ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР Российский патент 1997 года по МПК B03B5/32 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, преимущественно руд благородных и драгоценных металлов с плотностью более 5 г/см³.

Известен планетарный концентратор, включающий станину, вращающуюся чашу с окнами в днище, приводом с маховиком, который снабжен тормозным устройством и системой сполоска концентратора [1]
Недостатком этого устройства является низкая механизация процесса сполоска и обработки материала, приводящая к ограничению цикла обработки.

Наиболее близким к изобретению является гидравлический планетарный концентратор, включающий является гидравлический планетарный концентратор, включающий станину с пространственной рамой, установленный в станине с возможностью вращения и регулирования вал, соединенный с валом силовой привод, соединенный с пространственно рамой кожух с наклонным днищем и каналами выпуска тяжелой и легкой фракции, размещенную в кожухе и закрепленную на валу коническую чашу с кольцевыми ребрами на внутренней поверхности и каналами для выпуска тяжелой и легкой фракции [2]
Недостатками известного устройства являются его невысокая надежность, ограниченность диапазона регулирования скорости вращения чаши, обусловленная геометрическими размерами шкивов и невысокая степень автономности из-за использования в качестве привода электрического двигателя.

Целью изобретения является повышение надежности и автономности и расширение диапазона регулирования скорости вращения конической чаши.

Поставленная цель достигается тем, что гидравлический планетарный концентратор, включающий станину с пространственной рамой, установленный в станине с возможностью вращения и регулирования скорости вращения вал, соединенный с валом силовой привод, соединенный с пространственной рамой кожух с наклонным днищем и каналами выпуска тяжелой и легкой фракции, размещенную в кожухе и закрепленную на валу коническую чашу с кольцевыми ребрами на внутренней поверхности и каналами для выпуска тяжелой и легкой фракций, снабжен загрузочным бункером с гидравлическими насадками, а также тем, что силовой привод выполнен в виде гидравлической турбины с напорной магистралью и расположенным в ней регулятором потока.

Кроме того, лопатки турбины могут быть выполнены различными по длине, вал может быть выполнен коленчатым, колена которого через подшипники соединены с кожухом, установленном на валу, а напорная магистраль турбины может быть снабжена пульсатором.

Выполнение силового привода в виде гидравлической турбины позволяет упростить устройство и повысить его надежность, поскольку вращение от силового привода непосредственно без промежуточных звеньев передается чаше и кожуху. Для обеспечения работы гидравлической турбины необходима напорная вода, которая может быть получена без электроэнергии, например, из вышерасположенного водоема. В результате устройство приобретает важное при разработке удаленных месторождений свойство автономность. Следует отметить, что при использовании напорной воды, подводимой к концентратору по трубопроводу от насосной станции, отпадает необходимость в монтаже электропередач, что удешевляет работу. Использование гидротурбины совместно с регулятором потока позволяет, регулируя скорость струи, подаваемой на лопатки турбины, регулировать скорость вращения самой турбины, в более широком диапазоне, а следовательно, и соединенных с ней чаши и кожуха. Во-первых, это позволяет подбирать рациональные режимы работы, исходя из плотности частиц полезного компонента и вмещающего материала, следовательно, расширяет области применения концентратора для различных по физическим свойствам руд. Во-вторых, регулятор потока позволяет осуществлять пульсирующее изменение скорости потока, а это предотвращает уплотнение материала между кольцевыми ребрами чаши. Для увеличения частоты следования пульсации скорости вращения гидротурбины ее лопатки могут быть выполнены различными по длине. Кроме того, для этой же цели в напорной магистрали, подводящей воду к турбине, может быть встроен гидравлический пульсатор, используемый, например, в гидромониторах.

Выполнение вала коленчатым и соединение с коленами кожуха обеспечивает его планетарное движение с амплитудой,равной радиусу траектории колена. Это предотвращает вынос частиц тяжелой фракции вместе с потоком пульпы через сливной канал кожуха и ускоряет разгрузку.

