Грохот забивается материалом: эффективные способы борьбы с заслеплением сит

Понятие заслепления грохотов и его влияние на процесс

Заслепление сит представляет собой один из наиболее распространенных и проблемных дефектов работы грохотов в горнодобывающей, строительной и перерабатывающей промышленности. Этот процесс характеризуется застреванием частиц обрабатываемого материала в отверстиях просеивающей поверхности, что приводит к значительному снижению эффективности классификации сыпучих материалов.

Процесс грохочения основан на разделении материала по размеру частиц путем пропускания его через сита с определенными размерами отверстий. При нормальной работе частицы меньше размера отверстия проходят через сито и становятся подрешетным продуктом, в то время как более крупные частицы остаются на поверхности сита как надрешетный продукт. Однако при заслеплении эта четкая сепарация нарушается.

Степень заслепления характеризуется уменьшением живого сечения сита, то есть площади открытых отверстий, через которые может проходить материал. По мере накопления застрявших частиц эффективная площадь просеивания может сократиться на величину, измеряемую в десятках процентов, что критически влияет на производительность всей технологической линии.

Основные причины налипания материала на сита

Налипание и заслепление сит обусловлено комплексом физико-химических факторов, связанных как со свойствами обрабатываемого материала, так и с условиями проведения процесса грохочения. Рассмотрим основные причины этого явления подробнее.

Повышенная влажность материала

Влажность является критическим фактором, влияющим на склонность материала к налипанию. При превышении определенного порога влажности, который для большинства сыпучих материалов составляет от пяти до семи процентов, резко возрастает вероятность заслепления сит. Механизм влияния влажности связан с несколькими физическими процессами.

Мелкие частицы имеют наибольшую удельную поверхность, что приводит к тому, что они удерживают больше поверхностной влаги по сравнению с крупными фракциями. Эта влага создает капиллярные силы между частицами, вызывая их слипание между собой и прилипание к поверхности сита. Кроме того, вода смачивает проволоки или другие материалы сита и под действием сил поверхностного натяжения может образовывать пленки, затягивающие отверстия.

Содержание глинистых компонентов

Присутствие глины в обрабатываемом материале значительно усугубляет проблему заслепления. Глинистые минералы обладают высокой пластичностью и адгезионными свойствами, особенно во влажном состоянии. При контакте с водой глина разбухает и образует вязкую массу, которая легко прилипает к металлическим и другим поверхностям сит.

Даже небольшое процентное содержание глины в материале может привести к серьезным проблемам с грохочением. Глинистые частицы способны связывать другие компоненты материала в комки, которые застревают в отверстиях сит. Кроме того, глина может образовывать пленку на поверхности сита, постепенно уменьшая эффективное сечение отверстий.

Наличие липких загрязнений

К липким компонентам, вызывающим заслепление, относятся битум, тяжелые нефтепродукты, смолы и другие вязкие вещества. Такие загрязнения особенно часто встречаются при переработке вторичного щебня из старого асфальтобетонного покрытия или при обработке материалов в нефтедобывающих регионах.

Последствия заслепления для производственного процесса

Заслепление сит оказывает многофакторное негативное влияние на весь технологический процесс грохочения и может привести к серьезным экономическим потерям для предприятия. Рассмотрим основные последствия этого явления.

Снижение эффективности классификации

Первым и наиболее очевидным последствием заслепления является резкое падение эффективности разделения материала по фракциям. По мере уменьшения живого сечения сита снижается его пропускная способность, что приводит к неполному разделению материала. Эффективность грохочения, которая в нормальных условиях может достигать девяноста пяти процентов, при заслеплении может упасть до пятидесяти процентов и ниже.

Попадание крупных фракций в мелкий продукт

Заслепленные участки сита создают препятствия для нормального движения материала по просеивающей поверхности. Это приводит к тому, что материал начинает скапливаться на сите, а при увеличении нагрузки крупные частицы могут перебрасываться через заслепленные участки и попадать в подрешетный продукт вместе с мелкими фракциями.

