Полігармонійний вібраційний сепаратор

Реферат: UA 90981 U UA 90981 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничозбагачувального устаткування, призначеного для поділу подрібненої гірської маси на потоки, що мають заданий гранулометричний склад. Зокрема, корисна модель може бути використана на гірничозбагачувальних комбінатах або мобільних збагачувальних комплексах, розміщених у безпосередній близькості від місця розробки родовищ природного або техногенного походження. Пристрій призначений для ефективного поділу гірської маси на в заданому діапазоні гранулометричного складу, при різному ступені вологості й характеру поверхні, а також при наявності липких часток, що ускладнюють поділ подрібненої гірської маси в значних промислових об'ємах. Відома конструкція вібраційного грохота (сепаратора), призначеного для поділу подрібненої гірської маси. Сепаратор являє собою раму, усередині якої закріплена сітка, розмір осередків якої залежить від вимог до діапазону поділу гірської маси в підрешітному і надрешітному продуктах. Рама встановлена на станині й закріплена за допомогою пружних елементів, виконаних з гуми або іншої речовини заданої жорсткості. До несучих елементів рами прикріплений вібраційний привод, за допомогою якого активізується потік гірської маси, її часткам надається необхідна амплітуда й частота коливань, чим забезпечується її необхідна текучість, яка дозволяє часткам гірської маси проникати через просвіти осередків сепаратора. Недоліком відомої конструкції є те, що застосування сепаратора, виходячи з його вузького діапазону частотних характеристик, доцільно використовувати для сепарації відносно крупнокускового матеріалу, тобто в процесах попередньої підготовки руди для наступного збагачення. Конструкція сепаратора передбачає застосування такого частотного діапазону, який забезпечує проникнення кусків заданого гранулометричного складу в підрешітний простір. Застосування відомої конструкції сепаратора з дрібними осередками сит для сепарації подрібненої гірської маси, яка характеризується мікронними розмірами, приводить до низької продуктивності устаткування, а при сепарації вологої гірської маси сепаратор може простоювати протягом тривалого періоду часу через засмічення сит і необхідного часу для їхнього очищення. Найбільш близьким аналогом є вібраційний багаточастотний сепаратор для сухої й мокрої класифікації матеріалу фірми "Kroosh technologies" (http://www.equipnet.ru/equip/equipl 0269.html). Конструкція сепаратора містить підвішену на пружних елементах силову станину, на якій закріплені деки із ситами. На станині закріплені дебалансні генератори коливань, що збуджують резонансні коливання конструктивних елементів системи, які забезпечують проникнення дрібнодисперсних часток у підрешітний простір сепаратора. Недоліком відомої конструкції є те, що резонуючі елементи сепаратора вимагають точного настроювання, яке ускладнює й робить важкою підресорену частину конструкції. Крім того, силові балки традиційної форми перерізу передають вібрацію зі значним ступенем її перекручування внаслідок інтерференції й загасання. Це знижує ефективність сепарації й приводить до того, що частина продукту, параметри якого визначають можливість проникнення в підрешітний простір, віддаляються разом з основною масою надрешітного продукту. Неповний поділ продукту на будь-якій стадії збагачення приводить до додаткових витрат на поділ гірської маси по гранулометричному складу, що приводить до збільшення собівартості готової продукції. