Передвижная обогатительная установка
Техническое решение относится к области обогащения полезных ископаемых и геологоразведочных работ, преимущественно для обработки проб россыпных месторождений.
Предлагаемая установка отличается тем, что внутренний барабан выполнен с отверстиями, диаметр которых определяется по расчетной зависимости при этом высота штыря внутреннего барабана не больше его диаметра, а площадь сечения стержней рамы выбрана по расчетной зависимости.
Применение новой конструкции установки позволяет повысить производительность и достоверность анализа проб, а также стойкость установки.
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и геологоразведочных работ, преимущественно для обработки проб россыпных месторождений.
Известна передвижная обогатительная установка для обработки проб россыпей, включающая раму, бункер, загрузочное приспособление, барабанный грохот, центробежные сепараторы, самородкоулавливающий и эффельный шлюзы (см. Полевая обогатительная установка ПОУ-6. Информационный листок 
69-75. Серия 07-09. Мингео СССР, ВИЭМС, М, 1973).
Недостатком этой установки является то, что не определены рациональные значения диаметра отверстия внутреннего барабана, высоты штырей скруберной части, площадь сечения стержня рамы. Это приводит к снижению производительности и повышению трудоемкости и снижению достоверности анализа проб.
Известна также обогатительная установка (прототип) для обработки проб россыпей, включающая раму, состоящую из стержней, бункер, загрузочное приспособление, импеллерный дезинтегратор, барабанный грохот с наружным барабаном и внутренним барабаном со штырями в скруберной части и отверстиями в перфорированной части, основной и контрольный центробежные сепараторы, самородкоулавливающий и эфельные шлюзы в которой частично устранены недостатки предыдущего аналога (см. авторское свидетельство СССР 1210291 «Передвижная обогатительная установка»).
Вместе с тем необходимо отметить, что недостатком прототипа является не оптимальные: диаметр отверстия внутреннего барабана, высота штыря скруберной части, сечение стержней рамы и нерациональное отношение сечений стержней основания рамы и других ее стержней.
Указанное приводит к повышению трудоемкости и снижению достоверности анализа проб.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение полноты раскрытия зерен полезного компонента и увеличение живого сечения сита.
Техническое решение направлено на повышение производительности и достоверности анализа проб и снижения трудоемкости их обработки, а также повышение эксплуатационной стойкости установки путем выбора рационального диаметра отверстий в перфорированной части внутреннего барабана, рациональной высоты штыря в скруберной части внутреннего барабана, определения рациональных сечений стержней рамы и соотношений сечений стержней основания и других стержней рамы.
В предлагаемой передвижной обогатительной установке для обработки проб россыпей, включающей раму, состоящую из стержней, бункер, загрузочное приспособление, импеллерный дезинтегратор, барабанный грохот с наружным барабаном и внутренним барабаном со штырями в скруберной части и отверстиями в перфорированной части, основной и контрольный центробежные сепараторы, самородкоулавливающий и эфельные шлюзы, внутренний барабан грохота выполнен с отверстиями, диаметр которых определяется по зависимости
где d - диаметр отверстия барабана, м;
t - расстояние между отверстиями, м,
F0 - площадь живого сечения в % от общей площади
при этом высота штыря в скруберной части внутреннего барабана по величине больше диаметра штыря
а площадь сечения стержня рамы устанавливается по зависимости
,
где S - площадь сечения стержня рамы, м2;
PKP - критическая нагрузка на раму, Н;
Е - модуль упругости материала стержня, Па;
при этом площадь сечения стержней основания рамы больше площади сечения каждого из других стержней рамы изготовленных из одинакового материала.
Благодаря тому, что внутренний барабан грохот выполнен с отверстиями диаметр которых определяется по зависимости
где d - диаметр отверстия барабана, м;
t - расстояние между отверстиями, м,
F0 - площадь живого сечения в % от общей площади;
увеличивается площадь живого сечения и повышается производительность и снижается трудоемкость процесса. Живое сечение сита определяется как отклонение площади отверстий сита в свету к общей площади и выражается в процентах.
В соответствии с теорией горного дела (см. Будюков Ю.Е., Власюк В.И., Спирин В.И. Алмазный породоразрушающий инструмент. - Тула, ИПП «Гриф иК», 2006 - 288 с.). Связь между площадью живого сечения сита, диаметром отверстия и расстоянием между отверстиями может быть представлена в виде
где t1, t2 - расстояние между отверстиями по горизонтали и вертикали соответственно, м;
d - диаметр отверстий внутреннего барабана, м;
F0 - площадь живого сечения сита в % от общей площади.
Если отверстия во внутреннем барабане расположены равномерно, то можно записать условие
Тогда с учетом (2) и (3) можно установить зависимость для определения живого сечения сита
Не трудно заметить, что если t=d, вычисленная по формуле (4) площадь живого сечения сита будет минимальной и равна 20% от общей площади, а при t=0 площадь живого сечения сита будет максимальной и равной 78%.
