устройство для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием, содержащее средство для создания потока разделяющей среды, непрерывно текущей от его входного конца до выходного и формируемой из вещества, имеющего однородную плотность большую, чем наибольшая плотность частиц, подлежащих разделению, средство для пропускания воздуха вверх через вещество для создания разделяющей среды, средство для подачи смеси частиц во входной конец средства для создания потока разделяющей среды на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе их движения в разделяющей среде и средство для разгрузки продуктов разделения, отличающееся тем, что средство для подачи смеси частиц выполнено с возможностью изменения глубины подачи, а средство для разгрузки продуктов разделения выполнено с возможностью раздельного удаления отдельных групп всплывшего продукта.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено средством рециркуляции вещества для создания разделяющей среды от выходного конца средства для создания потока разделяющей среды, окружающее последнее с боков.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что средство рециркуляции вещества содержит бесконечное множество транспортных карманов, непрерывно движущихся вокруг средства для создания потока разделяющей среды, загружающихся у его выходного конца и разгружающихся у его входного конца.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что средство рециркуляции вещества содержит средство для поступательного перемещения вещества для создания разделяющей среды, разгруженного из транспортных карманов к входному концу средства для создания потока разделяющей среды.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство для поступательного перемещения вещества для создания разделяющей среды для разгрузки транспортных карманов, выполнено с бункером, расположенным над средством для создания потока разделяющей среды с подающим конвейером, расположенным в нижней части бункера для перемещения в нем вещества для создания разделяющей среды в направлении входного конца средства для создания потока разделяющей среды.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство для поступательного перемещения вещества для создания разделяющей среды к входному концу содержит средство измерения скорости на конце бункера, ближайшем к входному концу средства для создания потока разделяющей среды, для регулирования скорости, с которой вещество для создания разделяющей среды уходит из бункера и подается на входной конец средства для создания потока разделяющей среды.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что средство рециркуляции выполнено в виде вращающегося вокруг продольной оси барабана рециркуляции, расположенного горизонтально.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что внутренняя поверхность барабана рециркуляции выполнена с непрерывным множеством транспортных карманов для приема вещества для создания разделяющей среды из средства для создания потока разделяющей среды ниже его выходного конца и для разгрузки.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно содержит средство поступательного перемещения вещества для создания разделяющей среды, разгруженного из транспортных карманов к входному концу средства для создания потока разделяющей среды.

10. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство поступательного перемещения вещества для создания разделяющей среды выполнено с бункером, расположенным над средством для создания потока разделяющей среды внутри барабана рециркуляции и с подающим конвейером для перемещения вещества для создания разделяющей среды в направлении входного конца средства для создания потока разделяющей среды.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что средство поступательного перемещения вещества содержит средство измерения скорости на конце бункера, ближайшем к входному концу средства для создания потока разделяющей среды для регулирования скорости, с которой вещество для создания разделяющей среды уходит из бункера и подается к входному концу средства для создания потока разделяющей среды посредством подающего конвейера.

12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что барабан рециркуляции имеет опоры на каждой стороне продольной оси, выполненные в виде приводных колес.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что барабан рециркуляции имеет направляющие колеса, при помощи которых он опирается на приводные колеса, при этом направляющие колеса установлены с возможностью контакта с внешней поверхностью барабана рециркуляции сверху и на каждой стороне от его продольной оси.

14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что барабан рециркуляции имеет приводное средство для вращения каждого из приводных колес в одном направлении.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что приводное средство содержит воздушный насос и два воздушных двигателя, соединенных с воздушным насосом и параллельно друг с другом для вращения соответствующих приводных колес.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что приводное средство содержит гидравлический насос и два гидравлических двигателя, соединенных с гидравлическим насосом и параллельно друг с другом для вращения соответствующих приводных колес.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит средство для кондиционирования окружающего воздуха, поступающего в средство для подачи воздуха.

18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит управляющее средство для измерения глубины потока разделяющей среды и управления скоростью, с которой подающий конвейер подает вещество для создания разделяющей среды к входному концу средства для создания потока разделяющей среды, посредством чего поддерживается глубина потока разделяющей среды.

19. Устройство по п.1 или 18, отличающееся тем, что оно содержит средство для ограничения скорости течения потока разделяющей среды посредством временного торможения потока разделяющей среды на выходном конце средства для создания потока разделяющей среды без существенного изменения его объема.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что средство для ограничения скорости течения содержит заслонку, поворотно установленную на выходном конце средства для создания потока разделяющей среды.

21. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для подачи смеси частиц во входной конец средства для создания потока разделяющей среды выполнено в виде конвейера, расположенного над последним.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что оно снабжено средством для регулирования высоты конвейера относительно средства для создания потока разделяющей среды.

23. Устройство по п.21, отличающееся тем, что вход средства для создания потока разделяющей среды выполнен с желобом, расположенным ниже конвейера, причем желоб выполнен с отверстием в нижней части для введения смеси частиц в поток разделяющей среды.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что желоб содержит перегородку, разделяющую его на канал для приема разделяющей среды и канал для приема смеси частиц.

25. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для разгрузки продуктов разделения содержит множество колес, расположенных вдоль его длины в точках, соответствующих пространственно разделенным группам частиц, причем каждое колесо имеет множество лопаток для подъема частиц из потока разделяющей среды при вращении колеса.

26. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для разгрузки продуктов разделения содержит множество желобов для разгрузки отдельных групп, входное отверстие каждого желоба расположено в точках вдоль длины средства для создания потока разделяющей среды, соответствующих пространственно разделенным группам, а выходное отверстие каждого желоба расположено ниже уровня поверхности этого потока.

27. Устройство по п.25 или 26, отличающееся тем, что средство для разгрузки продуктов разделения содержит множество разгружающих конвейеров для раздельной транспортировки каждой группы частиц для удаления из устройства.

28. Устройство по п.25 или 26, отличающееся тем, что средство для создания потока разделяющей среды содержит дроссельное средство для помощи в сборе и разделении частиц, достигающих верха потока разделяющей среды.

29. Устройство для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием, содержащее средство для создания потока разделяющей среды, непрерывно текущей от его входного конца до выходного и формируемой из вещества, имеющего однородную плотность большую, чем наибольшая плотность частиц, подлежащих разделению, средство для подачи смеси частиц во входной конец средства для создания потока разделяющей среды на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе продвижения в разделяющей среде, множество средств разгрузки, расположенных вдоль потока разделяющей среды на его верху в точках, соответствующих пространственному разделению смеси на группы, для раздельного удаления каждой группы из потока разделяющей среды, отличающееся тем, что оно снабжено дроссельными средствами для помощи в сборе и разделении групп, когда частицы достигают верха потока разделяющей среды.

30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что средство для создания потока разделяющей среды выполнено в виде лотка и имеет средство для пропускания воздуха вверх через поток разделяющей среды.