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції полігармонійного сепаратора, який забезпечує високоефективне фракційне розділення мікрочастинок подрібненої гірської маси за рахунок того, що за допомогою регламентованого розміщення дебалансів, конструктивні елементи сепаратора генерують стійкі різнонаправлені коливання різної амплітуди й частоти, які передаються на решітки сепаратора й, відповідно, на розміщений на ній шар гірської маси з незв'язаних між собою часток, що містить у собі частки мікронних розмірів, що забезпечує ним додання складної траєкторії руху, а значить підвищення проникної здатності дрібних сит сепараторів для заданого класу мінеральних часток сировини. Технічний результат при здійсненні корисної моделі забезпечується за рахунок того, що полігармонійні коливання, формовані регламентованими параметрами конструктивних елементів сепаратора, дозволяють досягти високого ступеня поділу гірської маси по крупності й мінімізувати в надрешітному продукті кількість часток, розмір яких визначає ймовірність проникнення через осередки сит сепаратора. Конструкція сепаратора дозволяє використовувати його в збагачувальному процесі для поділу сипучої маси тонких класів навіть при її значній вологості, величина якої за рахунок 1 UA 90981 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поверхневого натягу визначає утворення слабких молекулярних зв'язків між мінеральними частками. При реалізації полігармонійного сепаратора в промислових умовах забезпечується: - поділ подрібненої гірської маси по крупності 20-70 мк із урахуванням твердості часток вихідної пульпи; - високий рівень його компактності, що дозволяє розміщувати сепаратор на пересувних платформах як складовий елемент мобільного збагачувального комплексу або у виробничих приміщеннях існуючих цехів збагачувальних фабрик; - можливість використання пристрою самостійно або в комплексі з машиною для зневоднювання вихідної пульпи; - високий рівень сепарації вихідного матеріалу в сухому й вологому стані нижче крупності +3 мм; - високий ступінь якості сепарації різної сировини за рахунок можливості зміни в широкому діапазоні кута нахилу площин сит з урахуванням гранулометричного складу гірської маси; 2 - висока вагова ефективність передачі оброблюваному матеріалу прискорення до 70 м/с ; - можливість переходу на режим самоочищення поверхонь для підвищення ефективності сепарації вихідної сировини з різним ступенем вологості. Поставлена задача вирішується тим, що полігармонійний вібраційний сепаратор включає силову раму із закріпленими на ній віброзбуджувачами, при цьому на силовій рамі встановлені несучі рами із ситами, причому силова рама за допомогою несучих рам взаємодіє із опорною системою й приймальними лотками для надситового й підситового продукту. Відповідно до корисної моделі, силова рама з'єднана з перпендикулярними, стосовно неї, чотирма трубчастими стрижневими стійками, які парами з'єднані між собою трубчастими несучими балками. На несучих балках одна над іншою закріплені несучі рами із ситами, що розташовані під кутом стосовно горизонтальної площини. Несучі рами містять бічні поздовжні складені лонжерони й три поперечні складені балки: задню, середню й передню. Ці балки є стиснутими уздовж своєї осі за рахунок попередньо напружених струн, просмикнутих через отвори в бічних поверхнях складених лонжеронів. Середня складена балка виконана у вигляді зволожуючого пристрою з можливістю подачі води в пульпу, яка перебуває на ситі. Стрижневі стійки й несучі балки утворюють жорстку конструкцію, що двома нижніми суміжними стрижневими елементами за допомогою пружної податливої опори взаємодіє з опорним візком. Протилежні стрижневі стійки взаємодіють із опорним візком за допомогою регульованої тросової опори, розташованої поперечно до напрямку коливань силової рами. До кожної силової балки, під несучою рамою, прикріплений піддон для підситового продукту, а кожна несуча рама з боку передньої складеної балки має приймальні лотки надситового й підситового продуктів, пов'язані із продуктовими трубопроводами. В зоні задньої складеної балки несучої рами розташоване устя завантажувального рукава, пов'язаного з подільником потоку вихідної пульпи. Опорний візок має жорсткі опори, осі яких спрямовані перпендикулярно осі несучих рам. Заявлена корисна модель ілюструється схемами, де на фіг 1 показано вертикальну проекцію пристрою; на фіг. 2 - конструктивна схема силового каркаса для розміщення сит; на фіг. 3 - схема пристрою частини пристрою. Полігармонійний вібраційний сепаратор включає робочий орган у вигляді силової рами 1 (фіг. 1) із прикріпленими до неї віброзбуджувачами 2, а також бічними несучими рамами 3 із ситами 21. Силова рама 1 взаємодіє з опорною