УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПОРОД Российский патент 1994 года по МПК B02C19/18 

Изобретение относится к устройствам для дробления твердых пород и может быть использовано для горнометаллургической промышленности для переработки металлосодержащих руд.

Известно устройство для измельчения материала [1], включающее корпус с патрубками подвода и отвода материала, электроды, отражатель ударных волн, выполненный в виде полусферы и обращенный в сторону зоны измельчения материала, сито и кожух разрядника в форме параболоида вращения, внутри которого коаксиально закреплено усеченное шарообразное тело, образующее с рефлекторной поверхностью кожуха разрядную камеру, переходящую в кольцевое сопло. При работе известного устройства искровой разряд возбуждает в газовой среде аэродинамическую ударную волну, которая отражается от поверхности кожуха разрядника и в виде пучка плоских волн через кольцевое сопло направляется в центральную часть зоны измельчения материала. Под действием ударной волны воздух с находящимися в нем частицами материала сжимается, частицы соударяются между собой и дробятся.

Недостатком известного устройства является то, что оно может быть использовано только для измельчения материалов, не обладающих высокой твердостью, вследствие недостаточно мощной ударной силы, создаваемой в нем, то есть низкой эффективностью дробления.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электрогидравлический диспергатор [2] , содержащий камеру в виде имеющего эллипсовидное сечение фокусирующего отражателя, в фокусах которого размещены электродные системы, разрядные промежутки которых ориентированы перпендикулярно большой оси эллипсоида, патрубки для подачи и отвода породы, источник импульсного электрического питания и блок коммутации.

Недостатком известного устройства является наличие больших зазоров между электродами, что не обеспечивает точной фокусировки ударных волн. Кроме того, каждая пара электродов находится в плоскости сечения отражателя, представляющего собой точный эллипс, поэтому электроды создают акустическую тень, т. е. препятствие для распространения ударных волн в плоскости, где эффективность фокусировки максимальна. Перечисленные недостатки не позволяют достичь в известном устройстве высокой эффективности дробления твердых пород. При использовании известного устройства вызывает сложность система компенсации износа электродов, связанная с операцией периодического измерения величины межэлектродного зазора.

Цель изобретения - создание устройства для эффективного дробления пород, упрощение его конструкции и эксплуатации.

Положительным эффектом от использования изобретения является упрощение системы компенсации износа электродов и повышение эффективности дробления за счет уменьшения количества поглощаемой энергии.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для дробления твердых пород, содержащем эллипсовидную в сечении камеру, выполненную в виде отражателя с общим для всех сечений фокусом, патрубок для подачи и отвода породы, установленные сверху и снизу в отражателе и последовательно соединенные между собой электроды, причем крайние из них соединены с источником импульсного электрического питания, отражатель выполнен в форме тора с геометрическим центром в общем фокусе, а электроды выполнены в виде дисков из эрозионно-стойкого материала и закреплены с возможностью поворота на осях поочередно сверху и снизу отражателя, причем между крайними электродами имеется диэлектрическая прокладка, диски расположены равномерно по окружности, центр которой находится в общем фокусе отражателя, а радиус окружности и расстояние между центрами дисков определены из соотношений:
R₁= (1) ,
(1)
а = 2r + δ, (2), где R₁ - радиус окружности, по которой расположены центры дисков электродов;
R - радиус окружности, по которой расположены внутренние фокусы эллипсовидных сечений;
r - радиус диска;
δ - величина межэлектродного зазора;
а - расстояние между центрами дисков.

