BG60612B1 - Центробежна промивна машина - Google Patents

Abstract

Машината е приложима в различни отрасли на промишлеността. С нея може да се промие и раздели голям поток от материали и да се увеличи обемът на слоя раздробен материал. Машината съдържа контейнер, монтиран с възможност за въртене около надлъжната си ос. Контейнерът включва осова зона и периферна зона, състояща се поне от една промивна камера (31), отделена от осовата зона чрез слой раздробен материал, и средства за подаване на материал към осовата зона. Машината включва и механизъм за вибрационно промиване, съдържащ средства за повтарящо се увеличаване на обема на слоя раздробен материал, разположени в кръгова последователност около периферията на въртящия се контейнер (29).

Description

Изобретението се отнася до центробежна промивна машина, приложима в различни отрасли на промишлеността за промиване и разделяне на материали.

Известна е центробежна промивна машина, състояща се от монтиран в нея контейнер, въртящ се около надлъжната си ос, който включва осова и периферна зона, средство за вкарване на подавания материал и средство за постоянно повтарящо се увеличаване обема на материала по време на въртенето на контейнера /W0 86/04269/.

Описани са също така метод и устройство за разделяне на тежката от леката фракция при пулпов материал.

Устройството за разделяне се състои от: корпус, ротор, закрепен към корпуса чрез роторната ос, цилиндрично сито, монтирано коаксиално на ротора, което се върти около роторната ос, приспособления за въртене на ротора около роторната ос, подаващи приспособления за насочване на пулповия материал към цилиндричното сито, приспособления за повтарящо насочване на материала, приспособления, предназначени да приемат леката фракция и приспособления, предназначени да приемат тежката фракция.

Методът за разделяне включва етапите: поставяне на шлама от пулпов материал в цилиндрично легло, въртене на цилиндричното легло около неговата централна ос с необходимата скорост, вибриране на пулповия материал, по време на което тежката фракция се отделя от леката, събирана на тежката фракция и след това отделяне на леката фракция /US 4279741/.

Изобретението предлага центробежна промивна машина, съдържаща контейнер, монтиран с възможност за въртене около надлъжната си ос, като контейнерът включва осова зона и периферна зона, състояща се от поне една промивна камера, отделена от осовата зона чрез слой раздробен материал, и средства за подаване на материал към осовата зона, отличаваща се с това, че включва и механизъм за вибрационното промиване, съдържащ средства за повтарящо се увеличаване на обема на слоя раздробен материал, разположени в кръгова последователност около периферията на въртящия се контейнер.

За предпочитане векторната сума на ра диалните сили, действащи върху разширяващите се средства, дължащи се на хидростатичното налягане на флуида в промивните камери, е нула, като по такъв начин се създава промивна машина, в която хидростатичните налягания са уравновесени.

Периферната зона може да включва множество промивни камери, всяка от които е отделена от осовата зона чрез слой раздробен материал и разширяващите средства могат да съдържат вибраторни средства, свързани с всяка промивна камера за вибриране на флуида в съответната промивна камера.

Предпочита се промивните камери да са разположени кръгово около надлъжната ос в диаметрално противоположни двойки и при работа силата, действаща върху вибраторното средство благодарение на хидростатичното налягане на флуида в промивната камера, се противоуравновесява от една равна и противонасочена сила, действаща върху вибраторното средство в резултат на хидростатичното налягане на флуида в диаметрално противоположната промивна камера. Вибраторното средство може последователно да вибрира флуида в разположените последователно кръгово промивни камери и може едновременно с това да увеличава налягането на флуида в една промивна камера и да намалява налягането на флуида в диаметрално противоположната й промивна камера.

Друго средство за последователно увеличаване обема на слоя раздробен материал включва поставянето на отделни участъци на ситото, съответстващи на всяка промивна камера, като тези ситови участъци се движат възвратно постъпателно, докато контейнерът се върти. Едно друго средство за последователно увеличаване обема на слоя раздробен материал се състои в монтиране на сито ексцентрично на надлъжната ос на контейнера.

За да се осигури постоянно пропускано количество на материал, промивната машина може да има изпускателна тръба за концентрат, съединяваща се с радиално най-външния участък на всяка от промивните камери, и улей за концентрат, съединяващ се с изпускателната тръба за концентрат. Промивачката може също да има фланец, простиращ се радиално навътре от горния край на ситото и изтъняващ се улей, съединяващ се със зоната на фланеца, намираща се отгоре и навътре радиално на флансца.

