ВИБРОКОНЦЕНТРАТОР Российский патент 2024 года по МПК B03B5/02 B03B5/26 B03B5/40 B03B5/70 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения минеральных смесей на фракции с частицами различной плотности.

Известен вибрационный концентратор для обогащения полезных ископаемых [RU 2138337 C1, МПК B03B 5/72 (1995.01), B03B 5/02 (1995.01), опубл. 10.10.2006], содержащий загрузочное приспособление, желоб с улавливающим покрытием, вибратор, приспособления для подачи воды и разгрузки концентрата. Загрузочное приспособление сопряжено с грохотом, расположенным перед желобом с улавливающим покрытием. Под грохотом дополнительно установлен желоб с улавливающим покрытием. Концентратор снабжен приспособлением для поворота желобов вдоль продольной оси. Вибратор придает рабочей поверхности желобов гармонические колебания, направленные вдоль ширины рабочей поверхности желобов. Рифли улавливающих покрытий направлены вдоль ширины рабочей поверхности желобов. Отношение длины желобов к их ширине составляет от 0,2 до 4,0. Угол продольного наклона рабочей поверхности желобов изменяется от 0,5 до 9,0 град. Вибрационный концентратор дополнительно снабжен приспособлением для регулирования поперечного наклона желобов.

Рассмотренный вибрационный концентратор имеет узкую область применения и предназначен только для извлечения золота из россыпей.

Известен грохот-концентратор [RU 2284865 C1, МПК B03B 5/70 (2006.01), B03B 5/02 (2006.01), B07B 1/28 (2006.01), опубл. 10.10.2006], содержащий короб с сеющей поверхностью, вибровозбудитель, концентрационный элемент в виде поперечных ребер и продольной канавки с изменяемой глубиной, сопряженной на нижнем уровне с межреберными впадинами посредством боковых отверстий. Поперечные ребра имеют уклон в направлении продольной канавки и наклон в загрузочную сторону грохота-концентратора. Причем возможно изменение их количества, высоты и угла наклона. Ребристое покрытие концентрационного элемента выполнено износостойким. У выходного конца продольной канавки установлен концентратоприемник. Короб и сеющая поверхность с концентрационным элементом имеют возможность изменения частоты и амплитуды вибраций. Концентрационный элемент выполнен в виде тонкослойной неперфорированной пластины, поперечные ребра на которой выполнены заодно с пластиной. Пластина снабжена продольными, вертикально расположенными, при этом пластина служит одновременно и днищем продольной канавки. Продольная канавка имеет боковые стенки. Боковые отверстия выполнены в этих стенках. Тонкослойная пластина снабжена продольными, вертикально расположенными и плотно соединенными с внешними торцами поперечных ребер стенками.

Известен виброконцентратор [RU 2339451 C1, МПК B03B 5/70 (2006.01), B03B 5/02 (2006.01), опубл. 27.11.2008], содержащий короб, вибровозбудитель, концентрационный элемент в виде симметрично расположенных поперечных ребер. Ребристое покрытие концентрационного элемента выполнено износостойким. Короб и концентрационный элемент имеют возможность изменения частоты и амплитуды вибрации. Концентрационный элемент выполнен в виде пластины, поперечные ребра на которой выполнены заодно с пластиной. Пластина снабжена продольными вертикально расположенными стенками, поперечные ребра имеют уклон в сторону вертикальных стенок и наклон в загрузочную сторону виброконцентратора, причем возможно изменение их количества, высоты и угла наклона. У загрузочного конца виброконцентратора на пластине размещена приемная коробка, экранированная с внешней стороны поперечной вертикальной стенкой высотой, превышающей высоту поперечных ребер. Концентрационный элемент с симметрично расположенными поперечными ребрами разделен на отдельные сектора посредством разделительных поперечных ребер, аналогичных симметрично расположенным поперечным ребрам, но с зеркально расположенным уклоном. Разделительные поперечные ребра плотно соединены своими внешними торцевыми концами с продольными стенками, а между их внутренними торцевыми концами по осевой линии концентрационного элемента выполнены проходы из сектора в сектор, аналогичный проход выполнен и из приемной коробки, экранированной с рабочей стороны разделительными поперечными ребрами смежного с ней первого сектора. Поперечные ребра, расположенные внутри каждого сектора, плотно соединены между собой и с разделительными поперечными ребрами своими внутренними торцевыми концами и имеют зазор между своими внешними торцевыми концами и продольными стенками. Непосредственно за каждым из разделительных поперечных ребер со стороны, обратной загрузке, в пластине выполнены щелевые отверстия, экранированные по их противоположному продольному краю ребрами, аналогичными разделительным поперечным ребрам, а с внутренних торцевых концов наклонными стенками высотой, равной высоте поперечных ребер. У конца виброконцентратора, обратного загрузочному, в пластине выполнено щелевидное отверстие для вывода хвостов, выходящих через кромки последних от загрузки разделительных поперечных ребер, экранированное с внешней стороны поперечной вертикальной стенкой высотой, превышающей высоту поперечных ребер. У внешних концов последних разделительных ребер виброконцентратора установлены симметрично расположенные по отношению к продольной осевой линии концентрационного элемента концентратоприемники, экранированные с рабочей стороны боковыми наклонными стенками высотой, превышающей высоту поперечных ребер, и имеющими регулируемый зазор в нижней части у поверхности пластины.