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что оно содержит средство для ограничения скорости течения потока разделяющей среды посредством временного торможения потока разделяющей среды на выходном конце средства для создания потока разделяющей среды без существенного изменения его объема.

32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что средство ограничения скорости содержит препятствие, выполненное с возможностью выборочной установки в потоке разделяющей среды на выходном конце средства для создания потока разделяющей среды.

33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что средство для ограничения скорости течения разделяющей среды содержит заслонку, поворотно установленную на выходном конце средства для создания потока разделяющей среды.

34. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что снабжено средством рециркуляции вещества разделяющей среды от выходного до входного конца средства для создания потока разделяющей среды.

35. Устройство по п. 34, отличающееся тем, что средство рециркуляции выполнено в виде вращающегося вокруг продольной оси барабана рециркуляции, расположенного горизонтально.

36. Устройство по п. 35, отличающееся тем, что внутренняя поверхность барабана рециркуляции выполнена с непрерывным множеством транспортных карманов для приема вещества разделяющей среды из средства для создания потока разделяющей среды ниже его выходного конца и для разгрузки.

37. Устройство по п.34, отличающееся тем, что оно содержит средство поступательного перемещения вещества для создания разделяющей среды, разгруженного из транспортных карманов, к входному концу средства для создания потока разделяющей среды.

38. Устройство по п. 37, отличающееся тем, что средство для поступательного перемещения вещества для создания разделяющей среды выполнено с бункером, расположенным над средством для создания потока разделяющей среды внутри барабана рециркуляции и с подающим конвейером для перемещения вещества разделяющей среды в направлении от входного конца средства для создания потока разделяющей среды.

39. Устройство по п.38, отличающееся тем, что средство поступательного перемещения вещества содержит средство измерения скорости на конце бункера, ближайшем к входному концу средства для создания потока разделяющей среды, для регулирования скорости, с которой вещество для создания разделяющей среды уходит из бункера и подается к входному концу средства для создания потока разделяющей среды посредством подающего конвейера.

40. Устройство по п.35, отличающееся тем, что барабан рециркуляции имеет опоры на каждой стороне продольной оси в виде приводных колес.

41. Устройство по п.40, отличающееся тем, что барабан рециркуляции имеет направляющие колеса, при помощи которых он опирается на приводные колеса, при этом направляющие колеса установлены с возможностью контакта с внешней поверхностью барабана рециркуляции сверху и на каждой стороне от его продольной оси.

42. Устройство по п.40, отличающееся тем, что барабан рециркуляции имеет приводное средство для вращения каждого из приводных колес в одном направлении.

43. Устройство по п.42, отличающееся тем, что приводное средство содержит гидравлический насос и два гидравлических двигателя, соединенных с гидравлическим насосом и параллельно друг с другом для вращения соответствующих приводных колес.

44. Устройство по п.39, отличающееся тем, что оно содержит средство для кондиционирования окружающего воздуха, поступающего в средство для подачи воздуха.

45. Устройство по п.29, отличающееся тем, что оно содержит управляющее средство для измерения глубины потока разделяющей среды и управления скоростью, с которой подающий конвейер подает вещество для создания разделяющей среды к входному концу средства для создания потока разделяющей среды, посредством чего поддерживается глубина потока разделяющей среды.

46. Устройство по п.29, отличающееся тем, что средство для подачи смеси частиц во входной конец средства для создания потока разделяющей среды выполнено в виде конвейера, расположенного над последним.

47. Устройство по п.46, отличающееся тем, что оно снабжено средством для регулировки высоты конвейера относительно средства для создания потока разделяющей среды.

48. Устройство по п.46, отличающееся тем, что вход средства для создания потока разделяющей среды выполнен с желобом, расположенным ниже конвейера, причем желоб выполнен с отверстием в нижней части для введения смеси частиц в поток разделяющей среды.

49. Устройство по п.48, отличающееся тем, желоб содержит перегородку, разделяющую его на канал для приема разделяющей среды и канал для приема смеси частиц.

50. Устройство по п. 29, отличающееся тем, что средство для разгрузки продуктов разделения содержит множество колес, расположенных вдоль его длины в точках, соответствующих пространственно разделенным группам частиц, причем каждое колесо имеет множество лопаток для подъема частиц из потока разделяющей среды при вращении колеса.

51. Устройство по п. 29, отличающееся тем, что средство для разгрузки продуктов разделения содержит множество желобов для разгрузки отдельных групп, входное отверстие каждого желоба расположено в точках вдоль длины лотка, соответствующих пространственно разделенным группам, а выходное отверстие каждого желоба расположено ниже уровня поверхности потока.

52. Устройство по п.50 или 51, отличающееся тем, что средство для разгрузки продуктов разделения содержит множество разгружающих конвейеров для раздельной транспортировки каждой группы частиц для удаления из устройства.

53. Устройство для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием, содержащее наклонный лоток, по которому разделяющая среда, образованная из вещества, имеющего однородную плотность большую, чем наибольшая плотность любой из частиц, непрерывно течет под воздействием силы тяжести от входного до выходного конца лотка, средство для пропускания воздуха вверх через разделяющую среду, средство для подачи смеси частиц во входной конец лотка на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе их движения в разделяющей среде и средство для разгрузки продукта разделения, отличающееся тем, что оно снабжено средством рециркуляции вещества разделяющей среды от выходного до входного конца лотка, при этом средство для пропускания воздуха вверх содержит управляющее средство для управления скоростью, с которой газ пропускается через разделяющую среду для поддержания ее однородной плотности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием, которое может быть применено для сортировки частиц, например, сельскохозяйственных или других продуктов, имеющих малые различия в плотности.

Использование изменения плотности частиц в качестве средства для их разделения широко распространено. В сельском хозяйстве разделение и сортировка продукции на этой основе выполняется с использованием как мокрого, так и сухого способов.

Мокрые способы используют жидкость в качестве разделяющей среды, которая должна отделять более плотные частицы, которые тонут в данной жидкости, от более легких частиц, которые всплывают в ней. Сухие способы сортировки используют форму воздушного разделения, основанного на сочетании различных плотностей и различных аэродинамических свойств компонентов, подлежащих сортировке.

В одном типе сухого способа газ, такой как воздух, пропускается вверх через движущийся слой смеси, подлежащей разделению. Этот поток газа через промежутки между частицами стремится разъединить частицы друг от друга, позволяя потоку газа снять по меньшей мере часть их веса. В результате слой смеси становится похожим на жидкость высокой вязкости и частицы смеси имеют некоторую свободу для перемещения внутри слоя под влиянием физических сил, таких как сила тяжести, которые могут оказывать влияние на появление разделения среди составляющих компонентов.

Разделение, которое происходит, когда смесь, подвергаемая разделению, сама становится разделяющей средой, не является результатом исключительно отличающейся плотности компонентов смеси. На качество и скорость вызываемого разделения оказывают влияние, взамен этого, аэродинамические свойства частиц. Направленный вверх поток газа через смесь будет стремиться увлечь за собой менее компактные частицы смеси, независимо от их плотности.

