Питающая камера высокочастотного грохота

Когда говорят о высокочастотных грохотах, все сразу вспоминают вибрационные двигатели, ситовые панели, амплитуду-частоту. А про питающую камеру — тот самый узел, куда сырье сначала попадает, — часто думают в последнюю очередь. Мол, просто бункер, куда ссыпать. На деле же именно здесь закладывается до 30% проблем с эффективностью грохочения или, наоборот, его стабильностью. Если материал ложится на сито неравномерно, ?горбами? или струей по центру — хоть какие двигатели ставь, качество разделения будет страдать. Особенно это критично для тонких классов и влажных материалов, где слипание начинается уже на этапе подачи.

Конструктивные нюансы, которые не в справочниках

Идеальной универсальной камеры не существует. Для сухих песков одно решение, для влажной рудной мелочи — другое. Частая ошибка — делать камеру слишком короткой по направлению потока. Материал не успевает распределиться по ширине сита, идет полосой. Приходится ставить рассекатели, но это — дополнительные точки износа и зависания. В одном из проектов для железорудного концентрата мы увеличили длину камеры всего на 200 мм, и неравномерность нагрузки на сито упала с 40% до 15%. Но пришлось пересчитывать крепления — чтобы вибрация камеры не отличалась от вибрации короба грохота.

Угол наклона задней стенки — тоже палка о двух концах. Слишком пологий — материал залипает, особенно при остаточной влажности. Слишком крутой — создается ударная нагрузка на сито, та самая струя, которая прошивает насквозь, не просеиваясь. На одном из сибиритовых комбинатов пришлось экспериментировать с футеровкой этой стенки полиуретаном разной шероховатости, чтобы снизить адгезию без изменения геометрии.

И переход от камеры к рабочей зоне сита. Часто делают простой зазор. Но если вибрация камеры и короба не синхронизирована (а она редко бывает идеально синхронизирована), возникает ?грызущая? деформация по краю ситовой панели. Это — главная причина преждевременного обрыва крайних проволок или разрыва полиуретановых модулей. Решение — гибкий переходник, но материал должен выдерживать истирание и усталость. Ставили и резиновые гармошки, и тканые вставки. Резина быстро протиралась, ткань забивалась. Остановились на многослойном армированном полиуретане — пока держится, но ресурс все равно меньше, чем у самого сита.

Связь с технологической цепочкой: случай с промывкой

Вот здесь история становится интереснее. Когда речь идет не просто о сухом грохочении, а о процессе с промывкой, питающая камера превращается в мини-гидроциклон. В нее часто подводят воду для разбавления пульпы. И если в сухом варианте главное — распределение, то здесь добавляется задача смешивания и начального отмыва крупных частиц. Неравномерная подача воды приводит к тому, что одна часть сита залита, а другая работает ?всухую?. Пульпа расслаивается.

Мы как-то работали с китайской компанией ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (их сайт — jinken.ru). Они известны как крупный производитель обогатительного оборудования, особенно в области магнитной сепарации и промывки. Так вот, при отладке высокочастотного грохота в цепи их промывочной магнитной сепарации столкнулись с тем, что в питающую камеру поступал уже предварительно отмытый магнитный концентрат, но с остаточной тонкой шламовой фракцией. Задача была не дать этому шламу снова обволакивать крупные частицы. Простое добавление воды не помогало — нужен был активный гидродинамический режим в самой камере.

Пришлось модернизировать камеру, встроив в нее несколько тангенциальных патрубков подачи воды под давлением, создающих вихревое движение. Это не было прописано в ТЗ — родилось на месте, методом проб. Сначала боялись, что вихрь нарушит равномерность потока. Но оказалось, наоборот, он выравнивал пульпу по плотности, а тонкий шлам успевал частично выноситься через переливной порог, который мы сделали в передней части камеры. Это повысило эффективность последующего грохочения на сите. Кстати, их оборудование, как пишут, используют более 90% магнитных рудников в Китае и поставляют в Австралию, Перу — там требования к стабильности процессов жесткие, и такие доработки на месте — обычная практика.

