NO176872B - Sentrifugalsikt - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en sentrifugalsikt av den art som er angitt i krav l's ingress, og er således av den generelle type beskrevet i Australsk Patent nr.573.960 i hvilken en innmatningsoppslemning innføres i et roterende kammer som radielt er avgrenset av en sikt forsynt med grovkornet materiale (ragging) på dens indre overflate, det grovkornete materialet utvides eller dilateres gjentatte ganger til å gi en sikt virkning. Sikten separerer materialene i innmatningsoppslemning på basis av forskjellig spesifikk vekt.

Sentrifugalsikter i henhold til Australsk Patent nr.573.960 har vist seg å være meget effektive og er i stand til å separere materialer med en forskjell i spesifikk vekt så liten som 0.4. Imidlertid har disse sikter hovedsaklig vært begrenset til relativt små enheter. Praktiske vanskeligheter har forhindret at denne siktkonstruksjon kan anvendes for stor-sikter. Spesielt er kreftene som er nødvendig for å overkomme det hydrostatiske trykk og pulsere vannet i et stort beholderområde vil innvirke på avbalanseringen av en stor-skala sikt.

Foreliggende oppfinnelse søker å eliminere de ovenfor nevnte vanskeligheter ved å tilveiebringe en sentrifugalsikt, med hvilken kan erholdes en stor materialkapasitet ved hjelp av en effektiv mekanisme for dilatering av det grovkornete materialet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derfor en sentrifugalsikt omfattende en beholder montert for rotasjon rundt sin lengdeakse, hvor beholderen omfatter et aksialt område, et perifert område omfattende minst ett konsentratkammer adskilt fra det aksielle område av det grovkornete materialet, midler for å innføre innmatningsmateriale til det aksielle området og dilaterende midler for gjentatte ganger å dilatere det grovkornete materialet i en omkretssekvens mens beholderen roterer.

Fortrinnsvis er vektorsummen av de radielle krefter som virker på de dilaterende midler som følge av det hydrostatiske trykk av fluidumet inne i konsentratkammerene lik null, og således gir en sikt hvor de hydrostatiske trykk er avbalansert.

Det perifere området kan omfatte et antall konsentratkammere som hver er adskilt fra dets aksielle område ved hjelp av det grovkornete materialet og de dilaternede midler kan omfatte et antall pulserende midler assosiert med hvert konsentratkammer for pulsering av fluidumet i de respektive konsentratkammere.

Mere spesielt er konsentratkammerene langs omkretsen adskilt rundt lengdeaksen i diametralt motsatte par og under anvendelse vil kraften som virker på de pulserende midler, som følge av det hydrostatiske trykk av fluidumet i konsentratkammeret, være avbalansert mot en lik og motsatt kraft i pulseringsanordningen som følge av det hydrostatiske fluidumtrykk i det diametralt motsatte konsentratkammer. Den pulserende anordning kan i rekkefølge pulsere fluidumet langs omkretsen på hverandre følgende konsentratkammere, og kan samtidig forøke trykket i fluidumet i konsentratkammeret og senke fluidumtrykket. i det diametralt motsatte konsentratkammer.

Sentrifugalsikten er således særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del. Ytterligere trekk fremgår av kravene 2-19.

En alternativ måte for sekvensiell dilatering av det grovkornete materialet omfatter å tilveiebringe separate siktdeler som tilsvarer hvert konsentratkammer hvor siktdelen blir forskjøvet frem og tilbake når beholderen roterer. En yttrligere alternativ måte for sekvensiell dilatering av det grovkornete materialet er å montere sikten eksentrisk i forhold til beholderens lengdeakse.

For å tillate en kontinuerlig gjennomgang av materiale, kan sikten ha konsentratutløpsmidler som kommuniserer med den radielt ytterste del av hvert konsentratkammer og konsentratrenne-midler som kommuniserer med konsentrat-utløpsanordingen. Sikten kan også ha en flens som utstrekker seg radielt innover fra den øvre kant av sikten og avgangsrennemidler som kommuniserer med området over og radielt innover i forholdt til flensen.

Den pulserende anordning for hvert konsentratkammer omfatter fortrinnsvis en diafragma som påvirkes av en frem- og tilbakegående drivanordning. Den frem- og tilbakegående drivanordning kan omfatte en skyvestav som er assosiert med hver diafragma og veivakselmidler for å skyve hver skyvestav frem og tilbake.