В одном типе устройства текучесть такой смеси может проявляться, когда она падает по наклонному желобу. На разгрузочном конце желоба смесь материалов становится до некоторой степени расслоенной в соответствии с сочетанием плотности и аэродинамических свойств частиц компонентов. Однако такое устройство имеет несколько неотъемлемых недостатков.

Во-первых, устройство для разделения смеси частиц, которые пневматически приводят в текучее состояние данную смесь, подлежащую разделению, имеет ограниченную эффективность разделения. В то время, как верхние и нижние слои расслоенной смеси, разгружаемой на конце желоба устройства, могут быть относительно беспримесными, промежуточные слои между ними продолжают содержать смесь частиц обеих плотностей. Эта проблема до некоторой степени может быть решена посредством горизонтального сужения сортировки между вертикальными стенками желоба в окрестности разгрузочного конца. Это увеличивает глубину потока в данной точке, создавая большее вертикальное расстояние между разделенными верхним и нижним слоями смеси. Кроме того, в некоторой точке между двумя крайними слоями два материала с различной плотностью остаются по существу перемешанными в промежуточном слое. Этот факт мешает достижению оптимальной эффективности разделения.

Во-вторых, флюидизация смеси является нецелесообразной, если частицы смеси имеют диаметры больше приблизительно 3 или 4 мм. Таким образом, эти устройства эффективны только при разделении небольших объектов, таких как зерно хлебных злаков. Они не могут использоваться для разделения или сортировки больших объектов.

С этой целью выполнялась повторная сортировка с использованием второго типа сухого способа, который основан на использовании создания разделяющей среды, образованной из вещества, отличающегося от вещества, предназначенного для разделения. В целях разделения смесей больших твердых тел различных плотностей поток, создаваемый из такой разделяющей среды, ведет себя аналогично жидкости, но без смачивания частиц смеси, предназначенной для разделения. Кусочки твердого материала меньшей плотности, чем плотность вещества разделяющей среды, будут действовать в качестве "всплывающей фракции", которая будет всплывать на поверхность потока разделяющей среды. Кусочки твердого материала, которые имеют большую плотность, чем вещество разделяющей среды, действуют в качестве "тонущей фракции" смеси, которая будет погружаться на дно потока разделяющей среды.

Чтобы разделение произошло, плотность вещества разделяющей среды должна быть промежуточной между плотностями всплывающей и тонущей фракции смеси. Дополнительно, размер частиц разделяющей среды должен быть меньше на несколько порядков, чем размер объектов, содержащихся в смеси, предназначенной для разделения.

Использование разделяющей среды, другой, чем смесь, подлежащая разделению, выгодно уменьшает влияние на процесс других факторов разделения, таких как аэродинамические характеристики, и уменьшает процесс до такого, в котором разделение выполняется по существу на основе только различающейся плотности. Кроме того, присутствие слоя разделяющей среды в качестве промежуточного приводит к перемещению всплывающей фракции смеси наверх потока разделяющей среды и тонущей фракции вниз и допускает чистое разделение всплывающей и тонущей фракций. Это выполняется посредством отделения верхней части потока разделяющей среды с всплывающей фракцией, захваченной им от нижней его части, имеющей захваченную им тонущую фракцию. После этого два компонента независимо очищаются для удаления любой разделяющей среды и может быть достигнута эффективность разделения всплывающей и тонущей фракций, близкая к 100

Хотя этот тип сухого способа эффективен во многих применениях, он все еще имеет некоторые ограничения. Например, большая часть доступных способов, за исключением небольшого числа мокрых способов, помогают в разделении объектов с большими разностями в плотности, например комков и камней от клубней картофеля или частиц пластмассы от медных частиц, и. т.д. Между тем существует большое разнообразие применений сортировки для различных типов продукции, в которых объекты, подлежащие сортировке, имеют лишь малые различия в плотности. Смеси таких объектов обычно обнаруживаются, например, в сельском хозяйстве.

Большая часть сельскохозяйственной продукции, такой как фрукты и овощи, не обладает однородным качеством и не является одинаково зрелой. Следовательно, для поставки на рынок продукции, заслуживающей доверия и одинакового качества, требуется после сбора урожая сортировка по качеству

Некоторые из используемых технологий сортировки по качеству являются специфическими для видов продукции, для которых они применяются. Вдобавок, нет жизнеспособных методов для сортировки многочисленных других продуктов.

Плотность может быть наиболее прямым и стойким показателем зрелости и других изменений качества. Когда изменения качества не сопровождаются внешними изменениями, такими как разница в размере, весе, цвете и т. д. сортировка по качеству при имеющейся технологии не эффективна. Плотность может быть единственным критерием для получения возможностей для сортировки по качеству в таких обстоятельствах. Однако сортировка по качеству, основанная на разнице в плотности, имела ограниченный успех в коммерческих приложениях по нескольким причинам.

Изменения плотности из-за преобразований качества в сельскохозяйственных товарах обычно очень малы (в диапазоне 0,02 0,04 г/см³). Эффективный контроль и сортировка продуктов, имеющих такие малые различия, является возможной только в высокоуправляемой процедуре сортировки по плотности. Имеющиеся технологии сортировки по плотности, которые используют такие жидкости, как соляные растворы или растворы алкоголя в воде, для сортировки тонущей и всплывающей фракций, требуют очень тщательного контроля плотности таких растворов, чтобы поддержать плотность, промежуточную между плотностями тонущей и вплывающей фракций. Это трудно, в частности, поскольку растворы загрязняются от посторонних материалов, что действует на плотность растворов. Следовательно, требуется частая замена раствора, также как и предварительные и последующие операции промывания для уменьшения загрязнения и для удаления таких жидкостей с продукции. Эти операции часто ухудшают качество и сохраняемость продукта. Кроме того, такие жидкости дороги и они могут представлять пожарную и социальную опасность при использовании в больших количествах. Некоторые продукты потребления, такие как горох и голубика, нуждаются в предварительном смачивании для удаления пузырьков воздуха. Другие, такие как арахис, грецкие орехи и орехи пекан, в общем не могут обрабатываться в жидкостях, поскольку поглощение жидкости неблагоприятно изменяет рассыпчатость. Кроме того, сортировка часто требует градаций на три или больше категорий, которые в свою очередь могут потребовать нескольких замен жидкости.

С другой стороны, сухие способы типа, отмеченного выше, ограничиваются в основном сортировкой смесей продуктов, в которых имеется относительно большая разность в плотности между всплывающими и тонущими фракциями. Когда разница в плотности продуктов, подлежащих сортировке, мала, например находится в диапазоне порядка 0,02 г/см³, плотность вещества разделяющей среды, которая, как отмечено, должна быть промежуточной в отношении всплывающей и тонущей фракций, должна отличаться лишь на 0,01 г/см³ от плотностей продуктов. Сохранение разделяющей среды внутри такого диапазона параметров трудно достичь.