На фиг. 1 дана схема гидравлического планетарного концентратора; на фиг. 2 схема гидравлической турбины.

Концентратор включает станину 1, жестко связанную с ней пространственную раму 2, вал 3, установленный в станине 1 и раме 2 с возможностью вращения в подшипниках 5 на валу 3 кожух 6, соединенный пружинами 7 с рамой 2. Днище кожуха 6 выполнено наклонным и снабжено каналами 8 и 9 для выпуска из него тяжелой и легкой фракции соответственно и лотком 10 для выпуска тяжелой фракции из конической чаши 11. Чаша 11 установлена на валу 3 на подшипниках 12. Внутренняя поверхность стенок чаши 11 снабжена кольцевыми ребрами 13, днища радиальными ребрами 14, окнами 15 и кольцевым щитком 16. Чаша 11 по оси оборудована фланцем 17, над которым размещено тормозное устройство, включающее каретку 18 с фланцами 19, 20, установленную на валу 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в подшипниках скольжения 21, 22, размещенные внутри каретки 18, тормозной вал 23, соединенный шлицами с валом 3, с возможностью вертикального перемещения относительно него и оборудованный фланцами 24, 25, фланец 26, жестко соединенный с валом 3, и пружина 27, установленная между фланцами 25 и 26. Посредством тяг 28 каретка 18 соединена с рычагом 29. К нижней части вала 3 присоединена гидравлическая турбина 30, в напорной магистрали 31 которой, подводящей воду к лопаткам 32, установлен регулятор 33 потока. Над чашей 11 размещено загрузочное устройство 34, оборудованное гидравлическим коллектором 35 с насадками 36 и решеткой 37. Вал 33 может быть выполнен коленчатым, колена 38 которого соединены через подшипники 5 с кожухом 6. Причем колена 38 могут быть направлены в противоположные стороны. В напорной магистрали 31 может быть установлен пульсатор 39.

Работает концентратор следующим образом.

По напорной магистрали на лопатки 32 турбины 30 подают воду. С помощью регулятора потока 33 устанавливают необходимый расход воды, а следовательно, и частоту вращения турбины 30 и соединенного с ней вала 3. Соединенный с валом 3 шлицами тормозной вал 23 под действием пружины 27 перемешивается вниз до прижатия фланца 24 к фланцу 17. При этом вращение от вала 3 передается чаше 11. Кожух 6, связанный с рамой 2 пружинами 7, остается неподвижным, а в случае выполнения вала 3 коленчатым совершается планетарное движение по окружности, радиус которой равен расстоянию оси вала до сои колена.

Рудный материал подают в загрузочное устройство на решетку 37. Надрешетный материал попадает в отвал, а подрешетный на днище чаши 11. Если материал сухой, или отношение Ж:Т недостаточно для осуществления процесса дезинтеграции, то насадкой 36 на решетку 37 подают воду и материал размывается и также попадает в чашу 11.

С помощью радиальных ребер 14 рудный материал вовлекается во вращение и под действием центробежной силы перемещается к стенкам чаши 11. Стенки чаши двигаются с переменной скоростью. Обеспечивается это посредством гидравлической турбины. Для этого в напорной магистрали, подводящей воду к лопаткам 32 турбины 30, установлен регулятор потока. С его помощью, используя, например, электрический привод, можно регулировать скорость потока, а следовательно, и скорость вращения чаши. При этом исключается возможность уплотнения материала ребрами 13. Для увеличения частоты пульсаций скорости потока лопатки турбины могут быть выполнены различными по длине (фиг. 2 ). Для этой же цели в напорной магистрали перед турбиной может быть установлен пульсатор, применяемый в гидромониторах. В результате чаша будет вращаться с переменной скоростью, толчками. Причем сила и частота толчков регулируется. При этом предотвращается смешивание материала между ребрами 13, а частицы тяжелой фракции более легко перемешиваются к стенкам чаши.