Такое смешивание фракций критично для многих технологических процессов. В производстве бетона попадание крупных частиц в мелкую фракцию песка может привести к браку готовой продукции. В обогащении полезных ископаемых неправильная классификация снижает эффективность последующих операций и может привести к потерям ценного компонента.

Увеличение нагрузки на оборудование

Заслепление приводит к увеличению массы материала на сите, что создает дополнительную нагрузку на виброприводы и несущие конструкции грохота. Это ускоряет износ подшипников, амортизаторов и других механических узлов оборудования, увеличивает энергопотребление и может привести к преждевременным поломкам.

Термическая подготовка материала перед грохочением

Одним из наиболее эффективных способов предотвращения заслепления сит является предварительная термическая обработка материала, направленная на снижение его влажности до оптимального уровня. Этот метод широко применяется в промышленности строительных материалов, асфальтобетонном производстве и при переработке минерального сырья.

Принцип работы сушильных барабанов

Сушильный барабан представляет собой цилиндрический стальной корпус значительного диаметра, установленный под небольшим углом к горизонту. Барабан медленно вращается вокруг своей оси, обычно со скоростью от четырех до шести оборотов в минуту. Материал подается в верхний загрузочный конец барабана, а по мере вращения постепенно перемещается к разгрузочному концу под действием силы тяжести.

Внутри барабана навстречу движению материала подаются горячие газы, образующиеся в топке или теплогенераторе. Температура газов на входе может достигать шестисот-восьмисот градусов Цельсия, а на выходе составляет около ста-ста двадцати градусов. Такой значительный перепад температур обеспечивает интенсивное испарение влаги из материала.

Конструктивные элементы сушильных систем

Для повышения эффективности теплообмена внутри барабана устанавливаются различные насадки и внутренние устройства. В начальной зоне обычно применяется винтовая насадка, которая интенсивно перемешивает и распределяет материал. В средней части используются подъемно-лопастные устройства, которые поднимают материал и сбрасывают его в поток горячих газов, увеличивая площадь контакта и интенсивность теплообмена.

В конечной зоне барабана устанавливаются секторные насадки или ячейковые устройства, которые обеспечивают окончательное досушивание материала и предотвращают его переохлаждение перед выгрузкой. Правильный подбор типа и расположения внутренних устройств критически важен для достижения требуемой влажности материала при оптимальном расходе топлива.

Преимущества термической подготовки

Использование сушильных барабанов перед грохочением обеспечивает комплексное решение проблемы заслепления. Снижение влажности материала до двух-трех процентов практически полностью устраняет риск налипания на сита. Кроме того, подогрев материала снижает его вязкость, что особенно важно при наличии битумных или смолистых загрязнений.

Применение специальных материалов сит

Выбор материала просеивающей поверхности играет ключевую роль в предотвращении заслепления. Современная промышленность предлагает широкий спектр материалов для изготовления сит, каждый из которых имеет свои преимущества и области применения.

Традиционные металлические сита

Сита из стальной проволоки являются классическим вариантом просеивающих поверхностей. Они обладают высокой прочностью и жесткостью, что позволяет выдерживать значительные нагрузки. Однако металлические поверхности имеют существенный недостаток, заключающийся в высокой адгезии к ним влажных и липких материалов. Шероховатость металлической поверхности и наличие острых кромок проволоки способствуют застреванию частиц в отверстиях.

Резиновые сита

Резиновые просеивающие поверхности представляют собой альтернативу металлическим ситам. Они изготавливаются из высококачественной технической резины с различной твердостью по шкале Шора, обычно в диапазоне от сорока пяти до семидесяти пяти единиц. Главное преимущество резины заключается в ее эластичности и низкой адгезии к большинству материалов.