Известно устройство для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием [1]

Это устройство содержит средство для создания потока разделяющей среды, непрерывно текущей от его входного конца до выходного и формируемой из вещества, имеющего однородную плотность, большую, чем наибольшая плотность частиц, подлежащих разделению, средство для пропускания воздуха вверх через вещество для создания разделяющей среды, средство для подачи смеси частиц во входной конец средства для создания потока разделяющей среды на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе их движения в разделяющей среде и средство для разгрузки продуктов разделения.

Известно другое устройство для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием [2] Это устройство содержит средство для создания потока разделяющей среды, непрерывно текущей от его входного конца до выходного и формируемой из вещества, имеющего однородную плотность, большую, чем наибольшая плотность частиц, подлежащих разделению, средство для подачи смеси частиц во входной конец средства для создания потока разделяющей среды на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе продвижения в разделяющей среде, множество средств разгрузки, расположенных вдоль потока разделяющей среды на его верху в точках, соответствующих пространственному разделению смеси на группы, для раздельного удаления каждой группы из потока разделяющей среды.

Известные устройства не обеспечивают эффективного разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием даже при очень малых различиях в плотности частиц, например 0,02 г/см³.

Этот технический результат достигается тем, что в устройстве для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием, содержащем средство для создания потока разделяющей среды, непрерывно текущей от его входного конца до выходного и формируемой из вещества, имеющего однородную плотность, большую, чем наибольшая плотность частиц, подлежащих разделению, средство для пропускания воздуха вверх через вещество для создания разделяющей среды, средство для подачи смеси частиц во входной конец средства для создания потока разделяющей среды на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе их движения в разделяющей среде и средство для разгрузки продуктов разделения, согласно изобретению, средство для подачи смеси частиц выполнено с возможностью изменения глубины подачи, а средство для разгрузки продуктов разделения выполнено с возможностью раздельного удаления отдельных групп всплывшего продукта.

Кроме того, этот результат достигается и тем, что в устройстве для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием, содержащем средство для создания потока разделяющей среды, непрерывно текущей от его входного конца до выходного и формируемой из вещества, имеющего однородную плотность, большую, чем наибольшее плотность частиц, подлежащих разделению, средство для подачи смеси частиц во входной конец средства для создания потока разделяющей среды на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе продвижения в разделяющей среде, множество средств разгрузки, расположенных вдоль потока разделяющей среды на его верху в точках, соответствующих пространственному разделению смеси на группы, для раздельного удаления каждой группы из потока разделяющей среды, дроссельные средства для помощи в сборе и разделении групп, когда частицы достигают верха потока разделяющей среды.

Вышеуказанный результат достигается также в устройстве для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием, содержащем наклонный лоток, по которому разделяющая среда, образованная из вещества, имеющего однородную плотность, большую, чем наибольшая плотность любой из частиц, непрерывно течет под воздействием силы тяжести от входного до выходного конца лотка, средство для пропускания воздуха вверх через разделяющую среду, средство для подачи смеси частиц во входной конец лотка на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе их движения в разделяющей среде и средство для разгрузки продукта разделения, согласно изобретению имеется средство рециркуляции вещества разделяющей среды от выходного до входного конца лотка, при этом средство для пропускания воздуха вверх содержит управляющее средство для управления скоростью, с которой газ пропускается через разделяющую среду для поддержания ее однородной плотности.

На фиг. 1 представлен вид в перспективе одного варианта осуществления устройства, согласно изобретению; на фиг. 2 вид устройства в сечении по линии 2-2 на фиг. 1; на фиг. 3 вид в перспективе лотка устройства на фиг. 2 с показанными удаленными частями для изображения дополнительных деталей; на фиг. 4 вид лотка в сечении по линии 4-4 на фиг. 3; на фиг. 5 вид лотка в сечении по линии 5-5 на фиг. 3; на фиг. 6 вид лотка в сечении по линии 5А-5А на фиг. 5; на фиг. 7 детальный вид в перспективе альтернативного варианта выполнения средства ограничения скорости течения потока устройства, согласно изобретению; на фиг. 8 схематическая иллюстрация принципа действия устройства согласно изобретению; на фиг. 9 вид лотка в сечении по линии 8-8 на фиг. 2; на фиг. 10 поперечное сечение альтернативного варианта выполнения средства для разгрузки продуктов разделения согласно изобретению; на фиг. 11

схематическая иллюстрация другого варианта выполнения устройства согласно изобретению.

Устройство для разделения смеси большей частью однородных по размеру и плотности частиц на группы всплыванием (см. фиг. 1), общем обозначенное позицией 1, включает в себя раму 2 и поддерживающее передвижное основание на колесах 3.

Один конец рамы 2 заканчивается консолью поддерживающей треугольной платформой 4, которая поддерживает колонно-образный кожух 5, функция которого будет объяснена ниже. Вершина треугольной платформы 4, удаленная от устройства 1, включает в себя сцепляющий механизм 6, посредством которого устройство 1 может быть соединено с транспортным средством и перемещаться от одного рабочего места к другому на колесах 3. Для удобства конец устройства 1, который включает в себя треугольную платформу 4, будет далее называться передним концом устройства 1, поскольку он предшествует другим его частям, когда устройство 1 буксируется транспортным средством. Примыкающая к сцепляющему механизму 6 рама 2 имеет регулируемую опору 7 для поддержки переднего конца устройства 1 и регулирования уровня рамы 2, когда сцепляющий механизм 6 не соединен с буксирующим средством.

Конец устройства 1, противоположный его переднему концу, оканчивается консольной поддерживающей прямоугольной платформой 8. Устройство 1 содержит средство для подачи смеси частиц, подлежащих разделению, во входной конец средства для создания потока разделяющей среды на определенную глубину для обеспечения возможности всплывания частиц в процессе их движения в разделяющей среде, как описано ниже. В данном варианте осуществления изобретения средство подачи смеси содержится в части принимающего конвейера 9, который принимает смесь частиц, подлежащих обработке устройством и продвигает смесь в направлении, указанном стрелкой А.

Источник питания и приводной механизм для принимающего конвейера 9 и другие конвейеры не показаны. Подобным образом некоторые поддерживающие конструкции, такие как рамы, распорки и механизмы регулировки для различных функциональных элементов устройства 1 также не показаны.

Типичная смесь 10 (см. фиг. 2 и 8) для обработки устройством 1 подается на принимающий конвейер 9. Смесь 10 включает в себя всплывающую фракцию 11 частиц 11а 11г, имеющих малые различия в плотности, но плотность всех частиц меньше плотности вещества, используемого для создания разделяющей среды. Смесь 10 может также содержать тонущую фракцию 12 частиц, имеющих плотность, которая больше плотности вещества для создания разделяющей среды. Различные частицы 11, 12 смеси 10 предпочтительно сортируются перед подачей на принимающий конвейер 9 так, чтобы частицы 11, 12 были в основном одного размера. Сортировка по величине может осуществляться с использованием известных в данной области техники способов и устройств.