Для исключения попадания более тяжелых минеральных зерен в легкие фракции обогащаемого материала, верхние кромки разделительных поперечных ребер и наклонных стенок, экранирующих щелевидные отверстия, снабжены по всему периметру щелевидных отверстий отклоняющими козырьками.

Известен виброконцентратор [RU 2354456 C1, МПК B03B 5/70 (2006.01), B03B 5/02 (2006.01), опубл. 10.05.2009], содержащий короб, вибровозбудитель, концентрационный элемент в виде симметрично расположенных поперечных ребер. Ребристое покрытие концентрационного элемента выполнено износостойким, короб и концентрационный элемент имеют возможность изменения частоты и амплитуды вибрации. Концентрационный элемент выполнен в виде пластины, поперечные ребра на которой выполнены заодно с пластиной. Пластина снабжена продольными, вертикально расположенными стенками. Поперечные ребра имеют уклон в сторону вертикальных стенок и наклон в загрузочную сторону виброконцентратора, причем возможно изменение их количества, высоты и угла наклона. У загрузочного конца виброконцентратора на пластине размещена приемная коробка, экранированная с внешней стороны поперечной вертикальной стенкой с высотой, превышающей высоту поперечных ребер. Концентрационный элемент снабжен крупноячеистой съемной решеткой, выполненной из вертикально расположенных пластин, установленной поверх поперечных ребер и закрепленной за продольные стенки. Возможно изменение высоты пластин съемной решетки и размера ее ячеек.

Указанный виборконцентратор не позволяет непрерывно концентрировать и выводить одновременно фракции более чем одной плотности. Использование в нём дебалансного электромеханического вибровозбудителя сопровождается достаточно высокими энергозатратами.

Известен вибрационный концентратор [RU 2349386 C1, МПК B03B 5/72 (2006.01), опубл. 20.03.2009], выбранный в качестве прототипа, содержащий загрузочный бункер, концентрационный желоб, снабженный приспособлением для регулирования его продольного наклона, вибратор, средство для разгрузки концентрата. В концентрационном желобе размещена пластина, установленная над его дном, с возможностью регулирования зазора между ними, при этом верхняя кромка пластины герметично контактирует с поперечной кромкой разгрузочного отверстия бункера, а боковые кромки пластины герметично контактируют со стенками концентрационного желоба. Средство для разгрузки концентрата выполнено в виде направляющей пластины, установленной у разгрузочного отверстия концентрационного желоба, с возможностью регулируемого поворота на горизонтальной оси и возможностью разделения плоскости разгрузочного отверстия желоба на верхнюю и нижнюю части. Отношение длины желоба к его ширине составляет 4:1. На внешней поверхности пластины у разгрузочного отверстия желоба размещены постоянные магниты.

Данный вибрационный концентратор обеспечивает в процессе одного технологического цикла выделение только одной полезной фракции, что ограничивает область его применения. Отсутствие возможности работы концентратора в режиме механического резонанса снижает эффективность гравитационного обогащения и сопровождается повышенными энергозатратами.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности гравитационного обогащения полезных ископаемых, расширение области применения и снижение энергозатрат.

