Патент на изобретение №2176158
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (ВАРИАНТЫ) И АКУСТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат: Изобретение предназначено для промывки сильно загрязненных глинистыми примесями материалов и для получения гомогенных смесей. Способ акустической обработки включает формирование ударных волн и излучение их в объем рабочей камеры, установленной под эластичным днищем рабочей камеры упругой пластиной, причем один край упругой пластины закрепляют неподвижно, а другой – в подвижной опоре в упругосжатом состоянии, а среднюю часть пластины соединяют с эластичным днищем рабочей камеры, затем перемещают возвратно-поступательными перемещениями вдоль плоскости пластины подвижную опору с закрепленным на ней краем пластины. Вариант способа акустической обработки включает формирование ударных волн и излучение их в объем рабочей камеры, установленной под эластичным днищем рабочей камеры, упругой пластиной, причем оба края пластины закрепляют в подвижных опорах, затем одновременно перемещают их возвратно-поступательными движениями в плоскости пластины вдоль длинной ее оси в противофазе. Акустическая установка включает рабочую камеру с эластичным днищем и площадной источник ударных волн под ней в виде упругой пластины, причем пластина установлена в упругосжатом состоянии, один ее край закреплен неподвижно, другой – шарнирно в подвижной опоре, а по линии максимальной амплитуды пластина плотно или с фиксированным воздушным зазором соединена с эластичным днищем, при этом подвижная опора соединена с электродвигателем посредством кривошино-шатунного механизма. Вариант акустической установки включает рабочую камеру с эластичным днищем и площадной источник ударных волн под ней в виде упругой пластины, пластина установлена в упругосжатом состоянии, при этом торцевые края упругой пластины закреплены неподвижно на раме, середина соединена с подвижной опорой, а по линии максимальной амплитуды пластина плотно или с фиксированным воздушным зазором соединена с эластичным днищем. Вариант акустической установки включает рабочую камеру с эластичным днищем и площадной источник ударных волн под ней в виде упругой пластины, пластина установлена в упругосжатом состоянии, ее торцевые края с обеих сторон закреплены шарнирно на поворотных валах, при этом пластина в средней части соединена с эластичным днищем. Изобретение позволяет повысить эффективность акустической обработки материала. 5 с. и 14 з.п.ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к области рудоподготовки и обогащению полезных ископаемых, в частности к способам и техническим средствам, используемых для промывки сильно загрязненных глинистыми примесями материалов, а также может быть использовано для получения гомогенных смесей в химической, строительной и других отраслях промышленности. Известен способ и устройство для промывки полезных ископаемых, включающее рабочую камеру, оснащенную излучателями мембранного типа (см. а.с. N 1344416, кл. В 03 В 5/02, 1985). Более близким аналогом по технической сущности является устройство для промывки, включающее рабочую камеру с мембранами в виде упругих пластин (см. а.с. N 1776435, кл В 03 В 5/02, 1992). Недостатками этих устройств является сложность конструкции и недостаточная эффективность промывки. Задачей изобретения является повышение эффективности промывки. Поставленная задача достигается тем, что в способе акустической обработки, включающем формирование ударных волн и излучение их в объем рабочей камеры установленной под эластичным днищем рабочей камеры упругой пластиной, один край упругой пластины закрепляют неподвижно, а другой – в подвижной опоре в упругосжатом состоянии, а среднюю часть пластины соединяют с эластичным днищем рабочей камеры, затем перемещают возвратно-поступательными перемещениями вдоль плоскости пластины подвижную опору с закрепленным в ней краем пластины. Предварительно перед окончательным креплением краев пластины в опорах упругую пластину выводят из состояния устойчивого равновесия путем предварительного ее изгиба. Возвратно-поступательные перемещения подвижной опоры изменяют кривизну упругой пластины с одновременным перпендикулярным перемещением (относительно направления перемещения подвижной опоры) упругой пластины. Средняя часть упругой пластины имеет максимальную амплитуду колебаний. И именно в этом месте пластина соединена с эластичным днищем рабочей камеры. Резкие перемещения упругой пластины и соединенного с ней эластичного днища позволяют формировать и передавать импульсы ударных волн в объем рабочей камеры. Прохождение ударных волн по рабочей камере, заполненной обрабатываемым материалом в водной среде, вызывает кавитационный эффект, позволяющий дезинтегрировать и очищать поверхность кускового материала с высокой