Примыкающей к принимающему конвейеру 9 и закрепленной на прямоугольной поддерживающей платформе 8 является часть подножки 13, на которую рабочий может встать и, осматривая смесь 10, приходящую на принимающий конвейер 9, удалить с него любые частицы не соответствующего размера или очевидно дефектные

Частицы 11, 12 на принимающем конвейере 9 подают в чистящий кожух 14 для слабого перемешивания и продвижения в направлении, указанном стрелкой B, на поверхность индивидуально вращающихся, отделенных друг от друга чистящих роликов 15. Чистящие ролики 15, которые также охватывают часть средства подачи смеси, могут с полезным эффектом быть снабжены известным способом короткими радиально выступающими лопаткообразными выступами, которые поднимают и переворачивают частицы смеси 10 при вращении чистящих роликов 15. Эта начальная обработка смеси 10 позволяет тонким загрязнителям, таким как песок, гравий и пыль, которые иначе образуют часть тонущей фракции 12 смеси 10, падать вниз из чистящего кожуха 14 через промежутки между смежными чистящими роликами 15, где они накапливаются и удаляются конвейером частиц (не показан). Таким образом, предварительная чистка смеси 10 для удаления тонких загрязнителей уменьшает количество тонкой пыли, которая в конечном счете смешивается с потоком разделяющей среды.

В дополнение к поддерживающим механизмам, которые осуществляют вышеописанную предварительную чистку, прямоугольная поддерживающая платформа 8 поддерживает другие конвейеры, которые будут описаны ниже. Для удобства конец устройства 1, который включает в себя прямоугольную поддерживающую платформу 8, будет далее называться задним концом устройства 1, поскольку он идет после других его частей, когда устройство 1 буксируется транспортным средством.

Рама 2 между треугольной поддерживающей платформой 4 на переднем конце устройства 1 и прямоугольной поддерживающей платформы 8 на заднем его конце образует коробчатую раму 16, внутри которой осуществляется действительное разделение смеси 10 с использованием принципов потока разделяющей среды.

Над верхом коробчатой рамы 16 на существенное расстояние выступает труба 17 воздухозаборного средства, через которую окружающий воздух втягивается в воздушную систему устройства 1. Высота открытого верхнего конца 18 трубы 17 воздухозаборного средства обеспечивает сообщение воздуходувок 19 с нижним ее концом для подачи воздуха в направлении, показанном стрелкой F, в воздушную систему, которая относительно свободна от пыли, вырабатываемой самим устройством 1. Воздух из воздуходувок 19 проходит через трубы 20 и гибкую трубу 21 в колоннообразный кожух 5, как показано стрелкой G.

Дальнейшая обработка воздуха, используемого в воздушной системе устройства 1, будет описана впоследствии, но необходимо заменить, что размещение воздуходувок 19 на впускном конце воздушной системы устройства 1 заставляет воздух проходить в нее за исключением единственного потока воздуха, проходящего через трубу 17 воздухозаборного устройства, в состоянии положительного давления. Это преимущественно предотвращает попадание в воздушную систему пыли из окружающего воздуха в любой точке ниже по потоку от воздуходувок 19. Соответственно, воздушные пути воздушной системы такие, как трубы 20 и гибкая труба 21, не требуют абсолютной воздухонепроницаемости для сохранения в ней чистоты воздуха. Любые трещины или небольшие отверстия в этих воздушных путях будут неизбежно вызывать утечки воздушных потоков из воздушной системы. Чтобы облегчить транспортировку устройства 1 и уменьшить вероятность повреждения от ветра трубы 17, когда устройство 1 не используется, нижняя часть 22 трубы 17 воздухозаборного устройства снабжена шарнирным механизмом 23, который позволяет опустить трубу 17 воздухозаборного устройства вниз на верхнюю часть коробчатой рамы 16, как показано штриховыми линиями на фиг. 2.

Внутреннее пространство коробчатой рамы 16 по направлению к заднему концу устройства 1 занято средством рециркуляции вещества для создания разделяющей среды от выходного конца средства для создания потока разделяющей среды, окружающего последнее с боков. В данном варианте выполнения средство рециркуляции среды состоит из горизонтально расположенного барабана 24 рециркуляции, установленного с возможностью вращения вокруг продольной оси его на нескольких парах приводных колес 25, смонтированных в подшипниках 26 на каждый стороне барабана 24 рециркуляции, вместе с дополнительной конструкцией, описываемой ниже, которая вместе с барабаном 24 обеспечивает вышеуказанную функцию средства рециркуляции вещества.

Оси приводных колес 25 на каждой стороне барабана 24 соединены между собой валами 27 и муфтами 28 от цепных передач. При этом способе все приводные колеса 25 на одной стороне барабана 24 рециркуляции будут упруго поддерживать его вес и тем не менее приводиться в действие вместе одним гидравлическим мотором 29 для вращения барабана 24 рециркуляции. Два гидравлических мотора 29 на каждой стороне барабана 24 рециркуляции соединены в параллель друг с другом и питаются от одного обычного гидравлического насоса (не показан) и вместе служат в качестве приводного средства для вращения каждого из приводных колес 25 в общем направлении для поворота барабана 24 рециркуляции. Такое устройство допускает изменения в скорости вращения барабана 24 рециркуляции и автоматически компенсирует неравномерную нагрузку двух сторон барабана 24 рециркуляции, с которыми он сталкивается при нормальной работе устройства 1.

Для увеличения трения между приводными колесами 25 и барабаном 24 рециркуляции внешняя поверхность последнего снабжена на участках напротив приводных колес 25 тяговым транспортером 30. Барабан 24 рециркуляции удерживается в позиции опоры на приводные колеса 25 наборами промежуточных колес 31, которые контактируют с внешней поверхностью барабана 24 рециркуляции сверху и на каждой стороне его продольной оси на тяговых транспортерах 30. Продольное смещение барабана 24 рециркуляции предотвращается опорными колесами 32, которые сцепляются с боковыми кольцевыми концевыми поверхностями 33 на каждом конце барабана 24 рециркуляции. Барабан 24 рециркуляции обладает возможностью вращения со скоростью 0 6 обор./мин, а в типичном случае около 4 обор. /мин.

Внутренняя поверхность барабана 24 рециркуляции снабжена непрерывным множеством транспортных карманов 34 (см. фиг. 1).

Как видно из фиг. 1 и 2 вещество 35 для создания разделяющей среды, разгружаемое из выходного конца 36 лотка 37, падает на дно барабана 24 рециркуляции, заполняя транспортные карманы 34. Посредством вращения барабан 24 поднимает это вещество 35 для разгрузки в бункер 38. Бункер 38 в сочетании с подающим конвейером 39 функционирует как средство поступательного перемещения вещества для создания разделяющей среды, которое принимает это вещество 35, разгружаемое из транспортных карманов 34 и подает его к входному концу 40 лотка 37.