За предпочитане вибраторното средство за всяка промивна камера включва диафрагма, привеждана в движение от възвратно-постъпателни задвижващи средства. Възвратно-постъпателните задвижващи средства може да съдържат бутален прът, съединяващ се с всяка от диафрагмите и кривошип за придаване на всеки от буталните пръти на възвратно-постъпателно движение.

Предпочитаните конструктивни решения съгласно изобретението са показани на приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява опростен вертикален разрез на центробежна промивна машина съгласно едно конструктивно решение на изобретението;

фигура 2 - вертикален разрез от фиг. 1;

фигура 3 - изглед отгоре на разрез 3-3 от фигура 1;

фигура 4 - изглед отстрани на промивна камера от фигура 1;

фигура 5 - вертикален разрез на улейните устройства от фиг. 1;

фигура 6 - вертикален разрез, направен по линията 6-6 от фиг.5;

фигура 7 - вертикален разрез на част от възвратно-постъпателното задвижващо устройство и устройството за закрепване на диафрагмата от фигура 1;

фигура 8 - изглед отгоре на едно примерно изпълнение на възвратно-постъпателното задвижващо устройство;

фигура 9 - вертикален разрез на вариантното изпълнение на конструкция за увеличаване обема на слоя раздробен материал;

фигура 10 - вертикален разрез на второ вариантно изпълнение на конструкция за увеличаване обема на слоя раздробен материал.

Промивната машина, показана на фиг. 1 и 2, се състои от тяло 20, носещо двигател за задвижване на промивачката 21, двигател 22 за задвижване на кривошипа 38, неподвижна конструкция на улея 23 и главен вал 24 на промивачката 21, като последният се носи от лагери 24а.

Главният вал 24 се привежда в движение от двигателя за задвижване на промивачката 21 чрез задвижваща шайба 25 и задвижващ ремък 26. Върху главния вал 24 са монтирани вибратор 27 и корпус, в който е монтирано сито 28, ограничаващо една вътрешна камера 29, подавателно работно колело 30, разположено в долния участък на вътрешната камера 29 и множество пормивни камери 31, разположени кръгово около ситото 28.

Към промивните камери 31 се подава вода през тръба 32 и дюзи 33. Подаваният шлам се вкарва във вътрешната камера 29 чрез захранващи тръби 34, и 35 и подавателното работно колело 30.

Всяка промивна камера 31 е съоръжена с диафрагма 36 за вибриране на водата. Диафрагмата 36 се привежда в движение чрез бутален прът 37, който се движи възвратнопостъпателно от кривошипа 38. Независимо въртящ се колянов вал 39 е монтиран в кухия главен вал 24 и се задвижва от двигател за задвижване на кривошипа 38 и чрез задвижваща шайба 40 и задвижващ ремък 41.

Раздробеният материал /не е показан/, представляващ например топчици от обикновен гранат, алуминиева сплав или оловно стъкло, се подава върху вътрешната повърхност на ситото 28. Слоят раздробен материал се задържа към повърхността на ситото благодарение въртенето на промивната машина. Подаваният шлам, влизащ във вътрешната камера 29 през подавателното работно колело 38, се придвижва нагоре към вътрешната повърхност на слоя раздробен материал.

За предпочитане ситото 28 е с формата на въртящ се параболоид, който е ограничен така, че междинната повърхност на слоя раздробен материал и подавания материал лежи върху повърхността на въртене, като налягането по същество е постоянно. Когато радиусът на вътрешната камера 29 не допуска подходящо използване на единично сито, то по периферията на камерата 29 може да се постави редица от сита. Ситозадържащата плоча 42 влиза навътре на малко разстояние, като ограничава дебелината на слоя раздробен материал и подавания материал.

Чрез вибриране на водата във всяка промивна камера 31 се увеличава безкрайно повтарящо се обемът на слоя раздробен материал. Увеличаването обема на слоя раздробен материал позволява на материал с по-високо специфично тегло, намиращ се в подавания шлам, да преминава през слоя раздробен материал и ситото 28 и да влиза в промивната камера 29. Тогава концентратният материал отива към радиално най-отдалечената част на промивната камера 29 и преминава през изходна пробка 43, която е съосна с процеп 44 във вътрешната стена на улея 45 за концентрат. За предотвратяване загубата на концентратен материал се поставя щит 46 за предпазване от пръскане.

