Экология/4.Промышленная экология и медицина труда

К.т.н., проф. Сергеев С.В., асс. Сергеев Ю.С., асп. Микрюков А.А.

Южно-Уральский государственный университет, филиал в г. Златоусте

Оборудование для активации и измельчения хрупких строительных материалов

В современных экономических условиях для предприятий строительного производства особую актуальность приобретают вопросы повышения конкурентоспособности и снижения себестоимости выпускаемой продукции. При этом важную роль играют экологические проблемы предприятий, в частности утилизации отходов строительной индустрии. Решение этих проблем в значительной степени связано с развитием и совершенствованием оборудования для активации и тонкого измельчения различных хрупких материалов, применяемых в строительстве. Одним из основных условий повышения эффективности строительного производства является использование оборудования для измельчения и комплексной активации, особенно актуально для повышения качества выпускаемой продукции при снижении ее себестоимости на предприятиях строительной индустрии при производстве сухих строительных смесей, пенобетона, полистиролбетона низких плотностей, цемента, извести. Особое значение приобретает уточнение физического механизма разрушения и формирование на его основе рациональных принципов организации процесса, в том числе разрушение материалов с наименьшими усилиями и затратами энергии.

Уже довольно долгое время конструкторское бюро вибрационной техники «Гранулятор» занимается производством оборудования для измельчения и активации материалов, к которому относится вибрационный активатор цемента мод. ИВУ-150 (рис. 1). В данном станке успешно применяется принципиально новый способ [1] возбуждения колебаний, в основе которого лежит вскрытый факт [2] отсутствия собственной устойчивости вращающегося диска по неподвижному контртелу.

Рис. 1. Вибрационный активатор цемента мод. ИВУ-150

Принцип работы данного станка заключается в том, что исходный материал из вибробункера 1 подается шнековым дозатором 2, приводимым в движение вентильно-индукторным виброприводом 3, в инерционную конусную дробилку 5 с оппозитно жестко закрепленными двумя механическими виброприводами 4, где измельчается с обеспечением максимально возможного гранулометрического состава.

Особенность конструкции вибровозбудителей позволяет: свести к минимуму количество подвижных элементов внутри корпуса конусной дробилки, тем самым, увеличив срок службы активатора цемента; избавиться от совмещения в одном узле механического привода гирационного движения внутреннего дробящего конуса и опорного устройства сферической пяты, что в свою очередь упрощает и удешевляет конструкцию в целом.

Особое внимание заслуживает электропривод [3] шнекового дозатора на основе вентильного индукторного двигателя (ВИД), известного в иностранной литературе как Switched Reluctance Motor, который имеет простейшую конструкцию, а, следовательно, низкую себестоимость. Улучшенные технико-экономические показатели и конкурентоспособность ВИД обеспечивается при повышенных значениях электромагнитных нагрузок: индукции и плотности тока. Вентильный индукторный привод является регулируемым и позволяет настраивать амплитуду, фазу и частоту пульсаций момента и скорости приводного вала. Эти пульсации сообщаются шнеку дозатора с целью предотвращения налипания мелкодисперсного измельченного материала.

В результате мы имеем станок для активации и тонкого измельчения хрупких сыпучих материалов, основными достоинствами которого являются: низкая себестоимость, удобство в использование и простота настройки, высокая производительность, возможность осуществлять пуск и остановку дробилки под нагрузкой, не чувствительность к неравномерности загрузок исходным материалом, постоянство гранулометрического состава выходного продукта. А самое главное то, что использование данного станка позволяет производить утилизацию строительных отходов, что ведет к улучшению экологической среды промышленных зон.

Теоретическая и экспериментальная части работы выполнены при финансовой поддержке РФФИ (№10-08-96041-р_урал_а) на 2010-2012 г.г. Проектно-конструкторские работы по созданию активатора цемента мод. ИВУ-150 были выполнены конструкторским бюро вибрационной техники «ООО Гранулятор» (http://www.kbvt.ru/) технопарка Южно-Уральского государственного университета, при финансовой поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере и в рамках программы «Старт 07» на 2007-11 гг. (проект 7319).

Литература

1. А.с 1664412 СССР, МКИ³ В 06В1/15 Способ возбуждения круговых колебаний и устройство для его осуществления / С.Г. Лакирев, Я.М. Хилькевич, С.В. Сергеев. - №4414912/24-28; заявл. 24.04.88; опубл. 23.07.91, Бюл. №27. – 10 с.

2. Сергеев С.В. Повышение эффективности вибрационных процессов при обработки различных материалов: монография. / С.В. Сергеев. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2004. – 262 с.

3. Сергеев Ю.С. Расчет динамических режимов виброприводов на базе вентильно-индукторных двигателей / Ю.С. Сергеев // Известия высших учебных заведений. Серия «Электромеханика». – 2010. – №6. – С.28–31.