Использование вышеописанного средства рециркуляции обеспечило создание устройства 1 для разделения смеси, которое короче в боковом направлении приблизительно на 30 чем устройство, использующее обычные конвейеры для подъема вещества 35 для создания разделяющей среды назад в средство для создания потока разделяющей среды.

Кроме того, барабан 24 рециркуляции обеспечивает защиту вещества 35 для создания разделяющей среды, находящейся в нем от воды, такой как дождь и роса, когда устройство не используется. Поскольку все разделение и очистка происходят внутри барабана 24 рециркуляции, рассеивание пыли от этого процесса существенно уменьшается кожухом, создаваемым барабаном 24 рециркуляции. Такое средство рециркуляции, как обнаружилось, потребовало меньше вещества 35 для создания разделяющей среды, чем соответствующие известные устройства.

Пространство внутри коробчатой рамы 16 в передней части устройства 1 заключает в себе платформу 41 управления оператора, с удобной точки которой можно наблюдать и управлять работой устройства 1. В коробчатой раме 16 заключено и другое оборудование, которое будет описано ниже.

Из фиг. 2 ясно, что устройство 1 включает в себя средство для создания потока разделяющей среды. В данном варианте выполнения изобретения это средство выполнено в виде наклонного лотка 37, имеющего приподнятый входной конец 40 и выходной конец 36. Лоток 37 содержит разделяющую среду 42, непрерывно текущую под влиянием силы тяжести от входного конца 40 к выходному концу 36. Разделяющая среда 42 состоит из вещества 35, такого как песок, который подается вышеописанным способом к входному концу 40 лотка 37. Смесь 10 из чистящего кожуха 14 транспортируется на конвейере 43, который, кроме того, содержит часть средства для подачи смеси частиц в направлении, показанном стрелкой H, также к входному концу 40 лотка 37 для подачи в разделяющую среду 42.

Создание разделяющей среды 42 из вещества 35 происходит в результате пропускания воздуха по направлению вверх через вещество 35 в лотке 37 посредством средства для пропускания воздуха. Как видно из фиг. 3 5, поток 37 включает в себя боковые стенки 44, 45, которые сужаются к выходному концу 36 лотка 37. Входной конец 40 лотка 37 сформирован в виде наклонной концевой стенки 46. Дно лотка 37 содержит панель 47 распределения воздуха, которая может быть перфорированной панелью из полиэтилена высокого давления или пористым металлическим листом. Для целей устройства 1 доказано, что достаточно удовлетворительны средние отверстия 30 мкм и расход потока в 50 куб. фут/мин. В конечном счете, кружащий воздух, забранный через трубу 17 (фиг. 2) и предварительно обработанный способом, который будет подробно описан далее, направляется через панель 47 распределения воздуха и продувается через вещество 35, находящееся в лотке 37, по направлению вверх.

Воздух для этих целей поступает в ряд камер 48 (фиг. 4) ниже лотка 37 и панели 47 распределения воздуха через канал 49, выполненный в донной стенке принимающей камеры 50 воздуха ниже наклонной концевой стенки 46. Воздух разделяется и проходит по обе стороны лотка 37 через воздушные вентиляционные камеры 51, 52, проходящие по всей длине лотка 37 на его противоположных сторонах (фиг. 5). Ниже панели 47 распределения воздуха имеется ряд камер 53 воздушного давления, каждая из которых открыта в одну или другую вентиляционную камеру 51, 52 через множество круглых впускных отверстий 54. Воздух под давлением в вентиляционных камерах 51, 52, таким образом, поступает через впускные отверстия 54 в камеры 53 воздушного давления и пропускается вверх через панель 47 распределения воздуха и вещество 35 над ней для создания разделяющей среды 42.

Каждый набор воздушных впускных отверстий 54 может регулируемым образом закрываться заслонкой 55 (фиг. 3), которая поднимается и опускается с помощью управляющего троса 56, прикрепленного к одному ее концу. Действие заслонки 55 влияет на эффективную плотность разделяющей среды 42 выше каждой индивидуальной камеры 53 воздушного давления. Частичное перекрытие впускных отверстий 54 посредством опускания заслонки 55 уменьшает давление в камере 53 в соответствии с давлением в вентиляционных камерах 51 52. Таким образом, впускные отверстия 54 в сочетании с заслонками 55 служат в качестве клапанов уменьшения воздушного давления для каждой из камер 53 воздушного давления.

Сужение боковых стенок 44, 45 по направлению к выходному концу 36 лотка 37 вызывает увеличение глубины потока разделяющей среды 42 по направлению его движения. Однако может быть желательно для оптимального эффективного разделения смеси 10 на устойчивые группы поддерживать эффективную плотность потока разделяющей среды 42 постоянной независимо об любых изменений его глубины, в частности, если смесь 10 включает в себя тонущую фракцию 12. Увеличение глубины потока разделяющей среды 42 также увеличивает отделение любой тонущей фракции 12.

Мелкий поток разделяющей среды 42 требует меньшего воздушного потока для достижения той же самой эффективной плотности, которую создает глубокий поток. Уменьшенный воздушный поток в более мелких частях потока разделяющей среды 42, следовательно, используется для поддержания в них одинаковой плотности. Для этого давления воздуха в каждой из камер 53 непосредственно ниже панели 47 распределения воздуха индивидуально регулируется с этой целью посредством манипулирования заслонками 55. Посредством этого воздух в камерах 53 постепенно изменяется так, что давление воздуха в каждой уменьшается соответственно расстоянию каждой камеры 53 вдоль панели 47 от выходного конца 36 лотка 37. Эта регулировка давления воздуха приблизительно соответствует изменению глубины потока разделяющей среды 42 вдоль лотка 37.

Управляющие тросы 56 для манипулирования заслонкой 55 оканчиваются на платформе 41 управления (фиг. 1) для управления работой устройства 1 из центрального положения. Нижняя часть каждой камеры 53 снабжена люком 57 очистки для облегчения технического обслуживания в то время, как внешние стенки устройств камер 51, 52 на каждой заслонке 55 снабжены люками 58, обеспечивающими доступ в воздушную систему для ее обслуживания.

В соответствии с одним вариантом выполнения изобретения предусмотрено средство для кондиционирования окружающего воздуха, пригодного для создания разделяющей среды 42 из вещества 35 и поступающего в средство для подачи воздуха, описанное выше. Выражение "пригодный для создания разделяющей среды 42" при использовании в применении к кондиционированному воздуху в воздушной системе устройства относится к окружающему воздуху, который был подвергнут любой из следующих обработок, как одиночной, так и в сочетании: удаление частиц с размером, превышающим заранее установленное значение и стремящихся перекрыть отверстия в панели 47 распределения воздуха; нагревание до температуры, адекватно повышающейся для удаления влажности из разделяющей среды 42, первоначальное накопление для воздушной системы на существенном расстоянии выше коробчатой рамы 16 для устранения затягивания с воздухом пыли, создаваемой работой устройства 1, или поддержание под положительным давлением для предотвращения нежелательного введения в средство для подачи воздуха или средство для кондиционирования воздуха. Средство для кондиционирования воздуха включает в себя любую комбинацию специфических конструкций, описанных дополнительно ниже, которые обеспечивают эти функции.

