Самоходная плавучая отсадочная установка

 

Самоходная плавучая отсадочная установка предназначена для добычи ценных элементов, плотностью от 3500 до 23000 кг/м³. Установка включает в себя катамаран, на котором скомпонованы рабочие узлы устройства, представляющие собой воздушно-гидродинамический барботер, смонтированный на поворотном бункере с горизонтальной сливной щелью, под дном которого расположен водометный агрегат и платформа-трамплин с регулируемым углом наклона, а также поднимаемо-опускаемая люлька с рядом поперечных лотков. Якорными элементами служат грунтозацепы. Электрообеспечение осуществляется за счет ветроэлектростанции. 3 ил.

Изобретение относится к мокрому обогащению песков россыпных месторождений и может использоваться для добычи широкого спектра полезных ископаемых в акваториях гидросистем.

Известен промывочный прибор для песков россыпных месторождений, содержащий вибрационный грохот с расположенным под ним поддоном с центральным разгрузочным отверстием, установленный под разгрузочным отверстием пульподелитель, выполненный со сливным порогом и отверстием для разгрузки [1]. Недостатком аналога является то, что для отделения ценных компонентов требуется наличие отсадочной машины.

Известно устройство для промывки песков россыпей, содержащее корпус с водой и дезинтегратором, приемник надрешетного и подрешетного материалов, бесконечную цепь с подвешенными на ней контейнерами, открытыми книзу, загрузочный бункер. Загруженный контейнер под действием веса материала, захватив порцию воздуха воронкой, опускается в водную среду. Воздух, захваченный воронкой контейнера, под действием давления воды вытесняется через отверстия коллектора вверх, образуя водовоздушную среду, которая обеспечивает дезинтеграцию промываемого материала [2]. Недостаток аналога заключается в том, что он обеспечивает повышение степени извлечения полезного компонента, а не само извлечение.

Известна отсадочная установка, содержащая механизм подачи пульпы и механизм разделения твердых частиц на фракции, включающий бункер [3].

Недостатком прототипа является то, что указанная установка предназначена для промывки какого-либо одного вида ценного материала.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости и повышение эффективности отсадочного процесса всех ценных химических элементов, содержащихся в песке или пульпе.

Он достигается тем, что самоходная плавучая отсадочная установка, содержащая механизм подачи пульпы и механизм разделения твердых частиц на фракции, включающий бункер, включает в себя катамаран, между симметричными корпусами которого на корме на П-образном каркасе выполнена рубка, а на корме и носовой части с внешней стороны прикреплены вертикальные направляющие, в которых расположены стержнеобразные грунтозацепы, причем механизм разделения твердых частиц на фракции выполнен с водометным агрегатом, барботером, платформой и люлькой с лотками, при этом бункер установлен на горизонтальной оси с возможностью поворота и выполнен в нижней части с горизонтальным щелевидным сливным отверстием, под дном бункера размещен водометный агрегат и платформа, опирающаяся на ползуны, размещенные в полукруглых параллельных и симметричных направляющих, тыльная часть которой с противовесом и шарниром соединена с лебедкой через штангу и трособлочную систему, обеспечивающую ее утапливание и возвратно-поступательный поворот бункера, в верхней части которого установлен барботер, причем в средней части, между корпусами катамарана выполнена П-образная стойка с вертикальными направляющими пазами, в которых установлены ползуны люльки, смонтированной с возможностью опускания и подъема, а в основании люльки на горизонтальной прямоугольной раме размещены поперечные лотки, сверху стойки смонтирована мачта для ветроэлектростанции, при этом барботер содержит соединенные посредством фланцев с одного конца загрузочную воронку, а с другого - сливную горловину, между которыми размещен разъемный по горизонтали, преимущественно прямоугольной формы корпус, внутри которого по осевой с равными интервалами установлены по меньшей мере три вращающихся под действием сжатого воздуха реактивных колеса с трубчатыми горизонтальными осями и спицами в вертикальной плоскости, по концам и средней части которых размещены спаренные сопла, направленные в диаметрально противоположные стороны, между которыми в вертикальных канавках установлены по меньшей мере три съемно-вставные решетки с отверстиями различной конфигурации, а перед сливной горловиной установлена съемно-вставная концентрическая гильза, выполненная из перфорированного листового материала в форме двухсторонних терок.