Легкая фракция перемещается по стенкам чаши вверх и, переливаясь через ее верхний край, попадает в кожух 6. Там в свою очередь более легкая фракция уходит с потоком воды через канал 9, а более тяжелая накапливается в нижней части днища кожуха 6. Для более эффективного разделения материала в кожухе ему могут быть приданы колебательные движения. С этой целью вал 3 выполняют коленчатым и с коленками вала, через подшипники 5 соединяют кожух 6, оборудуя его противовесом. Тогда при вращении вала 3 кожух 6, соединенный с рамой 2 пружинами 7, будет совершать планетарное движение. Рудный материал на днище чаши приобретает при этом псевдосжиженное состояние и более легко перемешается к каналу 9. Тяжелые частицы, случайно попавшие из чаши 11, при этом более интенсивно оседают из пульпы на дно и скапливаются в наиболее низком месте в зоне канала 8.

После окончания промывки материала производят разгрузку концентратора. Для этого прекращают подачу материала без прекращения подачи воды. После прекращения выхода материала из канала 9, это заметно по осветлению выходящей воды, нажимают на рычаг 29, а под лоток 10 подставляют емкость для сбора концентратора. Усилие от рычага 29 через тяги 28 передается каретке 18 и она перемещается вверх. При этом фланец 19 давит на фланец 25 и, сжимая пружину 27, перемешает на шлицах тормозной вал 23 вверх. Фланец 24 разъединяется с фланцем 17 и чаша 11 перестает вращаться. Тяжелая фракция вместе с водой после прекращения действия центробежной силы сливается под кольцевой щиток 16, через окна 15 и лопаток 10 в емкость для сбора концентратора. Затем открывается канал 8 и под действием планетарных колебательных движений тяжелая фракция из кожуха 6 сливается в емкость, подставляемую под канал 8. После этого канал 8 закрывают, отпуская рычаг 29, и вновь подают рудный материал в чашу 11.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регулировать скорость вращения чаши, частоту и силу динамических пульсаций ее вращения, что позволяет подбирать рациональные режимы промывки для разных по составу и промывистости руд. Кроме того, использование гидравлической турбины без электроэнергии, что обеспечивает более высокую степень автономности устройства.

Использование: в области обогащения полезных ископаемых, преимущественно руд благородных и драгоценных металлов. Концентратор включает силовой привод с валом 3, чашу 11 и кожух 6 с наклонным днищем и выпускными каналами. Силовой привод выполнен в виде гидравлической турбины 30. Напорная магистраль 31 турбины 30 снабжена регулятором 33 потока. Лопатки 32 турбины 30 выполнены различными по длине. Вал 3 может быть выполнен коленчатым. Напорная магистраль 31 гидравлической турбины 30 может быть снабжена пульсатором. Это позволяет передавать вращение чаше 11 и кожуху 6 от силового привода непосредственно без промежуточных звеньев. Это упрощает устройство и делает его более надежным. Применение гидравлической турбины 30 в качестве силового привода позволяет скорость вращения чаши 11 регулировать путем изменения скорости потока воды, подаваемой на лопатки 32 турбины 30 регулятором 33 потока, пульсатором 39. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидравлический планетарный концентратор, включающий станину с пространственной рамой, установленный в станине с возможностью вращения и регулирования скорости вращения вал, соединенный с валом силовой привод, соединенный с пространственной рамой кожух с наклонным днищем и каналами выпуска тяжелой и легкой фракций, размещенную в кожухе и закрепленную на валу коническую чашу с кольцевыми ребрами на внутренней поверхности и каналами для выпуска тяжелой и легкой фракций, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и автономности и расширения диапазона регулирования скорости вращения конической чаши, он снабжен загрузочным бункером с гидравлическими насадками, а силовой привод выполнен в виде гидравлической турбины с напорной магистралью с расположенным в ней регулятором потока. 2. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что лопатки турбины выполнены различными по длине. 3. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что вал выполнен коленчатым, колена которого через подшипники соединены с кожухом, при этом кожух установлен на валу. 4. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что напорная магистраль гидравлической турбины снабжена пульсатором.