RU2297882C1

RU2297882C1 - Centrifugal vibration concentrator

Info

Publication number: RU2297882C1
Application number: RU2005135160/03A
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Злобин (RU); Михаил Николаевич Злобин; Евгений Михайлович Злобин (RU); Евгений Михайлович Злобин
Original assignee: Михаил Николаевич Злобин; Евгений Михайлович Злобин
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2007-04-27

Abstract

FIELD: separation solids from solids.

SUBSTANCE: centrifugal vibration concentrator comprises conical cap mounted on the hollow vertical shaft for permitting rotation and provided with a concentration member made of a ribbed coating and disk secured to the bottom with a spaced relation, batcher, charging and discharging members, unit for supplying washing water, receiver for concentrate, and unit for exciting vibration. The frequency and amplitude of vibration of the conical cap with the member for concentration can be varied. The concentration member and its ribbed coating are wear proof. The unit for exciting vibration is made of a rotating eccentric hollow vertical shaft of conical cap provided with driving shaft of the bearing unit. The hollows between the ribs receive brush rollers whose ends are secured in the conical rings for permitting free rotation around their axes. The top ring is movably mounted in the ring groove in the top edge of the conical cap. The bottom ring is in a contact with the concentration member for permitting sliding.

EFFECT: enhanced efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых гравитационными методами и может быть использовано в устройствах для разделения зернистых материалов.The invention relates to the field of mineral processing by gravity methods and can be used in devices for separating granular materials.

Известны центробежные концентраторы различных конструкций и модификаций, широко применяемые на отечественных и зарубежных золотоизвлекательных фабриках, включающие установленную с возможностью вращения на вертикальном валу коническую чашу с нарифлениями на внутренней поверхности, приспособление для подачи питания и выгрузки легкой и тяжелой фракций, а также приспособление для подачи разрыхляющей и смывной воды.Centrifugal concentrators of various designs and modifications are widely used, widely used in domestic and foreign gold-mining factories, including a conical bowl mounted with the possibility of rotation on a vertical shaft with rafts on the inner surface, a device for supplying and unloading light and heavy fractions, as well as a device for feeding loosening and flushing water.

Недостаток этих центробежных концентраторов заключается в отсутствии в них необходимых технических элементов (деталей, узлов) и конструктивных решений, позволяющих повысить степень концентрации ценных компонентов.The disadvantage of these centrifugal concentrators is the lack of the necessary technical elements (parts, assemblies) and constructive solutions to increase the concentration of valuable components.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является виброконцентратор, включающий короб, вибровозбудитель, концентратоприемник, концентрационный элемент в виде ребристого покрытия с поперечными ребрами, поперечные ребра имеют уклон вниз и наклон в загрузочную сторону, причем возможно изменение их количества, высоты и угла наклона, ребристое покрытие концентрационного элемента выполнено износостойким, короб с концентрационным элементом имеет возможность изменения частоты и амплитуды вибрации /1/.The closest in technical essence and the achieved result is a vibration concentrator, including a box, a vibration exciter, a concentrator, a concentration element in the form of a ribbed coating with transverse ribs, the transverse ribs have a downward slope and an inclination to the loading side, and it is possible to change their quantity, height and angle of inclination, the ribbed coating of the concentration element is made wear-resistant, the box with the concentration element has the ability to change the frequency and amplitude of vibration / 1 /.

Недостатком данного устройства также является отсутствие в нем необходимых технических элементов (деталей, узлов) и конструктивных решений, позволяющих существенно повысить удельную производительность аппарата и степень концентрации ценных минералов, особенно мелкозернистых.The disadvantage of this device is the lack of necessary technical elements (parts, assemblies) and design solutions that can significantly increase the specific productivity of the apparatus and the degree of concentration of valuable minerals, especially fine-grained.

Целью изобретения является повышение удельной производительности аппарата и степени концентрации ценных компонентов.The aim of the invention is to increase the specific productivity of the apparatus and the degree of concentration of valuable components.