Известно количество от водата във всяка промивна камера 31 се губи с концентрата и непрекъснато се долива допълнителна вода. Дюзите 33 трябва да са монтирани радиално извън ситото 28 на разстояние, което е достатъчно, за да има при отвора на дюзата 33 хидростатично налягане, по-голямо, отколкото налягането при слоя раздробен материал, като той е с такава стойност, че е достатъчно да се осигури увеличаване обема на слоя раздробен материал, постигано чрез вибриране на промивната вода, отколкото просто да се насочи допълнителната вода обратно към тръбата. За тази цел е подходяща разлика в налягането в зоната, равна на 5 фунта на квадратен инч.

Материалът с по-ниско специфично тегло, намиращ се в подавания шлам, не преминава през слоя раздробен материал, а протича нагоре и излиза през отворената горна част 47, разположена радиално отвътре на вътрешната повърхност на ситозадържащата плоча 42 и след това към изтъняващия се улей 48.

Както се вижда от фигури 3 и 4, за предпочитане промивните камери 31 имат формата на пирамида с правоъгълна основа, която се носи от вибратора 27 и корпуса на ситото 28 и са разположени кръгово около външната повърхност на ситото. Изгодните пробки 43 са разположени при върха на всяка промивна камера 31.

На фигури 5 и 6 е показана една предпочитана конструкция на улея 47. Улеите се носят от елементите 49 на тялото и на свой ред те носят захранващите тръби 34 и 35 и горния участък на тръбата 32 за допълнителна вода. Сменяема износваща се тръба 50 се поставя на тръбата за допълнителна вода за предпазване от ерозия в резултат действието на подавания шлам. Захранващата тръба 35 и износващата се тръба 50 могат да бъдат облицовани за намаляване до минимум на ерозията. Показаната улейна конструкция има изтъняващ се улей, разположен около улея за концентрат. Изходната тръба 50 за концентрат и изтъняващата изходна тръба 52 са разположени в най-ниските точки на съответния улей.

На фигура 7 е показано предпочитано възвратно-постъпателно задвижващо средство. Диафрагмите 36 за вибриране на водата в промивните камери 31 са фиксирани във вътрешните стени на всяка промивна камера 31 чрез пръстени 53 за задържане на диафрагмата. Диафрагмите 36 се привеждат в движение от бутала 54, съединени с бутални пръти 37, монтирани така, че да се въртят с промивачката 21 чрез направляващи 55 и 56. При показаното конструктивно решение направляващата 55 се навива върху главния вал 24, докато направляващата 56 има четири ребра 57, които са закрепени към корпуса. Направляващата 56 може да бъде съоръжена с гресьорка 58 с резба, за да се позволи смазването. Направляващите 55 и 56 могат да се удължат така, че да образуват пръстеновидна втулка, обхващаща всеки бутален прът 37.

Буталните пръти 37 се движат възвратно-постъпателно в направляващите под действието на гърбична ролка 59, монтирана върху кривошипа 38, който се задвижва от коляновия вал 39. Коляновият вал 39 е монтиран върху лагери 60 и се привежда в движение от двигателя за задвижване на кривошипа 38. Диафрагмата 36 отляво на фигура 7 е показана в свито положение. Диафрагмата 36 в противоположната промивна камера 31 е в разгънато положение.

Когато коляновият вал 39 се върти, кривошипът 38 и гърбичната ролка се въртят ексцентрично около оста на коляновия вал 39 и карат буталните пръти 37 да се движат възвратно-постъпателно в техните направляващи. По такъв начин, когато промивачката 21 се върти от главния вал и кривошипът 38 се върти ексцентрично на коляновия вал 39, кръгово и последователно разположените диафрагми 36 се изместват в посока навън, а след това навътре, вибрирайки последователно промивните камери 31, разположени около промивната машина, при което се постига плавна и уравновесена работа, като съединяването между всяка диафрагма и камерата й е стегнато. По-специално хидростатичното налягане, действащо срещу всяка диафрагма, което трябва да се овладее при създаването на вибрации, ще се противоуравновеси чрез хидростатично налягане върху диаметрално противоположната диафрагма. Диафрагмите 36 съгласно изобретението са необходими само за преодоляване инерцията на промивната вода по време на вибрирането й. Така се осъществява значително спестяване на енергия и това води до равномерна и уравновесена работа на промивната машина.

При изисквания за по-голяма равномерност на работа, единичният кривошип 38 макар за сметка на опростяването, може да се замени със сдвоен кривошип.

Тъй като хидростатичният натиск върху диафрагмата 36 ще задържа буталните пръти 37 срещу гърбичната ролка 59, когато промивната машина се върти с водата за промиване, не се изискват специални конструкции за отклоняване на буталния прът.