Виброконцентратор, также как в прототипе, содержит загрузочное устройство, вибровозбудитель, раму с основанием, концентрационный элемент в виде стального желоба с внешними бортами, наклоненного от верхней загрузочной части к нижней разгрузочной части, установленный на пружинных опорах с возможностью изменения частоты и амплитуды колебаний.

В отличие от прототипа виброконцентратор снабжен наклонной пластиной, установленной на основании рамы. Один конец пластины закреплен на основании с помощью устройства гайка-винт с возможностью регулировки по высоте, а другой конец пластины соединен с основанием шарнирно. В центре пластины установлен вибровозбудитель, выполненный электромагнитным линейного типа. Концентрационный элемент закреплен на пружинных опорах на пластине и выполнен в разгрузочной части, составляющей не более одной трети общей длины желоба, с Г-образным выступом в одну сторону, причем Г-образный выступ выполнен с дополнительным наклоном в сторону выступа и разделен на две части внутренним бортом. В области Г-образного выступа с одной стороны внутреннего борта установлена первая поперечная перегородка, которая соединена своими концами с внешним и внутренним бортами, а в зоне её сочленения с внутренним бортом выполнен первый щелевидный проход. С другой стороны внутреннего борта установлена вторая поперечная перегородка, соединенная своими концами с внутренним бортом и другим внешним бортом, а в зоне её сочленения с другим внешним бортом выполнен второй щелевидный проход. Первая и вторая поперечные перегородки выполнены под углом к внутреннему борту желоба в сторону Г-образного выступа и разгрузочной части желоба, причём высота первой перегородки больше, чем высота второй.

При вибрационном воздействии, создаваемом вибровозбудителем, желоб совершает колебательные движения. Находящиеся на желобе частицы фракций минерального сырья под действием вибрации перемещаются по желобу в направлении разгрузочного конца по траекториям, отличающимся друг от друга. Частицы фракции, обладающие большей плотностью, имеют траектории с наибольшей амплитудой, а частицы фракций с меньшими плотностями имеют меньшие амплитуды. Частицы с большей плотностью, перемещающиеся по желобу с максимальной амплитудой, преодолевают первую перегородку и образуют тем самым первый отсев. Частицы с плотностью меньшей, чем частицы первого отсева, не преодолевшие первую поперечную перегородку, за счёт дополнительного наклона разгрузочного конца желоба перемещаются последовательно в сторону Г-образного выступа через первый щелевидный проход, а затем в сторону разгрузочного конца желоба. Часть из них преодолевает вторую поперечную перегородку и образует второй отсев. Частицы, не преодолевшие вторую перегородку, образуют третий отсев, который выводится через второй щелевидный проход. Частицы первого и второго отсева, сформированные на разгрузочном конце желоба, и частицы третьего отсева поступают для дальнейшего использования. Таким образом реализуется трехступенчатое разделение смеси минерального сырья. Выполнение первой и второй поперечных перегородок под углом к бортам в сторону разгрузочного конца и Г-образного выступа желоба обеспечивает более полное разделение. При этом для некоторого количества частиц, попавших в мертвые зоны непосредственно перед этими перегородками при их движении в сторону выступа Г-образного выступа желоба, возникают условия, которые способствуют преодолению ими первой и второй поперечных перегородок. Вибровозбудитель линейного типа в совокупности с пружинными опорами создаёт колебания желоба в одной пространственной преимущественно в вертикальной плоскости, что обеспечивает достаточно стабильную траекторию движения частиц. А выполнение Г-образного выступа желоба в соотношении не менее одной трети общей его длины обеспечивает формирование установившихся высокостабильных траекторий перемещения частиц по ходу движения в желобе. Выполнение пружинных опор с жёсткостью, соответствующей механическому резонансу колебаний желоба, обеспечивает экономию электроэнергии вибровозбудителя при частотах напряжения, близких к частоте механического резонанса. Регулирование частоты напряжения источника электроэнергии, а соответственно, и частоты колебаний желоба, в области частоты резонанса позволяет обеспечить взаимодействие частиц минерального сырья с дном желоба в момент максимальной возрастающей скорости его движения, при которой достигается максимальная сила взаимодействия и, соответственно, максимальные амплитуды траекторий движения частиц на разгрузочном конце желоба. Достижение максимальных амплитуд движения частиц обеспечивает расширение области применения как по качеству разделения, так и по охвату минерального сырья, имеющего различную плотность. Для исключения потерь частиц при вибрационном воздействии высота внешних бортов желоба должна быть не менее чем две величины высоты первой поперечной перегородки. Наклон пластины должен составлять не менее 1,5 градуса, что обеспечивает эффективное разделение смеси минерального сырья на фракции с меньшим разбросом по плотности. Смеси минерального сырья с большим разбросом по плотности требуют установки угла наклона регулируемой площадки большего чем 1,5 градусов. Возможность изменения угла наклона пластины с помощью устройства типа гайка-винт способствует расширению области применения устройства для смесей различного состава по плотности.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 – вид сверху; на фиг. 3 – вид спереди; на фиг. 4 – зона, отображающая траекторию движения частиц минеральной смеси различной плотности перед первой и второй поперечными перегородками.

