РЕГУЛИРУЕМЫЙ СПИРАЛЬНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР И СПОСОБ ЕГО ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ
ADJUSTABLE INVOLUTE CONCENTRATOR AND METHOD OF ITS ACTUATION

Настоящее изобретение относится к спиральному концентратору.
Спиральные концентраторы используют для отделения минералов посредством обеспечения нисходящего спирального желоба, по которому перемещается минеральная взвесь. Поток взвеси подвергается воздействию центробежных и гравитационных сил. Более тяжелые минералы (частицы высокой плотности) концентрируются у внутренней части желоба, а породные примеси (частицы малой плотности) устремляются к внешней части желоба.
Для повышения производительности предлагались различные модификации данного желоба. Пример спирального концентратора с устройством отклонения потока можно найти в WO 02092232.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения создан спиральный концентратор, содержащий спиральный желоб с внутренней кромкой и наружной кромкой, включающий регулируемое устройство отклонения потока, расположенное в непосредственной близости от траектории потока, причем устройство отклонения потока выполнено с возможностью регулируемого отклонения, по меньшей мере, части потока взвеси в желобе.
Устройство отклонения потока может быть выполнено с возможностью управления.
Регулируемое устройство отклонения потока может быть расположено в опорной поверхности желоба.
Регулируемое устройство отклонения потока может быть расположено над опорной поверхностью желоба.
Регулируемое устройство отклонения потока может быть расположено в непосредственной близости от внутренней кромки желоба.
Регулируемое устройство отклонения потока может быть расположено между внутренней кромкой желоба и наружной кромкой желоба.
Устройство отклонения потока может включать углубление в опорной поверхности желоба.
Устройство отклонения потока может включать деформируемый элемент.
Деформируемый элемент может включать надувную камеру.
Надувная камера может иметь, по меньшей мере, нормальное состояние и ненакачанное или спущенное состояние.
Надувная камера может иметь нормальное состояние, накачанное состояние и ненакачанное или спущенное состояние.
На поверхность надувной камеры может быть нанесен защитный слой.
Спиральный концентратор может включать два или более устройств отклонения потока по любому из предыдущих пунктов.
Устройством отклонения потока может быть регулируемый поршень.
Изобретение также обеспечивает спиральный концентратор, содержащий отводную канавку для концентрата.
Устройство отклонения потока может быть выполнено с возможностью отклонения концентрата взвеси в отводную канавку.
Устройством отклонения потока может быть устройство, которое расположено над опорной поверхностью желоба и, когда оно изменяет физические состояния, приходит в контакт с желобом, чтобы отклонять поток, а в другом состоянии не контактирует с желобом, позволяя потоку перемещаться по его нормальной траектории.
Устройство отклонения потока может изменять конфигурацию или форму постепенно, чтобы постепенно отклонять больший или меньший поток, в соответствии с необходимостью.
Устройство отклонения или дефлектор потока может быть отделен от и расположен в непосредственной близости от опорной поверхности желоба и может быть выполнен с возможностью вхождения в контакт с потоком или с желобом или и с тем и с другим постепенно и с возможностью управления.
Используя устройство отклонения, поток отходов или поток промежуточного продукта может быть отклонен оператором в соответствии с необходимостью.
Управляемая деформация желоба может оказывать требуемое влияние на поток, такое как повышение эффективности отделения или изменение плотности или скорости взвеси.
Управляемая деформация устройства, физически отделенного от желоба, может быть использована для оказания требуемого влияния на поток, такого как повышение эффективности отделения или изменение плотности или скорости взвеси.
Изобретение также обеспечивает способ приведения в действие спирального концентратора, включающий этап регулирования формы устройства отклонения потока, чтобы отводить концентрат в отводную канавку для концентрата.
Ниже описано несколько вариантов осуществления, только в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой схематичный частичный вид варианта осуществления спирального концентратора, содержащего отводную канавку для концентрата.