При множество приложения едно увеличаване от по-малко от един фунт на квадратен инч ще бъде достатъчно да се увеличи обемът на раздробения материал. Буталните пръти 37 могат да се движат възвратно-постъпателно с честота от порядъка на 1500 хода в min, макар че показателите на хода и ексцентричността на кривошипа 38 могат да се променят, за да се постигне оптимална производителност за материалите, подлежащи на разделяне.

Фигура 8 представлява друга конструкция кривошип 38, при която се намалява до минимум износването на вътрешните краища на буталните пръти 37. Монтирана е гьрбична ролка 59 върху кривошипа 38, а поредица от копирни елементи 61 е монтирана, за да се въртят заедно с главния вал 24 и буталните пръти 37. Всеки копирен елемент 61 се върти около стъбло 62 и има ролка 63, контактуваща с гърбичната ролка 59, и носеща повърхност 64, която контактува с вътрешния край на съответния бутален прът 37.

Копирните елементи 61 се задържат към гърбичната ролка 59 благодарение на хидростатичния натиск на флуида в промивните камери 31. Когато кривошипът 38 се върти по отношение на главния вал, всяка ролка се движи по повърхността на гърбичната ролка и всеки бутален прът се движи възвратно-постъпателно спрямо носещата повърхност на съответния копирен елемент. Така на фигура 8 буталният прът 37а е показан в разгънато положение, докато буталният прът 37Ь - в свито положение. Когато няма относително въртене между всеки бутален прът и съответстващата му носеща повърхност, износването на краищата на буталните прътове се намалява до минимум.

На фигура 9 е показано едно конструктивно решение, при което участъци 65 на ситото се движат възвратно-постъпателно чрез бутални пръти 37. Всеки ситов участък се носи от гъвкави уплътнения 66 при въртенето му със съответните промивни камери и главния вал 24, който е монтиран на лагери 24а. Коляновият вал 39 е монтиран така, че да може да се върти независимо вътре в главния вал и се носи от лагери 60. Гърбичната ролка 59 е монтирана върху кривошип 38 и всеки бутален прът е съоръжен с копирен елемент 67, движещ се по повърхността на гърбичната ролка. Когато кривошипът се върти спрямо главния вал, буталните пръти се движат възвратнопостъпателно под действие на копирните елементи и слоят разтрошен материал /не е показан/ увеличава безкрайно повтарящо се обема си.

Подаващият шлам влиза през горния отворен край на вътрешната камера 29, докато водата се подава в промивните камери през тръбите 32 за допълнителна вода, които са радиално изместени от буталните пръти и са обозначени чрез прекъснати линии. Всеки бутален прът има втулка 68 и гъвкаво уплътнение 69 за предотвратяване абразивното износване вследствие въздействието на шлама.

Промивната машина на фигура 10 също има сито 28, ограничаващо една вътрешна камера 29, и поне една промивна камера 31. Ситото е окачено чрез гъвкаво уплътнение 70 и се върти с промивната камера и главния вал 24, който се носи от лагери 24а. Подобно на конструкциите на фигури 1-9 главният вал се привежда в движение чрез задвижваща шайба 25 на промивачката, а коляновият вал 39 се носи от лагери 60 и се привежда в движение от задвижваща шайба 40 на кривошипа. Долният край на ситото е закрепен към пода и към допълнителна тръбна система 71, която е монтирана върху гърбичната ролка 59, която е монтирана върху кривошипа 38.

В процеса на работа ситото обикновено се върти заедно с промивните камери и главния вал, докато надлъжната ос на ситото 28 се върти заедно с кривошипа около надлъжната ос на промивната машина. Следователно всяка точка върху повърхността на ситото се върти по окръжност с по-голям радиус заедно с промивните камери и се върти по окръж ност с по-малък радиус заедно с кривошипа, като по такъв начин се движи по епициклична траектория. Слоят разтрошен материал увеличава обема си на импулси, когато се движи по окръжността на ситото.

При едно друго конструктивно решение /не е показано/ промивната машина обикновено има конструкцията, показана на фигури 1-7, обаче буталните пръти и диафрагмите са заменени с барабан, монтиран върху гърбичната ролка, като външната стена на барабана представлява част от вътрешната стена на всяка промивна камера, когато кривошипът се върти, обемът на всяка промивна камера се изменя, като по такъв начин се вибрира флуида във всяка промивна камера.

