СКРУББЕРНАЯ УСТАНОВКА
SCRUBBER UNIT

Предлагаемое изобретение относится к технике и технологии обогащения полезных ископаемых, а именно к дезинтеграции и сортировке по крупности песков и руд, содержащих глину. И может быть использовано, например, при обогащении золотосодержащих песков или нерудной песчано-гравийной смеси.
Известный скрубберный агрегат содержит базовую раму с упорным роликом, загрузочно-приемный бункер, разгрузочный лоток, фрикционный привод с опорным и ведущим катками, скруббер-бутару с дезинтегрирующим, сеющим и выходным ставами, выполненными в виде единого цилиндрического корпуса-трубы. Между дезинтегрирующим и сеющим ставами имеется кольцевой порог, а на границе сеющего и выходного ставов снаружи на корпусе закреплен обод с ребрами жесткости, сопряженный с упорным роликом (патент РФ №22129440, B03B 5/02,2001 г.).
Недостатком указанного устройства является то, что дезинтегрирующий и сеющий ставы выполнены в виде единого цилиндрического корпуса, т.е. при работе устройства оба става вращаются с одинаковой угловой скоростью. Для хорошего размыва песков необходимо вращать дезинтегрирующий став с угловой скоростью, равной 70-80% от критической, т.е. создать условия для водопадного движения твердого материала, тогда как для эффективного грохочения песков скорость вращения сеющего става не должна превышать 30-40% от критической. При этом создаются условия плавного сползания твердого материала по просеивающей поверхности (К.В.Соломин. Обогащение песков россыпных месторождений полезных ископаемых. Государственное научно-техническое изд-во литературы по горному делу. М., 1961 г., стр.67). При эксплуатации скрубберного агрегата невозможно обеспечить оптимальный режим одновременно дезинтеграции и классификации.
Также известно устройство для дезинтеграции и сортировки (патент РФ №2164174, B03B 5/56, 1999 г.), включающее сани, раму с механизмом изменения угла ее наклона, футерованный барабан с регулируемым по высоте разгрузочным порогом, многогранную бутару с набором сит, лоток подачи питания, приводы с  гидромуфтами, опорный, приводной бандажи, опорные и приводные катки, приспособление для удержания барабана от опрокидывания.
Недостаток указанного устройства в том, что барабан кинематически жестко связан с многогранной бутарой, вращается с ней с одинаковой скоростью. Таким образом, как и в решении по патенту №2212940, такая конструкция не может обеспечить оптимальный режим одновременно дезинтеграции и классификации. Кроме того, в устройстве неравномерно нагружены опоры из-за консольного расположения бутары, что приводит к неравномерному износу опорных катков и усложняет конструкцию устройства.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является дезинтегратор с цилиндрическим грохотом, модель 0-85-АБ, который состоит из двух частей (К.В.Соломин. Обогащение песков россыпных месторождений полезных ископаемых. Государственное научно-техническое изд-во литературы по горному делу. М., 1961 г., стр.69). Первая часть является глухим ставом, вторая - бутарой (барабанный грохот) с просеивающими отверстиями. Обе части жестко соединены между собой и через 4 ролика, один из которых - ведущий, опираются на единую жесткую раму.
Недостаток такого дезинтегратора в том, что ввиду жесткого крепления глухого става и бутары (барабанного грохота) в процессе работы они вращаются с одинаковой угловой скоростью, что не позволяет в оптимальном режиме одновременно дезинтегрировать и классифицировать материал. Еще одним недостатком является то, что в процессе переработки руды в зависимости от свойств песков (их промывистости, гранулометрического состава) часто возникает необходимость установки глухого става и бутары (барабанного грохота) под различными углами наклона к горизонту, что невозможно осуществить в устройстве по прототипу. Это ведет к потере ценных компонентов и снижению производительности дезинтегратора.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков путем создания скрубберной установки, позволяющей более эффективно, без потерь ценного компонента, производить дезинтеграцию и классификацию материала с оптимальной производительностью в зависимости от их промывистости и гранулометрического состава.