Фиг. 2 представляет собой схематичный вид желоба в соответствии с альтернативным вариантом осуществления;
Фиг. 3 представляет собой схематичный вид сечения канала спирального концентратора, содержащего гибкую вставку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 4 представляет собой другой вид устройства, показанного на фиг. 2, показывающий деформируемый элемент в сжатом или ненакачанном или спущенном состоянии.
Фиг. 5 представляет собой стилизованный вид в разрезе канала, содержащего надувное устройство отклонения в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 6 представляет собой вид сверху устройства, показанного на фиг. 4.
Фиг. 7 изображает другой вариант осуществления изобретения.
Фиг. 8 представляет собой схематичный вид спирального концентратора с устройством отклонения потока в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 9 изображает вариант осуществления изобретения, в котором деформируемый элемент выполнен как одно целое со спиралью.
Фиг. 10 изображает вариант осуществления изобретения, в котором деформируемый элемент отделен от и закреплен над желобом.
Фиг. 11 изображает вид сверху или вид в плане устройства, показанного на фиг. 11.
В ссылочных позициях, используемых на чертежах, цифры, стоящие перед точкой, указывают номер чертежа, а цифры, стоящие после точки, представляют собой ссылочную позицию элемента. Там где это возможно, в разных чертежах для обозначения соответствующих элементов используются одинаковые ссылочные позиции.
Изобретение будет описано со ссылкой на варианты осуществления, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах.
На фиг. 1 показана часть спирального концентратора, содержащего желоб 1.001 с профилем, указанным ссылочной позицией 1.004. Желоб содержит внешнюю стенку 1.005, образующую внешнюю кромку, и два уровня, 1.006 и 1.010 с соответствующим уступом 1.009 между уровнями 1.006 и 1.010. Уровень 1.010 расположен рядом с внутренней кромкой и образует отводную канавку для концентрата. Спиральный желоб расположен вокруг центральной опоры 1.011. Опора 1.011 может представлять собой трубу, используемую для подачи взвеси в верхнюю или входную часть спирального концентратора или для возвращения части отведенной взвеси во входную часть концентратора.
Спиральный желоб может быть соединен с опорной трубой посредством фланца 1.015 и пригодных крепежных средств, таких как болты, заклепки или сварные швы (не показанные). В трубе 1.011 может быть предусмотрено одно или более отверстий (не показанных) в сообщении по текучей среде с каналом 1.010 для концентрата, через которые концентрат может быть отведен из канала. Труба может включать внутреннюю трубу и внешнюю трубу, причем одна из труб используется для подачи взвеси или для возвращения части отведенной взвеси, а другая труба используется для сбора концентрата взвеси.
В процессе работы разница в плотности между частицами различных видов минералов вынуждает их разделяться во взвеси, когда они перемещаются вниз по желобу. Взвесь во внутренней части желоба имеет больший угол падения, чем взвесь у внешней кромки желоба, поскольку и та и другая проходят одинаковое вертикальное расстояние за один оборот, а горизонтальное расстояние, пройденное у внешней кромки, больше, чем у внутренней части желоба. Концентрат стекает в отводную канавку для концентрата.
Для увеличения производительности можно множество спиральных желобов разместить параллельно вокруг общей оси.
Крепежный фланец 1.015, показанный на фиг. 1, на остальных чертежах не изображен, чтобы нагляднее проиллюстрировать другие признаки изобретения.
Желоб, показанный на фиг. 2, модифицирован в соответствии с вариантом осуществления изобретения посредством включения выемки 2.008 в опорной поверхности 2.006 желоба 2.004. Такой желоб обеспечивает распределение влияния на поток взвеси, отклоняя концентрат в отводную канавку 2.010 для концентрата. В одном режиме работы взвесь может проходить через концентратор только один раз. В альтернативном режиме, по меньшей мере, часть взвеси, извлеченной из середины концентратора (промежуточный продукт), может быть повторно пропущена через концентратор для увеличения извлечения нужного продукта.
В другой модификации может быть предусмотрен регулируемый элемент для изменения потока взвеси.
