Работа ковшового элеватора на первый взгляд довольно проста: ковши забирают материал внизу, поднимают его по шахте и опорожняются наверху. Но именно на участках загрузки и выгрузки чаще всего возникают проблемы, которые потом отражаются на всей установке. Если материал подается неравномерно, ковши переполняются или, наоборот, идут почти пустыми. Ошибки в верхней части приводят к обратной просыпи, забиванию корпуса и снижению производительности.
Поэтому загрузку и разгрузку нельзя рассматривать отдельно от скорости движения, формы ковшей, типа тягового органа и свойств самого груза.
Как материал попадает в ковши
Загрузка происходит в нижней части оборудования — башмаке элеватора. Сюда материал поступает из предыдущего оборудования, бункера или загрузочного патрубка. Проходящие через эту зону ковши захватывают его и начинают движение вверх.
Есть два основных принципа заполнения. В одном случае часть материала находится в нижней части башмака, а ковш проходит через слой и зачерпывает необходимый объем. В другом поток направляется непосредственно в движущиеся ковши.
Первый вариант хорошо знаком по элеваторам для зерна и других свободно сыпучих материалов. Но заставлять ковш проходить через слишком высокий слой груза нежелательно. Сопротивление увеличивается, возрастает нагрузка на ходовую часть и привод, а материал начинает сильнее перемешиваться и просыпаться.
Прямая подача в ковши позволяет уменьшить сопротивление при загрузке. Такой способ особенно полезен там, где приходится работать с тяжелым, абразивным или чувствительным к разрушению материалом.
При этом стремиться заполнить каждый ковш буквально до края не нужно. Для нормальной работы куда важнее стабильная подача. Резкий приток материала быстрее приведет к переполнению башмака, чем даст реальный прирост производительности.
Что влияет на загрузку
Даже правильно подобранный ковш элеватора не будет работать одинаково с зерном, цементом или крупнокусковым сырьем. Материалы отличаются плотностью, размером частиц, текучестью, влажностью и склонностью к налипанию.
От этого зависят форма и вместимость ковша, шаг их установки и скорость движения. Имеет значение и положение загрузочного патрубка. Поток должен попадать в рабочую зону без сильных ударов по ковшам и тяговому органу.
Есть и более простой фактор — количество материала. Если на вход элеватора постоянно приходит больше, чем он способен поднять, излишек постепенно собирается в башмаке. Ковши начинают проходить через плотный слой продукта, нагрузка растет, появляется просыпь. Поэтому производительность питающего оборудования и самого элеватора должны быть согласованы.
Что происходит с материалом во время подъема
После заполнения ковши проходят по восходящей ветви внутри шахты. На этом участке груз должен оставаться внутри до подхода к верхнему барабану или звездочке.
Для ленточных элеваторов тяговым органом служит замкнутая лента, для цепных элеваторов — одна или несколько цепей. Выбор схемы зависит в том числе от материала и режима работы: цепные конструкции применяются и для более тяжелых, горячих или абразивных грузов, тогда как ленточные широко используют для зерна, гранул, порошков и других сыпучих материалов.
На самом подъеме никаких дополнительных операций с грузом не происходит. Здесь важнее ровный ход тягового органа и отсутствие ударов ковшей о корпус. Основной процесс снова начинается уже в верхней части.
Как происходит разгрузка элеватора
Ковш подходит к верхнему барабану или звездочке, огибает их и меняет направление движения. В этот момент материал выходит из него и направляется к разгрузочному патрубку.
То, как именно проходит разгрузка элеватора, зависит прежде всего от скорости ковшей и их конструкции. В работе используют центробежный, гравитационный и промежуточный способы.
При достаточно высокой скорости материал под действием инерции выходит из ковша и движется в сторону разгрузочного патрубка. Такой принцип называют центробежным. Он хорошо подходит для многих свободносыпучих грузов и позволяет работать с высокой производительностью.
При меньшей скорости заметнее действует сила тяжести. Ковш постепенно переворачивается, и продукт высыпается из него. Гравитационная разгрузка дает более спокойное движение материала и применяется там, где высокая скорость нежелательна.
Между этими режимами нет жесткой границы. На практике движение материала определяется сразу несколькими параметрами: скоростью, радиусом огибания приводного элемента, формой ковша и свойствами груза.
Почему важна конструкция головки
Одного опорожнения ковша недостаточно. После выхода материал еще нужно правильно направить в патрубок. Эту задачу решает корпус головки элеватора.
Форма внутренней части должна соответствовать траектории летящего или ссыпающегося материала. Если поток встречается со стенкой или проходит мимо разгрузочного отверстия, часть продукта возвращается в шахту. Возникает так называемая обратная просыпь: материал падает навстречу поднимающимся ковшам и снова оказывается в нижней части.
Небольшая просыпь возможна практически в любом элеваторе, но заметный возврат уже говорит о том, что стоит проверить режим работы. Причиной может быть неподходящая скорость, неправильное положение разгрузочного патрубка, налипание продукта или несоответствие конструкции ковшей характеристикам груза.
Как понять, что загрузка или разгрузка работают неправильно
| Что происходит | Что стоит проверить |
| В башмаке постоянно скапливается материал | объем подачи, производительность элеватора, заполнение ковшей |
| Ковши проходят через плотный слой груза | уровень материала в башмаке и работу питающего оборудования |
| Часть продукта возвращается вниз по шахте | скорость движения, головку и положение разгрузочного патрубка |
| Появилась сильная просыпь или пыление | герметичность загрузочной зоны и равномерность подачи |
| Возросла нагрузка на привод | переполнение башмака, сопротивление движению ковшей, состояние ходовой части |
| Производительность снизилась | заполнение ковшей, скорость и качество разгрузки |
Один признак еще не всегда указывает на конкретную неисправность. Например, скопление материала в башмаке может быть связано как с чрезмерной подачей снизу, так и с плохой разгрузкой наверху: продукт возвращается в шахту и постепенно собирается в нижней части.
Загрузка и разгрузка должны работать как одна система
Настроить только вход или только выход не получится. Если ковши заполнены хорошо, но разгрузка элеватора идет с большим возвратом материала, производительность все равно упадет. То же самое произойдет при правильно выполненной головке, если в башмак продукт поступает рывками.
Поэтому при подборе элеватора учитывают всю цепочку: свойства груза, требуемую подачу, размеры и шаг ковшей, скорость тягового органа, конструкцию башмака и геометрию верхней части.
Это особенно важно при смене материала на уже действующей линии. Элеватор, который нормально работал с зерном, не обязательно сохранит тот же режим после перехода на более тяжелый или липкий продукт. Иногда требуется изменить скорость, ковши или отдельные комплектующие элеватора, а не просто увеличить мощность привода.
