RU2173581C2

RU2173581C2 - Disintegrating device (versions)

Info

Publication number: RU2173581C2
Application number: RU99112015/03A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Михайлов; А.П. Ким; В.И. Брагин; В.А. Вагнер
Original assignee: Михайлов Александр Геннадьевич
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2001-09-20

Abstract

FIELD: ore preparation and mineral concentration, particularly, technical means for washing of materials heavily contaminated with clay impurities; applicable in production of homogeneous mixtures in chemical, construction engineering and other industries. SUBSTANCE: disintegrating device includes working chamber with bottom plate, flexible plate membrane. Bottom plate of working chamber is made of flexible material and connected with flexible plate membrane over lines of its maximum amplitude. Plate membrane is made of a set of plates installed in flexible-compression state. Versions of plate membrane allow its installation along longitudinal axis of working chamber under its flexible bottom plate. In this case, middle part of membrane is secured to turning shaft over line of its axial section. Turning shaft is connected with electric motor through crank mechanism. Membrane may be installed along longitudinal axis of working chamber under its flexible bottom plate. In this case, middle part of membrane is connected with flexible bottom plate over entire length of working chamber. EFFECT: higher efficiency of washing due to versions of plate membrane design. 14 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области рудоподготовки и обогащению полезных ископаемых, в частности к техническим средствам для промывки сильно загрязненных глинистыми примесями материалов, и может быть использовано также для получения гомогенных смесей в химической, строительной и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of ore preparation and mineral processing, in particular to technical means for washing materials heavily contaminated with clay impurities, and can also be used to obtain homogeneous mixtures in the chemical, construction and other industries.

Известно устройство для промывки полезных ископаемых, включающее рабочую камеру, оснащенную излучателями мембранного типа (см. а.с. N 1344416, кл. В 03 В 5/02, 1985). A device for washing minerals, including a working chamber equipped with emitters of the membrane type (see A.S. N 1344416, class B 03 V 5/02, 1985).

Более близким аналогом по технической сущности является устройство для промывки, включающее рабочую камеру мембранами в виде упругих пластин (см. а.с. N 1776435, кл. В 03 В 5/02, 1992). A closer analogue in technical essence is a flushing device that includes a working chamber with membranes in the form of elastic plates (see A.S. N 1776435, class B 03 V 5/02, 1992).

Недостатками этих устройств является сложность конструкции и недостаточная эффективность промывки. The disadvantages of these devices are the design complexity and lack of washing efficiency.

Целью изобретения является повышение эффективности промывки. The aim of the invention is to increase the washing efficiency.

Поставленная цель достигается тем, что все днище рабочей камеры выполнено из эластичного материала и соединено с упругой пластинчатой мембраной по линиям ее максимальной амплитуды, что позволяет передавать ударные импульсы, излучаемые мембраной в объем рабочей камеры. Пластинчатая мембрана выполнена набором упругих пластин, установленных в упругосжатом состоянии, или цельным листом, и установлена вдоль продольной оси рабочей камеры под ее эластичным днищем, причем средняя часть мембраны закреплена на поворотном валу по линии его осевого сечения, а поворотный вал соединен с электродвигателем через кривошипно-шатунный механизм. Такое крепление средней части пластин на поворотном валу позволяет переводить пластины из одного устойчивого состояния в другое поворотом вала поочередно в одну и в другую стороны. Упругие свойства пластин обусловливают высокую скорость перехода пластин из одного устойчивого состояния в другое после прохождения пластинами среднего положения. Каждый переход сопровождается резким "прощелкиванием" пластин. Скорость "прощелкивания" достаточна для возбуждения волнового процесса в пульпе. Переход от вращательного движения вала электродвигателя к поворотному осуществляется тем, что поворотный вал соединен с электродвигателем посредством кривошипно-шатунного механизма. This goal is achieved by the fact that the entire bottom of the working chamber is made of elastic material and connected to an elastic plate membrane along the lines of its maximum amplitude, which allows transmitting shock pulses emitted by the membrane into the volume of the working chamber. The plate membrane is made of a set of elastic plates installed in an elastically compressed state, or a solid sheet, and is installed along the longitudinal axis of the working chamber under its elastic bottom, with the middle part of the membrane mounted on the rotary shaft along its axial section line, and the rotary shaft connected to the electric motor through a crank - connecting rod mechanism. Such fastening of the middle part of the plates on the rotary shaft allows you to transfer the plate from one stable state to another by turning the shaft alternately in one and the other direction. The elastic properties of the plates determine the high rate of transition of the plates from one stable state to another after passing through the plates in the middle position. Each transition is accompanied by a sharp “snapping” of the plates. The “snap” speed is sufficient to excite the wave process in the pulp. The transition from the rotational movement of the shaft of the electric motor to the rotary is carried out by the fact that the rotary shaft is connected to the electric motor by means of a crank mechanism.

