FI81029C - Gravitationsseparation. - Google Patents

Description

1 81029

Painovoimaerotus Tämä keksintö koskee malmien tai muiden raemaisten materiaalien rikastusta tärypöydillä. Tarkemmin sanottuna 5 keksinnön kohteena on menetelmä materiaalin käsittelemiseksi, joka materiaali koostuu erilaiset fysikaaliset ominaisuudet omaavien rakeisten aineosien seoksesta, jossa menetelmässä saatetaan materiaalivirta ja huuhteluainevir-ta juoksemaan rimoitetulle, kallistetulle pöytätasolle. 10 Keksintö koskee myös laitetta menetelmän toteuttamiseksi, joka laite käsittää kaltevan pöytätason, joka on varustettu rimoilla.

Tunnetut tärypöydät muodostuvat kaltevasta pöytäta-sosta, tai liikkuvan hihnan yläosasta, jossa on tai ei ole 15 pinnalla rimoja, ja jossa on välineet pöytätason täryttä-miseksi. Pöytätason liikkeen, tason kaltevuuden, tason pinnan, rimojen muodon, materiaalin ja huuhtelunesteen virtausnopeuden, pöytätason geometrian ja huuhtelunesteellä käsiteltävän materiaalin keskinäisen vuorovaikutuk-20 sen kokonaisvaikutus aikaansaa materiaalin erottumisen komponentteihinsa. Tällaisten pöytien käyttäytyminen on käytännössä arvaamatonta johtuen siitä, ettei muuttujapa-rametreja kyetä muuttamaan yksilöllisesti prosessin olosuhteita vastaaviksi.

25 Tämän tuloksena kaikki hakijan tiedossa olevat, ny kyisin käytössä olevat tärypöydät ovat pakostakin kompromisseja. Kun lineaarisella värähtelyllä aikaansaadut pöytätason liikkeet synnyttävät epäjatkuvia leikkausvoimia, varsinaiselta laadultaan asymmetrista tai edestakaista 30 liikettä, tapahtuu rakeiden hidastumista ja erotettujen jakeiden uudelleensekoittumista. Kun tärytys tapahtuu pyörittämällä painopistevipua, saadaan pöytätason poikki meneville hiukkasille epäsäännöllinen elliptinen reitti, ja syntyy säätöongelma, kun oskilloivan liikkeen taajuus lä-35 henee pöydän tukien resonanssitaajuutta. Jälkimmäisessä 2 81029 tapauksessa leikkausvoimien suuruus on ainakin kolmen muuttujan funktio, pyörimisnopeuden, amplitudin ja kokonais täry tysmassan .

Pöydän kaltevuussäädöt rajoittuvat joko pituussuun-5 täiseen tai poikittaiseen kallistukseen, tai molempiin, mutta se ei tasaa kallistuksen muutosta materiaalivirran rimojen lähestymiskulmassa.

Sikäli kun hakija tietää, ei mitään sellaista menetelmää ole käytetty, jolla saadaan toiminta, jossa poisto 10 tapahtuu jatkuvana, ja jossa kutakin yksittäistä, tietyn tiheyksisiä jakeita sisältävien materiaalien erotukseen ja kasaantumiseen vaikuttavaa muuttujaa voidaan erikseen säätää.

Tämän keksinnön tavoite on tuoda esille toiminta-15 menetelmä, ja tärypöytä menetelmän toteuttamiseen, jotka ovat parempia kuin tavanomaiset menetelmät ja pöydät.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle kiinteitä, erilaiset fysikaaliset ominaisuudet omaavien raemaisten komponenttien seoksista muodostuvia aineita sisältävien mal-20 mien käsittelemiseksi on tunnusomaista, että synnytetään seisova aaltosysteemi juoksevaan materiaaliin rimojen välisissä urissa ja kohdistetaan samalla jatkuva tasomainen kiertoliike seisovaan aaltoonsysteemiin, jolloin seoksen aineosat erottuvat toisistaan liikkuviksi jakeiksi, ja 25 poistetaan jakeet jatkuvasti pöytätasolta. Edullisesti liikkuvat jakeet pidetään erillään ja pöytätasoa kallistetaan sen pituus- ja poikkiakselin ympäri sekä pitäen pöy-tätaso kallistettuna sitä käännetään sen omassa tasossa pöytätason normaalilla olevan akselin ympäri korkeintaan 30 60° kaaren verran materiaalivirtauksen rimoihin nähden terävän lähestymiskulman muuttamiseksi, pöytätaso kiinnitetään tähän asentoon, jolloin pöytätason oskilloivan kiertoliikkeen aikana pöytätason rimat oskilloivat vakio-suuruisessa terävässä kulmassa suhteessa virtaavan väliai-35 neen luonnolliseen virtaussuuntaan. Liikkuvat jakeet pois-

II

3 81029 tetaan jatkuvasti pöytätasolta.

"Tasomaisella" tarkoitetaan, että pöytätasoa liikutetaan määrättyä reittiä pitkin, ja että reitti sijaitsee pöytätason muodosta tai sen akselin ja tason välisestä 5 kulmasta riippumattomassa tasossa.

Lisäksi keksinnön mukaisesti kiertoliike (jolla on vakio kulmanopeus), joka annetaan pöytätasolle pakottaa rimat tasaiseen, muulla tavalla kuvailtuun yksinkertaiseen harmooniseen oskilloivaan tasomaiseen liikkeeseen.