Гладкая поверхность резины и ее способность к упругой деформации затрудняют застревание частиц в отверстиях. При вибрации резиновое сито совершает не только поступательные, но и деформационные колебания, что способствует самоочистке отверстий. Кроме того, резиновые сита характеризуются низким уровнем шума при работе и хорошей износостойкостью к абразивному воздействию.

Полиуретановые сита

Полиуретановые просеивающие поверхности считаются наиболее современным и эффективным решением проблемы заслепления. Полиуретан сочетает в себе высокую износостойкость, превосходящую резину, с отличными антиадгезионными свойствами. Твердость полиуретановых сит может варьироваться в широких пределах от пятидесяти пяти до девяноста пяти единиц по Шору, что позволяет подобрать оптимальный вариант для конкретных условий эксплуатации.

Конструктивные особенности современных сит

Важным аспектом полиуретановых и резиновых сит является коническая форма отверстий. В отличие от цилиндрических отверстий металлических сит, конические отверстия расширяются в направлении прохода материала. Угол конусности обычно составляет от трех до пяти градусов. Такая конструкция значительно снижает вероятность застревания частиц, поскольку даже если частица попадает в отверстие, она с большей вероятностью пройдет через него, чем застрянет.

Системы механической очистки сит

Механические системы очистки представляют собой комплекс устройств, предназначенных для предотвращения и устранения заслепления отверстий сит непосредственно в процессе работы грохота. Эти системы обеспечивают непрерывную очистку просеивающей поверхности без остановки технологического процесса.

Подситовые резиновые шарики

Система очистки с использованием резиновых шариков является одним из наиболее распространенных и эффективных методов борьбы с заслеплением. Принцип работы основан на размещении под ситом специальных резиновых шариков различного диаметра, обычно от шестнадцати до пятидесяти миллиметров, в зависимости от размера отверстий сита и типа обрабатываемого материала.

При работе грохота шарики, находящиеся на подситовом поддоне или раме, приходят в движение под действием вибрации. Они подпрыгивают и ударяются о нижнюю поверхность сита, выбивая застрявшие в отверстиях частицы. Высота отскока шарика и частота ударов зависят от параметров вибрации грохота, массы шарика и расстояния между ситом и ударной поверхностью.

Характеристики резиновых очистителей

Для изготовления очистительных шариков используется специальная техническая резина, обладающая высокой эластичностью и прыгучестью. Материал должен сохранять свои свойства в широком диапазоне температур, от минус тридцати до плюс восьмидесяти градусов Цельсия. Шарики изготавливаются методом вулканизации, что обеспечивает их однородность и долговечность.

Износостойкость шариков является критическим параметром, поскольку в процессе работы они подвергаются постоянному трению и ударным нагрузкам. Срок службы качественных резиновых шариков может достигать шести-двенадцати месяцев при непрерывной эксплуатации. Важно регулярно проверять состояние шариков и своевременно заменять изношенные экземпляры, у которых уменьшился диаметр или снизилась упругость.

Стержневые очистители

Альтернативой шарикам служат стержневые очистители, представляющие собой резиновые или полиуретановые стержни различной формы сечения, установленные под ситом. При вибрации стержни совершают колебательные движения и ударяются о нижнюю поверхность сита, очищая отверстия. Стержни особенно эффективны для сит с прямоугольными или щелевидными отверстиями.

Гидравлическое орошение просеивающих поверхностей

Метод орошения сит водой или специальными растворами широко применяется при мокром грохочении и в случаях, когда сухая очистка оказывается недостаточно эффективной. Этот способ особенно эффективен при обработке материалов с высоким содержанием глинистых частиц или других липких компонентов.

Принцип работы систем орошения

Система орошения состоит из распределительного трубопровода с форсунками, расположенными над ситом или непосредственно в зоне подачи материала. Вода подается под контролируемым давлением, обеспечивая образование равномерного распыла по всей ширине сита. Интенсивность орошения подбирается в зависимости от свойств материала и степени его загрязнения.