Виброконцентратор содержит раму, состоящую из основания 1, на котором наклонно установлена пластина 2, один конец которой закреплен с помощью устройства гайка-винт 3 с возможностью регулировки по высоте (фиг. 1). Другой конец пластины 2 шарнирно соединен с основанием 1.

В центре пластины 2 размещён электромагнитный вибровозбудитель линейного типа 4, подключённый к источнику переменного напряжения (на фиг. 1 не показано).

На пластине 2 на пружинных опорах 5 закреплен концентрационный элемент в виде стального желоба 6 с внешними бортами 7. Наклон желоба 6 соответствует наклону пластины 2. Верхняя часть желоба является загрузочной, а нижняя - разгрузочной.

Разгрузочная часть желоба 6 имеет Г-образный выступ в одну сторону и её торцевая часть не имеет бортов. При этом она составляет не более одной трети общей длины желоба и выполнена с дополнительным наклоном в сторону выступа и разделена на две части внутренним бортом 8 (фиг. 2).

В желобе 6 после перехода в Г-образный выступ выполнена первая поперечная перегородка 9 так, что её концы соединены с внешним бортом 7 и внутренним бортом 8. В зоне её сочленения с внутренним бортом 8 выполнен первый щелевидный проход 10. В Г-образном выступе желоба 6 за внутренним бортом 8 выполнена вторая поперечная перегородка 11 так, что её края соединены с бортами 7 и 8, а в зоне её сочленения с внешним бортом 7 выполнен второй щелевидный проход 12. Первая поперечная перегородка 9 и вторая поперечная перегородка 11 выполнены под углом к внутреннему борту 8 в сторону Г-образного выступа и разгрузочной части желоба 6, причём высота первой перегородки 9 больше, чем высота второй 11 (фиг. 3). Высоты внешних бортов 7 и внутреннего борта 8 составляют не менее двух высот первой поперечной перегородки 9.

Наклон регулируемой площадки 2 составляет не менее 1,5 градуса к основанию 1.

Над загрузочным концом желоба 6 установлен бункер 13 с минеральной смесью.

Виброконцентратор работает следующим образом.

Предварительно подготовленное минеральное сырьё, содержащее частицы различной плотности, из загрузочного бункера 13 поступает на загрузочный конец желоба 6. От источника переменного тока (не показан) на обмотки электромагнитного вибровозбудителя 4 подаётся напряжение переменной частоты, равной частоте механического резонанса. Величина напряжения регулируется, начиная с минимального в сторону увеличения. При этом под действием возмущающей силы электромагнитного притяжения стальной желоб 6 совершает колебания. Колебания наклонного желоба 6 воздействуют на частицы минерального сырья, заставляя их двигаться в сторону разгрузочного конца. По мере движения частиц по желобу 6 до начала его Г-образного выступа частицы приобретают установившиеся стабильные траектории с различными амплитудами (фиг. 4), причём амплитуды частицы с большей плотностью 14 превышают амплитуды частиц с меньшими плотностями 15 и 16. При постепенном увеличении значения напряжения источника, происходит постепенное возрастание амплитуд траекторий частиц до величин, когда частицы с большей плотностью, достигнув определённой зоны перед первой поперечной перегородкой 9, её преодолевают. Такие частицы образуют первый отсев. Часть частиц первого отсева из-за близости к перегородке 9 не способны её преодолеть. Однако за счёт дополнительного наклона Г-образного выступа желоба 6 эти частицы перемещаются в сторону дополнительного наклона и расстояние между ними и перегородкой 9 увеличивается, создавая условия для преодоления ими перегородки 9. Увеличение расстояния обеспечивается выполнением поперечной перегородки 9 под углом к бортам в сторону Г-образного выступа желоба 6. Частицы с плотностью меньшей, чем плотность частиц первого отсева, не способные преодолеть первую перегородку 9, перемещаются в сторону Г-образного выступа желоба 6 и через первый щелевидный проход 10 попадают на выступающую часть Г-образного выступа желоба 6. На выступающей части Г-образного выступа желоба 6 процесс взаимодействия частиц с желобом 6 происходит по аналогии с частицами первого отсева, в результате которого происходит отделение частиц с меньшей плотностью 15, составляющих частицы второго отсева. Частицы 16, не преодолевшие вторую перегородку 11, перемещаются в сторону дополнительного наклона Г-образного выступа желоба 6 и выводятся через второй щелевидный проход 12, образуя частицы третьего отсева.

