Предварительную сортировку применяют в случаях, когда в поступающей на дробление горной массе содержится много мелочи или крупных кусков породы, которые перед дроблением необходимо удалить. Промежуточную сортировку производят для отделения из дробленого материала более крупных частиц, направляемых на вторичное дробление; и окончательную сортировку— для получения готового продукта по ранее заданной крупности (по фракциям).

Грохочение нерудных материалов можно производить сухим и мокрым способами. Сухой способ применяют главным образом для разделения смеси на крупные и средние фракции. Он менее эффективен, а часто и невозможен при разделении мелкозернистых смесей крупностью 3—2 мм и ниже. Эффективное разделение влажного и загрязненного песка с помощью грохотов возможно только при мокром способе грохочения; при этом повышается также примерно в 1,5—2 раза и производительность грохота.

При механической сортировке смесь из кусков различной крупности перемещается по просеивающей поверхности грохота, состоящей из нескольких секций с различными размерами отверстий (ячеек). Материал, не прошедший сквозь ячейки данной секции, относится к верхнему классу, а материал, прошедший через них, — к нижнему классу. Нижний класс обозначают знаком минус, верхний — знаком плюс.

Для обеспечения постоянства гранулометрического состава заполнителей (щебень, гравий, песок), применяемых для приготовления бетонной смеси, их разделяют на фракции с последующим дозированием и смешением на бетонном заводе.

Показателем, характеризующим степень точности отделения материала нижнего класса от верхнего, является эффективность грохочения — отношение веса прошедших через ячейки грохота зерен нижнего класса к весу зерен того же класса, содержащихся в исходном продукте.

Эффективность и производительность грохочения являются основными технологическими показателями процесса грохочения. Для механической сортировки нерудных материалов применяют сортировочные машины — грохоты. Просеивающая поверхность грохотов (рис. 193, а) в зависимости от назначения может быть выполнена из колосников, решет и сит.

Просеивающая поверхность, набранная из отдельных стальных стержней трапециевидного, прямоугольного или круглого сечений, скрепленных поперечными стяжками, называется колосниковой решеткой, а стержни — колосниками.

Решета представляют собой металлические перфорированные листы, в которых отверстия штампуют на дыропробивных прессах или просверливают; эти отверстия обычно выполняют круглыми, реже квадратными, прямоугольными или щелевидными.

Рис. 193. Просеивающие поверхности грохотов и основные схемы их расположения

Сетки для сит изготовляют плетеными с квадратными, прямоугольными или щелевидными ячейками из волнистой или пред-варительно выгнутой стальной проволоки.

Щелевидные отверстия применяют в решетах и ситах для грохочения влажных материалов, а квадратные и прямоугольные— для сухих.

Грохоты изготовляют с одним, двумя и тремя ярусами сит. Сита и решета в грохотах располагают по одной из следующих схем (рис. 193, б).

1. Сита расположены в одной плоскости с возрастающей крупностью отверстий. Достоинства схемы: простота, удобство наблюдения и ремонта сит. Недостатки: более интенсивный износ первого сита, выполняемого из тонкой и наиболее дорогой сетки; низкое качество грохочения (мелкие частицы увлекаются более крупными); значительная длина грохота.

2. Сита расположены в разных плоскостях (ярусами) (схема Я). Достоинства схемы: более высокое качество грохочения, равномерный износ сит, уменьшение возможности крошения сортируемого материала. Недостатки: сложность наблюдения за состоянием сит, более сложная конструкция грохота, затруднения при смене сит.

3. Сита расположены по комбинированной схеме (схема III). В сравнении с предыдущими схемами эта схема занимает промежуточное положение и является наиболее распространенной.

Грохоты, применяемые в строительстве для механического способа грохочения нерудных материалов, разделяют на две основные группы:
а) плоские грохоты;
б) грохоты с цилиндрической поверхностью просеивания (барабанные).

Плоские грохоты, в свою очередь, подразделяют на неподвижные со статическим воздействием на сортируемый материал (колосниковые и роликовые грохоты) и подвижные — с динамическим воздействием на материал.

В зависимости от характера движения рабочих частей подвижные грохоты делятся на качающиеся и вибрационные.