Это достигается тем, что в скрубберной установке, включающей базовую раму с установленными на ней загрузочным и приемным бункерами, привод, дезинтегратор, состоящий из цилиндрического става с разгрузочным патрубком, приводных и опорных роликов, бутару каркасного типа, оснащенную ситами, загрузочным окном, приводными и опорными катками, дезинтегратор и бутара выполнены в виде двух самостоятельных узлов, имеют индивидуальные приводы и возможность менять продольный угол наклона относительно друг друга, базовая рама состоит из 2-х частей и снабжена шарниром. Дезинтегратор и бутара сопряжены между собой разгрузочным патрубком дезинтегратора, свободно входящим в загрузочное окно бутары, снабженное эластичным фартуком.
Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что дезинтегратор и бутара имеют индивидуальные приводы, выполнены в виде двух самостоятельных узлов, установленных соосно и сопряженных между собой разгрузочным патрубком, свободно входящим в загрузочное окно бутары с возможностью изменения продольного угла наклона относительно друг друга. Загрузочное окно бутары снабжено эластичным фартуком. Базовая рама выполнена из двух частей, соединенных шарниром.
При исследовании отличительных признаков описываемого устройства не выявлено каких-либо решений, касающихся конструкции заявляемой скрубберной установки.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня аналога наиболее близкого по совокупности признаков (прототипа) позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков для заявляемого объекта-устройства, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию «новизна» по действующему законодательству.
Для проверки заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный сопоставительный анализ известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого изобретения. Результаты анализа показали, что заявляемое техническое решение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники и могло быть получено только при глубоком и всестороннем изучении данного вопроса. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «изобретательский уровень» по действующему законодательству.
Совокупность известных и новых признаков заявляемого устройства позволяет дезинтегратору и бутаре при работе вращаться с различными скоростями:
дезинтегратор с угловой скоростью, равной 70-80% от критической, бутара с угловой скоростью, равной 40-50% от критической, что обеспечивает скрубберной установке более эффективную работу в оптимальном режиме. Благодаря шарнирному соединению двух частей базовой рамы дезинтегратор и бутара имеют возможность устанавливаться под разными углами к горизонту, что позволяет повысить эффективность обогащения и производительность скрубберной установки.
Приведенные отличительные признаки неизвестны и очевидным образом из уровня техники не вытекают.
На фиг.1 показан общий вид скрубберной установки, фиг.2 - вид А фиг.1, фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1.
Скрубберная установка содержит базовую раму 1, состоящую из двух частей 2 и 3, соединенных между собой шарниром 4. На части 2 базовой рамы 1 установлен привод дезинтегратора 5 с лифтерами, внутренней установленными рядами на поверхности дезинтегратора (не показано), состоящий из мотор-редуктора 6, опорных 7 и ведущих 8 катков, в качестве которых установлены пневмоколеса. Дезинтегратор 5 опирается на опорные 7 и ведущие 8 катки. На части 3 базовой рамы 1 установлен привод двухситной бутары 9, состоящий из мотор-редуктора 10, опорных 11 и ведущих 12 катков, в качестве которых установлены металлические обрезиненные колеса. Приводы дезинтегратора 5 и бутары 9 регулируемые по скорости вращения электродвигателей мотор-редукторов 6 и 10. Бутара 9 опирается на опорные 11 и ведущие 12 катки. На базовой раме 1 со стороны загрузочного патрубка дезинтегратора (не показано) также установлен загрузочный 13, а под бутарой 10 - 3-секционный приемный 14 бункеры. Дезинтегратор 5 и бутара 9 размещены соосно на базовой раме 1, 2, 3 с возможностью изменения угла наклона относительно друг друга в продольном направлении и сопряжены между собой разгрузочным патрубком 15 дезинтегратора 5, свободно входящим в загрузочное окно бутары 9 посредством эластичного фартука 16, размещенного на бутаре 9. Для накопления материала в дезинтеграторе перед разгрузочным патрубком 15 размещен кольцевой порог 17, а для промывки песков в бутаре 9 на приемном 3-секционном бункере 14 установлена система подачи воды 18.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Скрубберная установка устанавливается на специально подготовленную площадку или металлическую эстакаду (не показана) под углом 2…4° к горизонту. До подачи материала включаются мотор-редукторы 6 и 10 регулируемых по скорости вращения приводов дезинтегратора 5 и бутары 9, приводящие их во вращение посредством катков 7, 8, 11, 12, а также система подачи воды 18. Промываемый материал подается в загрузочный бункер 13 экскаватором или ленточным транспортером (не показано). Из бункера 13 материал под собственным весом поступает в дезинтегратор 5. При смешивании материала с водой образуется пульпа, которая под действием центробежных сил прижимается к внутренней поверхности дезинтегратора 5 с лифтерами и поднимается на определенную высоту. Ввиду того, что скорость вращения дезинтегратора 5 ниже критической, возникает водопадная схема движения пульпы, т.е. происходит процесс дезинтеграции - интенсивное перемешивание пульпы, истирание и разрушение комков песка и глины. При дальнейшем поступлении питания (непрерывно) происходит постепенное вытеснение продезинтегрированного песка в двухситную бутару 9 через кольцевой порог 7, разгрузочный патрубок 15 дезинтегратора 5 и загрузочное окно бутары 9. Здесь отмытый материал классифицируется на 3 класса и поступает в трехсекционный приемный бункер 14.
