Спосіб визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках

Реферат: UA 114305 U UA 114305 U 5 Корисна модель належить до рудозбагачувальної галузі промисловості, а саме до автоматизації процесів подрібнення руди. Відомий спосіб визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках включає визначення діаметра спіралі, висоти заповнення лопаті пісками на відстані одного витка спіралі від порога піскового жолоба, довжини кроку спіралі, кількості заходів спіралі, кута нахилу корита класифікатора до горизонталі та розрахунок об'єму порції пісків за один оберт спіралі відповідно виразу 2,47   b' 2,47  b' a'    ctg , V  0,48D3      tg   D    D Z D    10 15 де D - діаметр спіралі; b' - висота заповнення лопаті пісками на відстані одного витка спіралі від порога піскового жолоба; a' - довжина кроку спіралі; Z - кількість заходів спіралі;  кут нахилу корита класифікатора до горизонталі [1]. Найближчим аналогом корисної моделі є спосіб, який включає крім того визначення допоміжного кута, висоти пісків, висоти змінних робочих елементів на витках спіралі й розрахунок об'єму порції пісків за один оберт спіралі відповідно виразам V1  20 25 3  R3  C  sin   sin    cos   , Р   tg  3  V2  a' (h2  hC ) A  B  C  (B  C)A , , 6 cos    де R - радіус спіралі;  - допоміжний кут, що дорівнює   arc cos(1 h1 / RC cos ) ; h1 C висота пісків в межах їх циліндричної форми, що може змінюватися від 0 до першої піскової константи hC  a' sin  ; P кут  в радіанах; h2 - висота пісків в межах пірамідальної форми, 2 що змінюється від hC до другої піскової константи hmax  he cos  ; he - висота змінних робочих елементів на витках спіралі; узагальнений параметр, що дорівнює A 2 2 A  RC  RC  (h2  hC )2 ; B - узагальнений параметр, що дорівнює B  RC  (RC  hC )2 ; C 30 35 40 2 константа спіралі, що дорівнює C  RC  (RC  hC )2  const [2]. Недоліком відомого способу визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках є порівняно низька точність, породжена спробою визначення об'єму порції пісків за один оберт спіралі за допомогою одного математичного виразу, хоч піски займають простір між витками спіралі, що відповідає двом різнотипним геометричним фігурам. Недоліком найближчого аналога є порівняно незначна точність визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках в наслідок того, що запропоновані залежності визначення об'ємів рідкого матеріалу лише з певним наближенням відповідають формам реального технологічного агрегату. В основу корисної моделі покладено удосконалення способу визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках шляхом знаходження об'єму порції пісків розрахунком відповідно точної функціональної залежності за знайденою їх висотою у міжвитковому просторі спіралі. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках, що включає визначення конструктивних параметрів - радіуса спіралі R C , кута нахилу корпуса класифікатора до горизонталі  , довжини кроку спіралі a' , першої піскової константи hC  a' sin  , висоти змінних робочих елементів на витках спіралі he , другої 2 45 піскової константи hmax  he cos  , константи спіралі 2 C  RC  (RC  hC )2  const та експлуатаційних параметрів - висоти пісків в межах їх циліндричної форми h1 , що може 1 UA 114305 U змінюватись від 0 до hC , допоміжного кута   arc cos(1 h1 / RC cos ) і цього ж кута в радіанах P , висоти пісків в межах пірамідальної форми h2 , що змінюється від hC до hmax , та залежних 5 2 2 від неї узагальнених параметрів A  RC  RC  (h2  hC )2 і B  RC  (RC  hC )2 з наступним розрахунком об'єму порції пісків за один цикл сходження окремо для пісків у формі частини циліндра і пісків у формі зрізаної піраміди за виразами: V1  3  R3  C  sin   sin    cos   , Р  tg  3   V2  a' (h2  hC ) A  B  C  (B  C)A , 6 cos    10 15 за умови вимірювання висоти пісків у міжвитковому просторі спіралі вздовж вертикалі, яка проходить через саму нижню точку контакту циліндричної постелі і крайки подавального витка спіралі, згідно з корисною моделлю, враховує вплив конструктивних і експлуатаційних параметрів на відшукувану величину через експеримент, який проводять попередньо і в якому знаходять точну функціональну залежність об'єму VП пісків у міжвитковому просторі спіралі