Поставленная цель достигается тем, что в центробежном виброконцентраторе, включающем установленную с возможностью вращения на полом вертикальном валу коническую чашу с концентрационным элементом в виде ребристого покрытия и диском, закрепленным с зазором за днище чаши, дозатор, загрузочное и разгрузочное приспособления, приспособление для подачи смывной воды, концентратоприемник, вибровозбудитель, коническая чаша с концентрационным элементом имеет возможность изменения частоты и амплитуды вибрации, концентрационный элемент выполнен в форме усеченного конуса с ребрами на внутренней поверхности, ребра имеют уклон вниз и наклон в загрузочную сторону, причем возможно изменение количества ребер, их высоты и углов наклона, концентрационный элемент и его ребристое покрытие выполнены износостойкими, вибровозбудитель выполнен в виде поворотного эксцентрикового сочленения полого вертикального вала конической чаши с приводным валом подшипникового узла, в межреберных впадинах концентрационного элемента размещены щеточные ролики, концы которых закреплены в конических кольцах с возможностью свободного вращения вокруг своей оси, при этом верхнее кольцо подвижно закреплено в кольцевом пазу верхней кромки конической чаши, а нижнее кольцо с радиальным зазором свободно соприкасается с концентрационным элементом.This goal is achieved by the fact that in a centrifugal vibro-concentrator, including a conical bowl mounted with the possibility of rotation on a hollow vertical shaft with a concentration element in the form of a ribbed coating and a disk fixed with a gap behind the bottom of the bowl, a dispenser, loading and unloading devices, flushing water supply device , concentrate receiver, vibration exciter, conical bowl with a concentration element has the ability to change the frequency and amplitude of vibration, the concentration element is made it is in the form of a truncated cone with ribs on the inner surface, the ribs have a downward slope and tilt to the loading side, and it is possible to change the number of ribs, their height and tilt angles, the concentration element and its ribbed coating are made wear-resistant, the vibration exciter is made in the form of a hollow eccentric joint the vertical shaft of the conical bowl with the drive shaft of the bearing assembly, brush rollers are placed in the intercostal cavities of the concentration element, the ends of which are fixed in conical rings with the possibility of free rotation around its axis, while the upper ring is movably fixed in the annular groove of the upper edge of the conical bowl, and the lower ring with a radial clearance is freely in contact with the concentration element.

При создании изобретения авторы исходили из следующего.When creating the invention, the authors proceeded from the following.

При вибрациях слоя обогащаемого материала минералы, обладающие повышенной плотностью по отношению к минералам пустой породы, стремятся занять наиболее низкий уровень в этом слое, а в центробежном поле они стремятся занять периферийное положение по отношению к концентрически расположенному слою материала. В центробежном поле процесс разделения частиц идет более эффективно за счет увеличения ускорения частиц (g) во много раз по сравнению с условиями свободного падения. Поэтому целесообразно процесс разделения частиц в центробежном поле совмещать с наложением вибраций на слой разделяемого материала. При этих условиях можно достичь высокой удельной производительности аппаратов и степени концентрации ценных компонентов, особенно мелкозернистых.During vibrations of the layer of enriched material, minerals with a higher density with respect to waste rock minerals tend to occupy the lowest level in this layer, and in a centrifugal field they tend to occupy a peripheral position with respect to the concentrically located material layer. In a centrifugal field, the process of particle separation is more efficient due to the increase in particle acceleration (g) many times compared with the conditions of free fall. Therefore, it is advisable to combine the process of separation of particles in a centrifugal field with the application of vibrations to the layer of material to be separated. Under these conditions, it is possible to achieve a high specific productivity of the apparatus and the degree of concentration of valuable components, especially fine-grained ones.

Реализовать условия центробежного вибрационного обогащения возможно в предлагаемом центробежном виброконцентраторе. Такие условия концентрации приемлемы ко многим видам минерального сырья. Эффективность обогащения при этом особенно возрастает, когда плотность зерен полезного компонента намного превышает плотность зерен пустой породы, например, при обогащении золотосодержащих руд и песков, при обогащении редкометального сырья, оловянных руд и многих других аналогичных и близких по разделительному признаку, видов сырья.To realize the conditions of centrifugal vibrational enrichment is possible in the proposed centrifugal vibroconcentrator. Such concentration conditions are acceptable to many types of mineral raw materials. In this case, the concentration efficiency especially increases when the grain density of the useful component is much higher than the density of the grains of waste rock, for example, in the enrichment of gold-bearing ores and sands, in the enrichment of rare-metal raw materials, tin ores, and many other types of raw materials that are similar and similar in terms of separation.

Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид центробежного виброконцентратора с показом отдельных деталей.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of a centrifugal vibro-concentrator with the display of individual parts.

Центробежный виброконцентратор состоит (см. чертеж) из конической чаши 1, установленной с возможностью вращения на полом вертикальном валу 2, концентрационного элемента 3, выполненного в виде ребристого покрытия 4, дозатора 5, загрузочного 6 и разгрузочного 7 приспособлений, концентратоприемника 8, вибровозбудителя 9, приспособления для подачи смывной воды 10.The centrifugal vibroconcentrator consists (see the drawing) of a conical bowl 1 mounted for rotation on a hollow vertical shaft 2, a concentration element 3 made in the form of a ribbed coating 4, a dispenser 5, a loading 6 and an unloading device 7, a concentrator 8, a vibration exciter 9, flushing water supplies 10.