скоростью. Поставленная задача достигается также в способе акустической обработки, включающем формирование ударных волн и излучение их в объем рабочей камеры установленной под эластичным днищем рабочей камеры упругой пластиной, оба края пластины закрепляют в подвижных опорах, затем одновременно перемещают их возвратно-поступательными движениями в плоскости пластины вдоль длинной ее оси в противофазе. Одновременное перемещение в противофазе подвижных опор с закрепленной в них упругой пластиной обеспечивает сжатие и растяжение изначально выведенной из состояния устойчивого равновесия упругой пластины с меньшей величиной хода (в два раза) для достижения той же величины изгиба (амплитуды колебаний), что и предыдущем варианте. Этот вариант позволяет значительно увеличить скорость и амплитуду перемещения средней части упругой пластины, что, в свою очередь, существенно повышает крутизну фронта ударной волны, распространяющейся по рабочей камере. Поставленная задача достигается в акустической установке, включающей рабочую камеру с эластичным днищем и площадной источник ударных волн под ней в виде упругой пластины, причем пластина установлена в упругосжатом состоянии, один ее край закреплен неподвижно, другой – шарнирно в подвижной опоре, а по линии максимальной амплитуды пластина плотно или с фиксированным воздушным зазором соединена с эластичным днищем, при этом подвижная опора соединена с электродвигателем посредством кривошипно-шатунного механизма. Упругосжатое состояние упругой пластины обеспечивает изначальный вывод ее из состояния устойчивого равновесия. Шарнирное крепление одного конца упругой пластины на подвижной опоре позволяет при возвратно-поступательных перемещениях шарнирного крепления с краем упругой пластины сжимать и растягивать пластину, меняя степень кривизны при каждом движении. Разница между точками поверхности пластины при максимальном и минимальном степенях сжатия пластины соответствует амплитуде колебаний. Фиксированный зазор обеспечивает разгон пластин до момента соприкосновения с эластичным дном рабочей камеры. Более высокая начальная скорость колебаний увеличивает показатель крутизны ударной волны, что повышает скорость обработки и снижает объем рабочей камеры. Подвижная опора соединена с электродвигателем посредством кривошипно-шатунного механизма для перевода вращательного движения на электродвигателе в возвратно-поступательное. Площадной источник может быть представлен набором пластин. Это обеспечивает надежное крепление краев упругих пластин и позволяет производить частичную замену и подбор жесткости площадного источника. Площадной источник может быть представлен набором пластин, имеющих различную величину изначального сжатия. Возвратно-поступательные перемещения подвижной опоры в этом случае обеспечивают разную амплитуду колебаний пластин в источнике и приводят к эффекту наложения ударных волн в рабочей камере. Площадной источник может быть выполнен в виде набора тонких упругих пластин с нанесением слоя смазки между смежными пластинами пакета. Набор тонких пластин с площадью сечения, равной заменяемой толстой пластины, обеспечивает повышенную долговечность источника. Смежные пластины в пакете при изгибах смещаются относительно друг друга, и смазка между пластинами снижает износ. Смежные пластины набора установлены с фиксированным воздушным зазором по всей их длине. Воздушный зазор заменяет функцию смазки. Площадной источник представлен упругой пластиной переменной толщины, причем меньшая толщина расположена в зоне ее соединения с эластичным днищем. Переменная толщина упругой пластины позволит снизить потери мощности за счет уменьшения инерционности при колебаниях и увеличить долговечность площадного источника. Площадной источник может быть установлен поперек рабочей камеры. При таком размещении упругой пластины область застойных зон в рабочей камере может быть сведена до минимума, а ударные импульсы будут иметь одну фазу для всего объема рабочей камеры, что повышает эффективность промывки. Указанная задача достигается в акустической установке, включающей рабочую камеру с эластичным днищем и площадной источник ударных волн под ней в виде упругой пластины, при этом пластина установлена в упругосжатом состоянии, при этом торцевые края упругой пластины закреплены неподвижно на раме, середина соединена с подвижной опорой, а по линии максимальной амплитуды пластина плотно или с фиксированным воздушным зазором соединена с эластичным днищем. При возвратно-поступательных перемещениях подвижная опора с закрепленной на ней в средней части упругой пластиной поочередно сжимает и растягивает обе ее половины. При этом в рабочей камере будет две зоны акустического излучения, работающие в противофазе. Площадной источник может быть выполнен в виде набора пластин. Площадной источник может быть