способ разделения кускового материала по форме

Формула изобретения

Способ разделения кускового материала по форме путем подачи его на наклонную плоскость, отличающийся тем, что материал непосредственно после окончания скольжения по плоскости подвергают соударению с вращающейся цилиндрической поверхностью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к процессам разделения частиц по форме и может быть использовано в обогащении полезных ископаемых, строительной индустрии при производстве щебня и других отраслях промышленности.

Известны способы разделения материала по форме кусков путем подачи его на колосниковую решетку с заостренной формой колосников или на сито со щелевидными отверстиями, позволяющие отделять друг от друга, например, плоские и округлые зерна [1].

Недостаток этих способов состоит в низкой эффективности разделения из-за неизбежного разброса кусков по крупности, а также в силу быстрого забивания щелей.

Известен способ разделения по форме и трению частиц путем их подачи на наклонную плоскость с последующим скольжением по ней плоских частиц и качением округлых [2].

Достоинство способа в простоте его осуществления, недостатком является низкая эффективность разделения.

Предлагаемый способ разделения кусков материала по форме направлен на повышение эффективности разделения кусков лещадной и кубовидной формы.

Это достигается согласно изобретению благодаря тому, что используется существенное различие динамических характеристик кусков лещадной и кубовидной формы, проявляющееся при их внезапном контакте с препятствием.

В качестве препятствия предлагается использовать вращающуюся цилиндрическую поверхность [1] , на которую куски материала попадают непосредственно после их скольжения по наклонной плоскости [2] (фиг. 1). При скольжении по наклонной плоскости куски ориентируются так, что их наименьшая сторона направлена перпендикулярно плоскости скольжения. Поэтому при ударе о цилиндрическую преграду, куски имеют определенную ориентацию своего центра масс относительно точки контакта с преградой. Эта ориентация зависит от формы куска и определяет его динамические характеристики, которые, в свою очередь, обуславливают скорость центра масс и угловую скорость куска после удара. Расчет процесса соударения на основе гипотезы Ньютона об изменении нормальной составляющей скорости точки контакта при ударе, а также фундаментальных законов изменения количества движения и момента количества движения, приводит к следующей формуле для послеударной абсолютной скорости V центра масс (точки O) куска в горизонтальном направлении (фиг. 2):



где

V - величина скорости куска при сходе с наклонной плоскости;

V_с - окружная скорость вращения цилиндрической поверхности;

R - коэффициент восстановления нормальной составляющей скорости при ударе (0<R<1);

- - угол, характеризующий форму частицы и равный где a и b - длины наименьшего и наибольшего ребер.

В зависимости от величины V_с/V и параметра формулы куски после удара могут иметь либо положительное, либо отрицательное значение горизонтальной скорости центра масс, т.е. двигаться либо в направлении вращения цилиндрической преграды, либо в противоположном направлении. Этот факт и используется в предлагаемом способе для отделения лещадных кусков от кубовидных. Как известно, лещадными считаются куски, длина которых в три и более раза превышает их ширину или толщину. Этому граничному соотношению сторон соответствует параметр формы = _гр= 0,32. Выберем окружную скорость вращения цилиндрической поверхности V_с так, чтобы при = _гр послеударная скорость куска была бы равна нулю:



Таким образом, мы обеспечим движением ледащных и кубовидных кусков в противоположные стороны от точки удара. В частности, при угле наклона плоскости равном 60^o, следует выбирать окружную скорость преграды равной V_с = V (1,25-0,46R). При различных возможных значениях коэффициента восстановления R имеем 0,79V<V<1,25V.

2. Рекомендации по производству щебня улучшенной формы для строительства дорог. СоюздорНИИ. - М., 1969.