КОНЦЕНТРАТОР

Настоящее изобретение относится к области горнодобывающей промышленности, а именно, к обогащению породы, содержащей драгоценные металлы.
Имеется устройство (Шохин В.Н. и др. «Гравитационные методы обогащения». Недра 1993, с.184), в котором рабочим органом является вращающаяся емкость. При работе в ней под действием центробежных сил мелкодисперсная горная порода, содержащаяся в жидкости (пульпе), разделяется по удельному весу; более тяжелые компоненты оттесняются на стенки вращающегося сосуда, легкие - располагаются ближе к центру, далее обогащенный материал - после накапливания - со стенок смывается и отправляется на переработку.
Недостаток: процесс изъятия полезной компоненты из рабочих органов является достаточно затратным по времени. Кроме остановки концентратора, который выключается из процесса накопления материала, много времени тратится на само изъятие материала, эта манипуляция, как правило, представляет собой смыв материала со стенок рабочего органа, на котором имеются рифли, затрудняющие смыв еще более.
Имеется также устройство (патент №2132738), в котором рабочий орган выполнен в виде гибкой оболочки.
Недостаток: наличие всего одного рабочего органа и снятие материала смывом.
Наиболее близким конструктивным решением к предлагаемому, является изобретение по патенту №1602573 (взято в качестве прототипа), в котором рабочие органы - не менее двух - равномерно расположены вокруг общей оси вращения и с возможностью вращения каждого из них вокруг собственной оси и съем материала производится вращением одной из чаш в противоположную, остальным, строну.
Недостаток: низкая эффективность процесса извлечения накопленной полезной компоненты, т.к. разгрузка происходит последовательно, т.е. по очереди из каждого из трех (по рисунку), рабочего органа. При этом вращение разгружаемого рабочего органа происходит в противоположную сторону, по сравнению с остальными чашами. Это происходит после поворота «карусели» в необходимое положение и на необходимое, для разгрузки, время. По прошествии заданного времени цикл повторяется, т.е. устанавливается под разгрузку следующая чаша, происходит последовательная разгрузка рабочих органов.
Далее, планетарное («карусельное») вращение является вспомогательным, не участвующем в процессе накопления материала, т.е. отсутствует переносное движение рабочих органов в процессе накопления, улучшающее условия расслоения, это снижает эффективность накопления материала.
Следующим недостатком является сложность конструкции, т.к. данная технологическая последовательность работы концентратора требует сложной кинематической схемы содержащей вспомогательные элементы.
Цель изобретения - повышение эффективности процессов накопления и извлечения накопленной полезной компоненты. А так же упрощение конструкции.
Первое: процесс накопления происходит за счет увеличения скорости переносного движения рабочих органов, способствующего более глубокому расслоению и разжижению исходного материала (пульпы), уменьшающее образование на стенках и в рифлениях рабочего органа минеральной постели и снижающее ее уплотнение.
Второе: извлечение накопленной полезной компоненты с оболочки выполняется после снятия ее, благодаря застежке, с каркаса рабочего органа, уже во время работы концентратора, на каркасы рабочих органов, которого надеты новые оболочки и который здесь же включен в работу, т.е. процесс накопления и снятия материала совмещен во времени.
Третье: упрощение конструкции достигнуто за счет применения кинематической схемы устройства, имеющей осевую симметрию, позволяющей избежать вспомогательных элементов.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве каждый рабочий орган выполнен в виде пространственного каркаса, на котором расположена оболочка, последняя может быть надета на каркас или снята с него, благодаря застежке, которую она (оболочка) имеет и расположена по ее образующей.
На рис.1 схематически представлен один из вариантов конструкции всего устройства с приводом, содержащим два двигателя, на рис.2 - применение в качестве привода одного двигателя, на рис.3 - вариант конструктивного решения узла патрубков, их размещение в рабочем органе, на рис.4 - вариант конструкции каркаса рабочего органа и оболочки рабочего органа (рис.5).