10 Keksinnön mukaisella menetelmällä on se tärkeä ero tunnettuihin kehämäisesti ravistettaviin pöytiin verrattuna, että erillisten liikkuvien jakelden poisto on jatkuvaa eikä epäjatkuvaa tai erittäin tapahtuvaa.

Edelleen keksinnön mukaan rimojen kaltevuus on pie-15 nempi kuin virtauksen luonnollisen suunnan kaltevuus, ja näiden kahden välinen kulma pöytätason pinnassa on terävä koko pöytätason liikkeen ajan. Karteesisen koordinaatiston mukaan, pidettäessä rimoja X-akselina, terävä kulma sijaitsee pöytätason vastapäivään tapahtuvan liikkeen toi-20 sessa neljänneksessä, ja vastaavasti pöytätason myötäpäi-väisen liikkeen ensimmäisessä neljänneksessä silloin, kun pöytätasoon kohdistetaan kiertoliike.

Edelleen keksinnön mukaan juoksevan materiaalin virtauksen terävää iskeytyrniskulmaa rimoja päin säädetään 25 kääntämällä rimoitettua pöytätasoa sen omassa tasossa pöytätason pintaan nähden kohtisuorassa olevan akselin ympäri korkeintaan 60° kaaren verran ja sen jälkeen annetaan rimoille tasainen, yksinkertainen harmooninen oskilloiva tasomainen liike.

30 Kääntämällä pöytätasoa tarkoitetaan, että pöytäta soa käännetään sen ennalta asetetussa tasossa tuloksen ollessa, että rimojen kaltevuus ja juoksevan materiaalin terävää tulokulmaa säädetään pöytätason tasossa riippumatta pöytätason kulmasta.

35 Edelleen keksinnön mukaan menetelmään kuuluu diffe- 4 81029 rentiaalisen trocoidiliikkeen antaminen valuvan materiaalin virtaukselle, johon kohdistuvat tasomaiset kehäleik-kausvoimat, materiaalin liikkuvien jakeiden pituussuuntaan hajaantuvan etenemisen aikaansaamiseksi pöytätasossa ra-5 keiden fysikaalisten ominaisuuksien funktiona ja terävästi erottuvien jakeiden jatkuvan poistamisen pöytätasolta.

Eräässä keksinnön toteutusmuodossa epäsymmetristä lineaarista, suoraviivaista tai käyräviivaista liikettä lisätään pöytätason tasomaiseen kiertoliikkeeseen.

10 Keksinnön mukaiselle laitteelle menetelmän toteut tamiseksi on tunnusomaista, että se käsittää käyttövälineet jatkuvan tasomaisen kiertoliikkeen synnyttämiseksi käytettyihin välineisiin, jotka käsittävät kiertoliikkeen välittävän levyn, joka on muodostettu yhdeksi kokonaisuu-15 deksi laakerivälineiden kanssa, jotka laakerivälineet on kytketty kiinteästi tuetun siirtoakselin välityksellä, ja säädettävät kolmijalka-tukivälineet, jotka käyttövälineet synnyttävät jatkuvan tasomaisen kiertoliikkeen pöytätasol-le ja tasoista yksinkertaista harmoonista tasomaista os-20 killoivaa liikettä rimoille, jotka on sovitettu aikaansaamaan seisovan aaltosysteemin vlrtaavaan materiaaliin rimojen välissä oleviin uriin, jolloin pöytätaso on sovitettu synnyttämään tasomaisia kehäleikkausvolmia seisovaan aal-tosysteemiin; välineet pöytätason tukemiseksi, jotka väl-25 ineet käsittävät ainakin kolme tukijalkaa, joiden kuhunkin päähän on sovitettu elastiset yleisasennusliitososat; välineet rimoitetaan pöytätason pyörittämiseksi pöytätasoon nähden kohtisuoraan akselin ympäri korkeintaan 60° kaaren verran; ja välineet pöytätason pitämiseksi säädetyssä 30 asennossa pöytätason koko tasomaisen kiertoliikkeen ajan ja pöytätason yli tapahtuvan materiaalivirtauksen luonnollisen reitin ja suunnattujen rimojen välisen vakioarvoisen terävän lähestymiskulman ylläpitämiseksi.