системою 4 і приймальними лотками 5, 6, відповідно, надситового і підситового продуктів. Силова рама 1 з'єднана з перпендикулярними стосовно неї чотирма трубчастими стрижневими стійками 7. Трубчасті стрижневі стійки 7 парами з'єднані між собою трубчастими несучими балками 8, на яких одна над іншою закріплені несучі рами 3 із ситами. Рами 3 розташовані під кутом стосовно горизонтальної площини. Несучі рами 3 містять бічні поздовжні складені лонжерони 9 і три поперечні складові балки: задню 10, середню 11 і передню 12. Складені балки 10, 11, 12 є стиснутими уздовж своєї осі за рахунок попередньо напружених струн 13. Струни 13 просмикнуті через отвори в бічних поверхнях складених лонжеронів 9. Середня складена балка 11 виконана у вигляді зволожуючого пристрою, виконаного з можливістю подачі води в пульпу, що перебуває на ситі. Стрижневі стійки 7 і несучі балки 8 утворюють жорстку конструкцію. Протилежні суміжні стрижневі стійки 7 взаємодіють із опорною системою 4 за допомогою тросової опори 14 і шарнірною пружною податливою опорною системою 15. 2 UA 90981 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На зовнішньому каркасі 16, шарнірно закріпленому на опорній системі 4 підвішені піддони 6 для підситового продукту, які розташовані під несучими рамами 3, і завантажувальні бункери 17, які розташовані з боку передньої складеної балки 12 із відвідними продуктовими трубопроводами 18, пов'язані з подільником потоку вихідної пульпи 19. Розділені пристроєм потоки продукту роздільно транспортуються по підвішеному під несучими рамами 3 на зовнішньому каркасі 16 каналу 20, що містить у собі приймальні лотки надситового продукту 5. Для полегшення робочого органа й зменшення динамічних навантажень у його елементах, всі трубопроводи підведення вихідної сировини й відводу підситового й надситового продуктів опираються на зовнішній каркас 16. Залежно від конструктивного виконання, візок може бути стаціонарним або на колісному ходу. Застосування колісного ходу забезпечує мобільність установки для можливого переміщення при зміні місця завантаження вхідною сировиною, представленою корисними копалинами природного або техногенного походження. Пристрій працює в такий спосіб. При роботі двох віброзбуджувачів 2 встановлених на силовій рамі 1, що взаємодіє з зовнішнім каркасом 16 виникають лінійні коливання підресореної маси сепаратора, передані через його елементи конструкції до сит. При цьому кожний елемент конструкції одночасно служить хвилеводом і вторинним джерелом коливань, які передають ситам 21, і коливання сит 21 стають полігармонійними, тому що утворюються за допомогою додавання необмеженої кількості гармонійних коливань із тією або іншою частотою, фазою й амплітудою. У конструкції вібраційного сепаратора передбачено, що силові елементи конструкції виступають у ролі вторинних випромінювачів коливань власної частоти й хвилеводів, а як резонатори використовуються самі конструктивні елементи. Більше того, для виключення зон інтерференції коливань і передчасного їхнього загасання, резонуючі стрижні виконують трубчастими. Трубчасті резонатори мають декілька власних частот, зв'язаних як з коливаннями макроскопічної форми стрижня, так і з коливаннями більше високої частоти - коливаннями його стінок. Для стінок сепаратора вибирається така труба, для якої частота власних коливань силових елементів, лежить у нижньої границі звукової частоти 20-100 Гц, при основній частоті, яка складає 50 Гц. Тому до несучих рам підводять широкий спектр коливань. У стінках трубчастих несучих балок 8 як у струні виникають непарні гармоніки основної частоти, а в стінках поздовжніх стрижнів - частоти, що відповідають парним гармонікам основної частоти порушення. Таким чином, резонуючи стінки трубчастих елементів конструкції підводять до несучих рам 3 полігармонійні коливання широкого спектра. Несучі рами 3 за рахунок жорсткого з'єднання зі складеними лонжеронами 9 забезпечують повну передачу на сепарований продукт усього генерованого спектра коливань через жорсткі складені балки 10, 11, 12 й струни 13, натягнуті поперек прорізів несучих рам 3. Натягнуті струни 13 