Наличие индивидуальных регулируемых приводов у дезинтегратора 5 и бутары 9 позволяет вращать их с разной скоростью и направлениями для оптимизации технологического процесса. Конструкцией скрубберной установки предусмотрено вращение бутары 9 с угловой скоростью ниже скорости вращения дезинтегратора 5, что обеспечивает плавное скольжение материала по просеивающей поверхности сит бутары 9. Конструкция установки позволяет менять продольный угол наклона бутары 9 в пределах ±2° относительно продольного угла наклона дезинтегратора 5. При изменении свойств обогащаемого материала, например улучшении промывистости и неизменном грансоставе, можно увеличить угол наклона дезинтегратора и тем самым увеличить производительность установки. При изменении грансостава материала, например увеличении мелкого класса, необходимо уменьшить угол наклона бутары и тем самым увеличить время пребывания материала в бутаре и снизить засорение надрешетного продукта мелким классом.
Таким образом, в зависимости от свойств обрабатываемого материала путем опробования представляется возможность выбрать оптимальный режим работы скрубберной установки необходимой производительности.
Использование результатов настоящей заявки в ООО «ТИГОМ» позволило спроектировать опытно-промышленный образец скрубберной установки для переработки материала на три класса из природных грунтов, песков, руд коренных и россыпных месторождений. Производительность установки 80…160 т/ч, суммарная мощность приводов 48 кВт, масса 19,9 т. В настоящее время установка изготовлена и будет направлена заказчику.
Таким образом, изложенные выше сведения показывают, что при использовании заявляемого изобретения выполняется следующая совокупность условий:
- средства, воплощающие заявляемое изобретение при его осуществлении, предназначены для применения в промышленности, а именно для получения более эффективной и более производительной установки для обогащения полезных ископаемых, а именно глинистых россыпных месторождений алмазов, олова, вольфрама, других редкоземельных металлов и нерудных полезных ископаемых;
- для заявляемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы, подтверждена возможность осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств;
- средства, воплощающие заявляемое изобретение при его осуществлении, способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Преимущество заявляемого изобретения состоит в том, что использование такой конструкции скрубберной установки существенно улучшает качество разделяемого материала, сочетая с более высокой производительностью установки.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость» по действующему законодательству.
Заявляемое техническое решение - скрубберная установка - позволит вовлечь в переработку участки месторождений с труднообогатимыми золотосодержащими песками, доля которых сейчас составляет от 45 до 60%, а в некоторых регионах достигает 80%.
Техническое перевооружение существующих промприборов скрубберной установкой позволит повысить качество промывки материала и, следовательно, общее извлечение драгоценных металлов как из песковой, так и из иловой фракций обогащаемого материала.
Применение заявленной установки вместо известных (аналоги, прототип) аналогичного назначения снизит удельные затраты электроэнергии, а также воды и других расходных материалов за счет управляемого процесса промывки и сортировки, причем при увеличении производительности по исходному материалу в среднем на 30-40%.