СЕПАРАТОР КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК B07B13/00 

Изобретение относится к способам и устройствам обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения кусковых материалов на сорта по содержанию в них полезных ископаемых, например для разделения угля на сорта по его зольности.

Известно устройство для сепарации минерального сырья, включающее размещенный на основании питатель, приводной раскладчик с рабочим органом, радиометрический датчик, анализирующую аппаратуру и исполнительный механизм, которое для повышения качества сепарации и расширения возможностей выполнено так, что питатель и раскладчик имеют общий рабочий орган с приводом в виде вибровозбудителя, опирающийся через упругую систему на основание, при этом входная часть рабочего органа выполнена в виде грохота, а выходная - в виде желоба, на котором установлен навстречу движению рассекатель с выполненным на нем продольным приемным каналом для отобранного сырья, а исполнительный механизм выполнен в виде пары приводных толкателей, размещенных по обе стороны приемного канала со смещением один относительно другого вдоль направления движения сырья и установленных с возможностью рабочего перемещения в сторону приемного канала, упругая система включает по крайней мере три упругие опоры, углы установки которых к горизонту различны, рассекатель установлен перед приемным каналом с возможностью его перекрытия, толкатели кинематически связаны с приводом исполнительного механизма и установлены с возможностью возвратно-поступательного движения по дуге, а рабочие части толкателей выполнены по форме желоба и установлены под углом к оси приемного канала [1] .

Недостатком известного устройства является низкое качество сепарации из-за неодинаковой ориентации частиц различной формы.

Известен сепаратор кусковых материалов, содержащий наклонный рабочий орган, генератор механических колебаний, питатель, приемники продуктов разделения, пластину из фольгированного гетинакса, в котором имеется система изолированных электродов чередующейся полярности, установленных в одной плоскости параллельно рабочему органу, пластина из фольгированного гетинакса установлена над рабочим органом, электроды расположены поперек направления движения кусков и выполнены в виде гребенок, входящих одна в другую, рабочий орган выполнен в виде пластины с генератором механических колебаний, а электроды размещены по поверхности пластины, пластина с электродами выполнена из фольгированного гетинакса [2] .

Недостатками известного сепаратора являются низкая производительность и низкая точность разделения материала на сорта, что связано с необходимостью раскладки кусков на расстояниях друг от друга для повышения точности разделения и необходимостью плотного прилегания кусков друг к другу для повышения производительности сепаратора.

Цель изобретения - одновременное повышение производительности и точности разделения материала на сорта.

Это достигается тем, что сепаратор кусковых материалов, содержащий наклонный рабочий орган, генератор механических колебаний, питатель и приемники продуктов разделения, снабжен амортизаторами, регулятором наклона рабочего органа, магнетроном, исполнительными механизмами и сканирующим блоком распознавания сорта материала, выходы которых соединены с входами исполнительных механизмов, установленных в ряд по ширине на месте кусков с рабочего органа, причем рабочий орган выполнен полым расширяющимся по горизонтали и сужающимся по вертикали от питателя к приемникам продуктов разделения и подсоединен к магнетрону, генератор механических колебаний смонтирован на рабочем органе, который закреплен через амортизаторы и регулятор наклона.

Изобретательский акт при создании сепаратора состоит в преодолении технического противоречия. Сущность противоречия заключается в следующем. Для повышения производительности сепаратора прибегают к более плотной укладке кусков без промежутков между ними, но при этом снижается точность разделения материала по сортам из-за попадания одновременно нескольких кусков в зону локального осмотра или попадания нескольких кусков под один и тот же исполнительный механизм. Для повышения точности разделения материала по сортам прибегают к поштучной раскладке кусков с интервалами межу ними, но при этом пропорционально снижается производительность сепаратора. Кроме того, для повышения точности разделения материала по сортам прибегают к специальной подготовке кусков перед распознаванием (отмывка, сушка, вибрация для уменьшения загрязнений поверхности кусков и тому подобное), но при этом расходуется время на подготовку кусков и снижается производительность сепаратора. В предложенном сепараторе это противоречие преодолено - повышены одновременно производительность и точность разделения материала по сортам. Техническое противоречие преодолено за счет совмещения многих операций на одном рабочем органе, т. е. за счет совмещения операций во времени и пространстве.

На фиг. 1 показан предлагаемый сепаратор, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Сепаратор кусковых материалов содержит наклонный рабочий орган 1, генератор 2 механических колебаний, питатель в виде конвейерной ленты 3 с приводным барабаном 4, с помощью которой кусковой материал 5 подается в рабочий орган 1, приемники 6 и 7 продуктов разделения, амортизаторы 8, регулятор 9 наклона рабочего органа 1, магнетрон 10, исполнительные механизмы 11 и сканирующий блок 12 распознавания сорта материла, выходы которого соединены с входами механизмов 11, установленных в ряд по ширине на месте схода кусков с рабочего органа.

