Результат интеллектуальной деятельности: Способ разделения зёрен сыпучего материала по размерам

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технике грохочения, сортировки и разделения твердых сыпучих материалов по размерам и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности горнодобывающей промышленности и строительстве для разделения по классам крупности зерен или кусков измельченных пород, имеющих сложный морфологический состав.

Уровень техники

Известны ситовые способы грохочения, разделения и классификации зерен твердых материалов по размерам, в которых разделение или отбор зерен на фракции различной крупности производится посредством последовательного просеивания их через решетки-сита, имеющие отверстия-ячейки определенного размера (Справочник по обогащению руд. Том 1. Подготовительные процессы. Недра, М., 1982, 367 с. Редакторы: О.С. Богданов, В.А. Олевский, И.К. Акиншин, Н.Т. Бащенко, В.В. Зверевич, И.М. Костин, В.А. Перов) [1]. Недостатком известных способов, использующих сита, является закупоривание или забивание отверстий-ячеек при просеивании через них зерен материала, имеющих неоднородный морфологический состав. Зерна, имеющие продолговатую и удлиненную форму и при этом разные по площади сечения вдоль продольной оси, неизбежно будут застревать в ячейках сита, что требует затрат времени на очистку сит от зерен, застрявших в его ячейках.

Известен способ грохочения и устройство для его осуществления (Авт. свид. СССР №1269862, опубл. 15.11.1986 г., бюл. №42) [2]. Способ включает подачу сыпучего материала с помощью продольных и поперечных колебаний, при этом стенкам отверстий сита сообщают дополнительные колебания, один из векторов, перемещения которых направлен параллельно просеивающей поверхности за счет перемещения эластичных лент, что способствует интенсификации самоочистки просеивающей поверхности. Недостатком данного технического решения является сложность конструкции устройств, реализующих данный способ. Кроме того, известный способ не осуществляет сортировку или разделение зерен материала разнообразной формы по наименьшему размеру.

Наиболее близким, принятым за прототип заявляемого способа, является способ калибровки материалов, описанный в заявке на выдачу патента РФ на изобретение №94029188 опубл. 10.06.1996 г. [3]. Известный способ включает подачу исходного материала, содержащего зерна разнообразной формы, на решета, его перемещение и просеивание путем колебаний при прохождении по образующей решет и отбор фракций различной крупности. При этом для прохождения зерен или кусков анализируемого (калибруемого) материала по наименьшему их размеру через решета перемещение зерен материала осуществляют с непрерывным их поворотом путем подбора частоты и амплитуды колебаний. Благодаря колебаниям просеивающей поверхности решета, зерна материала многократно переворачиваются и укладываются на его поверхности, до тех пор, пока, выбрав наименьший размер, не пройдут через определенные отверстия (секцию) решета, что обеспечивает более качественную калибровку зерен по фракциям. Устройство, реализующее данный способ [3], включает станину, просеивающие приспособления в виде решет с образующей поверхностью, закрепленной в рамах решет, причем решета установлены одно под другим с уклоном посредством подвесок и шарниров, расположенных на противоположных сторонах решет, приспособление для изменения амплитуды колебаний и привод колебаний решет. Образующая поверхность решет выполнена из элементов дугообразной или круглой формы, жестко закрепленных в рамах решет с образованием щелей, поперек перемещению калибруемого материала. При этом каждое решето имеет секции (ячейки), характеризующиеся одинаковым размером щелей между элементами, а размер щелей в каждой последующей секции каждого решета превышает размер щелей предыдущей секции этого решета.

Недостатком известного способа является многоэлементность и сложность устройства, реализующего данный способ. Кроме того, зерна сильно продолговатых и вытянутых форм, имеющие разные поперечные сечения по их длине, могут застрять и забиться в щелях (ячейках) решета, несмотря на их принудительные колебания.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа для сортировки и разделения по наименьшему геометрическому размеру зерен сыпучих и кусковых материалов, имеющих сложный морфологический состав, в котором исключается забивание и заклинивание зерен материала при их разделении путем просеивания через плавно увеличивающуюся по ширине длинную щель.

Техническим результатом изобретения является устранение забивания зерен сыпучего материала в щелях просеивающих приспособлений при их разделении по наименьшим геометрическим размерам, благодаря чему устройства, реализующие данный способ, не требуют затрат времени на их техническое обслуживание, заключающеееся в регулярной зачистке просеивающих приспособлений от застрявших или заклинивших зерен.

Предлагаемый способ включает ряд существенных признаков, общих с прототипом изобретения: подачу зерен исходного материала вибролотком, их перемещение с просеиванием путем колебаний или вибрации по просеивающему приспособлению и отбор зерен по крупности на различные фракции.

Предлагаемое изобретение имеет ряд существенных признаков, отличающих их от прототипа: зерна исходного материала подают непрерывным потоком позерново, перемещение зерен производят по просеивающему приспособлению в виде расширяющегося V-образного желоба со стенками в виде прямоугольных пластин, боковые кромки которых со стороны вибролотка жестко прикреплены к его соответствующим стенкам, при этом отбор зерен осуществляют через просеивающую щель, образованную нижними кромками стенок V-образного желоба, соединенных постепенно увеличивающимися по длине в направлении движения материала распорными шпильками.