додають у загальний набір частот свої коливання, що також лежать у діапазоні основної частоти коливань машини. При генеруванні полігармонійних коливань забезпечується сполучення коливань із підвищеною амплітудою й дрібних вібрацій окремих ділянок його поверхні. При цьому, кожна частка матеріалу настроюється на частоту, властиву саме їй. Таким чином, ефективним вібраційним впливом охоплюється широкий діапазон розмірів і мас часток. Це пояснюється тим, що кожній частці відповідає та частота, що їй щонайкраще відповідає, що дозволяє їй сприймати найбільш ефективний для себе енергійний коливальний рух. Крім того, частки, на які здійснюється динамічний вплив, ефективно беруть участь у процесі перемішування й руху маси пульпи по поверхні сита. При роботі пристрою вихідна пульпа являє собою суспензію з регламентованим сполученням твердої й рідкої фаз. Як рідка фаза використовується технічна вода, а як тверда фаза використовується подрібнена рудна маса або будь-яка інша вхідна сировина природного або техногенного походження, що містить корисний компонент. Вхідна пульпа надходить від технологічних пристроїв, які забезпечують попередню підготовку сировини й змішування її з технологічною водою в заданому співвідношенні тверда фаза - вода. Для рівномірної подачі пульпи на сита сепаратора, пульпа акумулюється у подільнику потоку 19, що являє собою ємність із заданим об'ємом подачі сировини. Від приймального бака подільника потоку 19 пульпа надходить у приймальні рукави продуктові трубопроводи 18, устя яких підведені до завантажувальних бункерів 17 несучих рам 3 UA 90981 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 дек, які розташовані у зоні задньої складеної балки 10. Під дією сил гравітації пульпа розтікається по поверхні сит 21, закріплених по контуру до несучих рам 3. Одночасно з подачею пульпи пускають у хід два віброзбуджувачі 2, за допомогою яких здійснюється генерування вібраційних коливань. Генеровані коливання поширюються по тілу силової рами 1, стрижневих трубчастих стійках 7, несучих балках 8, складених балках 10, 11,12, лонжеронах 9 і натягнутих до них струнах 13. Залежно від конструктивного елемента утворюються специфічні коливання, які характеризуються своєю частотою й амплітудою. Ці коливання підводять до поверхні сит 21 і через них до сепарованого продукту, а впливаючи на нього, забезпечують необхідну рухливість часток і їхнє проникнення через осередки сит 21. Під впливом сили гравітації й генерованих коливань, пульпа розтікається по поверхні сит 21. При цьому дрібні частки, проникаючи через осередки сит 13, являють собою підситовий продукт і накопичуються на поверхні похилого піддона. У міру нагромадження підситового продукту під дією сил гравітації сировина сповзає вниз і надходить у приймальний лоток 6 для підситового продукту. Із цього приймального лотка 6 підситовий продукт надходить у відповідний продуктовий канал 20, звідки під дією власної ваги або розрядження, створюваного спеціальним устаткуванням, надходить для подальшої переробки або складування. Надситовий продукт, переміщаючись по похилій поверхні сита 21, піддається процесу сепарації й інтенсивно збезводнюється. Процес зневоднювання сприяє зниженню рухливості сепарованого продукту й, як наслідок, ефективності процесу сепарації. Виходячи із цього, співвідношення твердої й рідкої фаз повинно забезпечувати рухливість продукту в міру його переміщення по ситу 21 до приймального лотка надситового продукту 5. Для забезпечення рухливості пульпи, на поверхні сита 21 середню складену балку 11 виконують у вигляді пристрою, що виконує функцію зволоження потоку за рахунок подачі води під тиском з вихідних отворів у вигляді форсунок для рівномірного розподілу потоку води по поверхні сита й перемішування надситового продукту. Це дозволяє змочувати потік до його необхідної рухливості. Досягти змочувального пристрою, пульпа насичується водою й переміщається вниз, при цьому з пульпи відділяються дрібні частки й, проникаючи через сито 21, надходять на піддон підситового продукту. Аналогічно, як і у випадку з надситовим продуктом, підситовий продукт, досягши