Foretrukne utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse skal beskrives under henvisning til de vedlagte tegninger, hvor

fig. 1 er et forenklet sideriss av en sentrifugalsikt i henhold til en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; fig. 2 er et sideriss av en del av sikten i følge fig. 1; fig. 3 er et grunnriss tatt langs linjen 3-3 i fig. 2;

fig. 4 er et sideriss av et konsentratkammer i sikten i følge fig. 1;

fig. 5 er et sideriss av rennearrangementene i sikten i følge fig. 1;

fig. 6 er et sideriss tatt langs linjen 6-6 i fig. 5;

fig. 7 er et sideriss av en del av den frem- og tilbakegående drivanordning og diafragmaholde-anordningen i sikten i følge fig. 1;

fig. 8 er et grunnriss av en del av en alternativ resiprositerende drivanordning;

fig. 9 er et forenklet sideriss av et alternativt arrangement for dilatering av det grovkornete materialet; og

fig. 10 er et forenklet sideriss av en sikt innbefattende et ytterligere alternativt arrangement for dilatering av det

grovkornete materialet.

Sikten illustrert i figurene 1 og 2 omfatter en ramme 2 0 som bærer en siktdrivmotor 21, en veivakseldrivmotor 22, et fast rennearrangement 23 og en hovedaksel 24 for sikten, som bæres av et lager 24a.

Hovedakselen drives av siktdrivmotoren via drivhjulet 25 og drivbeltet 26. Montert på hovedakselen er en pulsator og et sikthus 27 omfattende en sikt 28 som definerer et indre kammer 29, et innmatningsskovlhjul 30 lokalisert i den nedre del av det indre kammer og et antall konsentratkammere 31 som er adskilt langs omkretsen rundt sikten.

Vann tilføres konsentratkammerene gjennom et tilførselsrør 32 og tilførselsvannmunnstykkene 33. Innmatningsoppslemningen innføres i det indre kammer via materøret 34, materøret 35 og mateskovlhjulet 30.

Hvert konsentratkammer er forsynt med en diafragma 36 for å pulsere vannet i de respektive konsentratkammere. Diafragmaen påvirkes av skyvestaven 37 som forskyves frem og tilbake ved hjelp av en veiv 38. Veivakselen 39 er montert for uavhengig rotasjon inne i den hule hovedaksel 24 og drives av en veivdrivmotor via remmeskiven 40 og veivdriv-beltet 41. Driftsmåte og konstruksjon av innmatningsinnløpet og siktdelene i sikten tilsvarer generelt de for sikten beskrevet i det ovenfor nevnte australske patent, og vil kun bli beskrevet kort i det etterfølgende.

Grovkornet materiale (ikke vist), såsom "run-of-mill" granat, aluminiumlegering- eller blyglasskuler er anordnet på den indre overflate av sikten. Det grovkornete materiale fastholdes mot overflaten av sikten som følge av rotasjon av sikten. Den innmatete oppslemning som føres inn i kammeret gjennom innmatningsskovlhjulet migrerer opp mot den indre overflate av det grovkornete materialet.

Som diskutert i det ovenfor nevnte australske patent, fortrinnsvis form som et rotasjonsparaboloid, som er forsynt med konturer slik at grenseflaten mellom det grovkornete materialet og det innmatete materialet ligger på en rota-sjonsoverflate med i det vesentlige konstant trykk. For enkelhetens skyld er imidlertid sikten vist som en sylinder. Når radien for det indre kammer 29 ikke tillater enkelt å anvende en enkel sikt, kan en serie sikter anordnes rundt periferien av kammeret. Siktholdeplaten 42 utstrekker seg innad i en kort avstand for å definere tykkelsen av det grovkornete materialet og innmatningsmaterialet. Det grovkornete materialet blir gjentatte ganger dilatert ved pulsering av vannet i kvert konsentratkammer. Dilatering av det grovkornete materialet tillater at materiale med høyere spesifikk vekt i innmatningsoppslemningen passerer gjennom det grovkornete materialet og sikten og føres inn i konsentratkammeret. Det konsentrerte materialet vil deretter beveges radielt mot den ytterste del av konsentratkammeret og passerer gjennom utløpsstussen 43 som er på linje med et gap 44 i den indre vegg av en konsentratrenne 45. En sprutebeskytter 46 er anordnet for å forhindre tap av konsentrert materiale.

Naturligvis vil noe av vannet i hvert konsentratkammer gå tapt med konsentratet og dette vannet blir kontinuerlig erstattet med oppfriskningsvann fra vanntilførselen til oppfriskningsvannmunnstykkene. Munnstykkene 3 3 bør utstrekke seg radielt under sikten i en avstand som er tilstrekkelig til å plassere munnstykkeåpningene ved et hydrostatisk trykk som er større enn trykket ved det grovkornete materialet i en grad som er tilstrekkelig til å sikre at dilatering av det grovkornete materialet forårsakes av pulsering av konsentratvannet, istedenfor kun å drive opp oppfrisknings-vannet tilbake gjennom røret. En trykkforskjell i området 0,4 kp/cm<2> er funnet passende for dette formål.

