Какво е вибрационно сито? Какви са характеристиките и приложенията му?

Всяка трошачно-пресевна инсталация има машина, чиято единствена задача е сортирането: вибрационното сито. Трошачките раздробяват скалата, но именно ситото превръща смесения поток от частици в продаваеми фракции, а настройките му решават каква част от този поток ще попадне там, където трябва.

Самата машина изглежда проста — разклащащо се тяло с ситови етажи, — но физиката зад нея възнаграждава разбирането. Ъгълът, видът на движението, амплитудата и ситовата повърхност променят какво преминава и какво не, което обяснява защо една и съща по същество машина се среща в толкова различни изпълнения в кариерите, мините и площадките за рециклиране.

Какво е вибрационно сито?

Вибрационното сито е машина, която разделя зърнестия материал на различни едрини, като го разклаща по един или повече ситови етажа. Частиците, по-малки от отворите, пропадат надолу като подситов продукт, а по-едрите се движат по повърхността и се разтоварват отделно като надситов продукт.

Пресяването е допълнението на трошенето. Трошачката променя едрината на частиците; ситото не променя нищо, а само класифицира постъпващия материал. В типичната инсталация двете се редуват: материалът се троши, пресява се на фракции, а всичко, което все още е твърде едро, се връща в трошачката в затворен цикъл.

Една машина може да произвежда няколко продукта едновременно. Всеки етаж носи различен размер на отворите, подредени от най-едрия отгоре до най-финия отдолу, така че един входящ поток напуска ситото като три, четири или пет отделни фракции в зависимост от броя на етажите.

Как работи вибрационното сито?

Вибрационното сито работи, като превръща въртенето в контролирано разклащане. Ексцентрични тежести върху въртящ се вал или двойка насрещно въртящи се вибрационни мотори създават центробежна сила, която подхвърля ситовото тяло и материала върху него по повтарящ се модел — хиляди малки подхвърляния в минута.

Всяко подхвърляне прави две неща. Придвижва материала напред по етажа към разтоварния край и разрохква слоя, за да могат частиците да се преподредят. Това преподреждане се нарича стратификация: по-фините частици потъват към дъното на слоя, а по-едрите изплуват отгоре.

Стратификацията прави пресяването ефективно. Щом финият материал достигне повърхността на етажа, всяко подхвърляне му дава нов шанс да срещне отвор и да премине. Едрите частици се движат по горната част на слоя, продължават напред и напускат етажа като надситов продукт. Сито, което се тресе, без да стратифицира, просто транспортира камъни.

Виброизолацията завършва конструкцията. Вибриращото тяло стъпва върху винтови пружини или гумени опори, така че бурното движение на ситовото тяло никога не достига до носещата стоманена конструкция на инсталацията под него.

Кои са основните характеристики на вибрационното сито?

Определящите характеристики на вибрационното сито са размерите на етажите, броят на етажите, задвижването, което създава вибрацията, регулируемите параметри на движението и системата за изолация с пружини или гумени елементи. Заедно те задават производителността, обхвата на разделяне и точността, която машината може да постигне.

В този клас машини ситовите тела обикновено са с ширина около 1,2 до 2,4 метра и дължина от 4 до 7 метра, което дава приблизително 5 до 17 m² пресевна площ на етаж. Стационарните машини обичайно поемат около 70 до 340 тона на час, а мобилните пресевни инсталации разширяват класа до около 600 t/h в горния край.

Мощността на задвижването е скромна спрямо обработваните тонажи. Машините с едно задвижване обикновено работят с електродвигатели от около 7,5 до 22 kW, а при по-големите тела се използва двойно задвижване. Размерите на разделяне обхващат приблизително от 1 до 130 mm при обичайните етажи, а максимална едрина на постъпващия материал около 300 mm е обичайна при скалпиращите конфигурации.

Работните параметри са съзнателно направени регулируеми. Наклонът, честотата на въртене и амплитудата могат да се настроят според материала, затова един и същ модел сито обработва варовик едната година и рециклиран бетон следващата: машината се пренастройва, а не се сменя.