Keksinnön toteutusmuodot on esitetty liitteenä ole-35 vissa piirustuksissa, joissa li 5 81029 kuvio 1 on osittain leikattu sivukuva keksinnön mukaisesta tärypöydästä, kuvio 2 on suurennettu osakuva sivulta kallistus-ja kiertomekanismista, jota osaa kuviossa 1 on merkitty 5 katkoviivaympyrällä, kuvio 3 on perspektiivikuva osasta pöytätasoa, kuvio 4 on tasokuva rimoitetusta pöytätasosta, joka on suunnattu myötäpäiväiseen tasomaiseen kiertoliikkeeseen, 10 kuvio 5 on leikattu osakuva kuvioiden 3 ja 4 pöytä- tasojen rimoista sivultapäin, kuviot 6 ja 7 ovat sivukuva ja vastaavasti pääli-kuva pöytätasosta, jonka muodostaa liikkuva hihna, kuvio 8 on leikattu osakuva pöytätasosta sivulta-15 päin esittäen kaaviomaisesti etenevän aaltosysteemin vai mentumisen, kuvio 9 on samanlainen kuva kuin kuvio 8, esittäen kaaviomaisesti seisovan aaltosysteemin, kuviot 10A - 10H esittävät kaaviomaiset kuvat ra-20 keiden käyttäytymisestä, kuvio 11 on tasokuva kallistusgeometriasta, kuvio 12 on esitys pöytätason neljänneksistä kar-teesisessa koordinaatistossa, kuvio 13 on sivukuva katkaistun kartion muotoisesta 25 pöytätasosta, kuvio 14 on päälikuva kuvion 13 pöytätasosta, kuvio 15 on kaaviomainen päälikuva pöytätasosta, joka on pantu värähtelemään suoraviivaisesti, kuvio 16 on kaaviomainen päälikuva useista pöytä-30 tasoista, jotka on pantu värähtelemään käyräviivaisesti, kuvio 17 on kaaviomainen sivukuva pöytätasosta, jossa amalgoimisvälineet, välineet hydrofobisten aineosien pyydystämiseksi ja välineet sähkömagneettista erottamista varten on esitetty samassa kuvssa kuvauksen helpottamisek-35 si, ja 6 81029 kuviot 18A + 18D ovat päälikuvia rimoista.

Kuvioissa 1 ja 2 kuvattu tärytyspöytä käsittää tasaisen kallistetun pöytätason 10, jossa on sivuseinät 11 ja 12 (kts. kuvio 3). Pöytätaso on asennettu kannatusren-5 kaan 13 varaan, joka lepää kolmen tasavälein olevan pystysuoran liukulevyn 14 varassa. Liukulevyt on asennettu jäykkään kantavaan runkoon 16.

Runkoa 16 kannattaa kolme pystysuoraa, tasavälein olevaa nostopulttia 18, kuten selvemmin näkyy kuviosta 2, 10 kussakin on lukkomutteri 19 ja joustolaatta 21, ja kukin on viety kierteitettyyn ja laipoitettuun varteen 20.

Kukin liukulevy 14 on kierteitetty vaakasuunnassa vastaanottamaan lukitusruuvin 22 ja lukitusmutterin 24. Varsi 20 on itseasennoituvan laipoitetun laakerin hylsyn 15 25 sisällä, joka laakeri on asennettu liikkeen välittävän levyn 28 varaan. Välikerenkaat 30 on sovitettu laakerihyl-syn 25 ja varren 20 olakkeen alapinnan väliin.

Hylsy 25 on järjestetty pallomaiseen laakeriin 26, jotta hylsy voisi pyöriä, ja joka sallii nostopulttien 20 kääntyä koteloissaan 27.

Välikerenkaita 30 käytetään eri paksuisia varren kierteityksen siirtymän palauttamiseksi nostopulttien 18 ulottuviin. Pöytätason kallistusta säädetään pyörittämällä laipoitettua vartta 20 laakereissa 26 pulttien tehollisen 25 pituuden vaihtelemiseksi ja näin pöytätason kallistuksen vaihtelemiseksl kolmedlmensioisesti. Tämän säädön aikana yhden pultin 18 korkeus pidetään muuttumattomana.

Pöytätason ja kannatusrenkaan asento kallistuksen kantavan rungon 16 varassa säilytetään lukituspulteilla 22 30 ja muttereilla 24, jotka avattuina sallivat pöytätason ja kannatusrenkaan kiertoliikkeen säädön pyörittämällä pöytä-tasoa omassa tasossaan pöytätason normaalilla olevan akselin ympäri, kallistuksen kannatinrungosta riippumattomasti .

35 Liikkeen välittävä levy 28 on kiinnitetty kolmeen

II

7 81029 tai useampaan (sopivimmin kolmeen) jalkaan 32. Kussakin jalkaryhmässä on joustava yleisliitos 34 toisessa päässä, ja toisessa päässä toinen 36. Ylempi yleisliitos 34 on kiinnitetty pulteilla liikkeen välittävään levyyn ja alem-5 pi yleisliitos 36 perusrunkoon 38.

Liikkeen välittävä levy 28 on yhdistetty keskeltä sileällä itseasennoituvalla laipoitetulla laakerilla 40 moottorin käyttöakseliin 42, joka on kytketty irrotettavasi epäkeskiseen laakeriin tai hylsyyn 44.

10 Sopiva nopeussäätöinen käyttömoottori 46 on asen nettu jäykän, itsenäisen, perusrunkoon 38 kiinnitetyn tuen 48 varaan.

Moottorin 46 tehtävänä on pyörittää käyttöakselia 42, ja epäkeskistä hylsyä 44, joka on vaihdettavissa halu-15 tun amplitudin aikaansaamiseksi. Epäkeskisesti siirretyn akselin liike seuraa sen ympyrän kehää, joka on samankeskinen moottorin käyttöakselin suhteen, antaen tasomaisen kiertoliikkeen liikkeen välittävälle levylle 28. Näin ollen käyttöakselin 42 pyörittäminen panee liikkeen välittä-20 vän levyn 28 kaikissa pisteissään kiertämään täsmälleen omassa tasossaan. Tämä liike siirretään pöytätasoon 10 ilman poikkeamia, kallistuksia tai aaltoilua.

