ОТСАДОЧНАЯ МАШИНА ЛЕЙТЕСА А.Б. Российский патент 1997 года по МПК B03B5/16 

Изобретение относится к обогащению минерального сырья по плотности, конкретнее к диафрагмовым отсадочным машинам, и может быть использовано в черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов и в геологоразведке.

В общем случае диафрагмовая отсадочная машина состоит из одной или нескольких камер, диафрагмы, механизма, преобразующего вращательное движение в возвратно-поступательное, и электродвигателя. Камера имеет вид прямоугольного ящика с коническим днищем, в верхней части которого закреплено сито. Диафрагмы располагаются ниже сита и соединяются с камерами посредством эластичных вставок. В нижней части конического днища находится песковая насадка, служащая для разгрузки тяжелой фракции.

Перед запуском машины камеры заполняются водой, кроме того в них непрерывно подается дополнительно подрешетная вода. Если на обогащение поступает мелкий материал (менее 2-3 мм), то на поверхность сита укладывается искусственная постель, состоящая из тяжелых крупных минералов или стальной дроби. Возвратно-поступательное движение диафрагмы вызывает колебание воды в камере, за счет чего поступающая в машину зернистая масса расслаивается по плотности. Легкие частицы смываются за порог камеры водой, а тяжелые, пройдя постель, разгружаются через песковую насадку.

Известна и серийно изготавливается отсадочная машина с диафрагмами, выполненными в виде подвижных конических днищ (типа МОД). Она имеет две или несколько камер, к которым снизу посредством резиновых проставок присоединены конические диафрагмы. Последние опираются на коромысло, связанное с эксцентриковым механизмом. Вращение эксцентрика обуславливает колебание коромысла и опирающихся на него диафрагм, в результате чего колеблется вода в отсадочных камерах. Число качаний диафрагмы ограничивается 350 кол./мин, а амплитуда изменяется от 2 до 18 мм. Недостатком машин этого типа является низкая частота колебаний диафрагмы, что не позволяет использовать их для извлечения тонкозернистых однородных металлов [1]
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является высокочастотная отсадочная машина, разработанная институтом Механобр. Эта машина состоит из корпуса, разделенного вертикальной перегородкой на две камеры. Перегородка имеет круглое отверстие, где посредством резиновой вставки закреплена диафрагма, имеющая форму диска. Диск сидит на горизонтальном штоке, связанном с кривошипом. Концы штока выходят через торцовые стенки корпуса и подвешены на плоских пружинах [2]
При вращении кривошипа колеблющаяся диафрагма обеспечивает колебание воды в обеих камерах.

В таблице приведены проектные параметры пульсаций этой машины [3]
Эксперименты, выполненные нами на малогабаритной лабораторной отсадочной машине, показали, что для эффективного извлечения тонкого золота из концентратов шлюзов амплитуда должна быть по крайней мере в 2 раза выше приведенной в таблице. Кроме того, эта машина не может продолжительно работать в указанном режиме. И.Н. Плаксин утверждает, что на практике машины конструкции института Механобр могут работать с частотой не более 500 кол./мин [2] Это объясняется тем, что высокая частота колебаний диафрагмы при большой амплитуде вызывает гидравлические удары в воде, разрушающие корпус машины. Кроме того, знакопеременные силы инерции воды и колеблющихся деталей разбивают привод.

Допустимые значения амплитуд уменьшаются с увеличением частоты колебаний приблизительно в кубе.

Заявляемая отсадочная машина, содержащая корпус, диафрагму, механизм качания последней и электродвигатель, отличается тем, что внутри корпуса смонтированы компенсаторы, каждый из которых состоит из двух диафрагм, соединенных эластичной вставкой и образующих воздушную полость, сообщенную с атмосферой, причем одна из этих диафрагм неподвижно закреплена на корпусе, а вторая связана с механизмом качания.

Заявляются также два варианта исполнения машины:
подвижная диафрагма жестко закреплена на штоке, имеющем возможность качания вдоль своей оси;
подвижная диафрагма соединена со штоком посредством ходовой резьбы, причем шток имеет возможность качания вокруг своей оси.

Второй вариант несколько усложняет конструкцию, но существенно снижает нагрузку на привод, поэтому его целесообразно реализовать при создании машин большой производительности.

Наличие компенсаторов в машине не исключает установку обычной диафрагмы, для которой роль неподвижной диафрагмы играет стенка корпуса.

