СЕПАРАТОР

Сепаратор относится к отраслям промышленности, в которых производится разделение тонкодисперсных, содержащих магнитные и немагнитные частицы и влагу, смесей на составляющие фракции.
Известны, например, устройства загрузки сепаратора, в горнорудной промышленности при обогащении железорудных концентратов (пат. РФ 2246357, приоритет от 2003.06.09, авторы Гридчин A.M., Покушалов М.П., Лесовик B.C., Строкова В.В.).
Недостаток этого устройства - сложность варьирования и задачи параметров режима загрузки.
Наиболее близким к заявленному решению является «Конвейерный сепаратор» (Пат. РФ №2215587, приоритет от 2002.10.07, авторы Гридчин A.M., Покушалов М.П., Лесовик B.C., Строкова В.В.), содержащий замкнутый магнитный контур, выполненный в виде настила из магнитных плит с регулируемым магнитным полем на тяговом органе пластинчатого конвейера, нижняя ветвь которого размещена регулируемо под углом к горизонтали в лотке. Дно лотка выполнено в виде короба с нижней плоскостью и боковыми и торцевыми стенками из плотного материала и с верхней плоскостью из проницаемого для воздуха и жидкости материала и соединено патрубком с источником рабочего тела. Борта лотка выполнены из немагнитного материала и имеют со стороны разгрузки немагнитного материала продольные скосы под углом к горизонтали до 3°. Пластинчатый конвейер охвачен в вертикальной плоскости выполненным из немагнитного материала тяговым органом скребкового конвейера с закрепленными на нем скребками из немагнитного материала. Пункт загрузки выполнен в начале лотка, пункт отгрузки немагнитных частиц расположен в противоположном конце лотка, а пункт отгрузки магнитных частиц расположен в головной части пластинчатого конвейера и содержит скребок.
Недостаток устройства - сложность управления качеством разделения смеси.
Предлагаемое решение направлено на повышение качества разделения смеси.
Это достигается тем, что в сепараторе содержащем замкнутый магнитный контур, пункты загрузки и отгрузки и устройство загрузки сепаратора, привод лотка загрузочного устройства выполнен с электродвигателем возвратно-поступательного движения с использованием упругих элементов, а схема управлением двигателем содержит элементы регулирования частоты и амплитуды колебаний рабочего органа двигателя.
Отличия заявляемого решения от прототипа:
1. Введена электросхема управления режимом работы загрузочного устройства, содержащее элементы регулирования частоты и амплитуды колебаний;
2. Двигатель привода лотка снабжен упругими элементами.
Приведенные отличия обеспечивают существенные преимущества заявляемого сепаратора перед прототипом:
1. Стабильность параметров заданного режима колебаний обеспечивает оптимально высокое качество процесса разделения смеси;
2. Наличие упругих элементов в механической системе двигателя привода лотка обеспечивает реактивный, с преобразованием кинетической энергии в потенциальную и обратно, технико-экономический характер движения лотка при минимальном износе и, соответственно длительном сроке работы привода с высоким КПД,
Совместное использование этих, отдельно известных принципов, позволяет получить новый эффект - осуществить разделение на фракции смеси из магнитных и немагнитных частиц и жидкости с высоким качеством в стабильно регулируемом технико-экономически оптимальном режиме, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «изобретательский уровень».
Устройство, изображено на фиг.1 (вид сбоку), фиг.2 (вид сверху), фиг.3 (схема ввода рабочего агента в полые элемента лотка и стенок бункера) и фиг.4 (схема электропривода механизма движения лотка загрузочного устройства) и состоит из следующих узлов и деталей: лотка 1, днище которого выполнено в виде герметичной полости, образованно нижней плоскостью 2, боковыми стенками 3 и торцевыми стенками 4 из листового металла и верхней плоскостью 5 из металлокерамики, проницаемой для жидкостей и газов, соединенный патрубком 6 с источником сжатого воздуха (на фиг. не показан), а борта 7 лотка, изготовленные из листового немагнитного материала, например, алюминия, имеют в конце лотка со стороны отгрузки скосы 8 под углом до 3° по отношению к горизонтали. Нижняя ветвь пластинчатого конвейера, содержащего привод 9, натяжную звездочку 10 и настил из магнитных плит 11 с регулируемой напряженностью магнитного поля (например, электромагнит), расположена с регулируемым по отношению к горизонту углом наклона а лотке 1. Предпочтительная величина угла наклона составляет 5…15°.
В головной части пластинчатого конвейера закреплено устройство 12, например, скребок, очистки магнитных плит 11 настила от притянутых к ним железосодержащих частиц (при отключенном электропитании разгружаемой магнитной плиты) и отгрузочный лоток 13 железосодержащих частиц.
В одной вертикальной плоскости с конвейером пластинчатым расположен скребковый конвейер, содержащий привод 14, натяжную звездочку 15, тяговый орган 16 с закрепленными на нем скребками 17. В пункте загрузки 18 лотка 1 сепарируемой смесью расположено приемное устройство, а на противоположном конце лотка - устройство 19 отгрузки немагнитной фракции сепарируемого материала. Под частью лотка 1 со скошенными бортами 8 закреплен приемник жидкости 20, соединенный патрубком 21 со сборником жидкости (на фиг. не показан).