Как показано на фиг. 1 и 2, воздушная впускная труба 17 позволяет собирать окружающий воздух на высоте над коробчатой рамой 16, которая минимизирует попадание пыли, создаваемой работой устройства 1. Воздуходувки 19 поддерживают направленный от них поток воздуха в состоянии положительного давления для предотвращения попадания пыли. Колоннообразный кожух 5 содержит внутри воздушные фильтры, сконструированные для удаления больших объемов тонкой пыли размером около 3,0 мкм. Это уменьшает закупорку панели 47 распределения воздуха. Соответствующие воздушные фильтры для этой цели включают в себя матерчатые воздушные фильтры FT-40 и FT-140, изготавливаемые фирмой Dustkop.

Подвергаясь обработке в колоннообразном кожухе 5, воздух для средства для подачи воздуха проходит через вторичные воздуходувки 59 и 60 (см. фиг. 2). Они работают последовательно для подачи воздуха под положительным давлением в воздухонагреватель 61, который нагревает воздух перед его проходом через канал 49 в средство для подачи воздуха. Обычный воздушный нагреватель производительностью 350000 BTU (Британские тепловые единицы) может адекватно служить в качестве воздухонагревателя 61.

Как показано на фиг. 2, вещество 35 для создания разделяющей среды 42 подается на входной конец 40 лотка 37 на верхнем подающем конвейере 62 в нижней части удлиненного бункера 38. Бункер 38 расположен над лотком 37, простираясь по меньшей мере на всю длину барабана 24 рециркуляции. Подающий конвейер 62 перемещает вещество 35 в направлении входного конца 40 лотка 37, как показано стрелкой 1, и, таким образом, в данном варианте осуществления изобретения бункер 38 и конвейер 62 служат в качестве средства поступательного перемещения вещества 35 для создания разделяющей среды 42, разгружаемого из барабана 24 рециркуляции и подаваемого в лоток 37.

В конце бункера 38, ближайшем к входному концу 40 лотка 37, находится измерительное средство для регулирования скорости подачи вещества 35 в средство для создания потока разделяющей среды, выполненное в виде измерительной заслонки 63. При ее движении вверх или вниз, измерительная заслонка 63 регулирует скорость, с которой вещество 35 извлекается из бункера 38 и подается на входной конец 40 лотка 37 конвейером 64. Конвейер 64 имеет ширину, по меньшей мере равную ширине входного конца 40 лотка 37, а поперечная протяженность вещества 35, вытекающего из бункера 38 через измерительную заслонку 63 на конвейер 64, по существу равна ширине входного конца 40 лотка 37. В данном случае, когда вещество 35 падает с конца конвейера 64, смежного с входным концом 40 лотка 37, оно действует на наклонную концевую стенку 46 лотка 37 в одинаковом количестве. Это обеспечивает создание разделяющей среды 42 заблаговременно при проходе вещества 35 через лоток 37.

Когда тонущая фракция 12 смеси 10 (см. фиг. 2) выводится из лотка 37, она осаждается на первый конвейер 65 тонущей фракции, который перемещает частицы тонущей фракции 12 в направлении, указанном стрелкой J, для разгрузки на второй конвейер 66 тонущей фракции.

Было обнаружено, что для некоторых комбинаций пропорций, например сужения лотка, длины и т. д. и для некоторых углов наклона средства для создания потока разделяющей среды, таких как лоток 37, создание адекватно глубокого потока 67 (фиг.8) разделяющей среды 42 не происходит. Таким образом, в соответствии с изобретением устройство 1 снабжено средством для ограничения скорости течения потока 67 разделяющей среды 42 посредством временного торможения потока 67 разделяющей среды 42 на выходном конце 37. Таким образом создается препятствие, которое выборочно устанавливается в поток 42 разделяющей среды на выходном конце 36 лотка 37. В одном варианте осуществления средства ограничения, показанном на фиг. 2, такое препятствие имеет форму заслонки 68, установленной с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на выходном конце 36 лотка 37. Для создания потока 67 разделяющей среды заслонка 68 поворачивается в позицию, показанную штриховыми линиями на фиг. 2. Добавочное сопротивление потоку 67 разделяющей среды из входного конца 40 лотка 37 приводит к увеличению потока 67 Когда приемлемая глубина потока 67 достигнута, заслонка 68 поворачивается для уменьшения или полной ликвидации этого ограничения потоку 67.

Заслонка 68 не доходит до панели 47 распределения воздуха так, чтобы полностью ограничить часть потока 67 распределяющей среды 42, действующего на тонущую фракцию 12. Если это сделать, то можно вызвать накопление частиц в тонущей фракции 12 на дне лотка 37, которое слишком существенно для вещества 35 для создания разделяющей среды 42, чтобы вычистить его оттуда, даже когда заслонка 68 перемещена в неограничивающую позицию.

Кроме того, средство ограничения может быть выполнено в виде нескольких заслонок, которые подвижны в вертикальном направлении, таких как заслонка 69 (см. фиг. 8 и 11). Другой вариант выполнения средства ограничения показан на фиг. 7 и включает в себя заслонки 70, 71, которые смонтированы на боковых стенках 44, 45, соответственно, лотка 37, на выходном его конце 36. Заслонки 70, 71 могут поворачиваться вокруг вертикальной оси и активизироваться, например, гидравлическим или электрическим приводом 72 управления. Важно также, чтобы заслонки 70, 71 не были достаточно обширными, чтобы полностью закрыть выходной конец 36 лотка 37, по вышеупомянутым причинам.

Один раз создав, желательно поддерживать поток 67 разделяющей среды 42 при постоянной глубине. Эта стабильность, однако, периодически нарушается за счет добавления в разделяющую среду 42 смеси 10 с контейнера 43. В соответствии с изобретением, предусмотрено также управляющее средство для измерения глубины потока 67 разделяющей среды и управления скоростью, с которой подающий контейнер 62 подает вещество 35 для создания разделяющей среды 42 на входной конец 40 лотка 37. При этом глубина потока 67 разделяющей среды может поддерживаться автоматически на заранее выбранном уровне. В одном из вариантов выполнения управляющее средство может быть выполнено в виде ультразвукового датчика 73, смонтированного над лотком 37, для определения расстояния от верхней поверхности потока 67 разделяющей среды 42. Цилиндрические ультразвуковые датчики близости также, как ультразвуковые датчики близости серии PG, выпускаемые Agastat Corporation, могут быть использованы в качестве датчика 73. Затем сигналы от ультразвукового датчика 73 используются для управления приводным средством подающего конвейера 62.

