СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИБРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ

СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИБРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ


RU (11) 2079370 (13) C1

(51) 6 B03B5/32 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96101698/03 
(22) Дата подачи заявки: 1996.01.30 
(45) Опубликовано: 1997.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Установки обогатительные УОМ-11, УОС-11. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Фирма "Механика". - Тула, 1992. 2. Патент РФ N 2031727, кл. B 03 B 5/32, 1995. 
(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Грант" 
(72) Автор(ы): Пугачев В.С.; Путов Б.А.; Ермаков В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Грант" 

(54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИБРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ 

Использование: обогащение песков россыпных месторождений золота, платины и других тяжелых металлов. Сущность изобретения: способ основан на создании режимов уплотнения и разрыхления материала со встряхивающими воздействиями на материал, находящийся в рабочем органе виде в виде чаши, совершающем вращательные движения вокруг своей оси и планетарное. Для получения указанных режимов определяют скорость планетарного вращения чаши из соотношения , где п - угловая скорость планетарного вращения чаши, рад/с, в - угловая скорость вращения чаши вокруг своей оси, рад/с, Rч - наибольший внутренний вращения чаши, м, Rп - радиус планетарного вращения чаши, м. Встряхивающее воздействие осуществляют в момент наибольшего разрыхления материала в чаше. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к способам обогащения песков россыпных месторождений золота, платины и других тяжелых металлов.

Известен способ гравитационного обогащения сыпучих материалов во вращающейся чаше с внутренними нарифлениями [1] Для лучшего обмена частиц с целью концентрации тяжелых металлов применяют встряхивающие воздействия, которые осуществляют путем сообщения чаше планетарного вращения.

Недостатком известного способа является низкая эффективность разделения и быстрое забивание межрифельных канавок исходным материалом. Это происходит из-за того, что не учитываются соотношения центробежного и планетарного ускорений, действующих на материал. Так, например, в центробежно-вибрационном сепараторе типа СВЦ-400 при диаметре чаши 400 мм, частоте вращения чаши 500 об/мин, частоте планетарного вращения 500 об/мин и амплитуде планетарного вращения 10 мм центробежное ускорение равно 55g, а планетарное ускорение 2,7g. При таком соотношении ускорений происходит очень слабое встряхивающее воздействие на материал. В фазе уплотнения материала суммарное значение этих ускорений равно 55g + 2,7g 57,5g, а в фазе разрыхления 55g 2,7g 52,3g.

Из этого следует, что материал в чаше находится под постоянным воздействием ускорения одного направления с небольшой пульсацией его абсолютного значения. Следовательно, обмен частиц происходит в стесненных условиях, что и определяет слабую эффективность разделения.

Одним из известных и наиболее близким техническим решением является центробежно-вибрационный способ разделения смесей, включающий подачи суспензии во вращающуюся чашу с нарифлениями, воздействие на чашу силовыми импульсами таким образом, что отношение частоты силовых импульсов к частоте вращения чаши составляет более 3, но не более 11.

Однако при этом не учитываются радиус чаши и радиус планетарного вращения. Рассмотрим пример конкретного применения известного способа. Введем обозначения: Rч радиус чаши, Rп радиус планетарного вращения, в угловая скорость вращения чаши вокруг своей оси, п угловая скорость планетарного вращения чаши. Если принять, что Rч 50Rп а соотношение скоростей п:в=4:1, то на основании известных зависимостей получим значения ускорений чаши центробежного aц=2вRч=502вRп и планетарного aп=2пRп=162вRп Отсюда видно, что центробежное ускорение в несколько раз больше планетарного, следовательно, разделение частиц материала происходит в стесненных условиях и диапазон соотношений частот, приведенных в известном способе неэффективен.

Кроме того, в известном способе при определенном соотношении частоты силовых импульсов к частоте вращения чаши график траектории движения материальной точки чаши приобретает вид, показанный на фиг. 1 Характерной особенностью этого графика является наличие резкой границы 1 между участком 2, определяющим движение стенки чаши навстречу материалу (фаза уплотнения), и участком 3, определяющим движение стенки чаши от материала (фаза разрыхления). При этом в точке 1 происходит мгновенная смена этих режимов (планетарное ускорение меняет свой знак). Эта точка соответствует моменту наиболее интенсивного встряхивания материала.

Однако в известном способе это встряхивание происходит в конце участка 2, то есть в момент наибольшего уплотнения материала и поэтому приводит к еще большему его уплотнению. Следствием этого является постоянное забивание кольцевых канавок чаши исходным материалом.

Целью изобретения является создание таких условий, при которых обмен частиц и их разделение происходило бы в максимально свободном состоянии материала.