Pöytätasossa 10 (kuviot 3 ja 4) on pinta, jossa on koholla olevat rimat 50, jolle syöttölaite 52 syöttää ma-25 teriaalin ja jonka vierekkäisille reunoille on sovitettu huuhtelunesteen syöttölaitteet 54 ja 56, jossa kummassakin on erilliset virtauksensäätölaitteet (ei esitetty) ja joukko suuttimia. Toinen syöttölaite 54 on asennettu pitkin pöytätason reunaa 58 ja toinen syöttölaite 56 pitkin 30 pöytätason sitä reunaa 59, josta syöte tulee. Kehällä oleva kouru 57, joka on jaettu poikittaissuunnassa osiin, sijaitsee pöytätason jäljelle jäävien kahden sivureunan alla.

Keksinnön mukainen menetelmä vaatii, että käytössä 35 pöytätaso 10 tekee tasomaista kiertoliikettä, joka anta 8 81029 rimoille 50 yksinkertaisen harmoonisen oskilloinnin. Tason avaruussuhde vaakatasoon ja pystytasoon nähden optimitehokkuutta ajatellen määräytyy käsiteltävän materiaalin luonteesta, ja sellaisista parametreista, kuten tasomaisen 5 oskilloin värähtelyn amplitudi ja taajuus.

Vaikkakin teoreettisesti voi olla mahdollista päästä tason optimisuhteeseen jollekin tietylle materiaalille, olisi se käytännössä mahdotonta. Siitä syystä keksinnön mukainen menetelmä ehdottaa, että pöytää säädetään empii-10 risesti vaakatasoon ja pystytasoon nähden umpimähkäisesti arvioiden. Kun tämä on tehty, säädetään pulttien 18 pituus pöydän kalustamiseksi vastaavalla tavalla. Materiaa-linäytteet yhdessä juoksevan huuhtelunesteen kanssa syötetään sitten pöytätasolle syötteen syöttölaitteen 52 ja 15 huuhtelunesteen syöttölaitteiden 54 ja 56 kautta samalla kun pöytä on jatkuvassa tasomaisessa kiertoliikkeessä. Pöydän asentoa säädetään ja testataan muiden parametrien -syöttönopeus, kiertoliikkeen amplitudi ja taajuus - muutoksia, kunnes päästään rakeiden terävään erottumiseen tai 20 muuhun haluttuun tulokseen, jolloin pultit 18 kiristetään kiinni lopullisesti (sikäli kuin on kyse samasta materiaalista). Käytännössä on havaittu, että optimierottuminen helpoimmin määrätään tutkimalla pöytätasolta poistettuja Jakelta, joten empiirinen vaihe kullekin materiaalille on 25 lyhyt.

Rimat 50 (kuviot 3 ja 4) voivat olla suoria ja yhdensuuntaisia tai kaarevia ja samankeskisiä (kuvio 18A). Ne voivat olla vinossa pöytätason reunaan 58 nähden tai samansuuntaisia sen kanssa (kuvio 18B). Ne voivat peittää 30 vain osan pöytätason pinnasta tai kokonaan. Niiden vinous voi vaihdella (kuvio 18B). Ne voivat hajaantua (kuvio 18B).

Poikkileikkaukseltaan rimat voivat pysyä samanlaisina, ts. suorakaiteen muotoisina (kuvio 5), tai niiden 35 korkeus (kuvio 18C) tai pituus (kuvio 18D) voivat pienetä.

Il 9 81029 Pöytätason ominaisuudet toimittaessa toisessa neljänneksessä on kuvattu graafisesti kuviossa 3. Tässä pöy-tätason kaltevuus on merkitty D:llä, juoksevan materiaalin terävä lähestymiskulma rimoihin nähden toisessa neljännek-5 sessä S:llä, ja pöytätason vastapäiväinen kiertoliike Ailia. Pöytätason ominaisuudet ensimmäisessä toimintaneljän-neksessä on kuvattu graafisesti kuviossa 4 ja sopiva myö-täpäiväinen pyörimisliike merkitty B:llä.

Hakija on havainnut, että pöytätason kiertoliikkeen 10 suunta ja kaltevuus neljänneksen suhteen ovat merkittäviä ja että A:lie ja B:lle vastakkainen tasomainen kiertoliike voi olla edullinen.

Kun pöytätason optimiasento ja liikkeen ja syötön eri parametrit on löydetty, käsiteltävä raemateriaali pan-15 naan juoksemaan pöytätason korkeimmalla olevaan kohtaan syöttölaitteen 52 kautta samalla, kun huuhteluneste syötetään syöttölaitteiden 54 ja 56 kautta.

On ymmärrettävää, että pöydän kuvaus on pelkistetty ja että pöytätasoja voi olla useita vierekkäin tai pääl-20 lekkäin. Edelleen pöytätaso (kuvio 6) voi koostua liikkuvan hihnan 62 yläosasta, joka hihna voi liikkua kumpaan suuntaan tahansa (kuvio 7) ja jossa hihnaa kannattavan kannatusrenkaan 13 kanssa samaa kappaletta olevaan alarun-koon on kiinnitetty liukulevy 68. Toinen kuljettimen kah-25 desta telasta 64 ja 66 on moottoroitu ja siinä on nopeu-densäätö.

