просеивающие характеристики вибросита с переменной эллиптической трассой». Горная наука и технология . 19 (4): 508–513. Бибкод : 2009MiSTC..19..508H . дои : 10.1016/s1674-5264(09)60095-8 .
- ^ Перейти обратно: а б «Приложения» . СВЕКО . Проверено 15 октября 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Риклефс, Р.Д. (2013). «Выбор сита для скальпирования, удаления мелких частиц или сортировки». Порошковая и сыпучая техника . 1 (3): 14–16.
- ^ Перейти обратно: а б Олбрайт, LF, изд. (2008). Справочник Олбрайта по химической инженерии . ЦРК Пресс. стр. 1720–1726.
- ^ Перейти обратно: а б Самбамурти, К. (2007). Фармацевтическая инженерия . Нью Эйдж Интернэшнл. стр. 361–364.
- ^ «ВИБРОСКРИН® ОПЦИИ/УЛУЧШЕНИЯ» . Кейсон. Архивировано из оригинала 29 октября 2013 года . Проверено 15 октября 2013 г.
- ^ «ROTEX® представляет новый кулачок без инструментов для APEX™» (пресс-релиз). РОТЕКС. 2 августа 2013 года. Архивировано из оригинала 12 октября 2013 года . Проверено 15 октября 2013 г.
- ^ «Вращающийся экран» . Electro Flux Equipments Pvt. ООО . Проверено 15 октября 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б Колман, КГ (1985). Вайс Н.Л. (ред.). Справочник по переработке полезных ископаемых . МСП/ЭИМЭ. стр. 3E 13–19.
- ^ Порядкова З.С.; Мороз II (август 1970 г.). «Природа поломки пластин в эксплуатации». Стекло и керамика . 27 (8): 475–478. дои : 10.1007/bf00675574 .
- ^ Снелл, Л.Д. (2008). Анализ сил и моментов многоуровневой системы энергетических колес вибросита для деревьев с эксцентриковой массой, вращающейся в противоположных направлениях .
- ^ Онести, П.Г. (1965). Механизм сбора частиц на цилиндрическом вращающемся экране (БЭ). Университет Сиднея.
- ^ Влард, ES (1916). «Сортировочные отрасли». Метр. хим. англ . 14 : 191.
- ^ «Отверстия экранов инженерных данных для сетчатых фильтров» (PDF) (пресс-релиз). Элементы управления потоком Islip . Проверено 15 октября 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Вращающиеся грохоты Andritz для кормов и биотоплива Roto-Shaker™» . Андритц Корма и биотопливо. Архивировано из оригинала 3 мая 2009 года . Проверено 15 октября 2013 г.
- ^ Уиллс, бакалавр наук (2006). Технология переработки полезных ископаемых Уиллса (7-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. стр. 195–196.
- ^ Ричардсон, Дж. Ф.; Харкер, Дж. Х.; Бэкхерст, младший (2002). Химическая инженерия Коулсона и Ричардсона, том 2 (5-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. стр. 901–964.
- ^ Перейти обратно: а б «Скрининг» . ГАН Глобал . Проверено 15 октября 2013 г.
- ^ «Сетка-шейкер с резервуаром из нержавеющей стали» . Midwestern Industries, Inc. Архивировано из оригинала 23 февраля 2015 года . Проверено 15 октября 2013 г.