Коническая чаша 1 с концентрационным элементом 3 имеют возможность изменения частоты и амплитуды вибрации за счет того, что вибровозбудитель 9 выполнен в виде поворотного эксцентрикового сочленения полого вертикального вала 2 конической чаши 1 с приводным валом 11 подшипникового узла 12, с возможностью штифтовой их фиксации в нужном положении.The conical bowl 1 with the concentration element 3 have the ability to change the frequency and amplitude of vibration due to the fact that the vibration exciter 9 is made in the form of a rotary eccentric joint of the hollow vertical shaft 2 of the conical bowl 1 with the drive shaft 11 of the bearing assembly 12, with the possibility of their pin fixing in the desired position .

Концентрационный элемент 3 с ребристым покрытием 4 выполнен в виде съемного усеченного конуса 13 с ребрами 14 на его внутренней поверхности, выполненными заодно с конусом 13. Ребра 14 имеют уклон вниз и наклон в загрузочную сторону, что призвано улучшить условия для накопления в конической чаше 1 тяжелой фракции и последующей ее выгрузки. В зависимости от характеристики обрабатываемого материала и его крупности возможно изменение количества ребер 14, их высоты и углов наклона путем замены одного концентрационного элемента на другой с иными конструктивными параметрами. Концентрационный элемент 3 и его ребристое покрытие 4 выполнены износостойкими.The concentration element 3 with a ribbed coating 4 is made in the form of a removable truncated cone 13 with ribs 14 on its inner surface, made integral with the cone 13. The ribs 14 have a downward slope and an inclination towards the loading side, which is designed to improve the conditions for heavy accumulation in the conical bowl 1 fraction and its subsequent unloading. Depending on the characteristics of the processed material and its size, it is possible to change the number of ribs 14, their height and tilt angles by replacing one concentration element with another with different design parameters. The concentration element 3 and its ribbed coating 4 are made wear-resistant.

Загрузочное приспособление 6 выполнено в виде воронки 15, соосно размещенной в конической чаше 1, и имеет в нижней части осевой выход 16 на диск 17, закрепленный с зазором 18 за днище конической чаши 1 посредством спиралевидных ребер 19. По периметру диска 17 закреплена конусообразная обечайка 20.The loading device 6 is made in the form of a funnel 15, coaxially placed in the conical bowl 1, and has in the lower part an axial outlet 16 on the disk 17, fixed with a gap 18 behind the bottom of the conical bowl 1 by means of spiral ribs 19. A conical shell 20 is fixed along the perimeter of the disk 17 .

Разгрузочное приспособление 7 выполнено в виде кольцеобразного желоба 21 с наклонным днищем 22. В нижней части кольцеобразного желоба 21 имеется патрубок 23 для вывода легкой фракции.The unloading device 7 is made in the form of an annular groove 21 with an inclined bottom 22. In the lower part of the annular groove 21 there is a pipe 23 for outputting a light fraction.

Осевое отверстие полого вертикального вала 2 через зазор 18 под диском 17 сообщено с внутренней полостью чаши 1.The axial hole of the hollow vertical shaft 2 through the gap 18 under the disk 17 is communicated with the internal cavity of the bowl 1.

В межреберных впадинах концентрационного элемента 3 размещены щеточные ролики 24, концы которых закреплены в конических кольцах 25 и 26 с возможностью свободного вращения вокруг своей оси. Верхнее кольцо 25 подвижно закреплено в кольцевом пазу 27 верхней кромки конической чаши 1. Нижнее кольцо 26 с радиальным зазором 28 свободно соприкасается с поверхностью концентрационного элемента 3.In the intercostal cavities of the concentration element 3 are placed brush rollers 24, the ends of which are fixed in conical rings 25 and 26 with the possibility of free rotation around its axis. The upper ring 25 is movably fixed in the annular groove 27 of the upper edge of the conical bowl 1. The lower ring 26 with a radial clearance 28 is freely in contact with the surface of the concentration element 3.

Центробежный виброконцентратор работает следующим образом.Centrifugal vibrocentric works as follows.