Предложенное изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения минеральных смесей на фракции с частицами различной плотности. Виброконцентратор содержит загрузочное устройство, вибровозбудитель, раму с основанием, концентрационный элемент в виде стального желоба с внешними бортами, наклоненного от верхней загрузочной части к нижней разгрузочной части, установленный на пружинных опорах с возможностью изменения частоты и амплитуды колебаний. Виброконцентратор снабжен наклонной пластиной, установленной на основании рамы, причем один конец пластины закреплен на основании с помощью устройства гайка-винт с возможностью регулировки по высоте, а другой конец пластины соединен с основанием шарнирно. В центре пластины установлен вибровозбудитель, выполненный электромагнитным линейного типа. Концентрационный элемент закреплен на пружинных опорах на пластине и выполнен в разгрузочной части, составляющей не более одной трети общей длины желоба, с Г-образным выступом в одну сторону. Г-образный выступ желоба выполнен с дополнительным наклоном в сторону выступа и разделён на две части внутренним бортом. В области Г-образного выступа с одной стороны внутреннего борта установлена первая поперечная перегородка, которая соединена своими концами с внешним и внутренним бортами, а в зоне её сочленения с внутренним бортом выполнен первый щелевидный проход, с другой стороны внутреннего борта установлена вторая поперечная перегородка, соединенная своими концами с внутренним бортом и другим внешним бортом, а в зоне её сочленения с другим внешним бортом выполнен второй щелевидный проход. Первая и вторая поперечные перегородки выполнены под углом к внутреннему борту желоба в сторону Г-образного выступа и разгрузочной части желоба. Высота первой перегородки больше, чем высота второй. Технический результат - повышение эффективности гравитационного обогащения полезных ископаемых, расширение области применения и снижение энергозатрат. 4 ил.

Виброконцентратор, содержащий загрузочное устройство, вибровозбудитель, раму с основанием, концентрационный элемент в виде стального желоба с внешними бортами, наклоненного от верхней загрузочной части к нижней разгрузочной части, установленный на пружинных опорах с возможностью изменения частоты и амплитуды колебаний, отличающийся тем, что снабжен наклонной пластиной, установленной на основании рамы, причем один конец пластины закреплен на основании с помощью устройства гайка-винт с возможностью регулировки по высоте, а другой конец пластины соединен с основанием шарнирно, в центре пластины установлен вибровозбудитель, выполненный электромагнитным линейного типа, при этом концентрационный элемент закреплен на пружинных опорах на пластине и выполнен в разгрузочной части, составляющей не более одной трети общей длины желоба, с Г-образным выступом в одну сторону, причем Г-образный выступ желоба выполнен с дополнительным наклоном в сторону выступа и разделён на две части внутренним бортом, при этом в области Г-образного выступа с одной стороны внутреннего борта установлена первая поперечная перегородка, которая соединена своими концами с внешним и внутренним бортами, а в зоне её сочленения с внутренним бортом выполнен первый щелевидный проход, с другой стороны внутреннего борта установлена вторая поперечная перегородка, соединенная своими концами с внутренним бортом и другим внешним бортом, а в зоне её сочленения с другим внешним бортом выполнен второй щелевидный проход, первая и вторая поперечные перегородки выполнены под углом к внутреннему борту желоба в сторону Г-образного выступа и разгрузочной части желоба, причём высота первой перегородки больше, чем высота второй.