Из числа подвижных грохотов наибольшее распространение получили вибрационные грохоты со свободными и принудительными колебаниями. К первым относятся так называемые инерционные виброгрохоты, в которых возбудителем колебаний служит вибратор, не имеющий жесткой кинематической связи с вибрирующей рамой; ко вторым — эксцентриковые грохоты, приводимые в действие ударными вибраторами и электровибраторами.

Неподвижные колосниковые грохоты обычно устанавливают перед дробилкой для выделения из исходного материала мелочи, не требующей дальнейшего дробления и сверхразмерных кусков, т. е. кусков, превышающих размеры приемного отверстия дробилки. Одновременно грохоты служат также питателями для равномерной подачи в дробилку материала.

Плоские подвижные вибрационные грохоты (рис. 194) в основном состоят из: а) подвижного корпуса с укрепленными в нем ситами;
б) опоры корпуса (подвесок, стоек);
в) приводного механизма и
г) неподвижной опорной рамы.

В зависимости от способа передачи движения ситам различают эксцентриковые грохоты— с принудительными колебаниями и вибрационные (инерционные) — со свободными колебаниями, возбуждаемые вращением неуравновешенных масс.

Эксцентриковый грохот тяжелого типа показан на рис. 195. Колебания раме с ситами сообщаются от эксцентрикового приводного вала 1с постоянным эксцентрицитетом, равным 2,5—4,5 мм.

Вал проходит точно в центре тяжести колеблющейся рамы. Рама устанавливается на четырех цилиндрических резиновых буферах на двух неподвижных параллельных осях с маховиками, позволяющих сообщать раме с ситами круговые колебания, в вертикальной плоскости.

Рис. 194. Схемы плоских грохотов:
а — качающийся с возвратно-поступательным движением; б — качающийся гирацион-«ый (эксцентриковый); в — вибрационный (инерционный); г — инерционный горизонтальный с двухвальным вибратором; 1 — эксцентрик; 2 — тяга; 3 — подвеска; 4 — короб; 5 — сито; 6 — шкив; 7 — маховик с противовесом; 8 — эксцентриковый вал; 9 — рамы; 10 — неуравновешенные грузы (дебалансы); 11 — вал дебалансов; 12 — пружина; 13 — вибратор;

Уравновешивание центробежных сил, возникающих в подшипниках приводного эксцентрикового вала, осуществляется посредством маховиков 5 с регулируемыми противовесами.

Грохот может быть установлен с заданным углом наклона непосредственно на фундаменте или подвешен на металлических подвесках с винтовыми стяжками для изменения угла наклона грохота в пределах от 0 до 30°.

Рис. 195. Эксцентриковый грохот тяжелого типа

Траектория концов качающегося корпуса обычно имеет вид эллипса и зависит от упругости амортизаторов и расположения центра тяжести грохота. Частота и величина колебаний определяются размером ячеек сита. Обычно частота колебаний не превышает 900—1800 в 1 мин, а амплитуда— 12 мм.

Эксцентриковые грохоты обычно изготовляют с двумя ярусами сит, имеющих размеры от 1000 X 2500 мм до 1750 X 4500 мм. Эти грохоты применяют для крупного и среднего грохочения материалов с зернами крупностью до 150—250 мм, а также для грохочения крупнокусковых материалов размером до 400 мм.
В инерционных грохотах сортировка материала осуществляется за счет вибрации, возникающей в результате действия сил инерции вращающихся неуравновешенных масс (дебалансов). В отличие от эксцентриковых грохотов подвижная рама инерционных грохотов имеет переменный ход вследствие переменной амплитуды своих колебаний, возникающих под действием сил инерции, удара или электромагнитной силы.

В зависимости от типа возбудителя колебаний инерционные грохоты разделяются на:
а) наклонные —с дебалансным валом и самоцентрирующиеся и
б) горизонтальные— с направленными колебаниями.

Принципиальные схемы устройства этих грохотов показаны на рис. 196.

Инерционный грохот с дебалансным валом (рис. 196, а) состоит из наклонного вибрирующего корпуса с ситами, прямого вала с двумя подшипниками на вибрирующей раме, снабженного двумя дисками с дебалансами. Вибрирующий корпус может быть подвешен к перекрытию или при помощи пружин опираться на неподвижную раму.

Самоцентрирующий грохот (рис. 196, б) является разновидностью инерционного грохота с прямым дебалансным валом. Благодаря некоторому конструктивному изменению центр, приводного шкива при работе грохота остается в пространстве неподвижным.