Однако последнее значение живого сечения (78%) чисто теоретическое значение, которое практически не достижимо, так как вследствие отсутствия стенки между отверстиями, они сольются. Поэтому практическое значение площади живого сечения будет ниже 78%. Решая (4) относительно d находим
Формула (5) выражает взаимосвязь между диаметром отверстия сита (d) расстоянием между отверстиями (t) и площадью живого сечения (F0).
Вследствие того, что высота штыря в скруберной части внутреннего барабана по величине больше диаметра штыря происходит интенсификация дезинтеграции материала пробы.
Благодаря тому, что площадь сечения стержня рамы устанавливается по зависимости
где S - площадь сечения стержня рамы, м2;
PKP - критическая нагрузка на раму, Н;
Е - модуль упругости материала стержня, Па;
при этом когда площадь сечения стержней основания рамы больше площади сечения каждого из других стержней рамы, изготовленных из одинакового материала, повышается прочность и устойчивость образующих раму стержней, а также конструкции рамы в целом.
Известно, что критической нагрузке соответствует напряжение сжатия (см. Е.С.Булгаков, Ю.А.Арсентьев, Р.А.Ганджумян и др. «Грузоподъемное устройство, механизмы вращения и подача буровых установок». - М. РГГРУ, 2007 - 424 с.).
где 
КR - критическое напряжение сжатия, ПА;
PKP - критическая нагрузка, Н;
S - площадь сечения стержня рамы, м2;
Е - модуль упругости материала стержня, Па;
- коэффициент, характеризующий приведенную гибкость стержня.
Сжатые стержни рассчитываем по формуле Эйлера, которую можно представить на основании выражения (7) в следующем виде
Из формулы (8) следует
где S - площадь сечения стержня рамы, м2;
РКР - критическая нагрузка, Н;
- коэффициент, характеризующий приведенную гибкость стержня.
Е - модуль упругости материала стержня, Па;
формула (6) выражает взаимосвязь между критической нагрузкой, приведенной гибкостью стержня, модуля упругости материала стержня и площадью сечения стержня.
Вследствие того, что площадь сечения стержней основания рамы больше площади сечения каждого из упругих стержней рамы изготовленных из одинакового материала конструкция рамы приобретает большую жесткость и устойчивость.
На фиг.1 изображена предлагаемая установка, общий вид, на фиг.2 барабан-грохот.
Установка включает: рама 1, механизм подъема 2, импеллерный дезинтегратор 3, барабан-грохот 4, привод барабана-грохота 5, сборник 6, блок лотков (шлюз) 7, шлюз эфельный 8, сепаратор центробежный (основной) 9, сепаратор центробежный (контрольный) 10, лоток 11, система водораспределения 12, станция магнитная 13, пульт управления 14, станция насосная (в основной комплект не входит) 15.
Барабан-грохот включает: скруберная часть 1, двух ситный классификатор 2, бандж 3, шкив 4, фланец 5, штырь 6, барабан внутренний с отверстием 7, барабан наружный с прорезями 8, хвостовая часть 9.
Установка на раме 1 работает следующим образом. Исходная проба загружается в бункер механизмом подъема 2 и поступает в импеллерный дезинтегратор 3, превращается в пульпу и следует в барабан-грохот 4, где благодаря штырям 6 и отверстиям во внутреннем барабане 7 интенсивно дезинтегрируется, обрабатывается по классам крупности, благодаря классификатору 2, состоящему из внутреннего барабана 7 и наружного барабана 8, далее материал проходит через сепараторы центробежные 9, 10 и блок лотков 7 и 11.
Такая конструкция установки позволяет вести обработку материала с высокой производительностью и достоверностью анализа проб и со снижением трудоемкости их обработки.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в повышении производительности, достоверности анализа проб, и эксплуатационной стойкости установки.
Экономический эффект на одну установку составляет 200 тысяч рублей.
Передвижная обогатительная установка для обработки проб россыпей, включающая раму, состоящую из стержней, бункер, загрузочное приспособление, импеллерный дезинтегратор, барабанный грохот с наружным барабаном и внутренним барабаном со штырями в скруберной части и отверстиями в перфорированной части, основной и контрольный центробежные сепараторы, самородкоулавливающий и эфельные шлюзы, отличающаяся тем, что внутренний барабан грохота выполнен с отверстиями, диаметр которых определяется по зависимости
где d - диаметр отверстия барабана, м;
t - расстояние между отверстиями, м;
F0 - площадь живого сечения в % от общей площади,
при этом высота штыря в скруберной части внутреннего барабана по величине больше диаметра штыря,
а площадь сечения стержня рамы устанавливается по зависимости
,
где S - площадь сечения стержня рамы, м2 ;
PKP - критическая нагрузка на раму, Н;
- коэффициент, характеризующий приведенную гибкость стержня;
Е - модуль упругости материала стержня, Па,
при этом площадь сечения стержней основания рамы больше площади сечения каждого из других стержней рамы, изготовленных из одинакового материала.
