Подача воздуха в пневматических отсадочных машинах в каждый ее отсек регулируется
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ОТСАДОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 1998 года по МПК B03B5/24
Описание патента на изобретение RU2107551C1
Пневматическая отсадочная машина, имеющая конструкцию, вытекающую из названных выше признаков, которая разделяет загруженные вещества в пульсирующей водяной ванне по их удельному весу, известна своим применением; при этом пульсирующая водяная ванна создается за счет ритмичной подачи или отвода сжатого воздуха. Подача сжатого воздуха или соответственно отвод воздушной прослойки осуществляется через управляющие клапаны, которые приводятся в действие наряду с механическим или электрическим приводами, в частности также и пневматическим. Причем с известными пневматическими приводами клапана связан недостаток, состоящий в том, что требуется посторонняя энергия в форме сепаратно подводимого сжатого воздуха как воздуха управления для приведения в действие пневматических приводов клапана.
Из патента DE-B-1217292 уже известна пневматическая отсадочная машина, обладающая родовыми признаками, у которой приводимые в движение пневматически тарельчатые клапаны уже управляются электромагнитными управляющими клапанами, причем, однако, также и в этом уровне техники должна быть собственная сеть сжатого воздуха для подвода воздуха управления.
Поэтому в основу изобретения положена задача снизить энергозатраты отсадочной машины, обладающей указанными родовыми признаками, и улучшить точность управления клапанами.
Поставленная задача решается тем, что в пневматической отсадочной машине с воздушной камерой, служащей для создания пульсации, которая через впускной клапан связана с магистралью для подвода сжатого воздуха и через выпускной клапан с выпускной магистралью, причем каждый из клапанов, впускной и выпускной соответственно, выполнен в виде тарельчатого клапана, соединенного через клапанный шток с пневматически нагруженным приводом, и каждый из пневматически нагруженных приводов впускного и выпускного клапанов соответственно соединен с источником сжатого воздуха при промежуточном включении электромагнитного управляющего клапана, согласно изобретению источником сжатого воздуха является напорная камера впускного клапана, сообщенная с магистралью для подвода сжатого воздуха, и предусмотрен трубопровод, который сообщен с напорной камерой впускного клапана и с обоими электромагнитными управляющими клапанами, каждый из которых связан с соответствующим впускным и выпускным клапанами.
Данное изобретение предусматривает в своей основной идее, что пневматически нагруженные приводы клапанов соединены с магистралью для подвода сжатого воздуха для воздушной камеры отсадочной машины через соответствующий трубопровод. Таким образом, с изобретением связано то преимущество, что давление воздуха, имеющееся в зоне подвода сжатого воздуха для эксплуатации отсадочной машины, используется также для управления впускным и выпускным клапанами, так что нет необходимости в подаче посторонней энергии, таким образом, потребность в энергии отсадочной машины в общей сложности сокращается, так что может отпасть необходимость в соответствующих компрессорных установках для производства посторонней энергии. С учетом связи между управлением приводами клапанов и подводом сжатого воздуха для отсадочной машины затраты на управление становятся также меньше, а точность управления улучшается, потому что управление клапанов автоматически учитывает условия в зоне подвода сжатого воздуха. Затраты посторонней энергии, необходимые для электромагнитных управляющих клапанов при этом не увеличиваются.
Согласно примеру выполнения изобретения привод клапанов выполнен соответственно как мембранный привод в плунжерном исполнении с мембраной, размещенной в герметичном корпусе и связанной со штоком клапана. С этим связано особое преимущество, что при давлении воздуха, обычно присутствующем в зоне подачи сжатого воздуха, и предназначенном для управления клапанами, реакция, определяемая соотношением рабочей поверхности привода клапана и клапанной поверхности впускного и соответственно выпускного клапана, регулируется с необходимой точностью как скорость срабатывания. Другое преимущество вытекает из того, что у смонтированной отсадочной машины можно легко приспособить управление к изменившимся условиям эксплуатации за счет адаптации мембраны в приводе клапана.
Однако согласно примеру выполнения возможно также выполнение клапана в виде известного цилиндро-поршневого привода для штока клапана.
Целесообразно также выполнение электромагнитного управляющего клапана для снабжения воздухом привода клапана в виде 4/3-распределителя, у которого закрытое среднее положение обеспечивает герметичное, без утечек, положение закрытия впускного и выпускного клапанов соответственно.
Но в качестве альтернативного решения тарельчатый клапан может быть поджат в запирающем положении за счет предварительно заневоленной пружины, а электромагнитный управляющий клапан для снабжения сжатым воздухом привода клапана может быть выполнен в виде 3/2-распределителя, прочем тогда за счет предварительного нагружения пружиной тарельчатого клапана в его запирающее положение вполне достаточно двух позиций электромагнитному распределительному клапану для управления приводом клапана; тарельчатый клапан, предварительно нагруженный с помощью пружинного устройства в своем запирающем положении, в основном известен из J. Van Gemerden «Technische informatie voor werktuigbouwkundigen», 1982, STAM TECHNISCHE BOEKEN BV, Gulemborg Niederlande, стр. 432.
Для того чтобы иметь возможность регулирования управлением отсадочной машиной с необходимой точностью, предусмотрено, что скорость срабатывания (быстродействие), определяемая соотношением рабочей поверхности привода клапана к поверхности тарельчатого клапана, отрегулирована с не большей инерционностью, чем собственная инерционность электромагнитного управляющего клапана.