Рис. 196. Основные типы инерционных грохотов

В горизонтальных инерционных грохотах с направленными колебаниями (рис. 196, в) вместо прямого дебалансного вала применяют вибратор с парными де-
балансами (самобаланс), возбуждающий направленные прямолинейные колебания всегда по одной и той же линии, но в противоположных направлениях и переменной величины.

Инерционные грохоты применяют для мелкого и среднего грохочения. Благодаря энергичным и частым встряхиваниям (ускорение зерен до 6g) они дают самый высокий коэффициент качества сортировки. Их недостатком является зависимость амплитуды колебаний от величины нагрузки на грохоте.

Инерционные грохоты, так же как и эксцентриковые, изготовляют с двумя и тремя ситами. Частота колебаний у них обычно колеблется в пределах 800—1200 в минуту. Амплитуда колебаний в зависимости от конструкции грохота находится в пределах 4—24 мм.

Производительность вибрационных грохотов определяется по различным эмпирическим формулам. Структура этих формул обычно основывается на следующих предпосылках: производительность грохота ставится в прямую зависимость от площади сита грохота и удельной его производительности, определяемой размерами ячеек сетки, и затем корректируется коэффициентами, зависящими от зернового состава сортируемого материала.

Производительность двухъярусного грохота необходимо рассчитывать как по верхнему, так и по нижнему ситу, памятуя о том, что исходным материалом для нижнего сита будет служить нижний продукт верхнего сита. Ситом, ограничивающим производительность, обычно берется нижнее. При определении производительности нижнего сита ее принято уменьшать на 15—20% против расчетной.

Барабанные (цилиндрические) грохоты (рис. 197) чаще всего применяют как грохоты-мойки, т. е. с дополнительной секцией для промывки. Рабочим органом барабанного грохота является вращающийся цилиндр с сетчатой или перфорированной поверхностью, разделенной на секции с последовательно увеличивающимися отверстиями (ячейками) или два-три концентрически расположенных и связанных между собой цилиндра с отверстиями, уменьшающимися от внутреннего цилиндра к периферийным.

Рис. 197. Барабанный грохот:
1 — рама; 2 — барабан; 3 — загрузочный лоток; 4 — привод; 5 —моечная секция;, 6 — просеивающие секции барабана

На крупном строительстве барабанные грохоты применяют в основном лишь для предварительного грохочения с целью отделения крупных частиц от основной массы продукта.

Различают следующие конструкции барабанных грохотов: с барабанами, опирающимися на ролики; с барабанами, опирающимися на центральный вал, и комбинированные, у которых разгрузочный конец расположен на центральной цапфе, а загрузочный— на роликах. Первый тип применяется в грохотах тяжелого типа при длине барабана примерно от 4 до 11 м и диаметре от 1 м и более. Второй тип применим лишь для грохотов легкого типа с барабанами длиной до 2—2,5 м и третий тип применяется в грохотах с барабанами средней длины.

Удельная производительность барабанных грохотов составляет от 0,3 до 2 м3/ч на 1 м2 площади грохота; вес — в пределах 150—250 кГ на 1 м3/ч производительности грохота.

Основы эксплуатации грохотов. Тип грохота выбирают в зависимости от физических свойств сортируемого материала (крупности, влажности) и требуемых эффективности и производительности.

Грохоты поступают на строительство обычно в собранном виде. Плоские подвижные грохоты (эксцентриковые и инерционные) могут быть подвешены за неподвижную раму на тягах с пружинными амортизаторами или установлены на резиновых амортизаторах на жесткой опоре.

При пуске и эксплуатации грохота необходимо проверять натяжение сит, так как провисание их приводит к неравномерному распределению материала по рабочей поверхности и к снижению срока службы сит. Следует также систематически очищать сита, так как несвоевременная очистка приводит к снижению эффективности грохочения.

Монтаж и эксплуатация грохотов должны проводиться с соблюдением заводских инструкций и правил техники безопасности.

Машины для промывки

Заполнители бетона — песок, гравийно-песчаные смеси, а иногда и щебень должны быть чистыми и хорошо промыты от пылевидных, глинистых и органических примесей.