Колебания вибролотка передаются к стенкам пластин, образующих V-образный открытый желоб со щелью, и обеспечивают не только перемещение зерен исходного материала, но и способствуют многократному переворачиванию и их укладке вдоль плавно увеличивающейся по ширине щели. При перемещении зерна упираются только на стыки нижних краев прямоугольных пластин, образующих длинную щель, в результате они имеют маленькую площадь соприкосновения с пластинами, что существенно снижает трение и способствует свободному движению зерен по V-образному открытому желобу. При этом сужающиеся вниз скатные поверхности стенок V-образного открытого желоба обеспечивает зернам разных форм располагаться и проваливаться вниз через щель своими минимальными поперечными размерами. Плавно увеличивающаяся ширина щели предотвращает и исключает забивание и заклинивание зерен при их перемещении за счет вибрации по V-образному открытому желобу. Распорные шпильки придают жесткость V-образному открытому желобу и обеспечивают регулировку ширины щели по всей ее длине. Регулировка отсечения и отбора зерен определенного размера на узкие фракции обеспечивается изменением ширины направляющих лотков, установленных под длинной щелью, и смещением их расположения вдоль продольной оси щели.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показаны две проекции устройства, реализующего способ. На фиг. 2 показаны 4 разреза (А-А, В-В, С-С и D-D) V-образного открытого желоба на фиг. 1.

Осуществление изобретения

Работа устройства по предлагаемому способу осуществляется следующим образом (фиг. 1). Из вибробункера 1 зерна исходного материала 2, имеющие различные размеры и формы, подаются на треугольный вибролоток 3 с вибратором 4, который формирует упорядоченный непрерывный поток из последовательно расположенных зерен 2. Затем зерна 2 поступают на просеивающее приспособление - V-образный открытый желоб, образованный двумя прямоугольными пластинами 5 с помощью распорных шпилек 6. При этом нижние кромки пластин 5 образуют плавно увеличивающуюся по ширине щель 7 (фиг. 1). V-образный открытый желоб перекрывает вибролоток 3, его боковые кромки жестко закреплены к соответствующим стенкам вибролотка 3, что обеспечивает передачу вибровоздействия на просеивающее приспособление. Зерна 2 материала, упираясь на нижние прямоугольные кромки пластин 5, под воздействием вибрации перемещаются вдоль продольной оси щели 7, ширина h которой плавно увеличивается (h₁<h₂<h₃ на фиг. 2). При этом зерна многократно переворачиваются и укладываются своими минимальными поперечными размерами вниз, частично утопая в щели 7. По мере того, как размеры зерен 2 в поперечнике становятся меньше ширины щели 7, они проходят через нее и проваливаются вниз. Сначала через щель 7 проходят, то есть просеиваются мелкие зерна 2, имеющие в поперечнике маленькие размеры. Это могут быть сферические зерна, имеющие маленький диаметр, или сильно уплощенные, плоские и продолговатые зерна, хотя их геометрические размеры в других плоскостях могут значительно превысить их толщину. Затем последовательно через щель 7 проходят и просеиваются зерна 2 более крупных размеров или фракций. Самые крупные фракции зерен 2, размеры которых превышают максимальную ширину щели 7, перемещаются до конца V-образного открытого желоба и сбрасываются вниз. Все зерна 2, сбрасываемые вниз через щель 7 или с торца V-образного открытого желоба, попадают на направляющие лотки 8, с которых они попадают на соответствующие приемные бункера (на фиг. 1 приемные бункеры не показаны). Количество направляющих лотков 8 и соответствующих приемных бункеров определяется количеством фракций, на которые необходимо разделить зерна исходного материала. Регулировка отсечения и отбора зерен определенного размера на узкие фракции обеспечивается изменением ширины направляющих лотков, установленных под длинной щелью, и смещением их расположения вдоль продольной оси щели.

Таким образом, способ, реализуемый простым по конструкции устройством, обеспечивает качественное разделение сыпучего материала, имеющего сложный морфологический состав, по наименьшим размерам, при этом за счет перемещения и просеивания зерен через плавно увеличивающуюся по ширине длинную вибрирующую щель исключается их заклинивание и забивание в щели.

Источники информации

[1] - Справочник по обогащению руд. Том 1. Подготовительные процессы. Недра, М., 1982, 367 с. Редакторы: О.С. Богданов, В.А. Олевский, И.К. Акиншин, Н.Т. Бащенко, В.В. Зверевич, И.М. Костин, В.А. Перов.

[2] - Авторское свидетельство СССР №1269862, опубл. 15.11.1986 г. Бюл. №42. Способ грохочения и устройство для его осуществления.

[3] - Заявка на выдачу патента РФ на изобретение №94029188, опубл. 10.06.1996 г. Способ калибровки сыпучих материалов и устройство для его осуществления.