В 60-е годы прошлого века бурно развивалась атомная промышленность. Она вовлекла в свою орбиту целый ряд других смежных отраслей: химию, металлургию, строительство и прочее. Во многих из них требовалось решать задачу герметичного транспортирования вредных для здоровья сыпучих материалов. Понятно, что для Минатома (тогда Средмаша)  эта задача была особо актуальной. И, если на первых порах вопросам техники безопасности не уделялось должного внимания, то с течением времени они вышли на первый план.

В это время группа специалистов во главе с к.т.н. Ю.Н.Хажинским  предложила использовать в Средмаше для транспортирования пылящих, активных, химически агрессивных, взрывоопасных, абразивных, горячих и других насыпных грузов, для перемещения которых мало или совершенно непригодны другие виды конвейеров, вибрационный транспорт. Следует отметить, что в 60-е и 70-е годы работы по созданию вибрационных конвейеров были в какой-то степени модными. Но абсолютное большинство исследователей, создав в одном экземпляре опытный образец вибротранспортера и защитив диссертацию, переключались на другую тематику. Исключение составил институт ВНИИПТМАШ, внесший большой вклад в теорию и практику этого вопроса. Но только коллектив, возглавляемый  Ю.Н.Хажинским, при поддержке Министерства смог добиться организации серийного производства различных типов виброконвейеров и их внедрения на предприятиях народного хозяйства. В г.Рыбинск на Волжском машиностроительном заводе был построен специализированный цех, изготовлявший вибрационное оборудование, на ряде заводов было организовано изготовление специальных комплектующих изделий.

Движение материала при вибрационном транспор­тировании осуществляется путем микробросков благодаря колебаниям грузонесу­щего органа. В связи с этим внутри грузонесущих органов вибрационных конвейе­ров, выполненных в виде труб или желобов, отсутствуют какие-либо движущиеся части.

Единственным ограничением для применения виброконвейеров является склонность транспортируемого материала к налипанию. Кроме того, плохо транспортируются вибрационным способом легкие мелкодисперсные материалы (типа цемента).

Основными достоинствами вибрационного транспорта являются:

• значительное улучшение санитарно-гигиенических условий труда и уменьшение загрязнения окружающей среды за счет возможности выполнения вибротранспорт­ных машин в пылеплотном или герметичном исполнениях (места пересыпок материала уплотняются резиновыми герметизаторами);
• исключается возможность загрязнения транспортируемого материала посто­ронними веществами и его потери с просыпями и пылью;
• малый износ грузонесущего органа даже при транспортировке абразивных ма­териалов;
• возможность совмещения процесса транспортирования с просеиванием, подог­ревом, охлаждением, отмывкой, смешиванием и другими технологическими опера­циями;
• простота конструкции.

Вибрационные конвейеры выгодно отличаются от скребковых и винтовых (шнеков) значительно меньшими металло- и энергоемкостью, надежностью в работе, низкими эксплуатационными затратами.

На рис.1, в качестве примера, приведен график расхода электроэнергии конвей­еров различного типа в зависимости от их длины (данные ВНИИПТМАШа).

Рис. 1.  Расход энергии N/Q конвейеров различных типов и длины L при транспортировке горелой земли с производительностью 50 м3/ч: 1 - винтовой; 2 - скребковый; 3 - вибрационный с дебалансным приводом;  4 - ленточный.

Конкурентом вибротранспорту с позиций экологии в настоящее время могут являться трубчатые конвейеры с гибким тяговым органом, но они, безусловно, уступают виброконвейерам по надежности и ремонтопригодности.

К настоящему времени разработано большое количество различных конструкций и типоразмеров виброконвейеров, набор которых позволяет исчерпывающе решать самые разнообразные транспортные задачи.

Для подачи материала на небольшие расстояния (до 5 м) используются однотрубные зарезонансные вибрационные конвейеры типа КВ1Т (рис.2, табл.1).

Рис.2. Однотрубные вибрационные конвейеры типа КВ1Т

Конвейеры типа КВ1Т состоят из транспортирующей трубы, установленной или подвешенной на упругих элементах, и вибровозбудителя. Выпускаются конвейеры КВ1Т трех типоразмеров с диаметром рабочего органа 150, 300 и 400 мм и произ­водительностью от 8 до 40 м³/ч. Однотрубные конвейеры в течение многих лет работают на Лыткаринском заводе оптического стекла (Московская обл.), Ключевском заводе ферросплавов (Свердловская обл.), Чимкентском ПО «Фосфор» (Казахстан) и др.

Для перемещения материалов на значительные расстояния с большой производи­тельностью широкое распространение получили двухтрубные резонансные уравно­вешенные конвейеры типа КВ2Т (рис.3, табл.2).

Рис.3. Двухтрубный конвейер типа КВ2Т

Конвейеры типа КВ2Т состоят из двух транспортирующих труб, связанных между собой упругими узлами и установленных на опорах, закреп­ленных на раме конвейера. Машины такого типа основаны на принципе колебания в противофазе в резонансном режиме двух равных масс. В любой момент вре­мени силы инерции масс уравновешены между собой как по величине, так и по на­правлению, а внутри системы происходит непрерывный обмен между кинетической энергией колеблющихся масс и потенциальной энергией упругих элементов. Благо­даря этому на рабочие органы конвейера и его привод  действуют небольшие на­грузки, машины не оказывают существенного динамического воздействия на фун­дамент. Оптимальная длина транспортирования двухтрубных виброконвейеров состав­ляет до 30 м, а их производительность  может достигать 160 м³/ч. При большой протяженности трассы конвейеры устанавливаются последовательно друг за другом, при этом общая длина транспортирования может превышать 100 м. Конвейеры могут быть оборудованы промежуточными загрузками и разгрузками в требуемых точках по длине машины. Привод промежуточных разгрузок может иметь ручное или автоматическое (дистанционное) управление.