Хотя выемка и надувная камера показаны как продолжающиеся только на короткое спиральное «окружное» расстояние около внутренней кромки, выемка и надувная камера могут продолжаться на большее окружное расстояние, продолжаясь по всей длине желоба или на короткое расстояние в зависимости от требуемого применения. Кроме того, одна или более отдельных выемок и надувных камер могут быть размещены с интервалами, или в одной выемке может быть предусмотрено несколько смежных надувных камер.
В другом варианте осуществления регулируемый элемент может продолжаться по ширине желоба, чтобы обеспечить репульпирование или торможение потока взвеси.
На фиг. 3 показан схематичный профиль устройства в соответствии с вариантом осуществления изобретения, в котором деформируемый элемент 3.012 расположен в выемке 3.008. Деформируемый элемент 3.012 данного варианта осуществления выполнен в виде надувной камеры, которая способна принимать два или более состояний. В первом состоянии надувная камера 3.012 заполняет выемку и обеспечивает продолжение опорной поверхности 3.006 желоба, так что она оставляет поток взвеси по существу нетронутым. Для изменения давления воздуха в надувной камере предусмотрена надувная линия 3.014. Взвесь показана в виде потока, состоящего из двух частей, внутренней части 3.020 (концентрата) и внешней части 3.022 (отходов). Угол наклона спирального желоба может выбираться так, чтобы удерживать концентрат в желобе. Выемка 3.008 может быть жесткой, чтобы поддерживать надувную камеру.
Как показано на фиг. 4, когда надувная камера 4.012 спущена, например, посредством приложения вакуумического давления через линию 4.014, надувная камера сплющивается, поток нарушается и концентрат отклоняется к центру и в отводную канавку 4.010 для концентрата. В качестве средства регулирования количества отклоняемого концентрата надувная камера может быть также выполнена в состоянии управляемого, частичного опорожнения.
На фиг. 5 показан стилизованный схематичный вид части спирального желоба концентратора, содержащего элемент или надувную камеру 5.012, выполненную с возможностью надувания/сдувания, в выемке 5.008. Надувная камера 5.012 показана в надутом состоянии, в котором она выступает над опорной поверхностью 5.006 желоба.
Две или более надувные камеры могут быть расположены рядом в непрерывной выемке. Верхняя надувная камера может быть выполнена с возможностью надувания над уровнем опорной поверхности желоба посредством использования сжатого воздуха или другой пригодной сжатой текучей среды. Это можно использовать в тех случаях, когда желательно удерживать концентрат в желобе на определенном расстоянии. Вторая надувная камера может быть расположена рядом с верхней камерой, чтобы отклонять концентрат в требуемом участке. Использование нескольких таких надувных камер делает данное оборудование пригодным для различных взвесей и др.
На фиг. 6 показан вид сверху устройства, показанного на фиг. 5. Показаны внешняя стенка 6.005 и опорная поверхность 6.006 желоба, содержащая надувной элемент 6.012, расположенный на внутренней части опорной поверхности 6.006 рядом с отводной канавкой 6.010 для концентрата. Когда концентрат перемещается в отводную канавку 6.010 для концентрата, он может быть собран посредством надлежащим образом расположенного канала или он может перемещаться в зазор 6.015.
Надувная камера может быть выполнена из любого пригодного гибкого воздухонепроницаемого материала, который способен выдерживать условия работы спирального концентратора. Для надувной камеры может быть использован натуральный каучук, силиконовый каучук или полиуретан. Надувная камера может содержать, по меньшей мере, на поверхностях, подвергающихся воздействию взвеси, внешний слой или покрытие для обеспечения дополнительной прочности и износостойкости. Для внешнего слоя может быть использована полиуретановая пленка или любой другой пригодный материал. Внешним слоем может быть тканый материал.
Пневматически деформируемый элемент может также представлять собой сильфон или устройство телескопического типа, которое расширяется и сжимается и которое не нужно выполнять из очень эластичного материала, такого как каучук. Устройство отклонения может быть выполнено из отдельных частей, таких как гибкая надувная камера, содержащая износостойкую поверхность в контакте с взвесью.