Вода выполняет несколько функций одновременно. Она смывает с поверхности сита прилипшие частицы, разжижает глинистые включения, снижая их адгезию, и способствует более легкому прохождению мелких фракций через отверстия. Кроме того, орошение предотвращает пылеобразование, что улучшает условия труда и снижает потери мелкого материала.

Типы систем орошения

Различают несколько вариантов организации орошения сит. При постоянном орошении вода подается непрерывно в течение всего времени работы грохота. Этот метод обеспечивает максимальную эффективность очистки, но требует значительного расхода воды и последующей ее очистки или рециркуляции.

Периодическое орошение предусматривает подачу воды через определенные интервалы времени или по сигналу датчиков, регистрирующих снижение производительности грохота. Такой подход позволяет экономить воду, но требует установки системы автоматического управления. Импульсное орошение характеризуется подачей воды короткими интенсивными импульсами под повышенным давлением, что эффективно для удаления сильных загрязнений.

Особенности применения орошения

При использовании орошения необходимо учитывать ряд технологических факторов. Температура воды должна соответствовать условиям эксплуатации и температуре обрабатываемого материала, чтобы избежать термических напряжений в элементах конструкции сита. При работе в холодное время года требуется подогрев воды для предотвращения замерзания системы.

Оптимизация вибрационных параметров грохота

Характеристики вибрации грохота оказывают существенное влияние на процесс грохочения и склонность сит к заслеплению. Правильный подбор параметров вибрации позволяет не только повысить производительность, но и эффективно бороться с налипанием материала на просеивающие поверхности.

Основные параметры вибрации

Вибрационные параметры грохота характеризуются тремя основными величинами: амплитудой колебаний, частотой колебаний и направлением вибрации. Амплитуда представляет собой максимальное отклонение точки сита от положения равновесия и обычно измеряется в миллиметрах. Для различных типов грохотов и материалов оптимальная амплитуда варьируется от трех до десяти миллиметров.

Частота колебаний определяет количество полных циклов вибрации в единицу времени и измеряется в герцах или оборотах в минуту. Стандартные инерционные грохоты работают с частотой от девятисот до тысячи пятисот оборотов в минуту. Электромагнитные грохоты могут достигать частоты до трех тысяч колебаний в минуту. Для борьбы с заслеплением рекомендуется использовать повышенные частоты в верхней части рабочего диапазона.

Влияние частоты на самоочистку сит

Увеличение частоты вибрации способствует более интенсивной самоочистке сит от застрявших частиц. При высокой частоте колебаний материал на поверхности сита находится в состоянии псевдоожижения, что препятствует его уплотнению и слеживанию. Кроме того, высокочастотная вибрация создает эффект микроударов, способствующих выбиванию застрявших в отверстиях частиц.

Направление и тип вибрации

Направление колебаний относительно плоскости сита влияет на характер движения материала и эффективность просеивания. Прямолинейная вибрация в плоскости, близкой к горизонтальной, обеспечивает быстрое перемещение материала вдоль сита, но может быть недостаточно эффективна для мелких фракций. Круговая или эллиптическая вибрация создает более сложную траекторию движения частиц, способствующую лучшему просеиванию и самоочистке.

Некоторые современные грохоты оснащаются системами изменяемой вибрации, позволяющими регулировать параметры колебаний в зависимости от свойств обрабатываемого материала. По длине сита может создаваться неоднородное вибрационное поле: в зоне загрузки применяется более интенсивная вибрация для разрыхления и распределения материала, в средней части, оптимальная для просеивания, а в зоне выгрузки, повышенная для удаления остатков мелких фракций.

Дополнительные вибрационные устройства

Для усиления эффекта самоочистки могут применяться дополнительные вибрационные устройства, установленные непосредственно на раме сита. Такие устройства создают высокочастотные колебания малой амплитуды, которые накладываются на основную вибрацию грохота. Это позволяет достичь эффекта вибрационной очистки без изменения основных параметров работы оборудования.

Часто задаваемые вопросы