Эластичное днище плотно соединено с пластинчатой мембраной по линии максимальной амплитуды, что позволяет осуществлять передачу колебаний участку эластичного днища синфазно с пластинчатой мембраной. The elastic bottom is tightly connected to the plate membrane along the line of maximum amplitude, which allows the transmission of vibrations to the elastic bottom section in phase with the plate membrane.

Соединение эластичного днища с пластинчатой мембраной имеет фиксированный зазор в местах соединения с эластичным днищем, что обусловливает усиление ударных импульсов за счет предварительного разгона пластины при каждом колебательном движении. The connection of the elastic bottom with the plate membrane has a fixed gap at the junction with the elastic bottom, which determines the amplification of shock pulses due to preliminary acceleration of the plate with each oscillatory movement.

Торцевые концы пластин жестко закреплены на раме основания. Жесткое консольное крепление торцевых концов пластины в плоскости мембраны обеспечивает минимальный угол поворота поворотного вала для вывода пластин из положений устойчивого равновесия и для ограничения амплитуды колебаний. The end ends of the plates are rigidly fixed to the base frame. Rigid cantilever mounting of the end ends of the plate in the plane of the membrane provides a minimum angle of rotation of the rotary shaft to bring the plates out of stable equilibrium and to limit the amplitude of the oscillations.

Торцевые концы пластин размещены в V-образных гнездах рамы без жесткого крепления. V- образные гнезда для установки торцевых краев пластины обеспечивают достаточно надежное и простое крепление мембраны, не ограничивающее амплитуду колебаний. The end ends of the plates are placed in the V-shaped sockets of the frame without hard mounting. V-shaped slots for installing the end edges of the plate provide a sufficiently reliable and simple fastening of the membrane, not limiting the amplitude of the vibrations.

Пластинчатая мембрана выполнена пакетным набором тонких листов с нанесением смазки между соседними листами в пакете. Мощность ударных импульсов и амплитуду колебаний определяет степень исходного сжатия упругих пластин мембраны и упругих свойств материала, из которого они изготовлены. Пакетный набор пластин позволяет регулировать эти параметры. Наличие смазки между пластинами предназначено для снижения трения при колебаниях. The plate membrane is made by a batch set of thin sheets with the application of grease between adjacent sheets in a package. The power of shock pulses and the amplitude of oscillations determines the degree of initial compression of the elastic plates of the membrane and the elastic properties of the material from which they are made. A batch set of plates allows you to adjust these parameters. The presence of grease between the plates is designed to reduce friction during vibrations.

Пластинчатая мембрана выполнена пакетным набором тонких листов, а между смежными слоями в пакетном наборе установлен воздушный зазор с его фиксацией по всей длине. Фиксированный воздушный зазор между смежными пластинами по всей длине мембраны исключает применение смазки. The plate membrane is made with a batch set of thin sheets, and between adjacent layers in the batch set there is an air gap with its fixation along the entire length. A fixed air gap between adjacent plates along the entire length of the membrane eliminates the use of grease.