Yksittäisten rimojen muoto on sellainen, että rimoille 50 annetun tasomaisen oskilloivan liikkeen tuloksena rimojen molemmille puolille syntyy hydraulisesti etene-30 vä aalto. Paitsi rimojen vinoudella, myös pöytätason ja rimojen kaltevuudella, ja tietyllä kiertonopeudella, amplitudilla tai rimojen korkeudella etenevä aaltosysteemi 70 vaimenee ennen kuin se saavuttaa ylemmän kahdesta vierekkäisestä rimasta 50 (kuvio 8). Jopa näissä olosuhteissa 35 erotusmekanismi on tehokas.

10 81 029

Kuvio 10A on päälikuva pöytätasosta 10, jossa on yhdensuuntaiset rimat 50. Kuvio käsittää leikkausviivat A-A:sta E-E:hen esittääkseen rakeiden asennon eri paikoissa pöytätasoa.

5 Rakeiden käyttäytyminen niiden ylittäessä pöytäta- son yksinomaan primäärisen kiertoliikkeen vaikutuksesta on esitetty kuvioissa 10B - 10H.

Leikkauksessa A-A (kuvio 10B) materiaali on saapumassa pöytätasolle ja raejakauma on satunnainen. Raskaam-10 mat rakeet on esitetty viivoitettuna kun taas kevyemmistä rakeista on esitetty ääriviivat.

Leikkauksessa B-B (kuvio 10C) on esitetty primääri-liikkeestä johtuva kerrostuminen ja erottuminen. Rakeet ovat muodostaneet väljän kerroksen leijuen stabiilisti il-15 massa, raskaampien rakeiden ollessa kevyempien alapuolella ja suurempien rakeiden hienompien yläpuolella.

Kuvio 10D on päälikuva leikkauksen C-C kohdalta osoittaen eri kerrosten nettosiirtymän aikayksikössä pöy-tätasossa.

20 Kuvio 10E on avaruuskuvaus eri kerrosten kulkemista kiertoreitistä A pöytätasossa eri amplitudeilla stabiilissa leijunnassa.

Kuvio 10F on leikkaus D-D riman yläpuolisten rakeiden tekemän trocoidiliikkeen etenemisestä pöytätasossa dy-25 naamisten kitkavoimien vaikutuksesta.

Kuviossa 10G, leikkauksessa D-D, on esitetty osittain luokiteltujen, eri rimojen yläpuolelle järjestyneiden rakeiden siirtymäasento. Havaitaan, että luokitus on täydellinen alimmassa ja ylimmässä rimassa, ja epätäydellinen 30 välirimoissa. Näissä välirimoissa ovat kuitenkin raskaammat rakeet laskeutuneet kevyempien alle.

Kuvio 10H on leikkaus kohdasta E-E ja esittää lopullisen rakeiden asennon rimojen yläpuolelle erotettuina ja luokiteltuina, ennen pöytätasolta poistamista.

35 Rakeiden käyttäytymisanalyysi osoittaa, että toi-

II

11 81029 sistaan riippumattomasti vähentämällä rimojen viistoutta tai pienentämällä joko pöytätason tai riman kaltevuutta, tai lisäämällä joko liikkeen amplitudia tai taajuutta, tai riman korkeutta, hydraulinen liike koostuu kahdesta aalto-5 systeemistä 70, jotka etenevät vastakkaisiin suuntiin. Rimojen tasomainen oskilloiva liike aikaansaa malmijauheen märkärikastuslaitteen tapaisen vaikutuksen, ja muodostuu sarja seisovia aaltosysteemejä 71 vierekkäisten rimojen väliin niiden kanssa samansuuntaisesti, kuten kuviossa 9 10 on esitetty.

Kussakin seisovassa aaltosysteemissä hetkellisen nollaliikkeen solmukohdat ilmestyvät keskeisestä sijainnista johtuen viereisiin rimoihin. Solmuvyöhykkeet ja ku-puvyöhykkeet saadaan tasomaisilla kehäleikkausvoimilla. 15 Solmuvyöhykkeelle kulkeutuneisiin rakeisiin vaikuttavat tasomaiset kehäleikkausvoimat. Samalla kun tämä vyöhyke saa syötettä tulopuolelta, raskaammat/pienemmät rakeet siirtävät tässä vyöhykkeessä olevat kevyemmät/suuremmat rakeet pois paikoiltaan kunnes kunkin seisovan aallon tai 20 riman sivuttaissuuntaisen ominaissiirtokapasiteetin paikan ottavat sopivimmin suhteellisesti raskaammat/pienemmät rakeet. Samalla kun rakeet kohtaavat maksimiaaltoliikkeen kupuvyöhykkeet ja nousevat yli rimojen, peräkkäistä erottumista tapahtuu samalla, kun poistetaan peräkkäin kevyem-25 piä/suurempia rakeita.

Ennen ja jälkeen seisovien aaltojen syntymisen siirtävät rakeita pinnan huuhtelu, rakeiden erilaiset tro-coidaaliset siirtymät ja sivuttainen, liukuva vaeltelu kosketuksessa tai osittaisessa kosketuksessa rimojen väli-30 seen pöytätasoon alas pöytätasoa pitkin kohti kehää 60, jonka yli ne valuvat väliseiniä käsittävään kouruun 57.