Функция разделяющей среды 42 по разделению частиц 11, 12 смеси 10 лучше может быть понята из фиг. 8. Смесь 10, подаваемая на конвейере 43 к входному концу 40 лотка 37, падает в поток 67 разделяющей среды 42. В вышеупомянутом варианте осуществления поток 67 формируется из вещества 35, такого как песок, из которого создается разделяющая среда 42, вышеописанным способом. Смесь 10 состоит из всплывающей фракции 11 частиц 11а-11г, которые имеют слегка отличающиеся плотности. Смесь 10 может также состоять из тонущей фракции 12, хотя устройство 1 может одинаково хорошо использоваться со смесью 10, которая не включает в себя тонущую фракцию 12. Предпочтительно, чтобы плотность потока 67 разделяющей среды 42 поддерживалась постоянной. Если смесь 10 включает в себя тонущую фракцию 12, плотность потока 67 должна поддерживаться промежуточной между всплывающей и тонущей фракциями 11, 12. Однако, если смесь 10 не включает в себя тонущую фракцию 12, поток 67 может просто поддерживаться при плотности, которая больше, чем наибольшая плотность любой из частиц 11a-11г всплывающей фракции, например частицы 11a.

Каждая группа частиц 11a-11г смеси 10 вводится в поток 67 разделяющей среды 42 в его начале на глубине, которую выбирают в сочетании со скоростью потока 67 так, чтобы позволить адекватное пространственное разделение различных частиц 11a-11г всплывающей фракции 11 способом, дополнительно описываемым ниже. Соответственно, контейнер 43 предпочтительно сконструирован так, что он может быть выборочно поднят или опущен с использованием хорошо известного в данной области техники способа, с помощью механизма 74 так, чтобы иметь возможность регулировать глубину, на которой частицы вводятся в поток 67 разделяющей среды 42. Как было отмечено, путем регулировки высоты, с которой смесь 10 падает в поток 67, каждая группа по плотности частиц 11a-11г будет спускаться в поток 67 разделяющей среды на большую глубину, которая отмечает начало подъема частиц, как показано штриховыми линиями А, Б, В, Г.

Скорость потока 67 разделяющей среды 42 может также выборочно регулироваться, например, посредством увеличения или уменьшения угла наклона лотка 37, используя механизм 75 (см. фиг. 2), и/или посредством ограничения выходного конца 36 лотка 37, используя вертикально регулируемую заслонку 69 или заслонки 68, 70, 71, так, чтобы затормозить течение потока 67 разделяющей среды 42 в большей или меньшей степени. Путем увеличения глубины, на которой частицы вводятся в поток 67, и/или увеличения скорости потока 67, степень разделения частиц может регулироваться.

Когда частицы 11a-11г потока 67 разделяющей среды 42 начинают подниматься на его верх, они также переносятся вниз по течению на расстояние, зависящее от скорости потока 67 и начальной глубины ввода частиц в потоке 67. Те частицы, например частицы 11г, которые менее плотные, будут отпускаться меньше и будут также иметь соответствующую скорость подъема, которая быстрее, чем у частиц, таких как частицы 11a 11в, которые имеют возрастающею большую плотность. Соответственно те частицы, что имеют большую плотность, будут переноситься дальше вниз по течению в зависимости от глубины, на которую частицы были первоначально введены в поток 67 разделяющей среды, и в зависимости от его скорости, посредством чего создается пространственное разделение на различные группы частиц, как иллюстрируется на фиг. 8, когда всплывающая фракция 11 достигает верха потока 67 разделяющей среды 42.

Возможно применение дроссельных средств для помощи в сборе и разделении частиц всплывающей фракции 11 на разные группы, когда частицы всплывающей фракции достигают верха потока 67. Как показано на фиг. 8, дроссельного средство может состоять из ряда простых вертикальных разделителей 76, состоящих из экранов, проницаемых по отношению к потоку 67 и разделяющих верх потока 67 на разные участки 77, где собираются различные группы частиц.

Будучи собранными, различные группы частиц 11a-11г могут затем быть удаленными из потока 67 разделяющей среды 42 посредством использования средств разгрузки, располагаемых вдоль длины потока 67 по его верху для раздельного удаления каждой из указанных групп. В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 2 например, несколько таких разгрузочных средств 78 расположены вдоль длины потока 67 в точках, соответствующих пространственному разделению смеси на различные группы. Как лучше показано на фиг. 2 и 9, разгрузочное средство 78 включает в себя колесо 79 в сочетании с желобом 80. Каждое колесо 79 состоит из лопаток 81. Конец каждой лопатки 81 имеет согнутую под углом часть 82 и лопатки 81 расположены достаточно близко друг к другу, чтобы, когда колесо 79 вращается, лопатки 81 входили в поток 67 разделяющей среды и посредством согнутых частей 82 и соответствующих расстояний между лопатками 81, была возможность зацепить и поднять частицы 11 всплывающей фракции из потока 67 и поместить их в соответствующие желобы 80. Желобы 80 подают различные группы разделенных частиц 11a-11г на соответствующие разгружающие конвейеры 83 (см. фиг. 1), которые переносят разделенные частицы для сбора и разгрузки в бункеры или конвейеры 84.

В другом варианте выполнения средств разгрузки (см. фиг. 10) желобы 80 расположены так, что вход каждого желоба 80 находится слегка ниже поверхности потока 67 разделяющей среды 42, чтобы обеспечить сток потока 67 в точках, соответствующих пространственному разделению различных групп разделяемых частиц 11a-11г. При этом разделенные группы частиц стекают из потока 67 разделяющей среды 42 и принимаются на контейнеры 85, которые состоят из роликов 86, обеспечивающих отделение вещества 35 для создания разделяющей среды 42 от разгруженных частиц для целей сбора и рециркуляции вещества 35 барабаном 24.

Ссылаясь на фиг. 8 и 11, необходимо отметить, что лоток 37 может быть сконструирован сходящимся, как показано на фиг. 2, или он может сконструирован расходящимся и необязательно наклоненным вниз, а может быть горизонтальным, в то же время обеспечивая непрерывное течение потока 67 разделяющей среды через лоток 37 посредством создания давления в начале потока 67. Кроме того, поток разделяющей среды не обязательно должен быть сформирован из сухого вещества 35 для создания разделяющей среды, но может использовать жидкость, как схематически показано на фиг. 10, потоком 87.

В этом случае лоток 88 имеет входной конец 89, который в свою очередь включает в себя желоб 90, имеющий перегородку 91, которая делит его на два канала 92 и 93. Канал 93 используется для введения жидкого потока 87 разделяющей среды в лоток 88. Канал 92 используется для введения смеси 10 частиц на выбранной глубине в поток 87 в его начале. Канал 92 имеет выпускное отверстие 94, через которое смесь 10 вводится в поток 87 разделяющей среды.