Materiale med lav spesifikk vekt i innmatningsoppslemningen passerer ikke gjennom det grovkornete materialet, men passerer oppad og slipper ut gjennom den åpne topp 47 som er radielt innenfor den indre overflate av silholdeplaten 42 og deretter til avgangsrennen 48.

Som det vil fremgå av figurene 3 og 4 så er konsentratkammerene 31 fortrinnsvis formet som rektangulære pyramider som bæres på pulsatoren og sikthuset 27 og er adskilt rundt omkretsen av den ytre overflate av sikten. Utløpsstussene 43 er lokalisert ved toppen av hvert konsentratkammer.

Figurene 5 og 6 viser et foretrukket rennearrangement. Rennene bæres av rammeelementer 49 som på sin side er båret av materørledningen 34, materørledningen 35 og den øvre del av oppfriskningsvannrøret 32. Utbyttbare sliterør 50 er anordnet for å forhindre at innmatningsoppslemningen eroderer oppfriskningsvannrøret. Materøret og sliterøret kan være forete for å minimalisere erosjon. Det viste rennearrangement har en avgangsrenne som omgir konsentratrennen. Konsentratutløpet 51 og aygangsutløpet 52 er lokalisert ved de nederste punkter av de respektive renner. Fig. 7 viser en foretrukket resiprositerende drivanordning. Diafragmaen 3 6

for pulsering av vannet i konsentratkammerene holdes tilbake i åpninger i de indre vegger av hvert konsentratkammer av en diafragmaholdering 53. Diafragmaene aktiveres av stempler 54 forbundet med skyvestavene 37 som er montert for å rotere

med sikten ved hjelp av styreanordninger 55 og 56. I den viste utførelsesform er styreanordningen 55 skrudd inn i hovedakselen 24 mens styreanordningen 56 har fire armer 57 som er festet til huset. Styreanordningen 56 kan være forsynt med en smørenippel 58 for å tillate smøring. Naturligvis kan styreanordningene 55 og 56 utstrekke seg og danne en ringformet hylse som omgir hver skyvestav. Skyvestavene beveger seg frm og tilbake inne i styreanordningene ved hjelp av en kamvalse 59 montert på veivdriften 38 drevet av veivakselen 39. Veivakselen er montert for uavhengig rotasjon inne i den hule hovedaksel ved hjelp av lågere 60 og drives av veivdrivmotoren. Diafragmaen på den venstre side i fig. 7 er vist i sin

tilbaketrukne stilling mens diafragmaen i det motsatte konsentratkammer er vist i sin fremskutte stilling. Når veivakselen roteres vil veivn og kamvalsene rotere eksentrisk i forhold til aksen av veivakselen og forårsake at dyttestavene beveger seg frem og tilbake i deres styreanordninger. På denne måte.vil, når sikten roterer ved hjelp av hovedakselen og veiven roteres eksentrisk med veivakselen diafragmaene langs omkretsen suksessivt beveges utad og deretter innad og pulsere på hverandre følgende konsentratkammere rundt sikten og tilveiebringe en myk og avbalansert drift, med en nær kobling mellom hver diafragma og dens kammer. Mer spesielt vil det hydrostatiske trykk som virker mot enhver gitt diafragma, og som må overvinnes for å gi en pulsering, bli motvirket av det hydrostatiske trykk på den diametralt motsatte diafragma, slik at til forskjell fra den kjente teknikk vil diafragmaene i følge oppfinnelsen kun behøve å overkomme tregheten av konsentratvannet for å tilveiebringe pulsering deri. Dette representerer en vesentlig energiinnsparing og resulterer i en myk og balansert drift av sikten. Hvis en ennå større driftsjevnhet er krevet på bekostning av enkelhet kan en dobbeltveiv erstatte en enkeltveiv. Da det hydrostatiske trykk på diafragmaen vil holde skyvestaven mot kamvalsen når sikten roterer med konsentratvann så kreves ikke noe spesielt arrangement for å forskyve skyvestaven mot valsen. I mange tilfeller vil en trykkøkning på mindre enn 0.07 kp/cm<2> være tilstrekkelig til å dilatere det grovkornete materiale. Skyvestavene kan bevege seg frem og tilbake med en frekvens av størrelsesorden 1500/min. selvom slaghastigheten og eksentrisiteten for veiven kan varieres til å gi en optimal virkegrad for materialene som skal separeres.