Claims (19)

1. Центробежна промивна машина, съдържаща контейнер, монтиран с възможност за въртене около надлъжната си ос, като контейнерът включва осова зона и периферна зона, състояща се от поне една промивна камера, отделена от осовата зона чрез слой раздробен материал, и средства за подаване на материал към осовата зона, характеризираща се с това, че включва и механизъм за вибрационно промиване, съдържащ средства за повтарящо се увеличаване на обема на слоя раздробен материал, разположени в кръгова последователност около периферията на въртящия се контейнер (29).

2. Машина съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че споменатата периферна зона се състои от множество промивни камери (31), като всяка от тях е отделена от осовата зона чрез слой от раздробен материал.

3. Машина съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че разширяващото средство включва средство, съединено с всяка промивна камера (31) за вибриране на флуида в съответната промивна камера (31).

4. Машина съгласно претенция 3, характеризираща се с това, че при работа векторната сума на силите, действащи върху вибраторните средства, в една от споменатите промивни камери (31), е нула.

5. Машина съгласно претенция 4, характеризираща се с това, че промивните камери (31) са кръгово разположени около над лъжна ос в диаметрално противоположни двойки и при работа силата, действаща върху вибраторното средство се противоуравновесява от една равна и противонасочена сила върху вибраторното средство.

6. Машина съгласно претенция 4, характеризираща се с това, че вибраторното средство едновременно увеличава налягането на флуида в една промивна камера (31) и намалява налягането на флуида в диаметрално разположената й промивна камера (31).

7. Машина съгласно претенция 6, характеризираща се с това, че споменатото вибраторно средство последователно вибрира разположените кръгово последователни промивни камери (31).

8. Машина съгласно претенция 3, характеризираща се с това, че всяко споменато вибраторно средство включва диафрагма (36).

9. Машина съгласно претенция 8, характеризираща се с това, че споменатото вибраторно средство освен това включва възвратно-постъпателно задвижващо средство за привеждане в движение на диафрагмата (36).

10. Машина съгласно претенция 9, характеризираща се с това, че споменатото възвратно-постъпателно задвижващо средство се състои от бутален прът (37), съединен с всяка от споменатите диафрагми (36) и кривошип (38) за привеждане на всеки от споменатите бутални пръти във възвратно-постъпателно движение.

11. Машина съгласно претенция 10, характеризираща се с това, че кривошипът (38) се състои от колянов вал (39), монтиран така, че да се върти независимо спрямо споменатите промивни камери (31), средства за задвижване на споменатия колянов вал и кривошип, съседен на единия от краищата на коляновия вал (39) за привеждане във възвратно-постъпателно движение на всеки от буталните пръти (37), а споменатите бутални пръти стърчат радиално навън от споменатия кривошип (38).

12. Машина съгласно претенция 10, характеризираща се с това, че един бутален прът (37), съединен с някоя промивна камера (31)? в свито положение, когато буталният прът (37), съединен с противоположната промивна камера (31), е в разгънато положение.

13. Машина съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че една външна радиална повърхност на слоя раздробен матери ал е ограничена от сито (28), състоящо се от множество ситови участъци, всеки съответстващ на една промивна камера (31), като повтарящото се увеличаване обема на раздробения материал се осъществява вследствие възвратно-постъпателното движение на споменатите участъци на ситото (28).

14. Машина съгласно претенция 13, характеризираща се с това, че всеки споменат участък на ситото (28) се задвижва възвратно-постъпателно от радиален бутален прът (37), който се привежда в движение от кривошип (38).

15. Машина съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че една външна радиална повърхност на слоя раздробен материал е ограничен от сито (28), което е монтирано ексцентрично спрямо надлъжната ос на контейнера (29).

16. Машина съгласно претенция 15, характеризираща се с това, че всяка точка на ситото (28) осъществява движение по епициклична траектория, когато контейнерът се върти.

17. Машина съгласно претенция 16, харктеризираща се с това, че ситото (28) е мон тирано върху кривошип, който е монтиран така, че да се върти независимо спрямо споменатия контейнер.

18. Машина съгласно претенция 1, ха5 рактеризираща се с това, че съдържа още изходна тръба за концентрата, свързваща се с радиално най-отдалечената част на всяка от споменатите промивни камери (31) и улей за концентрата, съединяващ се със споменатата

10 изходна тръба за концентрата.

19. Машина съгласно претенция 18, характеризираща се с това, че една външна радиална повърхност на слоя раздробен материал е ограничена от сито (28), съдържащо

15 още фланец, стърчащ радиално навътре от горния край на споменатото сито и изтъняващ се улей, съединяващ се със зоната, намираща се отгоре и радиално навътре на споменатия фланец.