Kun rakeet saavuttavat reunan 60 (kuviot 3 ja 4), ne on luokiteltu jakelsiln, rikasteet on poistettu korkeammalle tasolle kuin seulajätteet ja niiden väliset 35 tuotteet. Prosessin ominaisuus on, että jakeiden erottu- 12 81 029 minen on terävä.

Rimoitetun pöytätason toimintaa säädetään kaltevuudella, kuten kuvioissa 11 ja 12 on kuvattu ja seuraavassa selitetään. Kuvitelkaamme kaksi päällekkäistä tasasivuista 5 kolmiota erotetuiksi toisistaan kolmesta kohtaa säädettävillä jaloilla, joiden korkeudet ovat Hl, H2 ja vastaavasti H3, Samalla, kun alempi kolmio pysyy vaakasuorassa siten, että Hl = O aina, voidaan ylemmän kolmion vinoutta vaihdella säätämällä erikseen H2:ta tai H3:a. Kuvauksen 10 vuoksi olettakaamme, että H3 on aina suurempi tai yhtä suuri kuin H2 ja vastapäiväistä kiertoliikettä varten neste tulee kaaviokuvaan suunnilleen toiseen neljännekseen kohtaan A. Millä tahansa H3:n arvolla ja silloin, kun H2 = H3, virtaa juokseva materiaali kohtisuoraan H2 - H3:een 15 nähden, ts. AB:tä pitkin sen suuntaisesti.

Toisessa tapauksessa, millä tahansa H3:n arvolla, silloin kun H2 - Hl - 0, virtaa neste kohtisuoraan Hl -H2:een nähden, ts. AC:tä pitkin sen suuntaisesti. Tarkasteltaessa asiaa juoksevan materiaalin suurin kulmamuutos R 20 virtaussuuntaan on 60° tai vähemmän.

Jotta säilytettäisiin juoksevan materiaalivirran annettu terävä iskeytymiskulma S kuhunkin rimaan, merkitty JAE, linjan JAE pisteen A ympäri tapahtuvan kehäkompensaa-tion vaadittava suurin toiminta-alue tulee olemaan 60° tai 25 vähemmän pöydän tasossa.

Trigonometrisista syistä, koska H2 vaihtelee H3:n ja 0:n välillä, on riman kaltevuuden ja nesteen luonnollisen kaltevuuden välinen suhde sama millä tahansa tietyllä H3:n arvolla kun Hl = 0 ja millä tahansa iskeytyrniskulmal-30 la.

Koska rimojen kaltevuutta muutetaan kääntämällä rimoja, osiin jaetun katkaistun kartion muotoisen pinnan käyttö (kuviot 13 ja 14) vaatii sen, että riman kallistus määrätään etukäteen ja kolmijalka säädetään yhtälailla 35 vaakatasoon nähden. Termin katkaistun kartion muoto oletetaan käsittävän sekä todellisen, suorassa olevan katkais-

II

4 13 81 029 tun kartion yläpinnan että sellaisen, jossa yläpinta on kupera tai kovera.

On myös huomattava, että pöydän toiminta määräytyy eroteltavan materiaalin ominaisuuksista. Tason kallistus-5 parametrien, riman kaltevuuden, terävän iskeytymiskulman, tasomaisen oskilloivan, ja kiertoliikkeiden amplitudin ja taajuuden, pöytätasolle syöttönopeuden, huuhteluveden virtausnopeuden jne. määrääminen tapahtuu empiirisesti, mutta keksinnön mukainen erityismenetelmä sallii optimiparamet-10 rin määräämisen tapahtua ja toistua suuremmalla täsmällisyydellä ja tarkkuudella kuin mihin päästään tavanomaisilla tärypöydillä. Esimerkiksi pöydän kaltevuuskulmien ollessa vähemmän kuin 2,5° ja rimojen kaltevuuden ollessa vähemmän kuin 1,5°, yllä kuvattu muuttuva kallistusgeomet-15 ria tarjoaa merkittävän parannuksen rimoitetun pöytätason säädössä ja tehokkuudessa.

Seuraavat johtopäätökset perustuvat testaukseen, jossa käytetään rantahiekkaa ja suurennettiin muista riippumattomasti lueteltuja muuttujia: 20 jossa A - suurenee B - suurenee ja sitten putoaa C * suurenee määrättyyn maksimiin D - putoaa E = pienenee vakiominimiarvoon 25 * = samana pysyvällä 45° iskeytymiskulmalla, kun riman kaltevuus kasvaa pöytätason kaltevuuden mukana # = samana pysyvällä pöytätason kaltevuudella.