Приводят во вращение посредством привода (на чертеже не показан) приводной вал 11 подшипникового узла 12. Предварительно устанавливают посредством поворотного эксцентрикового сочленения полого вертикального вала 2 конической чаши 1 с приводным валом 11 подшипникового узла 12 необходимую величину амплитуды вибрации вибровозбудителя 9 и, соответственно, конической чаши 1. Штифтом фиксируют и закрепляют это положение валов. Коническая чаша 1 при этом при своем вращении будет одновременно совершать эллипсовидное движение вокруг осевой линии приводного вала 11 с частотой, соответствующей числу оборотов приводного вала 11 и, соответственно, конической чаши 1. При вибрационном вращении чаши 1 конические кольца 25 и 26 также совершают эллипсовидные колебательные движения, аналогично чаше, и далее передают импульсы движения щеточным роликам 24. Так как концы щеточных роликов 24 закреплены в конических кольцах 25 и 26 с возможностью свободного вращения, щеточные ролики 24 могут проворачиваться вокруг своей оси.The drive shaft 11 of the bearing assembly 12 is brought into rotation by means of a drive (not shown). Pre-set, by means of the rotary eccentric joint of the hollow vertical shaft 2 of the conical bowl 1 with the drive shaft 11 of the bearing assembly 12, the necessary vibration amplitude of the vibration exciter 9 and, accordingly, the conical bowl 1. A pin fix and fix this position of the shafts. In this case, the conical bowl 1 during its rotation will simultaneously make an ellipsoidal movement around the axial line of the drive shaft 11 with a frequency corresponding to the number of revolutions of the drive shaft 11 and, accordingly, the conical bowl 1. When the bowl 1 is vibrated, the conical rings 25 and 26 also make ellipsoidal movements, similar to the bowl, and then transmit motion pulses to the brush rollers 24. Since the ends of the brush rollers 24 are fixed in the conical rings 25 and 26 with the possibility of free rotation, the brush rollers 24 m ogut rotate around its axis.

Пускают в работу дозатор 5, подающий материал с заданной производительностью в процесс концентрации. С дозатора 5 частицы материала с водой падают в воронку 15 загрузочного приспособления 6, а затем через осевой выход 16 поступают на диск 17, закрепленный посредством спиралевидных ребер 19 за днище конической чаши 1. Вращаясь вместе с чашей 1, диск 17 равномерно по всему периметру разбрасывает частицы материала с водой на внутреннюю ее поверхность, на которой размещен концентрационный элемент 3, выполненный в виде ребристого покрытия 4. Лучшему распределению частиц материала по поверхности концентрационного элемента 3 способствует конусообразная обечайка 20, закрепленная по периметру диска 17.Start up the dispenser 5, the feed material with a given performance in the concentration process. From the dispenser 5, particles of material with water fall into the funnel 15 of the loading device 6, and then through the axial outlet 16 they enter the disk 17 fixed by means of spiral ribs 19 behind the bottom of the conical bowl 1. Rotating together with the bowl 1, the disk 17 spreads uniformly around the entire perimeter particles of material with water on its inner surface on which the concentration element 3 is placed, made in the form of a ribbed coating 4. The cone-shaped shape contributes to a better distribution of material particles on the surface of the concentration element 3 the second shell 20, mounted around the perimeter of the disk 17.

При поступлении на ребристое покрытие 4 концентрационного элемента 3 частицы материала за счет вибраций чаши 1 и действия центробежных сил расслаиваются в концентрическом слое материала в зависимости от их плотности и крупности. Более тяжелые и крупные частицы занимают периферийное положение в этом слое, а более легкие и мелкие частицы располагаются на поверхности этого слоя. Качественному расслоению материала способствуют щеточные ролики 24, которые разрыхляют слой материала в межреберных впадинах концентрационного элемента 3. Размеры кольцевого паза 27 и величина радиального зазора 28 определяют при этом амплитуду и характер движения щеточных роликов 24.Upon receipt on the ribbed coating 4 of the concentration element 3, the particles of material due to the vibrations of the bowl 1 and the action of centrifugal forces exfoliate in the concentric layer of the material depending on their density and size. Heavier and larger particles occupy a peripheral position in this layer, and lighter and smaller particles are located on the surface of this layer. High-quality stratification of the material is facilitated by brush rollers 24, which loosen the layer of material in the intercostal cavities of the concentration element 3. The dimensions of the annular groove 27 and the magnitude of the radial clearance 28 determine the amplitude and nature of the movement of the brush rollers 24.

Потоком воды, движущимся в направлении перемещения частиц материала по концентрационному элементу 3, легкие и мелкие частицы материала транспортируются к разгрузочному приспособлению 7, выполненному в виде кольцеобразного желоба 21 с наклонным днищем 22. Через расположенный в нижней его части патрубок 23 легкая и мелкая фракция материала выводятся из аппарата.A stream of water moving in the direction of movement of the particles of material along the concentration element 3, light and small particles of material are transported to the discharge device 7, made in the form of an annular groove 21 with an inclined bottom 22. Through the pipe 23 located in its lower part, a light and small fraction of the material are discharged from the apparatus.