Установка может находиться и работать в крытом от внешней среды помещении и должна быть укомплектована водяным насосом для подачи в воздушно-гидродинамический барботер промывочной воды, компрессором - для подачи воздуха в реактивные колеса, резервным ДВС, аккумуляторами, солнечными батареями, радиостанцией, грунтовым насосом и пульповодом, электроприводами лебедок, гребного винта, средствами сигнализации, системой электроосвещения. Для устранения попадания в установку плывущего по поверхности воды мусора со стороны носовой части судна может быть установлен сетчатый клиновидный отсекатель. Для бесперебойной эксплуатации установки в состав экспедиции или каравана должны быть включены брандвахта, грузовые крытые понтоны-плашкоуты, буксирные катера и моторные лодки.

На фиг. 1 изображена самоходная плавучая установка с расположением бункера в носовой части, вид сбоку; на фиг. 2 - воздушно-гидродинамический барботер, вид сбоку; на фиг. 3 - самоходная плавучая отсадочная установка с расположением бункера в корме, вид сбоку.

Самоходная плавучая отсадочная установка в статике представляет собой катамаран 1, состоящий из двух параллельно скрепленных корпусов, имеющих гребной винт 2, руль 3, буксирные петли 4, рубку 5, трап 6, штурвал 7, направляющий патрубок 8, грунтозацеп 9, кольцо 10, трос 11, блоки 12, лебедку 13, П-образную стойку 14, распорку 15, люльку 16 с ползунами 17, рамой 18 с закрепленными на ней поперечными лотками 19, кольцо люльки 20, соединенное с тросом 21, который расположен в блоке 22 и соединен с барабаном лебедки 23. На мачте 24, прикрепленной к перекладине стойки 14, расположена с возможностью поворота в горизонтальной плоскости ветроэлектростанция 25. В носовой части катамарана расположен бункер 26 на горизонтальной оси 27 с упором 28. Опоры оси бункера закреплены на разных корпусах катамарана. На дно бункера 26 уложен вставной многожелобчатый лист-вкладыш 29. Под бункером 26 на ползунах 31 в направляющей 32 размещена платформа-трамплин 30, снабженная с тыльной стороны противовесом 34 и шарниром 33, соединенным со штангой 35, проходящим через направляющий патрубок 36, взаимодействующий с блоками 37 и лебедкой 39 через трос 38. Внизу между бункером 26 и направляющими 32 расположен водометный агрегат 40. В направляющих патрубках 41, прикрепленных с внешней стороны корпуса, расположены стержни грунтозацепов 42, имеющие в верхней части перекладину 43, соединенную через блоки 44 посредством тросов с лебедкой 46 благодаря стойке 47. Высшие точки установки снабжены осветительными и сигнальными фонарями 48. Сверху на бункере 26 установлен воздушно-гидродинамический барботер с загрузочной воронкой 51, который (фиг. 2) содержит мелкоячеистое сито 52, фланцы 53, трубчатые оси реактивных колес 54, трубчатые спицы реактивных колес 55, спаренные сопла 56, съемно-вставные рамки 57, съемно-вставную концентрическую гильзу 58, сливную горловину 59; 49 - траектория движения твердых частиц в воде в зависимости от их плоскости, 50 - направление течения реки.