Какви са видовете вибрационни сита?

Вибрационните сита се класифицират според ъгъла на етажите, вида на движението и задачата, за която са изградени. Основните видове са:

• Наклонени сита (с кръгово движение): най-разпространеният универсален вид, който работи при 15 до 30 градуса с кръгова траектория.
• Хоризонтални сита: равни или почти равни етажи при 0 до 5 градуса с линейно или елиптично движение, избирани заради точността и малката монтажна височина.
• Банан сита (с променлив наклон): извит етаж, който започва стръмно, до около 45 градуса, и се изравнява към разтоварването за висока производителност.
• Обезводняващи сита: сита с линейно движение, които отцеждат водата от финия материал, вместо да го разделят по едрина.
• Високочестотни сита: машини за фино разделяне, които прилагат вибрацията директно върху ситовата повърхност.
• Гризли сита: тежки решетъчни етажи, които скалпират едрия материал преди първичната трошачка.

Барабанните и валковите сита изпълняват подобна сортираща работа, но не принадлежат към това семейство, защото въртят или търкалят материала, вместо да вибрират етаж.

Наклонени вибрационни сита

Наклоненото сито е работният кон на производството на инертни материали. Етажът му е под наклон от 15 до 30 градуса, един ексцентриков вал придава на тялото кръгова траектория с типична амплитуда 8 до 12 mm при около 700 до 1 000 об./мин, а гравитацията върши част от транспортната работа. Конструкцията е механично проста, толерантна към разнообразен входящ материал и лесна за поддръжка, което обяснява колко широко се използва.

Хоризонтални вибрационни сита

Хоризонталните сита работят при 0 до 5 градуса и разчитат изцяло на линейното или елиптичното си движение, с амплитуда обикновено между 14 и 20 mm, за да придвижват материала. Частиците остават върху етажа по-дълго, отколкото при наклонено сито, което подобрява точността на разделяне, а плоският профил е подходящ за инсталации с ограничена монтажна височина, преди всичко за мобилната техника.

Банан сита (с променлив наклон)

Банан ситото минава през няколко наклонени участъка — стръмен близо до входа и почти равен при разтоварването. Стръмното начало бързо изтънява слоя, така че финият материал преминава рано, а по-равният край дава на граничните частици необходимото им време. Резултатът е забележимо по-висока производителност от същата пресевна площ, затова минните схеми с високи тонажи предпочитат тази форма.

Обезводняващи сита

Обезводняващото сито отстранява вода, вместо да разделя по едрина. Насрещно въртящи се мотори създават линейно движение при приблизително 5 до 6 G и 1 000 до 1 500 об./мин, етажът се издига леко към разтоварването, а преливен праг задържа дебел слой материал, който действа като собствен филтър. Промитият пясък обикновено напуска обезводняващото сито достатъчно сух, за да бъде транспортиран, складиран на купчина и продаден директно.

Високочестотни сита

Високочестотните сита разделят фин материал, с който обичайните етажи се справят трудно. Вместо да се разклаща цялото тяло, вибрацията, обикновено в диапазона от 3 600 до 5 000 об./мин, се прилага директно върху ситовата повърхност, което поддържа фините отвори отворени и работещи при разделяне до около 100 микрона.

Гризли сита

Гризли ситото пази първичната трошачка. Етажът му представлява набор от успоредни износоустойчиви греди с отвори от 50 до 300 mm вместо ситова мрежа и е изграден да поема взривена скала директно от самосвала. Финият и среднозърнестият материал пропада и заобикаля трошачката, така че машината работи само върху скала, която наистина се нуждае от трошене.

Каква е разликата между кръговото, линейното и елиптичното движение?

Видът на движението описва траекторията, която ситовото тяло следва при всеки цикъл на вибрация: окръжност, права линия или елипса. Кръговото движение се получава от един ексцентриков вал, линейното — от два вала или насрещно въртящи се мотори, чиито сили се компенсират с изключение на една ос, а елиптичното съчетава двете поведения.