Практические неудачи: чему учат поломки

Не все эксперименты удачны. Был случай на одном из отечественных ГОКов, где решили сделать питающую камеру с регулируемым заслонками для изменения ширины потока. Идея — оперативно реагировать на изменение гранулометрии питания. Конструкция получилась сложной, с пневмоприводами. В теории — отлично. На практике — пыль, влага, вибрация быстро вывели механику из строя. Заслонки заклинивали в промежуточных положениях, создавая еще больший перекос потока. Через три месяца от системы отказались, вернувшись к простой фиксированной геометрии с ручной регулировкой (смена вставок при плановом ремонте). Вывод: в узле, который постоянно встряхивается с высокой частотой, чем меньше подвижных элементов, тем лучше. Надежность важнее гибкости.

Другая история — с материалом. Стандартно камеры делают из того же стального листа, что и короб. Но при переработке абразивных материалов (например, тех же железных руд) износ задней стенки и дна в начале камеры в разы выше, чем у самого сита. Менять всю камеру дорого. Пробовали наплавку твердыми сплавами — помогало, но от вибрации наплавка давала микротрещины и отслаивалась кусками. Сейчас часто идут по пути сменных износостойких вкладышей из специальной стали или композитов. Но тут важно крепление — оно должно быть абсолютно надежным, чтобы вкладыш не ?играл? и не создавал дополнительный шум и биение.

Взаимодействие с системой питания: не только ?железо?

Часто проблемы с питающей камерой начинаются еще до нее — от неправильной работы питателя (вибрационного, ленточного). Если питатель выдает материал порциями, пульсирующе, то никакая камера не сгладит эту пульсацию. Она лишь накопит порцию и сбросит ее такой же порцией на сито. Особенно это видно на высокочастотных грохотах с большой площадью сит — бегут ?волны? недогрузки и перегруза. Поэтому настройку нужно начинать с питателя, добиваясь максимально равномерной, сплошной завесы потока. Иногда для этого приходится менять угол наклона лотка или режим вибрации питателя, хотя это оборудование от другого поставщика.

Еще момент — высота падения. Иногда из-за компоновки фабрики питающая камера оказывается значительно ниже выпускного отверстия предыдущего аппарата. Материал падает с высоты метра-полутора, бьет по дну камеры, отскакивает, разрушается и создает пыление. Энергия удара гасится в камере, но это дополнительная вибрация и износ. В идеале нужно минимизировать высоту падения, а если нельзя — ставить на пути падения демпфирующий рикошетный лист под углом, который направит поток вдоль дна камеры, гася вертикальную составляющую скорости. Это простое решение, но о нем часто забывают на этапе проектирования.

Заключительные мысли: камера как система

Так к чему все это? К тому, что питающая камера высокочастотного грохота — это не пассивный бункер, а часть динамической системы. Ее нельзя проектировать отдельно от типа материала, влажности, гранулометрии и от задач следующей за грохотом операции — будь то магнитная сепарация, как у того же Цзинькэнь, или флотация. Ее поведение зависит от синхронности вибрации с коробом, от износостойкости, от гидродинамики (если есть промывка).

Самый верный подход, который я для себя вынес — это рассматривать узел ?питатель + камера + первые 500 мм сита? как единый модуль подготовки потока. И настраивать, и модернизировать, и ремонтировать его стоит комплексно. Часто небольшая доработка в камере (та же вихревая подача воды или сменный вкладыш) дает больший эффект, чем замена сит на более дорогие. Но чтобы это увидеть, нужно смотреть на процесс не по чертежам, а вживую, долго и внимательно, желательно с секундомером и заметками о том, где и когда появляется ?горб? на сите. Это и есть та самая практика, которая не пишется в каталогах, но решает успех работы всего грохота.