Для упрощения торцевого крепления края пластины закреплены на раме консольно, а средняя часть пластины закреплена в двух поворотных валах, расположенных на равном удалении от центра пластины. В этом случае пластинчатая мембрана соединена с эластичным днищем рабочей камеры в трех точках, что уменьшает область "мертвых" зон внутри камеры. To simplify the end fastening, the edges of the plate are fixed to the frame cantilever, and the middle part of the plate is fixed in two rotary shafts located at an equal distance from the center of the plate. In this case, the plate membrane is connected to the elastic bottom of the working chamber at three points, which reduces the area of "dead" zones inside the chamber.

Для увеличения срока службы пластин, снижения потерь мощности привода за счет снижения инерционности при колебаниях упругих пластин мембраны, а также для увеличения амплитуды колебаний упругая пластинчатая мембрана имеет разную толщину, причем меньшая ее толщина приходится на зону соединения с эластичным днищем рабочей камеры. To increase the service life of the plates, reduce the loss of drive power due to a decrease in inertia during oscillations of the elastic membrane plates, and also to increase the amplitude of oscillations, the elastic plate membrane has a different thickness, and its smaller thickness falls on the connection zone with the elastic bottom of the working chamber.

Дезинтеграционное устройство, все днище рабочей камеры которого выполнено из эластичного материала, а пластинчатая мембрана выполнена набором упругих пластин, установленных в упругосжатом состоянии, и установлена поперек продольной оси рабочей камеры под ее эластичным днищем, причем в средней части мембрана соединена с эластичным днищем по всей длине рабочей камеры. При поперечном расположение набора упругих пластин мембраны ударные импульсы имеют одну фазу для всего объема рабочей камеры, что повышает эффективность дезинтеграции посредством кавитационной обработки. A disintegration device, the entire bottom of the working chamber of which is made of elastic material, and the plate membrane is made of a set of elastic plates installed in an elastic-compressed state, and is installed across the longitudinal axis of the working chamber under its elastic bottom, and in the middle part the membrane is connected to the elastic bottom along the entire length working chamber. With a transverse arrangement of a set of elastic membrane plates, shock pulses have one phase for the entire volume of the working chamber, which increases the efficiency of disintegration by means of cavitation treatment.

Пластинчатая мембрана закреплена одним ее краем на поворотном валу, а другим - консольно на раме основания. The lamellar membrane is fixed with one edge to the rotary shaft, and the other - cantilevered on the base frame.

Для усиления ударных импульсов при неизменной амплитуде торцевые края пластин с обеих сторон закреплены на поворотных валах. To amplify shock pulses with a constant amplitude, the end edges of the plates on both sides are mounted on rotary shafts.

Торцевые края пластины закреплены на раме жестко, а средняя часть пластины закреплена в двух поворотных валах, расположенных на равном удалении от центра пластины. The end edges of the plate are fixed on the frame rigidly, and the middle part of the plate is fixed in two rotary shafts located at an equal distance from the center of the plate.

Для снижения потерь мощности привода за счет снижения инерционности при колебаниях упругих пластин мембраны, а также для увеличения амплитуды колебаний упругая пластинчатая мембрана имеет разную толщину, причем меньшая ее толщина приходится на зону соединения с эластичным днищем рабочей камеры
На фиг. 1 показано дезинтеграционное устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг.3 (а, б, в, г, д, е, ж) изображены фазы источника с двумя поворотными валами. Где 1 - загрузочный лоток, 2 - рабочая камера, 3 - рама основания, 4 - пластинчатая мембрана, 5 - упругая пластина, 6 - поворотный вал, 7 - электродвигатель, 8 - разгрузочный лоток.To reduce drive power losses due to reduced inertia during oscillations of the elastic membrane plates, as well as to increase the amplitude of oscillations, the elastic plate membrane has a different thickness, and its smaller thickness falls on the connection zone with the elastic bottom of the working chamber
In FIG. 1 shows a disintegration device, side view; in FIG. 2 - the same, top view; figure 3 (a, b, c, d, e, e, g) shows the phase of the source with two rotary shafts. Where 1 is the loading tray, 2 is the working chamber, 3 is the base frame, 4 is the plate membrane, 5 is the elastic plate, 6 is the rotary shaft, 7 is the electric motor, 8 is the discharge tray.