Устройство загрузки содержит корпус 22, объединяющий все узлы и детали, бункер 23, опирающийся жестко прикрепленными к нему планками 24 на стенки 25 корпуса 22, лоток 26, который представляет собой полый плоский элемент, состоящий из нижней плоскости 27, выполненной из прочноплотного материала, например стали, и верхней плоскости 28, контактирующей с загружаемым материалом и выполненной из проницаемой для газов и жидкостей металлокерамики с герметизирующими между ними прокладками 29 по периметру, скрепленными с плоскостями 27 и 28 любым из известных способов, например склеиванием, и заключенной между плоскостями 27 и 28 полости, соединенной трубопроводом 30 через управляющий потоком жидкости или газа элемент 31, например вентиль, с источником рабочего агента 32 (газ или жидкость под давлением), а стенки бункера выполнены аналогично лотку. На передней стенке бункера 23, выполненной с продольными, равномерно распределенными по длине пазами 33, в ее нижней части закреплен жестко-поворотно, например на шарнире, сервопривод 34, соединенный тягой 35 с шибером 36, изменяющим проходное сечение пазов передней стенки бункера, выполненных для равномерного распределения материала по лотку 26 и датчиком 37 перемещения шибера 36, выполненным, например в виде потенциометра, ползунок которого механически, например тягой, соединен с шибером 36. К опорной планке 38 бункера 23 жестко-разъемно, например резьбовым соединением, прикреплен регулируемый по длине, например телескопически, кронштейн 39, на конце которого подвешен лоток вертикальными тягами 40 с возможностью колебаний перпендикулярно направлению движения материала, например с шарнирно закрепленными концами 41 на обоймах 42. Лоток 26 расположен с уклоном 5-12° в сторону движения материала и опирается осями 43 с нарезанными хвостовиками в нижние обоймы шарниров 41 с возможностью регулирования и фиксации угла наклона лотка 26 за счет резьбового соединения между осями 43 и обоймой шарниров 41. Если угол наклона будет меньше 5°, то материал не будет перемещаться по лотку, если угол будет больше 12°, то материал движется неконтролируемо. В рассматриваемом случае угол наклона составляет 8°.
Соосно с горизонтальной осью 43 лотка 26 на выступе корпуса 22 закреплен электродвигатель возвратно-поступательного движения 44, соединенный тягой 45 с осью 43 лотка 26. На конце кронштейна 39, ближе к передней стенке бункера 23, закреплены датчик 46 веса материала на лотке, выполненный, например, на основе тензоусилителя и взаимодействующий с ним задатчик веса материала на лотке (на фиг. не показан), выполненный в виде потенциометра, расположенный, например, на панели управления устройством.
Привод механизма колебаний лотка загрузочного устройства содержит электродвигатель возвратно-поступательного движения 44 с основными элементами: корпус 47, вал 48, якорь 49, упругие элементы 50, силовые обмотки L1 и L2, и схему управления режимом работы привода, включающую выключатель QF1, генератор электрических колебаний выполненный, например, в виде мультивибратора MV, частота импульсов которого регулируется, например, потенциометрами RP1 и RP2, а контакты выходных реле КМ 1.1 и КМ 2.1 (на схеме не показаны) мультивибратора MV коммутируют, например, цепи питания катушек L1 и L2, величина тока в которых, определяющая амплитуду колебаний, управляется потенциометром RP3.
Устройство работает следующим образом. В бункер 23 поступает материал, подлежащий сепарации, например смесь рудных и нерудных материалов. По трубопроводам 30 от источника рабочего агента 32, например компрессора, к лотку и стенкам бункера подается рабочий агент (газ, жидкость, в рассматриваемом случае - газ), который проникает через поры металлокерамики 28 и образует на ее поверхности монослой рабочего агента, который является слоем скольжения с весьма малым коэффициентом трения, что обеспечивает устойчивое перемещение материал через бункер 23 и через пазы 33 в передней стенке бункера, не закрытые шибером 36, на лоток 26, совершающий поперечные колебания под действием двигателя 44. Частота и амплитуда колебаний задается генератором колебаний. Задатчиком веса материала (на фиг. не показан) устанавливается требуемая производительность загрузки, например, в виде определенной величины электрического напряжения, пропорционального задаваемой весовой нагрузке сепаратора, которое сопоставляется с напряжением, выданным датчиком 46 веса материала на лотке. При неравенстве сигналов задатчика веса материала на лотке и датчика 46 веса материала на лотке 26 их разность усиливается и подается с определенной полярностью на сервопривод 34, который перемещает шибер 36, увеличивая или уменьшая расход материала из бункера 23. При этом перемещается управляющий элемент в виде ползунка потенциометра датчика 37 перемещения шибера, формируя сигнал отрицательной обратной связи, уравновешивающий сигнал разности задатчика и датчика 46 веса материала на лотке. Равенство нулю суммы всех напряжений соответствует остановке сервопривода 34 и установившемуся режиму загрузки с заданной производительностью. Далее материал поступает на лоток 1.
Через патрубок 6 в дно лотка 1 поступает сжатый воздух. Исходная смесь магнитных и немагнитных частиц и жидкости поступает через пункт загрузки 18 в лоток 1 и перемещается по лотку скребками 17 скребкового конвейера к пункту выгрузки немагнитных частиц 19. Магнитные плиты 11 пластинчатого конвейера получают питание через токосъемники по кольцевым троллейным схемам (не показаны). Нижняя (рабочая) ветвь конвейера движется в противопотоке смеси и притягивает из смеси магнитные частицы. При выходе магнитной плиты на приводной станции 9 в положение, близкое к вертикальному, автоматически отключается от троллеи с напряжением, магнитное поле выключается и находящиеся на плите магнитные частицы под действием силы тяжести и механического скребка 12 попадают на наклонный пункт разгрузки 13 и далее в емкость для магнитных частиц (не показана). Скребки 17, движущиеся по дну лотка 1, перемещают оставшийся после выделения магнитных частиц материал к пункту выгрузки немагнитных частиц 19 и далее в емкость (не показана).