На фиг. 7 показано другое устройство, в котором для обеспечения разрыва потока, в углублении или отверстии в опорной поверхности желоба расположен регулируемый поршень 7.024. Поршень 7.024 приводится в движение посредством штока 7.026, который проходит через отверстие в опорной поверхности желоба. Отверстие может быть выполнено в соответствии с размером поршня или же, в случае если поршень расположен в углублении в опорной поверхности желоба, отверстие должно только размещать приводной шток. По краю отверстия предусмотрено уплотнение.
Фиг. 8 представляет собой схематичный вид спирального сепаратора 8.001 с устройством 8.002 отклонения потока. Под выемкой 8.008 устройства отклонения расположена сборная воронка 8.030, и собираемый концентрат выводится через трубу 8.032. Как показано на фиг. 8, устройство отклонения потока может быть расположено в выбранном участке на спирали. В выбранных участках может быть расположено одно или более таких устройств отклонения.
На фиг. 9 показан вариант осуществления изобретения, в котором деформируемый элемент выполнен как одно целое со спиралью.
Спиральный желоб может быть выполнен из упругого материала или может содержать верхний слой из упругого материала, а выемка 9.042 может быть выполнена в опорной поверхности в требуемом участке. Верхняя поверхность 9.040 выемки может быть достаточно тонкой, чтобы деформироваться в ответ на изменения давления в надувной камере, поэтому она может быть надута или сдута в соответствии с необходимостью. Кроме того, боковая стенка выемки 9.044 может быть достаточно гибкой, чтобы она могла деформироваться при изменениях давления в надувной камере.
На фиг. 10 показан вариант осуществления изобретения, в котором деформируемый элемент отделен от и закреплен над желобом. Надувная камера 10.012 прикреплена к жесткому элементу 10.050. Жесткий элемент 10.050 может быть выполнен и сконфигурирован так, чтобы наиболее эффективно обеспечивать постепенный контакт, когда надувная камера 10.012 накачивается через линию 10.014. Жесткий элемент 10.050 соединяется с центральной колонной (трубой) 10.011. Когда площадь контакта между надувной камерой 10.012 и желобом 10.006 увеличивается в радиальном направлении, количество концентрата, отклоняемого в отводную канавку для концентрата, увеличивается.
На фиг. 11 показан вид сверху или вид в плане устройства, показанного на фиг. 7. Данный вид показывает, как дефлектор может быть расположен под углом против потока для более эффективного отклонения потока.
Вышеописанные варианты осуществления обеспечивают дистанционное изменение формы элемента отклонения и соответственно возможность влиять на работу концентратора на расстоянии. Два или более таких устройств отклонения могут приводиться в действие одновременно.
В данном описании ссылка на документ, раскрытие или другую публикацию или использование не означает, что данный документ, раскрытие, публикация или использование образуют часть известных знаний специалиста в области техники, к которой относится данное изобретение, на дату приоритета данного описания, если не указано иное.
В данном описании термины, обозначающие ориентацию или направление, такие как «вверх», «вниз», «вертикальный», «горизонтальный», «левый», «правый», «отвесный», «поперечный» и др. не должны рассматриваться как абсолютные термины, если контекст не требует или не указывает иное.
Там где он используется, слово «содержащий» следует понимать в его «расширительном» смысле, то есть в смысле «включающий в себя», а не в его «ограничительном» смысле, то есть в смысле «состоящий только из». Соответствующий смысл должен относиться к соответствующим словам «содержат», «содержащийся» и «содержит», там где они используются.
Необходимо понимать, что изобретение, раскрытое и описанное в данном документе, распространяется на все альтернативные сочетания двух или более отдельных признаков, упомянутых или очевидных из текста. Все эти различные сочетания образуют различные альтернативные аспекты изобретения.
Хотя описаны конкретные варианты осуществления данного изобретения, для специалистов в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено в других конкретных видах без отхода от его существенных характеристик. Таким образом, данные варианты осуществления и примеры должны рассматриваться во всех аспектах как пояснительные, а не как ограничивающие, и, таким образом, все модификации, которые могут быть очевидны для специалистов в данной области техники, должны быть включены в его объем.