一種新型高效的塔式布砂機(jī)的研發(fā)

周小玲，姜 渭，文 強(qiáng)，龍緒登，龐廣勝

(廣西建工集團(tuán)建筑機(jī)械制造有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530299)

1 研發(fā)背景

布砂機(jī)是利用水力旋流器分離去除砂水中較重的粗顆粒泥砂等物質(zhì)的設(shè)備，適用于選礦廠、洗砂廠中物料的洗選、分級(jí)、除雜等作業(yè)。在海邊洗砂生產(chǎn)線中，布砂機(jī)工作時(shí)，砂泵以一定壓力和流速通過進(jìn)料管將礦漿抽到水力旋流器，礦漿沿切線方向旋入旋流器的圓筒并快速沿筒壁旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生離心力。通過離心力和重力的作用，較粗、較重的礦粒被拋出并向下運(yùn)動(dòng)最后從下端底流口排出，水和部分較細(xì)的礦粒隨著旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從上端溢流口排出，完成砂水分離和清洗作業(yè)。因布砂機(jī)安裝位置固定，經(jīng)底流口分離出的粗顆粒物質(zhì)砂子裝車或船的位置也固定，每當(dāng)裝滿一輛車或船，必須把車或船移走才能裝下一輛，或必須中斷生產(chǎn)線作業(yè)而將堆滿底流口的砂子清空才能繼續(xù)洗砂作業(yè)。對(duì)于大型車船、洗砂廠，必須安裝多個(gè)布砂機(jī)或多次移動(dòng)車船才能滿足裝堆砂要求；在大型的洗砂廠，需要配備輔助設(shè)備清理布砂機(jī)底流口的散砂。這種布砂機(jī)堆砂位置固定，裝堆砂面積小，設(shè)備利用率低，工作效率低。

為了解決上述問題，本文研發(fā)了一種新型高效的塔式布砂機(jī)，充分利用塔機(jī)可以360°旋轉(zhuǎn)的功能，在起重臂架上安裝布砂機(jī)，當(dāng)起重臂架回轉(zhuǎn)時(shí)，布砂機(jī)隨之旋轉(zhuǎn)。根據(jù)場(chǎng)地要求啟用起重臂架上相應(yīng)位置的布砂機(jī)，當(dāng)?shù)琢骺谖恢枚褲M砂時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)起重臂架或啟動(dòng)另外的布砂機(jī)來更換堆砂位置，實(shí)現(xiàn)不同半徑范圍內(nèi)堆砂，增大了裝堆砂面積，提高工作效率。

2 關(guān)鍵技術(shù)

如圖1所示是本文設(shè)計(jì)的新型高效塔式布砂機(jī)，平衡臂安裝在過渡節(jié)架左上方；平衡臂拉桿下端與平衡臂連接、上端與塔帽連接；過渡節(jié)架下部與回轉(zhuǎn)總成連接、上部與塔帽連接；回轉(zhuǎn)總成安裝在塔身上；起重臂架是截面為四邊形的桁架結(jié)構(gòu)，安裝在回轉(zhuǎn)總成右邊；起重臂架拉桿下端與起重臂架連接、上端與塔帽連接。根據(jù)安裝布砂機(jī)的數(shù)量對(duì)起重臂架進(jìn)行受力分析，在平衡臂尾部配套安裝相對(duì)應(yīng)的平衡重塊。

圖1 塔式布砂機(jī)鋼結(jié)構(gòu)示意圖

如圖2所示，新型塔式布砂機(jī)包括鋼結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、支架、布砂機(jī)。新型布砂機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在回轉(zhuǎn)總成上，支架安裝在起重臂架上，布砂機(jī)通過支架支撐安裝在起重臂架上?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)起重臂架轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)布砂機(jī)360°旋轉(zhuǎn)。根據(jù)起重臂架受力情況，可沿著起重臂架安裝若干個(gè)布砂機(jī)，且每一個(gè)布砂機(jī)均可獨(dú)立控制，可多工位同時(shí)作業(yè)，從而極大地提高了生產(chǎn)效率。

圖2 塔式布砂機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖

如圖3所示，布砂機(jī)包括溢流管、旋流器、進(jìn)料管、進(jìn)料分配器和砂泵。為了提高產(chǎn)砂量，每個(gè)布砂機(jī)配套兩個(gè)旋流器和兩條溢流管進(jìn)行砂水分離作業(yè)。布砂機(jī)通過支架支撐固定安裝在起重臂架上，其中進(jìn)料分配器安裝在支架中間，支架兩邊前后錯(cuò)開位置各安裝一個(gè)旋流器，兩個(gè)旋流器同時(shí)對(duì)進(jìn)料分配器分配過來的砂水進(jìn)行分離。進(jìn)料管從沉砂池開始布管，中間通過砂泵，然后穿過回轉(zhuǎn)總成的中心并沿著起重臂架分布，最后固定連接在進(jìn)料分配器下端；溢流管從旋流器上部引出，沿著起重臂架分布并一直延伸到回轉(zhuǎn)總成，溢流出的水和部分細(xì)小砂子從溢流管排到回轉(zhuǎn)總成下部水槽，水槽可以過濾掉部分溢流出的細(xì)小砂子。被分離出的砂從旋流器下部底流口直接排出，可先堆積也可直接裝到運(yùn)輸車上。

圖3 布砂機(jī)的構(gòu)成

3 結(jié) 論

本文研發(fā)的新型高效塔式布砂機(jī)，充分利用塔式起重機(jī)部件，制作工藝成熟，并提高了設(shè)備利用率；可以實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，還可以在起重臂架上安裝多個(gè)布砂機(jī)同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)不同半徑范圍堆砂，解決了現(xiàn)行布砂機(jī)堆砂位置固定，工作效率低，裝堆砂面積小的問題。根據(jù)其使用功能和特點(diǎn)，可推廣應(yīng)用到冶金、建材、水電等行業(yè)的洗選、分級(jí)、除雜等作業(yè)以及細(xì)粒度和粗粒度物料的洗選作業(yè)。

[1]GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]李國軍.水力旋流器工藝參數(shù)評(píng)述[J].城市建設(shè)理論研究，2015，（8）：3986-3987.

[3]范振喜，潘志毅，王丹虹，等.塔式起重機(jī)不同拉桿形式起重臂的力學(xué)性能研究[J].建筑機(jī)械，2015，（3）：83-85，88.