Вибрационные транспортные системы на базе двухтрубных конвейеров были внедрены на ряде предприятий отрасли в производстве минеральных удобрений (Приднепровский химический завод, г. Днепродзержинск, Украина; ГП «Алмаз», г. Лермонтов, Ставропольский край; АК «КАСКОРН», г. Актау, Казахстан). Крупнейшая в Союзе транспортная система из виброконвейеров типа КВ2Т-0,15 общей протяженностью более 600 м была пущена в эксплуатацию в середине 80-х годов на заводе «Казогнеупор» (г. Рудный, Казахстан). Успешно работает транспортная цепочка протяженностью более 70 м из виброконвейеров КВ2Т-0,45 в кислородно-конвертерном цехе №1 Новолипецкого металлургического комбината на загрузке сыпучих материалов в конвертер.

Рис. 4. Конвейер КВ1Ж2

В последнее время широкое распространение получили желобчатые виброкон­вейеры с тяжелой рамой, сочетающие в себе ряд достоинств как инерционных, так и резонансных виброконвейеров. Они компактны, передают низкие динамические нагрузки на основание, устойчивы в работе вследствие малой чувствительности к колебаниям технологических нагрузок. Использование желоба в качестве грузонесущего органа облегчает (по сравнению с трубой) доступ к его внутренним поверхностям для осмотра, очистки или, при необходимости, футеровки. Выпускаются конвейеры КВ1Ж2 (рис.4, табл.3) че­тырех  типоразмеров с шириной грузонесущего органа от 320 до 650 мм. Длина транспортирования - от 5 до 14 м, производительность по песку - от 6 до 100 м³/ч. На базе такой же структурно -динамической схемы (с тяжелой рамой) разработано несколько типоразмеров виброконвейеров типа КВ1Т2 с грузонесущим органом в виде трубы.

Вибрационная транспортная система на базе конвейеров КВ1Ж2-0,32 успешно эксплуатируется с начала 80-х годов на Ульбинском металлургическом заводе (г. Усть –Каменогорск, Казахстан), что позволило существенно улучшить условия труда при работе с токсичным материалом. Виброконвейеры КВ1Ж2-0,65 с желобом, футерованным от налипания продукта транспортерной лентой, много лет работают на Приднепровском ХЗ (г. Днепродзержинск, Украина).

Рис.5. Конвейеры КВВ

Для подъема материала разработаны вертикальные вибрационные конвейеры типа КВВ (рис.5, табл.4). Грузонесущий орган этих машин представляет собой  ци­линдрическую закрытую колонну, внутри которой приварен спиральный транспор­тирующий желоб, по которому материал поднимается вверх на высоту до 3,5, 5 и 8 м для конвейеров, соответственно, типов КВВ-0,3, КВВ-0,5 и КВВ-1,0. Производи­тельность этих машин от 0,2 до 12 м³/ч (по песку). Привод этих конвейеров в зависимости от требования заказчиков может быть расположен в нижней или в верхней части колонны. Предприятием ГНИКП "Вибротехника" были разработаны также трехмассные виброконвейеры типа КВВ3-0,3 и КВВ3-0,5, высота транспортирования которых может быть увеличена вдвое (до 7 и 10 м) за счет усложнения структурно-динамической схемы машин. Вертикальные конвейеры не получили широкого распространения из-за относительно низкой производительности и высокой удельной металлоемкости, а вот технологические машины на их основе хорошо зарекомендовали себя на различных переделах.

На базе вибрационных конвейеров разработано большое количество разнооб­разных технологических машин. Большинство из них использует свойства мате­риала изменять под действием вибрации  свои реологические параметры - коэф­фициенты внутреннего и внешнего трения, что приводит к появлению так называе­мого виброкипящего слоя. При вибрации увеличивается воздухопроницаемость ма­териала, улучшается отвод тепла от него, интенсифицируются массообменные про­цессы. На этом принципе действия разработаны многочисленные вибрационные охладители, сушилки, промыватели. В основе конструкции большинства из них лежат одномассные вертикальные и горизонтальные виброконвейеры, к рабочим органам которых подводятся те или иные технологические компоненты.

Применение вибрационных конвейеров и технологических аппаратов на их основе открывает новые возможности при создании современных технологий в самых различных отраслях народного хозяйства.

В настоящее время сложилась такая ситуация, при которой большинство вибрационных конвейеров, находящихся в эксплуатации на территории России, сделаны за рубежом и, как правило, входят в состав тех или иных технологических комплексов, закупленных по импорту.

Отечественных виброконвейеров эксплуатируется мало, причем большинство из них после распада СССР оказались в соседних странах СНГ.

Сейчас, когда наблюдается оживление целого ряда отраслей промышленности, когда руководители предприятий вынуждены все больше думать о здоровье своих работников, вопросы производства и внедрения вибрационных конвейеров снова должны стать актуальными.

вернуться в раздел | на главную