Машина для збагачення корисних копалин

Винахід стосується переробки корисних копалин гравітаційним методом збагачення і може бути використаний у гірничорудній, вугільній та інших галузях промисловості. Відомий пристрій для гравітаційного збагачення у вигляді відсаджувальної машини «THE WEMCO REMER JIG» [1]. Машина містить нерухомий короб з решетом і рухому ванну з водою, з'єднані між собою по периметру пружною діафрагмою. Ванна з водою одержує вертикальний зворотно-поступальний рух від спеціального подвійного ексцентрикового механізму. Внаслідок цього забезпечується вертикальна пульсація підрешітної води, що важливе для процесу відсадження. Недоліками машини є складність конструкції через ексцентриковий механізм приводу, висока інерційність нижньої частини машини і, як наслідок, висока енергоємність, пов'язана з тим, що у кожному циклі відсадження потрібно підіймати ванну з усім об'ємом води; низька ефективність процесу відсадження, тому що немає чіткого одночасного підіймання всієї постелі, що характерне для всіх відсаджувальних машин з нерухомим решетом. Відомий пристрій для гравітаційного збагачення, що є прототипом, у вигляді відсаджувальної машини для підземних виробок, де одночасно пульсують відсаджувальне решето і робоче середовище (вода) [2]. Машина містить пристрій завантаження збагачуваного матеріалу, пристрої вивантаження продуктів збагачення, пристрій подачі робочого середовища, короб з відсаджувальним решетом і ванну з робочим середовищем, що з'єднані між собою гнучкими пружними елементами (плоскими пружинами), і привід. Ванна має опору у вигляді рами з амортизаторами. Дана машина є двомасною коливальною системою з пружним сполученням між масами, внаслідок чого відсаджувальне решето і робоче середовище коливаються у протифазі, що забезпечує їх одночасну пульсацію. Поряд з вертикальною пульсацією підрешітної води за рахунок вертикальної пульсації відсаджувального решета забезпечується одночасне підіймання всієї постелі, що дуже важливе для ефективності процесу відсадження [3]. Недоліком пристрою є нестабільність режиму коливання робочого органу і робочого середовища амплітуди коливання відсаджувального решета і води, що негативним чином позначається на ефективності процесу відсадження, що виявляється у зниженні якості продуктів збагачення, а також наявні обмеження з частоти та амплітуди коливань, що знижує можливість подальшої інтенсифікації процесу відсадження для збагачення руд з високою питомою вагою. Це є наслідком того, що коливання відсаджувального решета і робочого середовища задають відносно до центру ваги відсаджувальної машини, а через те що дана машина є двомасною з пружним сполученням між масами (за допомогою плоских пружин), то згідно з теорією коливання механічних систем [4] машина буде характеризуватися нестабільністю режиму коливань, що призводить до нестабільності процесу збагачення і, як наслідок, до зниження якості продуктів збагачення. Збільшення амплітуди і частоти коливань веде до ще більшої нестабільності режиму коливань. Технічною задачею винаходу є створення простого за конструкцією пристрою для гравітаційного збагачення корисних копалин, що забезпечує стабільність та інтенсифікацію процесу відсадження. Зазначена мета досягається тим, що короб з відсаджувальним решетом і ванну з робочим середовищем з'єднують між собою рухомо за допомогою одного або кількох жорстких елементів (наприклад, за допомогою двоплечих важелів і т.д.), при цьому щонайменше один із жорстких рухомих елементів рухомо встановлений на опору, а пружні елементи з'єднують між собою дві або більше рухомі частини машини чи опору з одною або кількома рухомими частинами машини, при цьому кількість пружних елементів має бути не менше одного. Як один з варіантів на Фіг.1 показана кінематична схема шарнірного чотириланковика з жорсткими рухомими елементами у вигляді двоплечих важелів і пружним елементом у вигляді крученої пружини. Як видно на Фіг.1, уведення в конструкцію прототипу жорстких рухомих елементів забезпечує машині стабільність режиму коливань робочих, органів, тому що рух короба з решетом і ванни з робочим середовищем задано відносно до опор обертання двоплечих