від їх висоти hп вздовж зазначеної вертикалі, яку апроксимують виразом 3 2 Vn  ahn  bhn  chn  d 20 25 30 35 40 45 50 для знаходження чисельних значень його параметрів a, b, c, d, а розрахунок об'єму порції пісків за один цикл сходження визначають за конкретизованою залежністю відповідно виміряній висоті пісків hп в усьому діапазоні їх зміни від 0 до hmax . На відміну від відомого способу визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках, за виміряною відстанню від точки установки локаційного пристрою до поверхні пісків знаходять їх висоту вздовж вертикалі, що проходить через саму нижню точку контакту циліндричної постелі і крайки подавального витка спіралі, а об'єм пісків розраховують за точною функціональною залежністю, що зв'язує об'єм матеріалу з його висотою у міжвиткому просторі. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На фіг. 1 показано фрагмент піскового продукту перед сходженням у пісковий жолоб класифікатора, на фіг. 2 приведена апроксимована аналітичним виразом функціональна залежність об'єму порції пісків від їх висоти у міжвитковому просторі спіралі. З фіг. 1 видно, що до горизонталі 1 днище 2 корпуса класифікатора встановлено під кутом . В процесі роботи з піскового продукту створюється постіль 3 циліндричної форми. Змінні  робочі елементи 4, що мають висоту he , встановлюються на напрямних 5, створюючи спіраль, яка при обертанні навколо осі 6 штовхає матеріал, який розташувався перед нею, і звільняє вихід для матеріалу, що знаходиться у даному міжвитковому просторі. Напрямні 7 і змінні робочі елементи 8 створюють подавальний виток спіралі. Пісковий продукт при транспортуванні розташовується між витками спіралей з робочих елементів 4 і 8 та постіллю 3. При найбільшій продуктивності пісків вони можуть досягати верхньої крайки подавального витка спіралі, що складається з робочих елементів 8. Піски в циліндричній постелі 3 приймають форму 9, близьку до частини циліндра, а зверху - форму 10, наближену до зрізаної піраміди. Оскільки форми частини циліндра і зрізаної піраміди не цілком відповідають формам міжвиткового простору, при визначенні продуктивності спірального класифікатора по пісках виникає похибка. Вертикаль 11 проходить через саму нижню точку контакту циліндричної постелі і крайки подавального витка спіралі. Локаційний пристрій 12 встановлено на вертикалі 11 з відстанню h  від точки контакту циліндричної постелі і крайки подавального витка спіралі. Він вимірює відстань h ЛП до поверхні пісків, яка відповідає їх висоті hп . В процесі графоаналітичного та фізичного моделювання міжвиткового простору спіралі механічного спірального класифікатора встановлено, що його об'єм функціонально зв'язаний з висотою вздовж вертикалі 11 (див. фіг. 1). На фіг. 2 точками показана така функціональна залежність об'єму Vn порції пісків від їх висоти hn у міжвитковому просторі спіралі одного з класифікаторів. Вона в межах зміни циркулюючого навантаження практично точно 2 UA 114305 U апроксимується аналітичною залежністю, яка показана на фіг. 2 суцільною лінією, що відповідає виразу 3 2 Vn  3,829  10 6 hn  0,0001696 hn  0,08862 hn  15,46 5 aбо 3 2 Vn  ahn  bhn  chn  d , 10 15 20 25 де a, b, c i d - параметри залежності. Для кожного конкретного типу механічного спірального класифікатора вона буде відрізнятись параметрами. Запропонований спосіб визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках реалізується таким чином. При обертанні спіралі навколо осі 6 її витки, створені змінними робочими елементами 4 і 8 скаламучують пульпу, відбувається розділення твердого на дрібний і більш крупний продукти. Дрібний продукт поступає у злив спірального класифікатора, а більш крупний осідає і транспортується спіралями в напрямі піскового порогу. При цьому він зосереджується в просторі між постіллю 3 і витками спіралі в межах змінних робочих елементів 4 і 8. На першій ділянці шляху після виходу з ванни пісковий продукт інтенсивно обезводнюється, потім обезводнювання продовжується. На відстані одного міжвиткового проміжку від порогу піски містять найменшу кількість вологи і при подальшому обертанні спіралі розпочнеться їх сходження у пісковий жолоб. Спіральний класифікатор працює в широкому діапазоні