Рабочий орган 1 выполнен полым расширяющимся по горизонтали и сужающимся по вертикали от питателя к приемникам 6 и 7 продуктов разделения и подсоединен к магнетрону 10. Генератор 2 механических колебаний смонтирован на рабочем органе 1, который закреплен через амортизаторы 8 и регулятор 9 наклона.

Амортизатор 8 выполнен в виде чашки 13 с пружиной 14 и поршнем 15, закрепленным на штоке 16. Шток 16 шарниром 17 соединен с рабочим органом 1. Чашки 13 нижних амортизаторов через стержни 18 и изоляторы 19 закреплены на основании 20. Чашки верхних амортизаторов через стержни 21 с резьбой, регуляторы 9 и штурвалы 22 прикреплены через изоляторы 23 к верхним балками 24. Чашки верхних амортизаторов через стержни 25 и шарниры 26 соединены с рабочим органом 1. Таким образом, рабочий орган 1 оказывается изолированным электрически и амортизированным от других предметов. Исполнительные механизмы 11 снабжены толкателями 27.

Работает сепаратор следующим образом.

Кусковой материал 5 приводным барабаном 4 и лентой 3 подается внутрь полого рабочего органа 1. генератор 2 механических колебаний сообщает колебания рабочему органу 1. Чтобы энергия колебаний не передавалась окружающим предметам, рабочий орган 1 в начальной части опирается на основания амортизаторами 8 и через амортизаторы 8 конечная часть рабочего органа 1 подвешена к верхним балкам 24. При попадании кускового материала 5 внутрь вибрирующего рабочего органа 1 куски рассредотачиваются по всей его ширине и расстояния между отдельными кусками по мере прохода кусков по рабочему органу постепенно увеличиваются, куски материала вибрируют вместе с рабочим органом и при этом происходит очистка кусков от налипшей на них пыли и грязи, т. е. происходит очистка поверхности кусков. Кроме того, под действием вибраций куски на рабочем органе укладываются преимущественно наиболее широкой стороной книзу, т. е. занимают наиболее устойчивое положение на рабочем органе и поворачиваются другой широкой стороной кверху, что способствует лучшему осмотру кусков с помощью сканирующего блока 12 распознавания сорта материала. Таким образом, рабочий орган согласно описанному при прохождении по нему кусков выполняет несколько функций одновременно: раскладывает куски равномерно по основанию рабочего органа с расстояниями между кусками, очищает куски от пыли и грязи, раскладывает куски в наиболее устойчивые положения на основания и поворачивает куски широкой стороной к сканирующему блоку.

От магнетрона 10, соединенного с полым изолированным рабочим органом 1, в последнем создается сверхвысокочастотное электромагнитное поле. Частота электромагнитного поля в полом рабочем органе 1 от магнетрона 10 лежит в пределах от 300 мГц до 70 Ггц в зависимости от типа магнетрона, а подаваемая от магнетрона 10 в полый рабочий орган энергия высокочастотного электромагнитного поля может колебаться в широких пределах от единиц Вт до нескольких МВт. Благодаря выполнению полого рабочего органа расширяющимся по горизонтали и сужающимся по вертикали обеспечивается одинаковая напряженность сверхвысокочастотного электромагнитного поля в полости рабочего органа 1.

При прохождении кусков материала 5 в полости рабочего органа 1 куски поглощают сверхвысокочастотную энергию электромагнитного поля. Степень поглощения энергии пропорциональна диэлектрической постоянной ε и тангенсу угла диэлектрических потерь материала кусков tg δ. Поэтому в полости рабочего органа 1 сильнее нагреваются куски с большими значениями ε и tg δ. Известно, что повышение влажности кусков увеличивает значения ε и tg δ кусков при неизменном содержании в кусках полезного ископаемого. Благодаря этому в полости рабочего органа происходит селективный нагрев кусков. Так, например, сильнее нагреваются куски с большими значениями ε и tg δ и куски с большим содержанием в них влаги. Оба этих обстоятельства способствуют повышению точности последующего разделения кусков на сорта. Происходит это как из-за снижения влажности сильно увлажненных кусков, что мешало бы точному определению сорта куска, так и из-за более сильного нагрева кусков с большим содержанием в них материала с большими значениями ε и tg δ. Таким образом, кроме описанных выше четырех операций, рабочий орган выполняет одновременно еще две новых операции, способствующие и точности разделения, и повышению производительности, так как специально подготовленные куски быстрее распознаются.