Более тяжелые и крупные частицы, занимающие периферийное положение в слое материала, накапливаются в межреберных впадинах ребристого покрытия 4 концентрационного элемента 3. Их более эффективному накоплению способствует уклон ребер 14 вниз и наклон их в загрузочную сторону.Heavier and larger particles, occupying a peripheral position in the material layer, accumulate in the intercostal cavities of the ribbed coating 4 of the concentration element 3. Their more efficient accumulation is facilitated by the inclination of the ribs 14 downward and their inclination towards the loading side.

После накопления и заполнения тяжелой фракцией межреберного пространства концентрационного элемента 3 процесс концентрации прекращается и производится выгрузка тяжелой фракции из концентрационной чаши 1. Для этого чашу 1 останавливают и включают ее реверсивное вращение при малых оборотах. По наклонно расположенным ребрам 14 и межреберным впадинам тяжелая фракция при этом поступает через зазор 18 под диском 17 в осевое отверстии полого вала 2, а затем в концентратоприемник 8. Спиралевидность ребер 19 способствует быстрой выгрузке тяжелой фракции при обратном медленном вращении чаши 1 и ее вибрации.After accumulation and filling with a heavy fraction of the intercostal space of the concentration element 3, the concentration process stops and the heavy fraction is unloaded from the concentration bowl 1. To do this, the bowl 1 is stopped and its reverse rotation is turned on at low speeds. In this case, the heavy fraction passes through the inclined ribs 14 and intercostal cavities through the gap 18 under the disk 17 into the axial bore of the hollow shaft 2, and then into the concentrate receiver 8. The spiraling of the ribs 19 facilitates the rapid discharge of the heavy fraction during reverse slow rotation of the bowl 1 and its vibration.

Настройку и регулирование процесса концентрации осуществляют изменением величины и скорости подачи исходного питания и его плотности, изменением амплитуды и частоты вибрации конической чаши 1, изменением размеров и параметров работы щеточных роликов 24 и изменением конструктивных параметров концентрационного элемента 3, достигаемого использованием сменных комплектов с конструктивными различными элементами, в зависимости от характеристики обрабатываемого материала и его крупности.The concentration process is adjusted and regulated by changing the magnitude and speed of the initial power supply and its density, changing the amplitude and vibration frequency of the conical bowl 1, changing the size and operation parameters of the brush rollers 24, and changing the design parameters of the concentration element 3, achieved by using interchangeable sets with various constructive elements , depending on the characteristics of the processed material and its size.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет разработки технических элементов (деталей, узлов) и применения рациональных конструктивных решений существенно повысить удельную производительность аппарата и степень концентрации ценных компонентов.Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype will allow due to the development of technical elements (parts, assemblies) and the use of rational design solutions to significantly increase the specific productivity of the apparatus and the degree of concentration of valuable components.

Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account

1. Патент Российской Федерации №2234982 "Грохот-концентратор"/ М.Н.Злобин, Е.М.Злобин, А.М.Злобин. N 200210630503/03 от 11.03.2002, Бюл. 2005, N 4, (прототип).1. Patent of the Russian Federation No. 2234982 "Roar-concentrator" / M.N. Zlobin, E.M. Zlobin, A.M. Zlobin. N 200210630503/03 dated 03/11/2002, bull. 2005, N 4, (prototype).

Claims

A centrifugal vibroconcentrator including a conical bowl mounted with the possibility of rotation on a hollow vertical shaft with a concentration element in the form of a ribbed coating and a disk fixed with a gap behind the bottom of the bowl, a dispenser, loading and unloading devices, a flushing water supply device, a concentrator, a vibration exciter, a conical bowl with a concentration element have the ability to change the frequency and amplitude of vibration, the concentration element is made in the form of a truncated cone with ribs on of the inner surface, the ribs have a downward slope and tilt to the loading side, and it is possible to change the number of ribs, their height and tilt angles, the concentration element and its ribbed coating are made wear-resistant, characterized in that the vibration exciter is made in the form of a rotary eccentric joint of a hollow vertical shaft of a conical bowl with a drive shaft of the bearing assembly, brush rollers are placed in the intercostal cavities of the concentration element, the ends of which are fixed in conical rings with the possibility of w free rotation about its axis, the upper ring removably secured in an annular groove of the upper edge of the tapered bowl, and the bottom ring with a radial clearance freely in contact with the element concentration.