Работу устройства рассмотрим на примере конкретного исполнения. We consider the operation of the device using an example of a specific design.

Материал, предназначенный для обработки в ударно-волновом дезинтеграционном устройстве, поступает через загрузочный лоток 1 в рабочую камеру 2, установленную на раме основания 3. Пластинчатая мембрана 4, установленная на раме основания 3 под рабочей камерой 2, излучает через эластичное днище внутрь рабочей камеры 2 ударные волны посредством прогиба упругой пластины 5, сопровождающегося резким "прощелкиванием", при каждом повороте поворотных валов 6 навстречу друг другу поочередно в одну и в другую стороны. Поворот поворотного вала 5 осуществляется кривошипно-шатунным механизмом, приводимым в движение электродвигателем 7. Полный оборот вала кривошипно-шатунного механизма от электродвигателя 7 поворачивает поворотные валы 5 сначала, например, навстречу друг другу сверху вниз, а затем также навстречу друг другу в обратную сторону на угол, достаточный для "прощелкивания" сжатой между поворотными валами 6 упругой пластины 5 при каждом повороте. В исходном положении упругая пластина 5 изогнута и имеет форму полуволны (позиции а, г, ж на фиг. 3) При повороте поворотных валов 6 жестко зажатые торцевые края упругой пластины 5 на валах 6 в начальной стадии поворота прогибаются, а середина упругой пластины 5 остается на месте, образуя в продольном разрезе изгиб упругой пластины 5 в 1,5 волны (позиции в,е на фиг 3). При дальнейшем повороте валов 6 (после прохода критического положения) средняя часть упругой пластины 5 резко прогибается, причем прогиб сопровождается резким "прощелкиванием" в сторону поворота валов 6. После "прощелкивания" упругая пластина 5 принимает устойчивое положение в форме полуволны между валами 6. Далее валы 6 начинают поворачиваться посредством кривошипно-шатунного механизма от электродвигателя 7 в другую сторону. При этом происходит аналогичный процесс "прощелкивания" упругой пластины 5 в другую сторону. При "прощелкивании" средняя часть упругой пластины 5 в месте максимальной амплитуды колебания имеет высокую скорость поперечного движения, достаточную для формирования ударных волн. Поскольку средняя часть упругой пластины 5 соединена с эластичным дном рабочей камеры 2, резкие (ударные) колебания упругой пластины 5 передаются в объем рабочей камеры 2 и распространяются там по пульпе. Прохождение ударных волн по рабочей камере обусловливает возникновение в пульпе ряда вторичных эффектов, в том числе и эффект кавитации, который обладает высоким разрушающим действием. Под воздействием этих эффектов происходит интенсивный разрыв связей (дезинтеграция) между отдельными частицами в глинистых агрегатах. Дезинтегрированный материал из рабочей камеры 1 выпускается через разгрузочной лоток 8. The material intended for processing in a shock-wave disintegration device enters through the loading tray 1 into the working chamber 2 mounted on the base frame 3. A plate membrane 4 mounted on the base frame 3 under the working chamber 2 emits through the elastic bottom into the working chamber 2 shock waves by deflection of the elastic plate 5, accompanied by a sharp “snapping”, with each rotation of the rotary shafts 6 towards each other alternately in one and the other direction. The rotation of the rotary shaft 5 is carried out by a crank mechanism driven by an electric motor 7. A full revolution of the shaft of the crank mechanism from the electric motor 7 turns the rotary shafts 5 first, for example, towards each other from top to bottom, and then also towards each other in the opposite direction an angle sufficient to “click” the elastic plate 5 compressed between the rotary shafts 6 at each rotation. In the initial position, the elastic plate 5 is curved and has the shape of a half-wave (positions a, d, g in Fig. 3). When the rotary shafts 6 are rotated, the rigidly clamped end edges of the elastic plate 5 on the shafts 6 bend, and the middle of the elastic plate 5 remains in place, forming in longitudinal section a bend of the elastic plate 5 in 1.5 waves (position b, e in FIG. 3). With further rotation of the shafts 6 (after the passage of the critical position), the middle part of the elastic plate 5 sharply bends, and the deflection is accompanied by a sharp “snap” towards the rotation of the shafts 6. After the “click”, the elastic plate 5 takes a stable position in the form of a half-wave between the shafts 6. Next shafts 6 begin to rotate by means of a crank mechanism from the electric motor 7 to the other side. In this case, a similar process of “snapping” of the elastic plate 5 in the other direction occurs. When "clicking" the middle part of the elastic plate 5 in the place of the maximum amplitude of the oscillation has a high lateral motion velocity, sufficient for the formation of shock waves. Since the middle part of the elastic plate 5 is connected to the elastic bottom of the working chamber 2, sharp (shock) vibrations of the elastic plate 5 are transmitted to the volume of the working chamber 2 and spread there through the pulp. The passage of shock waves through the working chamber causes a number of secondary effects to appear in the pulp, including the cavitation effect, which has a high destructive effect. Under the influence of these effects, an intense breaking of bonds (disintegration) between individual particles in clay aggregates occurs. Disintegrated material from the working chamber 1 is discharged through the discharge tray 8.