Fig. 8 viser en alternativ veivkombinasjon som minimaliserer slitasje på de indre ender av skyvestavene. En kamvalse 59 er montert på veivtappen 38 og en serie følgekombinasjoner 61 er montert for rotering med hovedakselen 24 og skyvestavene 37. Hver følgekombinasjon dreies rundt en dreiepinne

62 og har en valse 63 i kontakt med kamvalsen og en lageroverflate 64 i kontakt med den indre ende av den tilhørende skyvestav. Følgekombinasjonen holdes i kontakt med kamvalsen som følge av det hydrostatiske trykk av fluidumet i konsentratkammerene. Når veivtappen roterer relativt til hovedakselen vil hver valse følge overflaten av kamvalsen og hver skyvestav beveges frem og tilbake av lageroverflaten på den tilhørende følgekombinasjon. Således er i følge fig. 7 skyvestaven 37a vist i sin fremste posisjon mens skyvestaven 37b er vist i sin tilbaketrukne posisjon. Da det er ingen relativ rotasjon mellom hver skyvestav og dens tilhørende lageroverflate vil slitasje på endene av skyvestavene minimaliseres.

Fig. 9 viser en utførelsesform hvor siktdelene 65 skyves frem og tilbake av skyvestavene 37. Hver siktdel bæres av fleksible forseglinger 66 som roterer med det tilsvarende konsentratkammer og hovedakselen 24 som er understøttet av lagrene 24a. Veivakselen 39 er montert for uavhengig rotasjon inne i hovedakselen ved hjelp av lagrene 60. En kamvalse 59 er montert på veivtappen 38 og hver skyvestav

er forsynt med en følgekombinasjon 67 som følger overflaten av kamvalsen. Når veivtappen roteres i forhold til hovedakselen vil skyvestavene beveges frem og tilbake av følgekom-binasjonen og det grovkornete materialet (ikke vist) vil gjerntatte ganger bli dilatert. Innmatningsoppslemningen føres gjennom den åpne øvre ende av det indre kammer 29 mens vann tilføres til konsentratkammerene via oppfriskningsvann-rørene 32 som er radielt forskjøvet fra skyvestavene og er

vist med stiplete linjer. Hver skyvestav har en mansjett 68 og en fleksibel forsegling 69 for å forhindre at den slites av oppslemningen.

Sikten i følge fig. 10 har også en sikt 28 som definerer et indre kammer 29 og minst ett konsentratkammer 31. Sikten bæres av en fleksibel forsegling 70 for å rotere med konsentratkammeret og hovedakselen 24 som bæres av lagrene 24a. På samme måte som utførelsesformen i følge figurene 1 - 9 av siktdrivremhjulet 25 og en veivaksel 39 bæres i lagrene 60 og drives via veivtappdrivremhjulet 40. Den nedre ende av sikten er festet til gulvet og oppfrisknings-rørkombinasjonen 71 som er montert på en kamvalse 59 er på sin side montert på veivtappen.

Under anvendelse vil sikten generelt rotere med konsentratkammerene og hovedakselen mens lengdeaksen av sikten 28 roterer med veivakselen rundt siktens lengdeakse. Hvert punkt på overflaten av sikten vil derfor rotere i en sirkel med større radius med konsentratkammerene og rotere i en mindre radius med veivtappen og således beveges langs en episyklisk bane. Det grovkornete materialet vil bli dilatert i en bølge som beveges rundt omkretsen av sikten.

I en ytterligere ikke vist utførelsesform kan sikten generelt anordnes som vist i figurene 1-7, men med skyvestaver og diafragmaer erstattet av en trommel montert på kamvalsen, den ytre vegg av trommelen danner en del av den indre vegg av hvert konsentratkammer. Når veivtappen roteres vil volumet i hvert konsentratkammer variere og således pulserer fluidumet i hvert konsentratkammer.

Claims (19)

1. Sentrifugalsikt omfattende et sikthus (27) montert for rotasjon rundt dens lengdeakse, hvilket hus omfatter et aksielt område (29), et perifert område omfattende minst ett konsentratkammer (31), adskilt fra det aksielle område av grovkornet materiale, samt midler (35) for innføring av innmatningsmateriale til det aksielle område (29) og dilaterende midler (36, 37, 38, 39, 40, 65, 67) for gjentatt dilatering av det grovkornede materiale, karakterisert ved at de dilaterende midler (36, 37, 38, 39, 40, 65, 67) gjentatte ganger dilaterer det grovkornede materiale i rekkefølge langs omkretsen, mens sikthuset (27) roterer.