Установка, изображенная на фиг. 1, подготовлена к работе. Люлька 16 расположена в нижнем положении. Ее лотки 19, закрепленные на раме 18, лежат на дне реки. Грунтозацепы 9 и 42 обеспечивают неподвижность установки на реке, так как их концы расположены в грунте дна. Наличие волн на реке не является помехой, так как направляющие 8 и 41 стержней грунтозацепов, а также ползунов 17 люльки 16 в стойке 14 обеспечивают свободное скользящее сопряжение элементов, не позволяя катамарану смещаться. Колебания же корпуса от волн - работе не помеха. Бункер 26 находится в рабочем положении. Электроэнергия, вырабатываемая ветроэнергостанцией 25, используется для работы ламп освещения в фонарях 48 и электроприводов водометного агрегата, лебедок, гребного винта, которые включаются с помощью пусковых автоматов (не показаны). При подаче пульпы (смеси воды и песка) в загрузочную воронку 51 воздушно-гидродинамического барботера без галечника, удаляемого с помощью сита 52, пульпа устремляется вниз в барботер, встречая на своем пути вращающийся под действием сжатого воздуха реактивные колеса 55, между спицами которых имеются лопатки, так что колеса одновременно выполняют функцию водяного насоса и разрыхлителя и бурного перемешивателя твердых частиц в пульпе за счет выравнивающих из сопел струй воздуха, быстрого вращения реактивных колес. При продвижении пульпы по барботеру с препятствием в виде трех съемно-вставных решеток 57, выполненных с горизонтальными, вертикальными и решетчатыми отверстиями, а также через концентрические терочные двухсторонние гильзы твердые частицы освобождаются от обволакивающих их глинистых и мельчайших частиц легких минералов и сливают в бункер 26 на многожелобчатый лист-вкладыш 29, по которому пульпа струйками истекает за пределы бункера, попадая на желоба платформы-трамплина 30, опирающейся на ползуны 31 в пазах направляющей 32, удерживаемой штангой 35 с определенным углом наклона. Водометный агрегат 40 создает между платформой-трамплином 30 и бункером 26 стремительное движение жидкости, выбрасывающее пульпу с твердыми частицами в окружающую водную движущуюся среду 49, которые в зависимости от плотности до оседания на лотки или дно реки совершает тот или иной по длине путь.

Интенсивный направленный поток воды, создаваемый водометным агрегатом 40, обеспечивает содержащимся в песке твердым частицам начальную или стартовую скорость. Минералы, находящиеся в песке, движутся по траектории, изображенной стрелками 49. Из физики известно, что твердые частицы в движущемся потоке воды под воздействием земного притяжения, опускаясь на дно, сносятся потоком от места сброса тем дальше, чем они по плотности меньше. Для разжижения пульпы в загрузочную воронку 51 барботера может подаваться промывочная вода, нагреваемая водяным насосом по трубопроводам из водоема (не показаны).

Частицы полезных и ценных элементов - алмазы, серебро, золото, платина и другие, имеющие различные плотности, при движении в водной среде опустятся на дно и попадут каждый в свой лоток 19, песок (кремний), глинистые вещества, имеющие меньшую плотность, будут снесены потоком воды на пределы установки.

Работа установки возможна при условии ее нахождения на плаву. При паводке люлька 16 может не опускаться на дно, а находиться в висячем положении благодаря тросам 13 и концевым ограничителям в стойках 7 (не показано). Установка способна обеспечить процесс отсадки без исключения водометного агрегата при скорости течения реки, превышающей 0,5 м/сек и глубине реки более 1 м. Трособлочная система обеспечивает рабочее положение люльки 16 в подвешенном состоянии на необходимой высоте.

Для эффективности работы установки перед работой необходимо установить платформу-трамплин 50 под углом, близким к 45^o. Это выполняется путем включения лебедки 15, с помощью которой через тросы 13 и блоки 14 штанга 23 обеспечивает поворот платформы-трамплина 30 вокруг ползунов 31 на нужный угол. Пульпа подается на установку из пульповода, сопряженного с грунтовым насосом (не показано). После прекращения подачи пульпы в загрузочную воронку 51 выключается водометный агрегат 40. При необходимости сменить местоположение установки бункер 26 путем включения лебедки 15 с помощью блоков и тросов 37, 38, штанги 35 утапливает платформу-трамплин 30 до упора, после чего начинает поворачиваться на оси 27 бункера 26 по часовой стрелке на 90^o после чего с помощью концевых выключателей (не показано) привод лебедки выключается. Затем с помощью лебедки трособлочной системы по стойке 14 со дна поднимается люлька 16 до упора концевого выключателя. Судно продолжает оставаться на месте благодаря грунтозацепам 9 и 42. В связи с тем, что судно установлено носовой частью вверх по течению, во избежание заноса, поднимают сначала кормовые грунтозацепы 9 включением лебедки 13, а затем носовые грунтозацепы 42 включением лебедки 47, после чего судно начнет движение по течению реки, выполняя задний ход. Необходимо включить электропривод гребного винта 2 и с помощью руля 3 и штурвала 7 осуществить управление движением судном из рубки 5.

