Устройство для изучения процесса транспортировки минералов водным потоком

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05,07,76 (21) 2381966/18-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02,78; Бюллетень № 7

i) ) 594477 (5)) М Кч2

С 01 V 9/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 553.068,54 (088.8) (45) Дата опубликования описания 16,02,78 (72) Авторы изобретения Ю. В, Шумилов, В. Н, Воронцов и И. С. Шевченко (71) Заявитель

Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт

Дальневосточного научного центра АН СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРО))ЕССА

ТРАНСПОРТИРОВКИ МИНЕРАЛОВ ВОДНЪ|М

ПОТОКОМ

Известно устройство для. изучения про-. г цесса переноса и окатывания обломочногд

-т--— материала с помощью вращающегося барабана (1) . В этом устройстве перенос:обломочного материала производят механическим |О способом посрецством перекатывания воднообломочной смеси по стенке вращакхцегося барабана, Устройство относится к экспериментальной измерительной технике, в частности, для изучения образования россыпных месторождений ценных минералов.

Такой механизм переноса твердых частиц |5 в барабане принципиально отличается от механизма переноса в естественном водном потоке. Поэтому экспериментальные данные, полученные при помощи такого устройства, не могут считаться сколько-нибудь досто- 20 верными.

Известно также устройство, содержащее кольцевой бетонный лоток и вращающиеся плоские лопатки, с помощью которых моделируется водный поток (2). 25

В этом устройстве водный поток моделируется при помощи вращения плоских лопаток, при этом стационарность воцного потока нарушается, так как перед плоской лопаткой за счет большой пльщади ее поверхности возникает область повышенного давления, в которой скорость движения воцы выше, чем средняя скорость движущегося потока. В прилегающей области за лопаткой линии тока терпят разрыв, приводящий к возникновению вихревого поля, Результирующая скорость потока в этой области резко. падает, Это приводит к тому, что моделируемый водный поток в этом устройстве сильно отличается от естественного, имеющего постоянную скорость и установившийся режим течения.

Кроме!стационарности, важным свойством естественного водного потока является его турбулентный режим и возникающее при этом соотношение вертикальной н продольной составляющих скорости потока, На это соотношение. существенно влияет степень шероховатости дна водного потока. В известном устройстве. отсутствует возможность варьи594477 рования степени шероховатости, что также вносит дополнительные искажения в гидроди цамическое подобие модели естественного потока, В известном устройстве стенки лотка выполнены сплошными, что лишает Doç÷îæности визуального наблюцения за поведением твердых частиц и не позволяет про водить фото- и кинорегистрацию возникающих при переносе явлений, тем самым ис- 0 ключается возможность непосредственного анализа хода эксперимента, корректировки условий опыта и точной интерпретации по-. лучаемых результатов.

Все это обуславливас.т очень низкую достоверность получаем ых экспериментальных данных, допускаюнгих неоднозначность их интерпретации.

11елью изобретения является повышение достоверности исслецований, 20

Достигается это тем, что вращаюгциеся лопатки выполнены в виде решеток с изменяемой плогцадью относительно поперечного сечения потока, а дно лотка выполнено B виде набора съемных заменяемых трафаре- 25 тов с различной степенью шереховатости, Таким образом, отличительные признаки устройства за счет максимального приближения моделируемого водного потока к естественному позволяет повысить достоверность 30 экспериментальных данных, а также ускорить проведение опытов за счет возможности непосредственно регисг рировать явления, возникаюгцие при транспортировке минералов ,водным потоком.

На фиг, 1. изображена схема устройства; на фиг. 2 — дно лотка с уложенными донными трафаретами, общий вид.

Устройство содержит кольцевой лоток, 40 коромысло с подвижными на его концах решетчатыми лопатками 2, смотровое окно 3, Устройство раоотает следующим образом.

При вращении коромысла с подвижными на 4- его концах решетчатыми лопатками 2 в движение приводится заполняющая кольцевой лоток 1 водно-обломочная смесь, процесс транспортировки которой изучается. Применение решетчатых лопаток позволяет свести до минимума . возмущающее действие, которое вносят лопатки в моделируемый водный поток, так как поверхность лопаток резко уменьшается. Это приводит к тому, что области повьпценного и пониженного давления, а также вихревой потенциал уменьшаются, и моделируемый поток становится подобен стественному.

Применение сменных донных трафаретов

4, укладываемых на дно лотка, позволяет .создавать любой рельеф дна, относительно которого перемещается транспортируемый обломочный материал, что резко приближает моделирование к реальным условиям естественных потоков.

Смотровое окно 3 дает возможность визуально наблюдать 38 поведением твердых частиц в потоке, регулировать этот процесс, регистрировать возникающие явления с помощью киносъемки, тем самым позволяет оперативно управлять экспериментальным процессом, что в конечном итоге повышает объем получаемой информации и достоверность результатов.

Положительный эффект изобретения заклгочается в повышении эффективности научных исследований в области геологии россыпей за счет повьппения достоверности научных в ьгводов, рмулаизобрeтенnя

1. Устройство для изучения процесса транспортировки минералов водным потоком, содержащее кольцевой лоток и вращающиеся лопатки, о т л и ч а ю цг е е с я тем, что, с целью повьпцения достоверности исследования, вращающиеся лопатки выполнены в виде решеток с изменяемой площадью относительно поперечного сечения потока.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дно лотка выполнено в виде набора съемных заменяемых трафаретов с различной степенью шероховатости.

Источники информации, приЖгтые во внимание при экспертизе: i

1. Разумихин Н. В, Использование экспериментальных методов для решения неко: торых вопросов формирования россыпей, В. кн. "Геология рассыпей", М„"Наука"

1965, с. 335-343, 2. Кюнен ф, Экспериментальные исследования суспензионных потоков и I IIBHHcTbK суспензий. В. кн, "Геология и геофизика морского дна", М., "Мир" 1969, с. 59-63.

594477

Фиг.! фиг. 2 Составитель .В Зверев

Редактор Е. Гончар Техред л. латырев .

Корректор, A. Власенко

Заказ 880/54 Тираж 702 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4