2. Sikt i følge krav 1, karakterisert ved at det perifere området omfatter et antall konsentratkamre (31) som hver er adskilt fra det aksielle område (29) ved hjelp av det grovkornete materiale.

3. Sikt i følge krav 2, karakterisert ved at dilateringsmidlene omfatter midler (36, 37, 38, 39, 40) assosiert med hvert konsentratkammer (31) for å pulsere fluidumet i det respektive konsentratkammer (31).

4. Sikt i følge krav 3, karakterisert ved at under anvendelse vil vektorsummen av kreftene som virker på pulseringsanordningen som følge av det hydrostatiske fluidum inne i minst ett av konsentratkammerene (31) være null.

5. Sikt i følge krav 4, karakterisert ved at konsentratkammerene (31) er langs omkretsen adskilt rundt lengdeaksen i diametralt motstående par, og under anvendelse vil kraften som virker på pulseringsmidlene (36), som følge av det hydrostatiske fluidum i et konsentratkammer (31), være avbalansert av en lik og motsatt rettet kraft på pulseringsmidlene (36) som følge av det hydrostatiske trykk av fluidumet i det diametralt motstående konsentratkammer (31).

6. Sikt i følge krav 4, karakterisert ved at pulseringsanordningen (36) samtidig øker trykket av fluidum i ett konsentratkammer (31) og nedsetter trykket av fluidum i det diametralt motstående konsentratkammer (31).

7. Sikt ifølge krav 6, karakterisert ved at hver pulseringsanord-ning (36) i rekkefølge pulserer langs omkretsen på hverandre følgende konsentratkamre (31).

8. Sikt i følge krav 3-7, karakterisert ved at hver pulseringsanord-ning omfatter en diafragmaanordning (3 6).

9. Sikt i følge krav 8, karakterisert ved at pulseringsanordningen omfatter frem- og tilbakegående drivanordninger (37, 38, 39, 40) for aktivering av diafragmaanordningen (36).

10. Sikt i følge krav 9, karakterisert ved at den frem- og tilbakegående drivanordning omfatter en skyvestav (37) assosiert med hver diafragmaanordning (36) og veivtappanordning (38, 39, 40) for frem- og tilbakeføring av hver skyvestav (37).

11. Sikt i følge krav 10, karakterisert ved at veivanordningen omfatter en veivaksel (39) montert for uavhengig rotasjon i forhold til konsentratkammerene (31), midler (40) for å drive veivaksen (39) og en veivtapp (38) tilstøtenede en ende av veivakselen (39) for frem- og tilbakeskyving av hver skyvestav (37), og hvor hver skyvestav (37) utstrekker seg radielt utad fra veivtappen (38).

12. Sikt i følge krav 10, karakterisert ved at en skyvestav (3 7b) assosiert med et konsentratkammer (31) er tilbaketrukket når en skyvestav (37a) assosiert med et motstående konsentratkammer (31) er fremskjøvet.

13. Sikt i følge krav 2-12, karakterisert ved en ytre radiell overflate av grovkornet materiale tilbakeholdes av en sikt (28) omfattende et antall siktdeler (65) som hver tilsvarer ett konsentratkammer (31), og hvor gjentatte dilateringer av det grovkornete materiale effektueres ved at siktdelene (65) gis en frem- og tilbakegående bevegelse.

14. Sikt i følge krav 13, karakterisert ved at hver siktdel (65) forskyves frem og tilbake av en radiell skyvestav (37) som aktiveres av en veivanordning (38, 39) .

15. Sikt i følge krav 1, karakterisert ved en ytre radiell overflate av det grovkornete materiale holdes tilbake på en sikt (28) som er montert eksentrisk i forhold til beholderens lengdeakse.

16. Sikt i følge krav 15, karakterisert ved at hver sikt (28) beveger seg i en episyklisk bane når sikthuset (27) roterer.

17. Sikt i følge krav 16, karakterisert ved at sikten (28) er montert på en veivanordning (38) montert for uavhengig rotasjon i forhold til sikthuset (27).

18. Sikt i følge krav 2-14, karakterisert ved at den ytterligere omfatter konsentratutløpsanordninger (43) som kommuniserer med den radielt ytterste del av hver av konsentratkammerene (31) og konsentratrenneanordninger (44) som kommuniserer med konsentratutløpsanordningene (43).

19. Sikt i følge krav 18, karakterisert ved en ytre radiell overflate av det grovkornete materiale holdes tilbake på en sikt (28), ytterligere omfatter en flens (42) som utstrekker seg radielt innad fra den øvre kant av sikten (28) og overgangs-rennemidler (48) som kommuniserer med området over og radielt innenfor flensen (42).