CC BY
35
© В.Я. Потапов, В.В. Потапов, 2011
УДК 621.982
В.Я. Потапов, В.В. Потапов
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СЕПАРАТОРЕ ПО ТРЕНИЮ И УПРУГОСТИ (СПРУТ)
Приведены аналитические кривые, позволяющие провести оптимизацию конструктивных параметров разделительных элементов сепаратора по трению и упругости. Ключевые слова: сепаратор по трению и упругости, отражательные элементы, аналитические зависимости, асбестосодержащие продукты.
Для разделения материалов отличающихся друг от друга фрикционными и упругими характеристикам была разработана модель сепаратора по трению и упругости (СПРУТ) с неподвижной разделительной поверхностью, образованной двугранными отражательными элементами, закрепленными консольно в раме [1].
Вопросы оптимизации конструктивных параметров и схемы размещения отражающих элементов аппарата рассмотрим с учетом ударного взаимодействия частиц с поверхностью отражающих элементов. Очевидно, для обеспечения контакта всех частиц потока материала с поверхностью рабочих элементов необходимо их расположить, как минимум, в два яруса или меньше ширины элемента. Причем, ширина щели между соседними элементами, должна быть равна или меньше ширины элемента.
Траектория движения частицы после отражения от поверхности элемента определяется: параметрами движения
частицы в момент взаимодействия с поверхности элемента; параметрами отражающей плоскости; параметрами частиц характеризующих их упругие свойства и
кинетическим коэффициентом трения (физические характеристики).
Анализ траектории движения частиц в точке соударения с поверхностью элементов позволяет сделать весьма важный вывод: оптимальным необходимо считать такое взаимное расположение элементов, которое обеспечивает реализацию второго удара только для породных частиц. Исходя из данного условия, разработаны три схемы взаимного расположения отражающих элементов: шахматное, попарно шахматное, лесенкой.
Двугранный угол отражающего элемента, угол наклона к горизонту образующей двухгранного угла, длина и ширина элемента являются его основными конструктивными параметрами, определяющими габаритные размеры разделительного аппарата (рис. 1, рис. 2).
Данные о физических характеристиках частиц асбестосодержащих продуктов использованы для составления аналитических моделей полета частиц с учетом сопротивления воздуха и ударного взаимодействия с поверхностью отражающих элементов разделительного аппарата.
а
А1Р, м
Ширина элементов, м
Двугранный угол, град
Рис. 1. Зависимость показателя разделения: а) от ширины элементов двугранного угла; б) от величины двугранного угла. Угол наклона элементов: 1 - 20°; 2 - 25°; 3 - 30°; 4 - 35°
а
А1Р, м
б
Ширина элементов, м
А!р, м
Расстояния между ярусами элементов, м
Рис. 2. Зависимость показателей разделения: а) от ширины элементов; б) от расстояния между ярусами элементов
б
Полученные аналитические модели позволяют определять основные параметры траектории движения частицы в пространстве аппарата в любой момент времени:
1. Анализ параметров движения частиц на различных участках траектории в точках соударения с наклонной поверхностью элементов показывает, что наилучшим для разделения частиц по их упругим свойствам является такое пространственное расположение элементов, когда породные частицы соударяются с ними не менее двух раз. В этом случае наблюдается наибольшая дальность падения породных частиц, так как после второго удара направление их движения
практически параллельно оси отражающих элементов. С учетом обеспечения, как минимум двойного удара породных частиц о поверхность элементов наиболее рациональной считается схема их расположения попарно (друг под другом) в шахматном порядке в четыре яруса.
2. Наилучшие показатели разделения обеспечиваются следующими конструктивными параметрами отражающих элементов: двугранный угол, 0 = 100 ; угол наклона элементов к горизонту, у = 25 ; ширина элементов по свободным краям наклонных плоскостей, Ь = (0,1-
0,15) м; расстояние между ярусами элементов
ЛЪ = 0,075-0,1 м.
С учетом угла наклона элементов к горизонту, у = 25 , минимальная рабочая длина будет составлять
1™ = 1,14 м
3. Скорость подачи частиц материала в загрузочный желоб в интервале от 0,3 до 1,5 м/с оказывает влияние на показатель разделения. Дальнейшее увеличение скорости не дает положительного эффекта. Наи-
более оптимальной можно считать скорость подачи материала в загрузочный желоб,
У0 = (1,0-1,5) м/с.
Найденные зависимости позволяют раскрыть механизмы разделения частиц с различными упругими свойствами, теоретически определить наиболее конструктивные оптимальные параметры, что создает предпосылки для расчетного прогнозирования технологических показателей разделения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Потапов В.Я. Цыпин Е.Ф. Потапов В.В., Иванов В.В. Использование фрикционных характеристик сыпучих материалов для их разделения Материалы научного симпозиума (Неделя горняка - 2005.) 23-27 января 2005 г. - М.-2005 №6. С. 326-328. ЕШ
— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------
Потапов Валентин Яковлевич - кандидат технических наук, Уральский государственный горный университет, доцент кафедры горной механики, доцент, 2c1@inbox.ru Потапов Владимир Валентинович - кандидат технических наук,
Уральский государственный горный университет, доцент кафедры горного дела, доцент, 2c1@inbox.ru
-------------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ
ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ_____________________
Автор Название работы Специальность Ученая степень
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. К.И. САТПАЕВА
САМЕНОВ Г алымжан Кайыржанович Обоснование границ рационального использования экскаваторноавтомобильных комплексов различной мощности в глубоких карьерах 25.00.21 к.т.н.