Качание подвижных диафрагм вызывает изменение объема, занятого компенсаторами, что обуславливает пульсацию воды в корпусе машины.

Из критики прототипа понятно, что надежность высокочастотной осадочной машины может быть обеспечена при малых амплитудах. Сочетание обычной диафрагмы с компенсаторами играет роль амплитудного редуктора, позволяющего при заданной амплитуде пульсаций воды в камере уменьшить амплитуду качания каждой диафрагмы в (n + 1) раз, где n количество компенсаторов.

На фиг. 1 представлена машина, поперечный разрез; на фиг.2 компенсатор, осевой разрез.

Заявляемая отсадочная машина (фиг.1) включает корпус 1, пять компенсаторов 2, подвижную диафрагму 3, смонтированную на стенке корпуса 1, шток 4, связанный с механизмом качания 5 штанги 6, и электродвигатель 7.

Компенсатор (фиг.2) состоит из неподвижной диафрагмы 8, закрепленной на штангах 6, к которой с помощью резиновой вставки 9 крепится подвижная диафрагма 10, жестко соединенная со втулкой 11, сидящая на штоке 4. С противоположной стороны втулки 11 к последней крепится эластичная вставка 12, связанная с неподвижной диафрагмой 8. Такая конструкция компенсатора ограничивает воздушную полость 13 и позволяет колебаться подвижной диафрагме 10.

Машина может быть выполнена в двух вариантах. В первом втулка 11 и, следовательно, диафрагма 10 жестко соединены со штоком 4, имеющим возможность возвратно-поступательного движения вдоль своей оси. Во втором втулка 11 и шток 4 соединены посредством ходовой резьбы, а шток 4 имеет возможность качания вокруг своей оси. Резьба преобразует вращательное колебание штока 4 в возвратно-поступательное движение диафрагмы 10.

Качание подвижных диафрагм 10 вызывает изменение объема воздушной полости 13 и следовательно объема, занятого компенсаторами 2, что обуславливает пульсацию воды в корпусе 1 машины. При этом амплитуда пульсаций воды в корпусе в данном случае в (5 + 1) раз больше, чем амплитуда качания диафрагмы 10.

Полезность данного технического решения не вызывает сомнения, так как существующее в России и странах СНГ оборудование не обеспечивает извлечение из россыпей тонкого золота крупностью менее 100 мкм. Золото мельче 200 мкм извлекается всего на 35-40% крупностью 500-200 мкм на 60-70% Вместе с тем запасы тонкого золота в россыпях в некоторых случаях превышают запасы крупного золота. За рубежом мелкое золото из россыпей извлекается с помощью низкопроизводительных концентрационных чаш и столов, а также отсадочных машин, имеющих недостатки отечественных аналогов.

На лабораторной отсадочной машине, моделирующей процесс работы предложенного технического решения при обогащении около 20 проб сырья различных месторождений, извлечение золота крупностью 100 мкм и менее составило за одну стадию 85-98%
Литература:
1. Богданов О.С. и др. Справочник по обогащению руд, М. Недра, 1974, т. 2, с. 44-46, рис. 23.

2. Плаксин И. Н. Металлургия благородных металлов, М. Госнаучтехиздат, 1958, с. 105, 106, рис. 35.

3. Вязальщиков В.П. Парицкий З.Н. Справочник по обработке золотосодержащих руд и россыпей, М. Госнаучтехиздат, 1963, с. 269.

Использование: обогащение минерального сырья по плотности, в частности обогащение в диафрагмовых отсадочных машинах и м.б. использовано в черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов и в геологоразведке. Сущность изобретения: машина включает приспособление для создания колебаний среды, установленное на штоке, связанном с механизмом качания, корпус и электродвигатель. Приспособление для создания колебаний среды выполнено в виде компенсаторов, каждый из которых состоит из двух диафрагм, соединенных эластичной вставкой и образующих воздушную полость. Одна из диафрагм неподвижно соединена с корпусом, другая связана со штоком. 2 ил., 1 табл.

Отсадочная машина, включающая приспособление для создания колебаний среды, установленное на штоке, связанном с механизмом качания, корпус и электродвигатель, отличающаяся тем, что приспособление для создания колебаний среды выполнено в виде компенсаторов, каждый из которых состоит из двух диафрагм, соединенных эластичной вставкой и образующих воздушную полость, причем одна из диафрагм неподвижно соединена с корпусом, другая связана со штоком.