Способ разделения зёрен сыпучего материала по размерам
Владельцы патента RU 2657912:
Изобретение относится к технике грохочения, сортировки и разделения твердых сыпучих материалов по размерам и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности горнорудной и строительной промышленности для разделения зерен измельченных пород, имеющих сложный морфологический состав, по классам крупности. Способ разделения сыпучих материалов включает подачу зерен исходного материала при помощи вибролотка, их перемещение при колебании просеивающего приспособления с отбором зерен по крупности на фракции. Зерна исходного материала подают непрерывным потоком позерново. Перемещение зерен производят по просеивающему приспособлению в виде расширяющегося V-образного открытого желоба со стенками в виде прямоугольных пластин, боковые кромки которых со стороны вибролотка жестко прикреплены к его соответствующим стенкам. Отбор зерен осуществляют через просеивающую щель, образованную нижними кромками стенок V-образного желоба, соединенных постепенно увеличивающимися по длине в направлении движения материала распорными шпильками. Технический результат — устранение забивания зерен сыпучего материала в щелях просеивающих приспособлений при их разделении по наименьшим геометрическим размерам и соответственно повышение эффективности разделения. 2 ил.
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.
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.
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.
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 Передвижное устройство обработки насыпного материала, имеющее главную раму для поддержки блока обработки материала. Транспортер продолжается от главной рамы и установлен на шарнирном соединении, обеспечивающем возможность поворота транспортера относительно главной рамы, при этом шарнирное соединение расположено над транспортером, который подвешен под областью главной рамы.
Источник
Способы разделения смесей
Для получения чистых веществ используют различные способы разделения смесей.
| Способы разделения смесей | |
|---|---|
| неоднородных (гетерогенных) | однородных (гомогенных) |
| — Отстаивание — Фильтрование — Действие магнитом — Центрифугирование | — Выпаривание. Кристаллизация. — Дистилляция (перегонка) |
Процессы разделения смесей основаны на различных физических свойствах компонентов, образующих смесь.
Отстаивание
Отстаивание — это разделение неоднородной жидкой смеси на компоненты, путём её расслоения с течением времени под действием силы тяжести.
Отстаиванием можно разделить смесь нерастворимых в воде веществ, имеющих разную плотность.
Пример. Смесь из железных и древесных опилок можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Железные опилки опустятся на дно сосуда, а древесные будут плавать на поверхности воды (2), и их вместе с водой можно будет слить в другой сосуд (3):
На этом же принципе основано разделение смесей малорастворимых друг в друге жидкостей.
Пример. Смеси бензина с водой, нефти с водой, растительного масла с водой быстро расслаиваются, поэтому их можно разделить с помощью делительной воронки:
Отстаиванием также можно разделить вещества, которые осаждаются в воде с различной скоростью.
Пример. Смесь из глины и песка можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Песок оседает на дно значительно быстрее глины (2):
Этот способ используется для отделения песка от глины в керамическом производстве (производство глиняной посуды, красных кирпичей и др.).
Центрифугирование
Центрифугирование — это разделение неоднородных жидких смесей путём вращения.
Пример. Если компоненты неоднородной жидкой смеси очень малы, такие смеси разделяют центрифугированием. Такие смеси помещают в пробирки и вращают с большой скоростью в специальных аппаратах — центрифугах.
Перед центрифугированием частицы смеси распределены по объёму пробирки равномерно. После центрифугирования более лёгкие частицы всплывают наверх, а тяжёлые оседают на дно пробирки.
С помощью центрифугирования, к примеру, отделяют сливки от молока.
Фильтрование
Фильтрование — это разделение жидкой неоднородной смеси на компоненты, путём пропускания смеси через пористую поверхность. В роли пористой поверхности может выступать бумажная воронка, марля, сложенная в несколько слоёв, или любой другой пористый материал, способный задержать один или несколько компонентов смеси.
Фильтрованием можно разделить неоднородную смесь, состоящую из растворимых и нерастворимых в воде веществ.
Пример. Чтобы разделить смесь, состоящую из поваренной соли и песка, её можно высыпать в сосуд с водой, взболтать и затем эту смесь пропустить через фильтровальную бумагу. Песок остаётся на фильтровальной бумаге, а прозрачный раствор поваренной соли проходит через фильтр:
При необходимости, растворённую поваренную соль из воды можно выделить выпариванием.
Действие магнитом
С помощью магнита из неоднородной смеси выделяют вещества, способные к намагничиванию.
Пример. C помощью магнита можно разделить смесь, состоящую из порошков железа и серы:
Выпаривание. Кристаллизация
Выпаривание — это способ разделения жидких смесей путём испарения одного из компонентов. Скорость испарения можно регулировать с помощью температуры, давления и площади поверхности испарения.
Пример. Чтобы растворённую в воде поваренную соль выделить из раствора, последний выпаривают:
Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаётся поваренная соль. Иногда применяют упаривание, т. е. частичное испарение воды. В результате образуется более концентрированный раствор, при охлаждении которого растворённое вещество выделяется в виде кристаллов. Этот процесс получил название кристаллизации.
Дистилляция (перегонка)
Дистилляция (перегонка) — это способ разделения жидких однородных смесей путём испарения жидкости с последующим охлаждением и конденсацией её паров. Данный способ основан на различии в температурах кипения компонентов смеси.
Пример. При нагревании жидкой однородной смеси сначала закипает вещество с наиболее низкой температурой кипения. Образующиеся пары конденсируются при охлаждении в другом сосуде. Когда этого вещества уже не останется в смеси, температура начнёт повышаться, и со временем закипает другой жидкий компонент:
Таким способом получают, к примеру, дистиллированную воду.
Источник