нижнього краю сита 21, також надходить у приймальний лоток підситового продукту 6 й далі транспортується для подальшої переробки або складування. Сепаратор являє собою жорстку конструкцію за рахунок міцного взаємного з'єднання між собою силової рами 1, стрижневих трубчастих стійок 7, стрижневих балок 8, а також несучих рам 3. Все це забезпечує ефективну передачу вібрацій у системі конструктивні елементи сепаратора - сепарований продукт. Разом з тим, як показали дослідження, значна частка енергії коливань гаситься за рахунок взаємодії вібруючої конструкції з її опорою. Вирішенням задачі стосовно корисної моделі, є використання пружної-податливої шарнірної опори 15 розташованої на опорній системі 4. Застосування такої опори дозволяє забезпечити вібраційну ізоляцію конструкції сепаратора і її просторову рухливість. Просторова рухливість дозволяє змінити нахил сепаратора щодо горизонтальної площини. Це необхідно для оптимізації процесу сепарації з урахуванням фізико-механічних властивостей вхідної сировини. Ефективність сепарації залежить не тільки від гранулометричного складу сировини й ступеня її обводнювання. Ефективність також залежить від нахилу площини сит, а значить необхідно змінювати кут нахилу конструкції при зміні технологічних умов сепарації. Разом з тим, необхідну фіксацію кута нахилу забезпечують за допомогою тросової опори 14. Застосування саме тросової опори 14 дозволяє ефективно зафіксувати сепаратор під потрібним кутом, крім того, така опора 14, є поперечно розташованою до напрямку коливань і має високу віброізолюючу здатністю і не знижує динамічного впливу вібрацій на сировину, що сепарується. Дослідно-промислові випробування показали високу ефективність роботи полігармонійного вібраційного сепаратора при поділі сировини, представленої дрібнодисперсними частками різного гранулометричного складу й фізико-механічних властивостей. Сепаратор забезпечує високу продуктивність поділу вихідної сировини й за рахунок компактності й мобільності може бути інтегрований в існуюче збагачувальне виробництво, а також використаний при проектуванні підприємств по переробці сировини природного й техногенного походження. 4 UA 90981 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 Полігармонійний вібраційний сепаратор, що містить силову раму із прикріпленими до неї віброзбуджувачами, при цьому на силовій рамі встановлені несучі рами із ситами, причому силова рама взаємодіє з опорною системою й приймальними лотками надситового й підситового продуктів, який відрізняється тим, що силова рама з'єднана з перпендикулярними стосовно неї чотирма трубчастими стрижневими стійками, які парами з'єднані між собою трубчастими несучими балками, на яких одна над іншою закріплені несучі рами із ситами, розташованими під кутом стосовно горизонтальної площини, при цьому несучі рами містять бічні поздовжні складені лонжерони й три поперечні складені балки: задню, середню й передню, які є стиснутими уздовж своєї осі за рахунок попередньо напружених струн, просмикнутих через отвори в бічних поверхнях складених лонжеронів, причому середня складена балка виконана у вигляді зволожуючого пристрою з можливістю подачі води в пульпу, що перебуває на ситі, при цьому стрижневі стійки й несучі балки утворюють жорстку конструкцію, що двома нижніми суміжними стрижневими елементами за допомогою пружної податливої опори взаємодіє з опорним візком, а протилежні стрижневі стійки взаємодіють із опорним візком за допомогою регульованої тросової опори, розташованої поперечно до напрямку коливань силової рами, при цьому до кожної силової балки, під несучою рамою, прикріплений піддон для підситового продукту, а кожна несуча рама з боку передньої складеної балки має приймальні лотки надситового й підситового продуктів, пов'язані із продуктовими трубопроводами, а у зоні задньої складеної балки несучих рам розташоване устя завантажувального рукава трубопроводу, пов'язаного з подільником потоку вихідної пульпи, при цьому опорний візок має жорсткі опори, осі яких спрямовані перпендикулярно осі несучих рам. 5 UA 90981 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6