Claims

1. Disintegration device, including a working chamber with a bottom, an elastic plate membrane, characterized in that the entire bottom of the working chamber is made of elastic material and connected to an elastic plate membrane along its maximum amplitude lines, while the plate membrane itself is made of a set of elastic plates installed in an elastically compressed state, or as a whole sheet, and is installed along the longitudinal axis of the working chamber under its elastic bottom, the middle part of the membrane being fixed to the rotary shaft along the line e th axial section, and the rotary shaft is connected to the electric motor through a crank mechanism.

2. The device according to claim 1, characterized in that the elastic bottom is tightly connected to the plate membrane.

3. The device according to claim 1, characterized in that the connection of the elastic bottom with the plate membrane has a fixed gap.

4. The device according to claim 1, characterized in that the end ends of the plates are rigidly fixed to the base frame.

5. The device according to claim 1, characterized in that the end ends of the plates are placed in the V-shaped sockets of the frame without hard mounting.

6. The device according to claim 1, characterized in that the plate membrane is made by a batch set of thin sheets with the application of lubricant between adjacent sheets in a bag.

7. The device according to claim 1, characterized in that the plate membrane is made with a batch set of thin sheets, and between adjacent layers in the batch set there is an air gap with its fixation along the entire length.

8. The device according to claim 4, characterized in that the middle part of the plate is fixed in two rotary shafts located at an equal distance from the center of the plate.

9. The device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the elastic plate membrane has a different thickness, and its smaller thickness falls on the connection zone with the elastic bottom of the working chamber.

10. A disintegration device comprising a working chamber with a bottom, an elastic plate membrane, characterized in that the entire bottom of the working chamber is made of elastic material, and the plate membrane is made of a set of elastic plates installed in an elastic-compressed state, and is installed across the longitudinal axis of the working chamber under it elastic bottom, and in the middle part of the membrane is connected to the elastic bottom along the entire length of the working chamber.

11. The device according to claim 10, characterized in that the plate membrane is fixed with one of its edges on the rotary shaft, and the other cantilever on the base frame.

12. The device according to claim 10, characterized in that the end edges of the plates are fixed on both sides to the rotary shafts.

13. The device according to claim 10, characterized in that the end edges of the plate are fixed to the frame rigidly, and the middle part of the plate is fixed in two rotary shafts located at an equal distance from the center of the plate.

14. The device according to any one of paragraphs.11 to 13, characterized in that the elastic plate membrane has a different thickness, and its smaller thickness falls on the connection zone with the elastic bottom of the working chamber.