Всяка траектория е подходяща за различен ъгъл на етажа. Кръговото движение изисква наклонен етаж, защото само подхвърлянето не транспортира материала ефективно по равна повърхност. Линейното движение само по себе си избутва материала напред, което позволява на хоризонталните и обезводняващите сита да работят при малък или нулев наклон.

Елиптичното движение стои между двете, като съчетава агресивното подхвърляне на окръжността с транспортната способност на правата. При хоризонталните сита то поддържа материала в движение, като същевременно запазва точността, която идва от по-дългия престой върху етажа. На практика видът на движението е определен от конструкцията на задвижването, затова се избира при спецификацията на ситото, а не се регулира впоследствие.

Какво представлява ситовата повърхност и от какво се изработва?

Ситовата повърхност е сменяемата част, до която материалът реално се допира: мрежата, панелите или ламарините, които носят отворите. Основните варианти са плетена телена мрежа, полиуретанови панели, гумени панели и перфорирана стоманена ламарина, а изборът влияе върху срока на износване, живото сечение и шума повече от всеки друг компонент.

Плетената тел предлага най-голямо живо сечение при даден размер на отвора, което я прави избор за точност и производителност при сух, умерено абразивен материал. Полиуретановите панели устояват на абразия и са подходящи за мокро пресяване, където издържат многократно по-дълго от телта. Гумата поглъща ударите от едър и остроръбест материал и работи осезаемо по-тихо. Перфорираната ламарина се справя с тежкото скалпиране, където всичко по-леко би било унищожено.

Тъй като ситовата повърхност се монтира на стандартни панели или опънати секции, едно сито може да смени характера си, без да се сменя машината. Същият етаж, който този сезон носи скалпираща ламарина, следващия може да носи фин полиуретан според продуктовата гама на инсталацията.

Колко етажа може да има едно вибрационно сито?

Вибрационните сита обикновено имат 2 до 4 етажа и всеки етаж добавя по един продукт: сито с n етажа разделя постъпващия материал на n+1 фракции. Двуетажната машина дава три продукта, триетажната — четири, а четириетажната — пет.

Подредбата на етажите следва едно правило: най-едрите отвори отгоре, най-фините отдолу. Горният етаж предпазва по-фините мрежи под него от тежките късове и поема по-голямата част от износването, което е и причината обикновено той да се сменя пръв.

Повече етажи не означава автоматично по-добре. Всеки допълнителен етаж увеличава височината на машината, затруднява достъпа до ситовите повърхности и разпределя същата пресевна площ между повече разделяния, затова инсталациите определят броя етажи според продуктите, които реално продават, а не според това, което рамата би могла да носи.

Къде се използват вибрационните сита?

Вибрационните сита се използват навсякъде, където зърнест материал трябва да се сортира по едрина: в минния добив и обогатяването на руди, производството на инертни материали и пясък, трошачно-пресевните инсталации, рециклирането на строителни отпадъци и отпадъци от разрушаване, обработката на въглища и индустриалните минерали. По-леките варианти обслужват също химическата и хранителната промишленост.

В производството на инертни материали ситото определя продуктовата листа. Спецификациите за бетон и асфалт изискват тесни зърнометрични граници и всяка фракция, която една кариера продава — от финия пясък до железопътния баласт, — излиза през ситов етаж, оразмерен за нея.

Минните схеми разчитат на ситата два пъти: гризли ситата и скалперите пазят първичната трошачка в началото на инсталацията, а банан ситата и хоризонталните сита разделят натрошения поток и затварят цикъла, като връщат надситовия продукт за нов проход. След това обезводняващите сита изсушават промитите фини продукти за транспорт.

Рециклирането се превърна в най-бързо променящото се приложение. Натрошеният бетон, тухлите и асфалтът пристигат смесени и с неправилна форма, а пресяването отделя оползотворимите фракции от замърсяванията. Същата физика на стратификацията, която сортира естествената скала в кариерата, сортира и отпадъците от разрушаване в градската площадка — което е добра мярка за това колко универсална е станала тази машина.