Если загрязненность материала незначительна и содержащиеся в нем примеси легко отделимы, промывка производится в процессе сортировки. Для этого к грохотам подается вода под давлением 200—300 кн/м2 (2—3 ат) и при помощи простейшего’ брызгального устройства в виде перфорированных труб распределяется по всей площади сита.

Для промывки легкопромываемых материалов крупностью до-70 мм, не содержащих комковой глины, обычно применяют вибрационные грохоты, к которым подводится вода. Для промывки материалов крупностью не свыше 110 мм наиболее распространенными являются лопастные мойки. Для промывки крупных (до 300—350 мм) легко- и среднепромываемых материалов применяют цилиндрические барабанные грохоты, оборудованные дополнительной промывочной секцией со сплошными стенками (без отверстий), располагаемой у загрузочного конца грохота (гравиемойка-сортировка).

Рис. 198. Моечный барабан

Для труднопромываемых материалов применяют специальные промывочные машины — моечные барабаны (рис. 198), скрубберы, скруббер-батары. Такого типа моечные барабаны изготовляют диаметром 1,5—2 м, длиной до 4 ж и производительностью до 100 MZJ4 и более.

Для промывки песка применяют драговые, лопастные и спиральные пескомойки. Промывку песка на обогатительных установках в гидротехническом строительстве часто производят одновременно с разделением его на фракции (классификацией) в потоке воды.

Рис. 199. Спиральный классификатор песка:
1 — привод вращения спирали; 2 — корыто; 3 — механизм подъема спирали; 4 — правая спираль; 5 — левая спираль.

Крупная фракция песка

Рис. 200. Схемы гидравлических классификаторов: а — вертикальный; б — вертикально-горизонтальный

Для мокрой классификации песка применяют различные типы классификаторов. По принципу работы они разделяются на:
а) механические классификаторы с горизонтальной несущей струей, имеющие механические устройства (спираль, гребковый механизм) для перемешивания пульпы и транспортирования осевших зерен из зоны разделения, и
б) гидравлические классификаторы с вертикальной струей, в которых промывка и разделение материала происходит в восходящем потоке воды.

Рис. 201. Камерный гидравлический классификатор

Наибольшее распространение получили спиральные механические классификаторы, вертикальные и многокамерные гидравлические классификаторы и гидроциклоны.

Расход воды в промывочных машинах в зависимости от степени загрязненности промываемого материала колеблется в пределах 1—6 ж3 на 1 г материала.
Схема спирального классификатора песка (пескомойки) показана на рис. 199.

Спиральный классификатор представляет собой наклоненный на 15—18° в сторону загрузки полуцилиндрический корпус, в котором на вращающемся продольном валу (одном или двух, вращающихся навстречу друг другу) имеется спираль. Диаметр спирали классификаторов в зависимости от производительности колеблется в пределах 150—1600 мм. Наиболее распространенными типоразмерами с одиночной спиралью являются классификаторы с диаметром спирали от 350 до 650 мм я с двойной спиралью от 500 до 650 мм. Производительность колеблется от 30 до 85 т/ч у классификаторов с.одной спиралью и от 40 до 180 т/ч у классификаторов с двойной спиралью.

Схема работы и принцип устройства гидравлического классификатора вертикального типа с восходящим потоком чистой воды показана на рис. 200. Производительность классификатора по исходной гидросмеси составляет 300 м/ч и по песку — 50—60 м3/ч. Расход чистой воды 200 м3/ч.

На рис. 201 показан камерный гидравлический классификатор, представляющий собой сосуд, имеющий трапециевидную форму и разделенный поперечными перегородками на 6—8 отделений (камер) с днищами из перфорированных листов.

Камерные классификаторы обладают высокой производительностью, обеспечивая выпуск песка до 75 т/ч. Удельный расход воды составляет 3,5—5,0 ж3 на 1 г песка.

Рис. 202. Схема гидроцик-лона

Для получения в процессе классификации песчаной гидросмеси мелких фракций, а также для извлечения этих фракций из слива классификаторов применяют гидроциклоны (рис. 202). В гидроциклон песчаная гидросмесь подается с интенсивностью порядка 60 мъ/ч. Внутри гидроциклона Песковым насосом создается центробежное вихревое движение- гидросмеси, при котором более крупные частицы песка выпадают в нижнюю часть конуса, а мелкие частицы размером меньше 0,075 мм удаляются через сливную трубу в верхней части сосуда.