При необходимости остановить судно выполняют операции в обратной последовательности: включается лебедка 39 носовых грунтозацепов 42, которые опускаются на дно, углубляясь в грунт, останавливают движение судна. Затем опускаются кормовые грунтозацепы 9 с помощью лебедки 13, блоков 12 и тросов 11. Ветроэлектростанция 25 обеспечивает электроэнергией круглосуточно. При недостаточной освещенности включаются фонари 48. Для подготовки установки к работе следует выполнить операции в обратной последовательности: развернуть барабан 26 вокруг оси 27 с помощью лебедки 39, ослабив натяжение троса 38, левая часть бункера в водометным агрегатом тяжелее правой, что при ослаблении троса 13 позволяет бункеру 26 поворачиваться вокруг оси 27 до касания упора 28 поверхности корпуса 1, после чего под действием противовеса 31 производится регулировка угла наклона платформы-трамплина 30, угол наклона которой к линии горизонта должен быть близким к 45^o. Затем с помощью лебедки опускается люлька 16 по направляющей 14 до касания дна или висячего положения в зависимости от глубины реки. После включения водометного агрегата 40 и подачи пульпы в загрузочную воронку 51 установка начнет работать. Пульпа из бункера 26 сливается, стекает, сползает струйками по желобам 29, попадая в желобки платформы-трамплина 30, обеспечивая равномерность ее подачи в стремительно движущийся поток воды, который разносит твердые частицы на расстояния, зависящие от их плотности. Известно, что тяжелые зерна в воде перегоняют легкие частицы других минералов, которые сносятся потоком воды за пределы установки. Содержимое лотков 19 периодически вынимается. Для удобства сбора содержимого лотков на их дно могут укладываться специальные волоконно-ворсистые объемно-пористые водостойкие коврики-настилы, которые после сушки освобождаются от металлов путем вытряхивания, выбивания над специально разложенным пленочным материалом.

На фиг. 3 изображено устройство с зеркальной компоновкой основных узлов-бункера 26, расположенного в кормовой части, и люльки 16 с лотками 19 - в носовой части судна. Судно устанавливается носовой частью вверх по течению. Водомет обеспечивает выброс потока пульпы против течения реки, что обеспечивает более высокое качество отсадочной операции в связи с тем, что частицы легких минералов не достигают люльки с лотками, а сносятся по течению. Тяжелые же частицы с более высокой плотностью способны преодолеть сопротивление движущегося навстречу водного потока и опуститься в лотки 19 с учетом их плотности. Установка может применяться в любых водоемах, обеспечивающих ее плавучее состояние.

Формула изобретения

Самоходная плавучая отсадочная установка, содержащая механизм подачи пульпы и механизм разделения твердых частиц на фракции, включающий бункер, отличающаяся тем, что установка включает в себя катамаран, между симметричными корпусами которого на корме на П-образном каркасе выполнена рубка, а на корме и носовой части с внешней стороны прикреплены вертикальные направляющие, в которых расположены стержнеобразные грунтозацепы, причем механизм разделения твердых частиц на фракции выполнен с водометным агрегатом, барботером, платформой и люлькой с лотками, при этом бункер установлен на горизонтальной оси с возможностью поворота и выполнен в нижней части с горизонтальным щелевидным сливным отверстием, под дном бункера размещен водометный агрегат и платформа, опирающаяся на ползуны, размещенные в полукруглых параллельных и симметричных направляющих, тыльная часть которой с противовесом и шарниром соединена с лебедкой через штангу и трособлочную систему, обеспечивающую ее утапливание и возвратно-поступательный поворот бункера, в верхней части которого установлен барботер, причем в средней части, между корпусами катамарана выполнена П-образная стойка с вертикальными направляющими пазами, в которых установлены ползуны люльки, смонтированной с возможностью опускания и подъема, а в основании люльки на горизонтальной прямоугольной раме размещены поперечные лотки, сверху стойки смонтирована мачта для ветроэлектростанции, при этом барботер содержит соединенные посредством фланцев с одного конца загрузочную воронку, а с другого - сливную горловину, между которыми размещен разъемный по горизонтали, преимущественно прямоугольной формы корпус, внутри которого по осевой с равными интервалами установлены по меньшей мере три вращающихся под действием сжатого воздуха реактивных колеса с трубчатыми горизонтальными осями и спицами в вертикальной плоскости, по концам и средней части которых размещены спаренные сопла, направленные в диаметрально противоположные стороны, между которыми в вертикальных канавках установлены по меньшей мере три съемно-вставные решетки с отверстиями различной конфигурации, а перед сливной горловиной установлена съемно-вставная концентрическая гильза, выполненная из перфорированного листового материала в форме двухсторонних терок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3