зміни продуктивності по пісках, що при певних конструктивних параметрах і швидкості обертання спіралі визначається їх об'ємом в міжвитковому просторі. Тому в усталеному режимі роботи висота пісків вздовж вертикалі 11 приймає конкретне значення, яке однозначно характеризує продуктивність по пісковому продукту і може бути визначеним відповідно виразу hn  h  hЛП , де h  - незмінна базова відстань, h ЛП - виміряна відстань від локаційного пристрою до поверхні пісків. При цьому об'єм порції пісків розраховують за точною функціональною залежністю 30 35 40 45 50 3 2 Vn  ahn  bhn  chn  d , конкретизованою щодо значення параметрів a, b, c, d, відповідно визначеній висоті пісків hn . Використання точної функціональної залежності, що відповідає конкретній формі і розмірам міжвиткового простору спіралі класифікатора, дозволяє значно підвищити точність визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках. Запропонований спосіб визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках порівняно з відомим відрізняється високою точністю знаходження значення технологічного параметра. Для отримання порівняльних даних проводились визначення об'єму матеріалу відомим і запропонованим способами. Досліди проводились на однаковій установці, яка була точною копією фрагмента спірального класифікатора з одним міжвитковим простором, але з металевою "постіллю", у нижній частині якої встановлювався кран. Установка була герметичною і працювала на воді. В установку заливалась вода до певних значень висоти по вертикалі 11 (фіг. 1) в межах її експлуатаційних змін. Потім вода за допомогою крана зливалася у мірну ємкість, де визначався точний її об'єм. Паралельно за допомогою запропонованого і відомого способів розраховувались об'єми води в установці. Встановлено, що похибка об'ємів, які визначалися відповідно запропонованому способу, склала 1,52 % відносно фактичних об'ємів рідини. Відомий спосіб допускав похибку в значно ширших межах - від 2,8 до 3,0 %. Отже, запропонований спосіб визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках дозволяє значно підвищити точність знаходження значення технологічного параметра в умовах широкого діапазону його зміни. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 1530258, Кл. В03В 13/00, 1989. 3 UA 114305 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб визначення продуктивності спірального класифікатора по пісках, що включає визначення конструктивних параметрів - радіуса спіралі RC , кута нахилу корпуса класифікатора до a' sin  , висоти 2 змінних робочих елементів на витках спіралі he , другої піскової константи hmax  he cos  , горизонталі  , довжини кроку спіралі ' , першої піскової константи hC  2 константи спіралі C  RC  (RC  hC )2 та експлуатаційних параметрів - висоти пісків в межах їх циліндричної 10 15 h1 , що може змінюватись від 0 до hC , допоміжного кута   arc cos(1 h1 / RC cos ) і цього ж кута в радіанах P , висоти пісків в межах пірамідальної форми h2 , що змінюється від hC до hmax , та залежних від неї узагальнених параметрів 2 2 A  RC  RC  (h2  hC )2 і B  RC  (RC  hC )2 з наступним розрахунком об'єму порції пісків за один цикл сходження окремо для пісків у формі частини циліндра і пісків у формі зрізаної піраміди за виразами:  R3  sin3  V1  C  sin    Р cos   ,   tg  3  V2  20 форми   a' (h 2  hC ) A  B  C  (B  C)A , 6 cos  за умови вимірювання висоти пісків у міжвитковому просторі спіралі вздовж вертикалі, яка проходить через саму нижню точку контакту циліндричної постелі і крайки подавального витка спіралі, який відрізняється тим, що враховує вплив конструктивних і експлуатаційних параметрів на відшукувану величину через експеримент, який проводять попередньо і в якому знаходять точну функціональну залежність об'єму VП пісків у міжвитковому просторі спіралі від їх висоти hП вздовж зазначеної вертикалі, яку апроксимують виразом 3 2 Vn  ahn  bhn  chn  d 25 для знаходження чисельних значень його параметрів a , b , c , d , а розрахунок об'єму порції пісків за один цикл сходження визначають за конкретизованою залежністю відповідно виміряній висоті пісків hП в усьому діапазоні їх зміни від 0 до hmax . 4 UA 114305 U Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5