На раме 1 в подшипниках 2 расположена полая ось 3 с жестко закрепленным шкивом 4 и питательной воронкой 5. На оси 3, с радиальным смещением, равномерно по окружности на ступицах 6 с подшипниками, закреплены рабочие органы 7, с возможностью вращения их вокруг своей оси, связанные кинематически, например, при помощи ременной и зубчатой передач 8 и 9 соответственно, с двигателем 10. Ось 11 рабочего органа 7 - труба, соединена с осью 3 и образует трубопровод для подачи пульпы в рабочий орган 7 через закрепленные радиально на ступице 6 патрубки 12.
Рабочий орган 7 представляет собой пространственный каркас 13, стенка 14 которого выполнена в виде гибкой оболочки, например, ткани с застежкой 15, например, «молния», по образующей, надетой на каркас 13, последний закреплен на ступице 6.
Двигатель 16 служит для приведения в движение всех рабочих органов 7 вокруг оси 3 (осуществляет их переносное движение).
Для сбора и слива отработанной пульпы предусмотрен поддон-емкость 17 со сливным патрубком 18.
Уплотнения 19, 20 предотвращают утечку пульпы и предохраняют подшипники от воздействия жидкости.
Работает устройство следующим образом: привод, двигатели 10, 16 (или один двигатель
10 варианта рис.3) приводят в движение - каждый из рабочих органов 7 вокруг собственной оси 11 это двигатель 10, второй поз.16 посредством шкива 4 - все рабочие органы вокруг оси 3. Пульпа поступает через питательную воронку 5 по трубопроводу, состоящему из оси 3, оси 11 рабочего органа 7, патрубка 12 в полость рабочего органа 7. При этом абсолютная скорость стенки рабочего органа будет складываться из суммы скоростей относительной скорости стенки рабочего органа 7 т.е. вокруг собственной оси 11 и переносного движения рабочих органов 7 вокруг оси 3.
При определенных передаточных отношениях приводов и, соответственно, скоростей рабочего органа 7 вокруг своей оси 11 и его движения вокруг общей оси 3, стенка 14 рабочего органа 7 может или покоится относительно пульпы - при сумме скоростей равной нулю, или перемещаться относительно пульпы, в случае суммы скоростей не равной нулю. Изменение скоростей - можно обеспечить как изменением передаточных отношений приводов, так и регулировкой числа оборотов двигателей 10, 16 (при варианте рис.3 изменением диаметров шкивов).
В последнем случае, при оптимальной, подобранной экспериментально, скорости, рабочего органа 7, происходит более эффективное расслоение пульпы, и тяжелая компонента оседает на его рифленой стенке 14 (ткань) - пульпа (ее жидкая фаза) при этом частично процеживается через эту стенку.
После цикла осаждения металла вращение прекращается, оболочка 14 рабочего органа 7, благодаря застежке, снимается с каркаса 13, передается на обработку для съема металла, а на ее место, на каркас 13 рабочего органа 7, надевают следующую, новую или обработанную, оболочку 14, после чего концентратор включается в работу, цикл накопления материала повторяется. Обработка, съем накопленного материала со снятой оболочки, производится раздельно, независимо от работы концентратора.
Отработанная пульпа выносится из рабочего органа 7 через его верхнюю кромку в поддон-емкость 17 и через патрубок 18 сливается в отвал.
Таким образом, эффективность работы предлагаемого концентратора с его рабочими органами 7 данной конструкции, повышается за счет снижения временных затрат на съем материала, т.к. процесс съема накопленного материала и работы концентратора разделен во времени. Благодаря застежке 15 на оболочке 14 время затрачивается только на снятие и надевание оболочки на рабочий орган 7.
После снятия оболочки 14 с каркаса рабочего органа 13, на него надевается новая оболочка, и работа концентратора возобновляется.
Съем же материала с оболочки 14 производится независимо от возобновленной работы концентратора и может выполняться более качественно т.к. допускает применение новых технологических приемов съема материала, способствующие более полному извлечению металла.
А большая скорость и переносная и относительная рабочих органов 7 и, как следствие повышенная центробежная сила, более эффективно расслаивает рабочую жидкость пульпу, что повышает извлечение полезной компоненты.
Применение осесимметричной кинематической схемы позволяет упростить конструкцию, т.к. уменьшает количество вспомогательных передаточных элементов.