установка для разделения твердых частиц по плотности

Формула изобретения

Установка для разделения твердых частиц по плотности, содержащая чаши аналогичных концентраторов, установленные на валах, каждый из которых связан кинематической парой с соответствующим валом привода вращения, устройство подачи исходного сырья и приемники продуктов разделения, отличающаяся тем, что каждая кинематическая пара преобразует равномерное вращение вала привода в неравномерное вращение чаши, при этом вал привода вращения одного концентратора жестко связан с валом привода вращения другого аналогичного концентратора, а кинематическая пара каждого концентратора установлена так, что колебания чаши одного концентратора находятся в противофазе с колебаниями чаши другого концентратора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения твердых частиц по плотности, например, для переработки золотосодержащих руд и песков тонких классов.

Известны центробежные концентраторы, в которых на частицы материала действуют центробежные силы, во много раз превышающие силу собственного веса. Такие концентраторы содержат вращающуюся чашу, в которую подается исходный материал в виде пульпы. Твердые частицы сырья, при движении вдоль стенки чаши, под действием центробежных сил расслаиваются в зависимости от их плотности.

Общей задачей обеспечения работоспособности таких центробежных аппаратов является устранение недопустимого уплотнения минеральной постели во вращающейся чаше концентратора.

Например, известен концентратор Нельсона (см. Итоги науки и техники. - М.: ВИНИТИ, 1987 г. Обогащение полезных ископаемых. т.21, с.44). Концентратор содержит вращающуюся чашу в виде усеченного конуса с двойными стенками. Питание концентратора осуществляется через центральный патрубок. Внутренняя поверхность конуса содержит кольцевые канавки, на дне которых имеются перфорации для подачи воды из междустенного пространства конуса для поддержания минеральной постели в полувзвешенном состоянии. В таком концентраторе на частицы действуют, с одной стороны, центробежные силы, а с другой стороны, восходящие потоки воды. Разгрузка концентрата осуществляется по мере накопления его в чаше.

Недостатками такого устройства являются сложность конструкции, а также высокие требования к поддержанию режимов работы и чистоте разрыхляющей воды.

Известен центробежно-вибрационный концентратор Брагина (см. Авторское свидетельство, №1651955, кл. В03В 5/32 опубл. 1991 г.). Концентратор включает чашу, установленную на валу в эксцентрике, соединенном шкивом с приводом, вал нижней частью соединен с приводом вторым шкивом и прикреплен к шкиву горообразной эластичной оболочкой. Привод через горообразную оболочку и эксцентрик сообщает чаше вращение и радиальные биения. Указанные биения предназначены для устранения чрезмерного уплотнения минеральной постели во вращающейся чаше.

Недостатками такого аппарата являются сложность конструкции и недостаточная ее надежность, особенно при высоких частотах вращения и больших вибрациях.

Известна установка для разделения твердых частиц по плотности, содержащая чаши аналогичных концентраторов, установленные на валах, каждый из которых связан кинематической парой с соответствующим валом привода вращения, устройство подачи исходного сырья и приемники продуктов разделения (см. SU 762980 А, 15.09.1980, В03В 5/32), которая является наиболее близкой к предложенной установке по совокупности признаков и назначению.

Недостатком предложенной установки является сложность конструкции.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение ее надежности.

Сущность изобретения заключается в том, что в установке для разделения твердых частиц по плотности, содержащей чаши аналогичных концентраторов, установленные на валах, каждый из которых связан кинематической парой с соответствующим валом привода вращения, устройство подачи исходного сырья и приемники продуктов разделения, согласно изобретению каждая кинематическая пара преобразует равномерное вращение вала привода в неравномерное вращение чаши, при этом вал привода вращения одного концентратора жестко связан с валом привода вращения другого аналогичного концентратора, а кинематическая пара каждого концентратора установлены так, что колебания чаши одного концентратора находятся в противофазе с колебаниями чаши другого концентратора.

Благодаря такой механической связи вращающаяся чаша концентратора постоянно испытывает крутильные колебания, препятствующие уплотнению находящейся в ней минеральной постели.

Кроме того, ведущий вал концентратора может быть связан с ведущим валом аналогичного концентратора зубчатой передачей, а кинематическая пара каждого концентратора установлена так, что колебания скорости вращения чаши одного концентратора находятся в противофазе с колебаниями скорости вращения чаши другого концентратора.

На фиг.1 представлен общий вид концентратора, на фиг.2 представлен график изменения скорости вращения чаши.

Концентратор содержит чашу 1, установленную на ведомом валу 2. Чаша содержит нарифления на внутренней поверхности. Вал 2 сообщен с ведущим валом 3 посредством двухкривошипного механизма. Двухкривошипный механизм содержит кривошип 4, установленный на ведущем валу, и кривошип 5, установленный на ведомом валу. Оба кривошипа связаны между собой шатуном 6. Оси ведомого вала и ведущего вала смещены относительно друг друга. Шип кривошипа 4 и шип кривошипа 5 смещены на разное расстояние относительно своих осей. На ведущем валу установлен маховик 7.

Установка работает следующим образом. Ведущий вал вращается вместе с маховиком с постоянной скоростью ₀. При этом скорость вращения ведомого вала и чаши периодически изменяется за каждый оборот от максимального значения _max до минимального _min (см. фиг.2). В рабочем режиме исходный материал в виде пульпы подается на дно чаши. Под действием центробежных сил поток сырья прижимается к внутренней поверхности чаши и образует минеральную постель. Минеральная постель под постоянным действием колебаний скорости вращения чаши разрыхляется. Частицы тяжелой фракции, содержащиеся в обогащаемом материале, проникают в поры разрыхленного слоя и под действием центробежных сил концентрируются в рифлях чаши. Частицы легкой фракции вместе с потоком воды сливаются через верхний край чаши. По мере накопления в чаше частиц тяжелой фракции концентратор останавливается и тяжелая фракция удаляется.

Амплитуда колебаний скорости вращения чаши определяется экспериментальным путем в зависимости от характеристик перерабатываемого сырья. Амплитуда колебаний может регулироваться смещением осей ведущего вала и ведомого вала, а также смещением шипов каждого кривошипа. С увеличением смещений увеличиваются крутильные колебания чаши, а вместе с этим и степень разрыхления минеральной постели.

В целях снижения веса концентратора за счет массы маховика концентратор может работать в паре с другим аналогичным концентратором. При этом ведущий вал одного концентратора должен быть жестко связан с ведущим валом другого концентратора зубчатой передачей, а кривошипы каждого концентратора должны быть установлены так, что колебания скорости вращения чаши одного концентратора находятся в противофазе с колебаниями скорости вращения чаши другого концентратора.

Примером конкретного выполнения может служить концентратор производительностью 500 кг/час со средним диаметром чаши 250 мм. Эксперименты по обогащению тяжелых золотосодержащих песков крупностью менее 0,1 мм дали извлечение золота около 90% с коэффициентом сокращения 700...900. Скорость вращения вала привода при этом составляла 950 об/мин, а линейная скорость боковой стенки чаши за каждый оборот менялась от 6 до 18 м/сек.

Для специалистов в этой области техники очевидно, что в конструкцию выше описанной установки могут быть внесены изменения и дополнения, не выходящие за рамки сути изобретения, объем которых определен в формуле изобретения.