muuttuja_tuotteen laatu riman silrtokyky

30 syöttönopeus C E

huuhtelunopeus B D

pöytätason kaltevuus* D A

riman kaltevuus # B D

riman korkeus D A

35 kiertonopeus B B

amplitudi_B_B_ i* 81029 *

Parannuksia voidaan saada kohdistamalla suunnattu sekundäärinen epäsymmetrinen lineaarinen (suoraviivainen tai käyräviivainen) liike olennaisesti vastavirtaan pöytä-tasolla olevaan juoksevan materiaalin virtaan nähden, pri-5 määrisen kiertoliikkeen lisäksi. Yhdistettyjen liikkeiden tarkoituksena on kasvattaa erotuksen tehokkuutta ja lisätä seisovien aaltojen siirtokapasiteettia. Tämän parannuksen syy ei ole täysin selvillä, mutta sen on käytännössä todettu olevan huomattavan. Tämän tekemiseen tarvittavat vä-10 lineet nähdään kuvioissa 15 ja 16, joissa viitenumero 72 esittää täryttimen ja 74 toisen täryttimen, jotka on järjestetty aikaansaamaan massan siirtyminen olennaisesti vastavirtaan, ylämäkeen, juoksevaa materiaalia vastaan mutta riittämättömänä voittamaan trocoidaalista siirtymää. 15 Pöytätasoa kiertämällä saatavan muuttuvan kalte- vuusgeometrian edut ovat sovellettavissa pöydän toimintaan liikkeiden ollessa epäsymmetrisiä ja lineaarisia, kuten on esitetty kuvioissa 15 ja 16.

Lineaarisen epäsymmetrisen liikkeen käyttölaite kä-20 sittää ainakin yhden parin ulkoisia tärytinmoottoreita, joilla kummallakin on säädettävä työmomentti, ja massa tasaisesti jaettuna pöydän keskellä olevan pystyakselin sä-teittäissuunnassa, moottorien akselien ollessa vinossa ja sovitettuna pystytasoon ja pyöriessä vastakkaisiin suun-25 tiin. Moottorinopeudet on synkronoitu ja niitä säädetään säätämällä kolmivaihevirran taajuutta ja jännitettä muuttajalla. Suoraviivaiseen suuntakiihtyvyyteen (kuvio 15) päästään sijoittamalla tärytinmoottoreiden 72 ja 74 akselit samaan kulmaan vaakatasoon nähden, ja käyräviivaiseen 30 suuntakiihtyvyyteen (kuvio 16) päästään sijoittamalla tärytinmoottoreiden 72 ja 74 akselit samansuuruisiin mutta vastakkaisiin kulmiin vaakatasoon nähden.

Värähtelyn amplitudia vaihdellaan säätämällä ulkoisten tärytinmoottoreiden työmomenttia.

35 Kuvattu laite aikaansaa yhden tai kaksi liikettä ja

II

is 81029 varsinkin joko oskilloivan tasomaisen kiertoliikkeen tai lineaarisen epäsymmetrisen liikkeen amplitudia täytyy säätää erikseen ja itsenäisesti, ja jomman kumman liikkeen taajuuden täytyy olla säädettävissä portaattomasti ja it-5 senäisesti.

Vaihtoehtona ulkoisille täryttimille voidaan käyttää moniepäkeskisiä vauhtipyörän tapaisia täryttimiä synnyttämään lineaarinen suuntaliike pöytätasossa; jolloin täryttimien massa on tasapainoitettu laitteen pystyyn kes-10 kiakseliin nähden.

Olipa kyseessä mikä liiketapa tahansa tai yhdistelmä lineaarisesta tai kiertoliikkeestä, kääntämisellä aikaansaadut edut pysyvät, ja jakeiden erottuminen on terävä.

15 Esimerkkinä pöydän toiminnasta on seuraavien para- metriarvojen havaittu olevan tyydyttäviä; prlmääriliike: amplitudi 1 - 50 mm kiertonopeus 150 - 300 rpm sekundääriliike: taajuus 1200 - 1900 rpm.

20 Vaikkakin keksinnön mukainen menetelmä on kehitetty raemaisen materiaalin erottamiseen jakeisiin, menetelmän hyödyllisyys yltää laajemmallekin, kun tietyt jakeet menettävät liikkuvuutensa. Kuten kuviossa 17 on kaaviomai-sesti esitetty, voi pöytäpinnalla olla kuparipäällyste K 25 tai svyennykset M, joihin viedään elohopeaa amalgointipro-sessia varten, pöytää voidaan käyttää rasvapöytänä hydro-fobisesti arvokkaiden aineosien, kuten timanttien, tai vastaavien aineosien ja hylkykivlen seosten pyydystämiseen; tai sähkömagneettisena erotuslaitteena asentamalla 30 sähkömagneetti P pöytätason yläpuolelle, tai N alapuolelle, ja valitsemalla laitteeseen sopivat epämagneettlset rakennemateriaalit.

Claims (15)

1. Menetelmä materiaalin käsittelemiseksi, joka materiaali koostuu erilaiset fysikaaliset ominaisuudet 5 omaavien rakeisten aineosien seoksesta, jossa menetelmässä saatetaan materiaalivirta (70) ja huuhteluainevirta juoksemaan rimoitetulle, kallistetulle pöytätasolle (10), tunnettu siitä, että synnytetään seisova aaltosys-teemi (71) juoksevaan materiaaliin rimojen (50) välisissä 10 urissa ja kohdistetaan samalla jatkuva tasomainen kiertoliike seisovaan aaltoonsysteemiin (71), jolloin seoksen aineosat erottuvat toisistaan liikkuviksi jakeiksi, ja poistetaan jakeet jatkuvasti pöytätasolta (10).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että liikkuvat jakeet pidetään erillään ja pöytätasoa (10) kallistetaan sen pituus- ja poikkiakse-lin ympäri sekä pitäen pöytätaso kallistettuna sitä käännetään sen omassa tasossa pöytätason normaalilla olevan akselin ympäri korkeintaan 60* kaaren verran materiaali-20 virtauksen rimoihin (50) nähden terävän lähestymiskulman (S) muuttamiseksi, pöytätaso (10) kiinnitetään tähän asentoon, jolloin pöytätason (10) oskilloivan kiertoliikkeen aikana pöytätason rimat oskilloivat vakiosuuruisessa terävässä kulmassa suhteessa virtaavan väliaineen luonnolli-25 seen virtaussuuntaan.

3. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaalin pöytä-tason yli tapahtuvan luonnollisen virtauksen reitin ja suunnattujen rimojen välinen kulma (S) on vakio terävä 30 kulma (S) pöytätason koko liikkeen ajan.

4. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että (karteesisessa koordinaatistossa rimojen (50) ollessa x-akselina) terävä kulma (S) sijaitsee pöytätason (10) vastapäiväisen taso- 35 maisen kiertoliikkeen (A) toisessa neljänneksessä ja pöy- I! 17 81 029 tätason (10) myötäpäiväisen tasomaisen kiertoliikkeen (B) ensimmäisessä neljänneksessä.

5. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että materiaalin ja 5 huuhteluaineen syöttö on jatkuvaa.

6. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiertoliikkeen amplitudi pidetään samana pöytätasolla (10) taajuudenvaih-dellessa.

7. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sellaisten pöytä-tasojen toimintaparametrit, jotka käsittävät todellisen suoran katkaistun kartion yläpinnan (69) tai osia yläpinnasta, on kehitetty alunperin tasaiselle pinnalle.

8. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pöytätasolle (10) annetaan epäsymmetrinen lineaarinen liike tasomaisen kiertoliikkeen (A tai B) lisäksi.

9. Laite materiaalin käsittelemiseksi, joka materi-20 aali koostuu erilaiset fysikaaliset ominaisuudet omaavien rakeisten aineosien seoksesta, joka laite käsittää kaltevan pöytätason (10), joka on varustettu rimoilla (50), käyttövälineet jatkuvan tasomaisen kiertoliikkeen (A tai B) synnyttämiseksi käytettyihin välineisiin, jotka käsit-25 tävät kiertoliikkeen välittävän levyn (28), joka on muodostettu yhdeksi kokonaisuudeksi laakerivälineiden (25, 40) kanssa, jotka laakerivälineet on kytketty kiinteästi tuetun siirtoakselin (42, 44) välityksellä, ja säädettävät kolmijalka-tukivälineet (18, 20), jotka käyttövälineet 30 synnyttävät jatkuvan tasomaisen kiertoliikkeen pöytätasolle (10) ja tasoista yksinkertaista harmoonista tasomaista oskilloivaa liikettä rimoille (50), jotka on sovitettu aikaansaamaan seisovan aaltosysteemin (71) virtaavaan materiaaliin rimojen (50) välissä oleviin uriin, jolloin 35 pöytätaso (10) on sovitettu synnyttämään tasomaisia kehä- 18 81 029 leikkausvoimia seisovaan aaltosysteemiin (7); välineet pöytätason tukemiseksi, jotka välineet käsittävät ainakin kolme tukijalkaa (32), joiden kuhunkin päähän on sovitettu elastiset yleisasennusliitososat (34, 36); välineet rimoi-5 tetaan pöytätason (10) pyörittämiseksi pöytätasoon nähden kohtisuoraan akselin ympäri korkeintaan 60e kaaren verran; ja välineet (22, 24) pöytätason (10) pitämiseksi säädetyssä asennossa pöytätason koko tasomaisen kiertoliikkeen ajan ja pöytätason yli tapahtuvan materiaalivirtauksen 10 luonnollisen reitin (D) ja suunnattujen rimojen välisen vakioarvoisen terävän lähestymiskulman ylläpitämiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että siirtoakseli (42, 44) on kiinteästi tuettu kiinteään tukeen (48), joka on kiinnitetty tukijal- 15 koihin (32, 34, 36) nähden riippumattomasti.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että kolmijalkatuet (16, 18, 20) rimojen kaltevuuden säätämiseksi kiertoliikeen antavan välittävän levyn (28) tasosta riippumattomasti ovat sää- 20 dettävästi kytketty pyörimisen säätövälineisiin (13, 14, 16) niin, että pöytätasoa (10) voidaan pyörittää kolmijal-katuista, tukijaloista (32, 34, 36), liikettä välittävästä levystä (28), käyttövälineistä (42, 44) ja kiinteästä tuesta (48) riippumattomasti.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että pöytätaso on ylöspäin oleva katkaistu kartio (69).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen laite, tunnettu siltä, että käyttövälineet käsittävät 30 välineet (72, 74), jotka on sovitettu antamaan epäsymmetristä lineaarista liikettä pöytätason (10) tasomaisen kiertoliikkeen (A tai B) lisäksi.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että pöytätaso käsittää liikkuvan 35 hihnan (62) yläosan. Il ie 81029

15. Jonkin patenttivaatimuksen 9-14 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää välineet vakio-amplitudilla tapahtuvan tasomaisen kiertoliikkeen taajuuden muuttamiseksi. 20 81 029