важелів. У запропонованій машині пружні елементи виконують роль зрівноважувальної сили і залежно від потрібного компонування та моментів інерції коливних частин машини необхідну зрівноваженість можна задати з'єднавши пружними елементами дві або більше рухомі частини машини чи її рухомі частини з опорою. Стислий опис креслень На Фіг.1 зображена кінематична схема машини. На Фіг.2 зображена конструкція машини для збагачення корисних копалин, вигляд збоку. Запропонована згідно з винаходом машина (Фіг.2) містить пристрій завантаження збагачуваного матеріалу 1, пристрої розвантаження, продуктів збагачення 2 і 3 (пристрій розвантаження підрешітної, детально не показано), привід 4 (як один з варіантів, кривошипно-шатунний механізм), короб з відсаджувальним решетом 5 і ванна з робочим середовищем 6, з'єднані між собою жорсткими рухомими елементами 7 (як один з варіантів, двоплечими важелями з однаковими довжинами плечей), при цьому жорсткі рухомі елементи встановлені на опору 8, а опора сполучена з ванною за допомогою пружного елемента 9 (як один з варіантів, крученою пружиною). Подача робочого середовища проводиться через пристрій 10 (не показаний). Робота запропонованої машини здійснюється у такий спосіб. Збагачуваний матеріал подається із завантажувального пристрою 1 у короб з відсаджувальним решетом 5. Привід 4 надає коливального руху коробу з відсаджувальним решетом 5 і ванні з робочим середовищем 6. Синхронно з рухом вниз ванни із робочим середовищем 6 відбувається переміщення короба з відсаджувальним решетом 5 угору, що забезпечує підіймання всієї постелі. При русі короба з відсаджувальним решетом 5 вниз ванна з робочим середовищем 6 синхронно рухається угору, що створює вертикальну пульсацію підрешітної води. Продукти збагачення видаляються через розвантажувальні пристрої 2 і 3. Втрати робочого середовища при розвантаженні продуктів збагачення компенсуються постійною його подачею через пристрій 10. Стабільність режиму коливання короба з відсаджувальним решетом і ванни з робочим середовищем задається кривошипно-шатунним механізмом і жорсткими рухомими елементами 7. Уся конструкція машини є кінематично зрівноваженою за рахунок пружного елемента 9. Як привід можуть використовуватися гідроциліндри, шиберні поворотні гідромотори та інші пристрої. Як робоче середовище можуть використовуватися вода, важкосередовищна суспензія або інший придатний матеріал. Як пружні елементи можуть використовуватися пружини, ресори, пружна діафрагма та інші пружні елементи, при цьому пружні елементи можуть з'єднувати як короб з ванною, так й опору з коробом або ванною, короб або ванну з жорстким рухомим елементом, жорсткий рухомий елемент з опорою і т.д.. Встановленням додаткових пристроїв для розвантаження можна одержати будь-яку потрібну кількість продуктів збагачення. Відмітні ознаки запропонованого пристрою є суттєвими, тому що дозволяють вирішити поставлену технічну задачу - забезпечення стабільності та інтенсифікації процесу відсадження. Промислова застосовність не викликає сумніву. Кінематична схема машини забезпечує вимоги до неї як коливальної системи, що цілком відповідає критеріям стабільності, зрівноваженості та коефіцієнта підсилення. Крім того, кінематична схема запропонованої машини дозволяє багаторазово збільшувати її одиничну потужність за рахунок простого збільшення лінійних розмірів як у ширину, так й у довжину без Істотного ускладнення загальної конструкції. Нині виготовлено дослідний зразок, випробування якого показали добрі технологічні результати і підтвердили надійність роботи простого щодо виготовлення, робота та обслуговування пристрою. Джерела інформації: [1]. Проспект машини «THE WEMKO REMER JIG» WEMCO EQUIPMENT, COAL PLANTS 315C Street, St. Albans, West Verginia. [2]. Чаленко А.Ю. Новые направления в разработке отсадочных машин с подвижным решетом: Обзор.- М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1991г., - (Горное оборудование. Сер.2, вып.3), - с.12. [3]. Берт P.O. Технология гравитационного обогащения: Пер. с англ./М.: Недра, 1990.,- 219, 220с: кл. [4]. Вибрация в технике. Справочник в 6-ти томах. - М.: Машиностроение, 1978г., - (т.4, ч.2, гл. VI, с.140, схема 5).