выполнен в виде набора пластин, имеющих различную величину изначального сжатия. Площадной источник может быть выполнен в виде набора пластин с нанесением слоя смазки между смежными пластинами. Смежные пластины набора могут быть установлены с фиксированным воздушным зазором по всей их длине. Площадной источник может быть представлен упругой пластиной переменной толщины, причем меньшая толщина расположена в зоне ее соединения с эластичным днищем. Площадной источник может быть установлен поперек рабочей камеры. Указанная задача достигается в акустической установке, включающей рабочую камеру с эластичным днищем и площадной источник ударных волн под ней в виде упругой пластины, отличающейся тем, что пластина установлена в упругосжатом состоянии, ее торцевые края с обеих сторон закреплены шарнирно на поворотных валах, при этом пластина в средней части соединена с эластичным днищем. Края упругой пластины закреплены шарнирно с обеих сторон на поворотных валах с целью усиления ударных импульсов при неизменной амплитуде. Площадной источник может быть установлен поперек рабочей камеры. Площадной источник может быть представлен упругой пластиной переменной толщины, причем меньшая толщина расположена в зоне ее соединения с эластичным днищем. На фиг. 1 (а, б, в) показана схема возбуждения поперечных колебаний площадного источника при продольных возвратно-поступательных перемещениях подвижной опоры, представленной поворотным валом; на фиг. 2 (а, б, в) – изображены фазы площадного источника с двумя подвижными опорами, представленными поворотными валами; на фиг. 3 изображена акустическая установка, вид сбоку; на фиг. 4 – то же, вид сверху, где 1 – эластичное днище; 2 – рабочая камера, 3 – пластина, 4 – консольное защемление края пластины на раме, 5 – шарнирное крепление края пластины, 6 – поворотный вал, 7 – электродвигатель. Работу устройства рассмотрим на примере конкретного исполнения. Под эластичным днищем 1 рабочей камеры 2 устанавливают пластины 3, один край которых закрепляют консольным защемлением 4 неподвижно на раме в начале и в конце рабочей камеры 2, другим краем пластины 3 закреплены в шарнирном креплении 5 на поворотном валу 6, который установлен посредине рабочей камеры 2. Поворотный вал 6 соединен с электродвигателем 7 посредством кривошипно-шатунного механизма. Перед окончательной фиксацией краев пластин 3 в местах крепления ее выводят из состояния устойчивого равновесия. Для этого пластину 3 принудительно изгибают, причем выпуклой частью направляют в сторону эластичного днища 1 рабочей камеры 2. Среднюю часть упругой пластины 3 соединяют с эластичным днищем 1 рабочей камеры 2. Затем запускают электродвигатель 7. Поворотный вал 6 вместе с шарнирным креплением края пластины 5 посредством кривошипно-шатунного соединения начинает при повороте смещать шарнирное крепление края пластины 5. Поворот вала 6 в одну сторону сжимает одну пластину 3 и растягивает другую пластину 3. При сжимании пластины 3 увеличивается ее прогиб с одной стороны крепления и растягивается пластина 3 (уменьшая ее прогиб) с другой стороны. В начале движения (фиг. 1а) пластина 3 максимально вытянута и имеет минимальную амплитуду. Пластина 3, расположенная с другой стороны приводного вала 6, в этот момент имеет максимальную амплитуду. При повороте вала электродвигателя 7 на 1/4 оборота (фиг. 1б) пластины 3 с обеих сторон приводного вала 6 имеют одинаковую среднюю величину прогиба (амплитуду). После поворота вала электродвигателя 7 на 1/2 оборота (фиг. 1в) первая пластина 3 будет иметь максимальный прогиб, а пластина 3 с другой стороны приводного вала – минимальный. При полном повороте вала электродвигателя 7 пластины 3 займут исходное положение. При длине пластины 3, равной 1 метру, смещение шарнирного крепления на 10 мм в сторону ее сжимания позволит обеспечить прогиб (амплитуду), равный 64 мм. При сжатии пластины 3 на 20 мм амплитуда составит 85 мм. При зажиме краев пластины 3 в шарнирном креплении 5 с двух сторон (фиг. 2) осуществляется одновременное сжимание пластины 3 при встречном синхронном повороте поворотных валов 6. Двухваловый привод позволяет обеспечить аналогичную (для одновалового привода) амплитуду при меньшем угле поворота каждого вала 6 (в два раза) с более высокой скоростью перемещения пластины 3. Пластины 3 соединены с эластичным днищем 1 рабочей камеры 2 по линиям максимальной амплитуды и колебания от поперечного перемещения пластин 3 передаются в рабочую камеру 2, заполненную пульпой. В рабочей камере 2 под воздействием поперечных колебаний пластин 3 возникает волновой процесс, который обеспечивает интенсивную дезинтеграцию. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.06.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 10-2003
Извещение опубликовано: 10.04.2003
|
||||||||||||||||||||||||||