Куски материала 5 таким образом подходят к зоне осмотра сканирующего блока 12 распознавания сорта материала выложенными в наиболее выгодные для сканирования положения широкой стороной кверху и с зазорами друг относительно друга, очищенными от пыли и грязи, подсушенными и нагретыми для более легкого распознавания кусков с большими значениями ε и tg δ.

В качестве сканирующего блока 12 распознавания сорта материала может быть использован фотометрический или инфракрасный блок, радиометрический или лазерный блок, ультразвуковой сканирующий блок и тому подобные бесконтактные блоки распознавания сорта материала. В качестве сканирующего блока 12 могут быть использованы, например, блоки фотометрических сепараторов М-13, М-16 и других, блок сепаратора Сортекс-811-М и подобные им блоки. Могут использоваться радиометрический блок сепаратора ХR-112 или люминесцентные блоки сканирования. Блок 12 по соответствующему критерию разделения определяет сорт куска и на своем выходе выдает соответствующий управляющий сигнал тому из исполнительных механизмов 11, под которым после осмотра проходит соответствующий кусок материала. Под действием сигнала с блока 12 соответствующий исполнительный механизм 11 приводит в действие толкатель 27, который направляет кусок в приемник определенного сорта материала.

Таким образом, благодаря специальному выполнению рабочего органа 1 и наличию амортизаторов 8, регулятора 9, магнетрона 10, исполнительных механизмов 11, сканирующего блока 12, соединению рабочего органа с основаниями через амортизаторы и изоляторы и непосредственно с магнетроном, рабочий орган обеспечивает преодоление технического противоречия путем одновременного повышения производительности и точности разделения кусков на сорта.

Техническими преимуществами сепаратора по сравнению с прототипом являются следующие: повышена производительность сепаратора, повышена точность разделения материала на сорта, повышена чувствительность при разделении материала на сорта (за счет локального более сильного нагрева отдельных кусков с высокими значениями ε и tg δ, за счет устойчивой укладки кусков на основание рабочего органа, за счет снижения количеств пыли и грязи на поверхности кусков и за счет раскладки кусков на расстояниях друг от друга), повышена точность разделения кусков на сорта за счет тех же причин, упрощена подстройка сепаратора под любой исходный материал путем изменения угла наклона регулятором 9 рабочего органа 1. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1567296, кл. B 07 C 5/346, 1988.

2. Авторское свидетельство СССР N 990312, кл. B 03 C 7/00, 1981.

Использование: способы и устройства обогащения полезных ископаемых и использовано для разделения кусковых материалов на сорта по содержанию в них полезного ископаемого, например для разделения угля на сорта по его зольности. Сущность изобретения: сепаратор кусковых материалов включает наклонный рабочий орган (РО), генератор механических колебаний, питатель и приемники продуктов разделения, амортизаторы, регулятор наклона рабочего органа, магнетрон, исполнительные механизмы и сканирующий блок распознавания сорта материала, выходы которого соединены с входами исполнительных механизмов, установленных в ряд по ширине на месте схода кусков с рабочего органа. РО выполнен полым расширяющимся по горизонтали и сужающимся по вертикали от питателя к приемникам продуктов разделения и подсоединен к магнетрону. Генератор механических колебаний смонтирован на РО, который закреплен через амортизаторы и регулятор наклона. При попадании кускового материала внутрь РО куски рассредотачиваются по ширине, вибрируют вместе с РО. От магнетрона в РО создается сверхвысокочастотное электромагнитное поле, энергию которого поглощают куски, что приводит к их селективному нагреву и подсушиванию. Блок определяет сорт куска и выдает сигнал. Под действием толкателя кусок попадает в соответствующий приемник. 3 ил.

СЕПАРАТОР КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий наклонный рабочий орган, генератор механических колебаний, питатель и приемники продуктов разделения, отличающийся тем, что, с целью одновременного повышения производительности и точности разделения материала на сорта, он снабжен амортизаторами, регулятором наклона рабочего органа, магнетроном, исполнительными механизмами и сканирующим блоком распознавания сорта материала, выходы которого соединены с входами исполнительных механизмов, при этом последние установлены в ряд по ширине на месте схода кусков с рабочего органа, причем рабочий орган выполнен полым, расширяющимся по горизонтали и сужающимся по вертикали от питателя к приемникам продуктов разделения и подсоединен к магнетрону, а генератор механических колебаний смонтирован на рабочем органе, который закреплен через амортизаторы и регулятор наклона.