Сущность изобретения поясняется фиг. 2, где показан график траектории движения материальной точки чаши, и заключается в том, что у внутренних стенок чаши создается периодическое гарантированное разрыхление материала. Это достигается при выполнении следующего условия: ускорение планетарного вращения должно быть больше или по крайней мере равно центробежному ускорению: ап ач. Последовательно приведем это условие к соотношению скоростей:

2пRп 2вRr;

;



Поскольку центробежное ускорение является постоянным, а планетарное ускорение знакопеременным, то это условие в определенный момент обеспечивает отход стенки чаши от материала или отсутствие с ее стороны какого-либо воздействия на материал. Это означает гарантированное разрыхление материала, при котором легко происходит разделение материала.

Этот эффект можно усилить путем осуществления встряхивающих воздействий в момент наибольшего разрыхления материала. Это достигается, в частности, за счет изменения направления планетарного вращения в сторону, противоположную центробежному вращению. В этом случае график траектории движения принимает другой вид, показанный на фиг. 2. Участок 4 соответствует отходу стенки чаши от материала (фаза разрыхления), а участок 5 движению стенки чаши навстречу материалу (фаза уплотнения). Точка 6 граница смены этих режимов (встряхивание) теперь происходит в конце участка 4, то есть в момент наибольшего разрыхления материала, и значит наиболее эффективного для его разделения.

На фиг. 3 показано в целом известное устройство для осуществления заявляемого способа, выполненное в виде вертикально расположенной чаши 1, укрепленной на валу 2, который установлен с возможностью вращения во втулке 3, которая, в свою очередь, установлена с возможностью вращения в корпусе 4. Вращение обеспечивают подшипники 5 и 6. Внутренняя цилиндрическая поверхность втулки 3 относительно наружной выполнена с экцентриситетом Rп, который в сущности является радиусом планетарного вращения. Внутренняя поверхность чаши выполнена кольцевыми канавками 7, а вал 2 выполнен полым и снабжен пробкой 8. Вращение валу и втулке обеспечивают шкивы 9 и 10, которые вращаются в разные стороны.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

В зависимости от частоты вращения чаши выбирают частоту планетарного вращения по приведенному в формуле соотношению. Обогащаемый материал смешивают с водой и полученную пульпу подают на дно чаши. Под действием центробежного ускорения твердые частицы стремятся к периферии чаши и попадают в канавки 7, где в результате планетарного ускорения происходит чередование фаз уплотнения и разрыхления в соответствии с графиком, приведенным на фиг. 2. При этом в фазе разрыхления со стороны стенки чаши отсутствует какое-либо воздействие на материал, так как ускорение отхода стенки чаши от материала больше или по крайней мере равно центробежному.

При этих условиях происходит свободный обмен между легкими и тяжелыми частицами с концентрацией последних пре-имущественно у стенки чаши. Этот эффект усиливается благодаря встряхивающим воздействиям, которые возникают в конце каждой фазы разрыхления (точка 6 на фиг. 2). Таким образом, легкие частицы постепенно вытесняются и выносятся из чаши, а тяжелые накапливаются в канавках 7. По окончании работы чашу останавливают, вынимают пробку 8 и смывают тяжелый металл через полый вал 2 в сборник (не показан). При этом смыв тяжелого металла является легкой операцией, так как отсутствует причина для его уплотнения.

Согласно изобретению были изготовлены экспериментальные образцы центробежно-вибрационных концентраторов, которые имели следующие технические характеристики: наибольший внутренний диаметр чаши 100 мм; радиус планетарного вращения 1 мм; частота вращения чаши 700 об/мин и 950 об/мин; частота планетарного вращения 7000 1/мин и 10000 1/мин. Такие параметры устройства обеспечивают двукратное превышение планетарного ускорения относительно центробежного. Прошедший переработку материал включал примерно 70% воды, 25% песка, 5% магнетита. Содержание золота в песке колебалось от 2 до 670 на 1 т, а крупность его частиц от 5 мкм до 0,5 мм. Материал подавали с производительностью 160 л в час и 500 л в час. Было установлено, что извлечение золота крупностью менее 100 мкм составило 95% а крупностью до 0,5 мм 80-85% Увеличение частоты планетарного вращения приводит к увеличению извлечения тонкого золота (менее 0,1 мм) и относительным потерям (около 5%) крупного. При производительности 160 л в час среднее извлечение золота составило 85% а при производительности 500 л в час 90%

В параметры данного способа могут быть внесены изменения и дополнения, не выходящие за рамки сущности изобретения. В частности был описан вариант осуществления способа в устройстве с вертикальной осью вращения, однако возможны варианты с различными наклонами оси вращения. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ центробежно-вибрационного разделения смесей, включающий подачу материала в чашу с нарифлениями, придание чаше вращений вокруг своей оси и планетарного, способствующих созданию режимов уплотнения и разрыхления материала со встряхивающими воздействиями, отличающийся тем, что скорость планетарного вращения выбирают из соотношения



где п угловая скорость планетарного вращения чаши, рад/с;

в угловая скорость вращения чаши вокруг своей оси, рад/с;

Rr наибольший внутренний радиус чаши, м;

Rп радиус планетарного вращения чаши, м,

а встряхивающее воздействие осуществляют в момент наибольшего разрыхления материала.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru