Результат интеллектуальной деятельности: КОНУСНОЕ БЕССИТНОЕ ВИБРАЦИОННО-СЕГРЕГАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПО КРУПНОСТИ УГЛЯ ИЛИ РУД

Изобретение относится к переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в горнорудной и строительной промышленности, где требуется отделение крупных кусков от мелких в исходном материале.

В настоящее время на перерабатывающих рудных и угольных предприятиях для этой цели применяются грохоты, оборудованные рассеивающими поверхностями в виде колосников или сит.

Но все известные конструкции грохотов, оборудованные рассеивающими поверхностями, имеют существенные недостатки - быстрый износ рассеивающих поверхностей, вследствие абразивности материалов, и частые забивки отверстий трудными зернами и посторонними предметами. Поэтому при эксплуатации указанных грохотов требуются частые остановки для очистки сит, что снижает производительность производства, а частая замена износившихся сит удорожает себестоимость выпускаемой продукции.

Кроме того, используемые в производстве вибрационные и барабанные грохоты имеют сложное устройство, большую массу и высокую цену 3-4 млн рублей за один грохот.

Поэтому для снижения себестоимости выпускаемой продукции и стабильной работы производства требуется разработка конструкций бесситных грохотов.

Известна конструкция бесситного грохота (патент РФ №2382684, опубл. 27.02.2010, бюл. №6), представляющего собой короткий, широкий, ленточный конвейер, установленный под углом наклона к горизонту примерно 45° к горизонту в поперечном направлении. Данный грохот без сит разделяет исходный материал одновременно на несколько сортов крупности. Но имеет ряд существенных недостатков: быстрый износ резино-тканевой конвейерной ленты, продольных полос, роликопланочной цепи и звездочек ведущего барабана.

В связи с тем, что на данном грохоте разделение исходного материала по крупности происходит по принципу сегрегации, его можно принять за прототип предлагаемого конусного бесситного вибрационно-сегрегационного устройства для предварительной классификации по крупности угля или руд.

Целью настоящего изобретения является разработка простой не забивающейся конструкции бесситного вибрационно-сегрегационного устройства, имеющего большой срок работы без существенных текущих и профилактических ремонтов.

Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что разделяющая поверхность предлагаемого устройства представляет собой пустотелый конус, выполненный из трудноизнашиваемого материала (марганцовистая сталь, чугун). Конструктивно разделяющая поверхность устройства имеет форму, близкую к форме колоколов церковных звониц. Верхняя часть конуса имеет конусную круглую крышку с углом при вершине, равным 90°. Боковые стенки конуса наклонены к горизонту под углом 65°. На поверхности конуса по всей его высоте на равном расстоянии друг от друга установлены 6-7 колец, выполненных также из трудноизнашиваемого материала. Высота колец 20 мм, ширина 40 мм. Нижняя часть боковых стенок конуса имеет закругление (изгиб) вверх с радиусом, равным размеру максимальных кусков исходного материала. Конус опирается своей внутренней поверхностью на стакан, внутри которого установлена жесткая пружина. На корпусе верхнего стакана закреплен вибратор.

Сущность изобретения поясняется чертежами: Фиг. 1 (в разрезе), Фиг. 2 (вид сверху).

Предлагаемое конусное бесситное вибрационно-сегрегационное устройство состоит из металлического колоколообразного конуса 1, круглой крышки 2, верхнего стакана 3, пружины 4, нижнего стакана 5, вибратора 6, опорной рамы 7, установленной на рельсах 8, верхнего бункера 9, нижнего бункера 10, ленточных конвейеров 11, опорных балок 12.

По всей высоте внешней поверхности конуса установлены на равном расстоянии друг от друга 6-7 колец 13, выполненных из трудноизнашиваемого материала. Конус 1 опирается на верхний стакан 3, внутри которого установлена пружина 4. Нижний конец пружины 4 вставлен в нижний стакан 5. Оба стакана своими основаниями (дном) приварены: верхний - к крышке конуса 2, нижний - к опорной балке 7, поэтому они надежно фиксируют пружину 4 в вертикальном положении. Расстояние между верхним 3 и нижним 5 стаканами устанавливаются длиной пружины 4 и должно быть не менее 10-кратной величины амплитуды вибрационных колебаний. Балка 7 усилена швеллерами и установлена на рельсах 8.

Предлагаемое конусное бесситное вибрационно-сегрегационное устройство работает следующим образом.

Исходный материал (руда, уголь) ленточным конвейером 14 подается в центр(вершину) конусной крышки 2. Крышка 2 вместе с конусом 1 постоянно вибрирует с частотой вибраций 1000 колебаний в минуту и амплитудой 2-3 мм. Вибрационные колебания создает вибратор, установленный на верхнем стакане 3. Боковые стороны конусной крышки 2 имеют наклон к горизонту 45, поэтому исходный материал под действием начальной скорости подачи материала и гравитационной силы скатывается вниз по всему периметру нижнего основания крышки, а затем поступает на внешнюю поверхность конуса 1, которая является разделительной поверхностью для исходного материала. При этом трение крупных кусков о поверхность крышки 2 значительно меньше, чем у мелких частиц, поэтому уже в начале своего движения вниз они имеют скорость в 3-4 раза большую, чем скорость мелких частиц. Более того, при движении крупных кусков по разделяющей поверхности конуса 1, имеющей наклон боковых стен 65°, они увеличивают скорость, близкую к скорости свободного падения. При этой скорости крупные куски легко перескакивают через кольца 13 и, не снижая скорости, приближаются к нижней разгрузочной части конуса. В нижней части конус имеет закругление (изгиб) вверх с радиусом, равным размеру максимальных кусков в исходном материале. Это закругление (изгиб) является своеобразным трамплином для крупных кусков исходного материала. Поэтому крупные куски на закруглении подбрасываются вверх кинетической энергией движения. Вследствие этого они имеют дальнюю траекторию полета при падении вниз и разгружается в бункер 10. Из этого бункера крупные куски выгружаются ленточным конвейером 11 и затем поступают на дальнейшую переработку согласно технологии.

Мелкие частицы исходного материала, поступив на поверхность крышки 2, имеют трение о металл значительно выше, чем трение крупных кусков, поэтому резко снижают начальную скорость движения, двигаясь по наклонной поверхности крышки.

С крышки мелкие частицы, имея скорость движения в 3-4 раза ниже, чем крупные куски, поступают на внешнюю поверхность конуса 1 и под действием гравитационных сил начинают увеличивать скорость движения вниз. Но на поверхности конуса 1 закреплены через равные расстояния друг от друга кольца 13, которые на всем пути движения мелких частиц вниз затормаживают их, снижая скорость. Поэтому мелкие частицы, приблизившись к закруглению 14 конуса, имеют скорость движения в 4-5 раз меньшую, чем скорость крупных кусков, вследствие этого у них низкая инерция движения и они не имеют траектории полета, образуемой закруглением (трамплином). Поэтому они разгружаются с нижней части конуса 1 непосредственно в бункер 9. Из бункера мелкие частицы также выгружаются ленточным конвейером, предназначенным для мелких частиц. Следовательно, на предлагаемом конусном бесситном вибрационно-сегрегационном устройстве без сит получено разделение исходного материала на крупные и мелкие классы. Регулирование границы разделения по крупности может производиться путем увеличения скорости подачи исходного материала на конус 1 или увеличением высоты (толщины) колец.

Предлагаемое конусное бесситное вибрационно-сегрегационное устройство может успешно применяться для предварительного грохочения вместо колосниковых и барабанных грохотов типа ГЦ. Расчетная производительность грохота при среднем диаметре конуса 2 м и высоте 3 мм составляет около 1000 т/час.

Данное устройство может работать и при отключенном вибраторе, но тогда эффективность грохочения и производительность грохота снизятся. Учитывая, что конус 1 и крышка 2 выполнены из того же материала, что и футеровка щековых и конусных дробилок, испытывающих нагрузки при дроблении руд в сотни раз больше, чем поверхность конуса 1, то срок службы конуса 1 также будет в сотни раз больше.

Для справки: срок службы футеровки щековых дробилок составляет 6 месяцев [1]. Следовательно, срок службы конуса 1 основной детали грохота составит примерно 40-50 лет.

Таким образом, предлагаемое конусное бесситное вибрационно-сегрегационного устройство имеет простую конструкцию и позволяет без сит разделять исходный материал по классам крупности с высокой производительностью при большом сроке работы, при этом исключены всевозможные забивки грохота. То есть цель изобретения достигнута.

Литература

1. Перов В.А., Андреев Е.Е., Биленко Л.Ф. Дробление, измельчение и грохочения полезных ископаемых. М.: Недра, 1990.