Существенные признаки предлагаемого изобретения, касающиеся выполнения электродов в виде дисков, позволяют упростить систему компенсации износа электродов путем исключения операции по измерению величины электродного зазора и последующего сведения и последующего сведения электродов. Компенсацию износа проводят поворотом диска-электрода вокруг оси на некоторый угол. Закрепление электродов поочередно сверху и снизу отражателя обеспечивает выполнение каждым диском функции двух электродов, что позволяет сократить количество элементов крепления и, соответственно, отверстий в корпусе устройства. Крепления электродов внутри корпуса создают препятствия для прохождения ударных волн, а отверстия в отражателе уменьшают его эффективную отражающую поверхность. Исключение этих факторов уменьшает количество поглощаемой энергии и увеличивает эффективность дробления. При величине радиуса окружности, по которой расположены центры дисков электродов, и расстояние между центрами дисков, определенных согласно указанным соотношениям, межэлектродные промежутки всегда расположены в фокусах эллипсовидных сечений отражателя.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство для дробления твердых пород содержит камеру в виде фокусирующего отражателя 1, внутренняя поверхность которого имеет форму тора с эллипсовидным сечением и геометрическим центром в общем фокусе 2. Через геометрический центр 2 проходит патрубок 3 для подачи пульпы и отвода продуктов дробления. Часть 4 патрубка 3, проходящая через полость отражателя 1, выполнена из звукопрозрачного материала, например полиэтилена или резины. Внутри отражателя 1 по окружности на равном расстоянии друг от друга установлены электроды 5, имеющие форму дисков из эрозионно-стойкого материала и закрепленные на осях 6, причем центры электродов 5 расположены по окружности с центром в точке (2) и радиусом R₁, определяемом по формуле (1). Расстояние а между центрами дисков-электродов 5 определяют по формуле (II). При таком расположении электродов межэлектродные промежутки 7 (фиг. 2) находятся в фокусах эллипсовидных сечений отражателя 1. Оси 6 закреплены в диэлектрических втулках 8 и имеют лыски 9 под ключ для обеспечения поворота вокруг оси. Оси 6 установлены поочередно сверху и снизу корпуса отражателя 1, что обеспечивает наименьшее искажение формы ударной волны. Между крайними электродами установлена диэлектрическая прокладка 10. В нижней части корпуса имеется патрубок 11 для подачи воды, а в верхней части корпуса - патрубок 12 для отвода отработанной воды с газообразной фазой.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы корпус через патрубок 11 заполняют водой, после чего через патрубок 3 снизу начинают пропускать пульпу, содержащую предназначенную для дробления породу с водой. От источника импульсного напряжения на пару крайних электродов 5, разделенных диэлектрической прокладкой 10, подают импульсы высокого напряжения (источник импульсного напряжения и токоподводы на чертежах не показаны), при этом возникает электрический разряд во всех межэлектродных промежутках 7, электрически соединенных последовательно, что обеспечивает одновременность возникновения в них разрядов. Возникающие при разрядных ударные волны отражаются от поверхности отражателя 1 и сходятся в геометрическом центре (фокусе 2). Поскольку пути прохождения всех волн равны, в геометрическом фокусе 2 происходит сложение всех волн и давление достигает величины, необходимой для дробления породы. Диэлектрическая прокладка 10, выполненная, например, из фторопласта, предотвращает возникновение разряда между электродами, на которые подается импульсное напряжение. В процессе работы устройства происходит эрозионный износ электродов в области межэлектродных промежутков. Для компенсации износа электроды 5 периодически поворачивают вокруг оси, воздействуя ключом на оси 6, для чего на них имеются лыски 9, до введения в работу неизношенных участков поверхностей дисков 5. При этом не требуется измерения межэлектродного промежутка 7, так как его величина обеспечивается конструктивно.

Использование: в горнометаллургической промышленности и предназначено для использования при переработке металлосодержащих руд. Сущность изобретения: устройство для дробления твердых пород содержит отражатель, внутренняя поверхность которого имеет форму тора с эллипсовидным сечением и геометрическим центром в общем фокусе, через который проходит патрубок для подачи пульпы и отвода продуктов дробления. Внутри отражателя на равном расстоянии друг от друга сверху и снизу равномерно установлены выполненные из эрозионно-стойкого материала электроды, имеющие форму дисков и закрепленные с возможностью поворота на осях. Между крайними электродами имеется диэлектрическая прокладка. Центры дисков электродов расположены по окружности, центр которой находится в общем фокусе эллипсовидных сечений, а ее радиус и расстояние между центрами дисков электродов определяют из соотношений. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПОРОД, содержащее эллипсовидную в сечении камеру, выполненную в виде отражателя с общим для всех сечений фокусом, патрубок для подачи и отвода породы и установленные сверху и снизу в отражателе и последовательно соединенные между собой электроды, причем крайние из них соединены с источником импульсного электрического питания, отличающееся тем, что отражатель выполнен в форме тора с геометрическим центром в общем фокусе, а электроды - в виде дисков из эрозионностойкого материала и закреплены с возможностью поворота на осях поочередно сверху и снизу отражателя, причем между крайними электродами имеется диэлектрическая прокладка, диски расположены равномерно по окружности, центр которой находится в общем фокусе отражателя, а радиус окружности и расстояние между центрами дисков определен из соотношений
R₁= ,
a = 2r + δ ,
где R₁ - радиус окружности, по которой расположены центры дисков электродов;
R - радиус окружности, по которой расположены внутренние фокусы эллипсовидных сечений;
r - радиус диска;
δ - величина межэлектродного зазора;
a - расстояние между центрами дисков.