Так как определенные эксплуатационные ситуации, например трогание с места отсадочной машины в случае загруженной через край машины, могут привести к необходимости в течение короткого времени полностью открыть впускное поперечное сечение впускного клапана, то в примерах выполнения согласно изобретению предусмотрено устранение ограничения хода, которое может быть осуществлено посредством управляемого от посторонней энергии упора в системе управления упорной пластины; поскольку в соответствии с изобретением предусмотрено механическое ограничение хода, что запирающий крючок, действующий на предусмотренный на штоке клапана кронштейн, выполнен согласно примеру выполнения откидным.
На фиг.1 изображена отдельная отсадочная камера 1 отсадочной машины типа «подпульсации», в которой воздушная камера 2 размещена в водяной ванне 3 отсадочной машины под носителем 4 материала, подвергаемого отсадке, Воздушная камера 2 соединена посредством трубопровода 5, разветвляющегося на подводящий трубопровод 5a и выпускной трубопровод 5b, с выпускным клапаном 6 с одной стороны и впускным клапаном 7 с другой стороны. Впускные клапаны 7 нескольких отсадочных камер, последовательно расположенных у одной отсадочной машины, подключены к магистрали для подвода сжатого воздуха, которая на фигурах не показана.
Как видно на фиг.2, впускной клапан 7 имеет клапанную камеру 8 с размещенной в ней разделительной стенкой 9, в которой выполнено клапанное отверстие 10; клапанное отверстие 10 имеет возможность открывания и закрывания посредством тарельчатого клапана 11, причем тарельчатый клапан 11 приводится в действие с помощью штока 12 клапана в диапазоне между положением открытия и закрытия. Что касается впускного клапана 7, то его напорную камеру 13, сообщенную с магистралью (на фиг.2 не показана) для подвода сжатого воздуха и расположенную над разделительной стенкой 9, следует причислить к зоне подачи сжатого воздуха вместе с присутствующим там давлением воздуха, в то время как соответствующую камеру 16 выпускного клапана 6, сообщенную с выпускной магистралью (на фиг. не показана), следует причислить к зоне выпуска воздуха вместе с присутствующим там давлением окружающей среды.
Шток 12 клапана через уплотнение 17 выведен из клапанной камеры 8 и доходит до герметизированного в части давления корпуса 18 пневматического привода 19; в корпусе 18 размещена мембрана 20, на которой укреплен шток 12 клапана. В представленной форме выполнения плоскому положению покоя мембраны 20 соответствует положение запирания тарельчатого клапана 11; возможны и другие положения, например с установкой положения мембраны в ее одном конечном положении, соответствующем приблизительно половине высоты хода (штока); корпус 18 пневматического привода 19 клапана опирается через кронштейн 21 на клапанную камеру 8 впускного и соответственно выпускного клапанов.
В примере выполнения, представленном на фиг.3, пружина 24 нагружает тарельчатый клапан 11 в его положении закрытия, причем пружина 24 опирается на соответствующую стенку клапанной камеры 8 и тарельчатый клапан 11; в данном примере выполнения соответствующий электромагнитный управляющий клапан 25 выполнен в виде 3/2-распределителя с двумя положениями переключения, причем эти положения переключения соответствуют, с одной стороны, открытию тарельчатого клапана 11 с перемещением мембраны 20 вверх и, с другой стороны, отводу управляющего воздуха во время движения закрытия клапана, производимого пружиной 24.
В описанных случаях электромагнитные управляющие клапаны 23, 25 как в форме выполнения в виде 4/3-распределителя, так и в форме выполнения в виде 3/2-распределителя, представляют собой обычные управляющие клапаны, которые не требуют никакого технического пояснения.
На фиг. 4 и 5 представлен ограничитель хода для выполнения движения открытия тарельчатого клапана 11 со штоком 12 клапана; в примере выполнения, представленном на фиг. 4, в корпусе 18 привода 19 клапана предусмотрена упорная пластина 26, скоординированная с верхним концом клапанного штока 12, положение которой над соответствующим штоком поршня определяется гидравлическим цилиндром 27, размещенным вне корпуса 18, причем гидравлический цилиндр 27 может управляться системой 28 управления таким образом, что может регулироваться как ход клапанного штока 12, так и с помощью упорной пластины 26 может быть полнят ограничитель. При этой форме выполнения ограничителя хода упорная пластина служит одновременно демпфирующим устройством, так как определение положения может происходить соответствующим образом очень гибко с помощью гидравлического цилиндра.
В примере выполнения устройства ограничения хода, представленном на фиг. 5, клапанный шток 12 имеет упорный кронштейн 29, с которым скоординирован имеющий жесткий корпус, который к тому же в предпочтительной форме выполнения устанавливается на разной высоте, запирающий крюк 30; запирающий крюк 30 зафиксирован в своем положении посредством коленно-рычажного устройства 31 и имеет возможность откидывания из положения запирания упорного кронштейна 29 за счет приведения в действие коленно-рычажного устройства 31. Таким образом, при определенных эксплуатационных ситуациях, как, например, при пуске, когда машина засыпана, имеется возможность полного открытия впускного сечения тарельчатого клапана 11 без учета установленного ограничения хода.
Признаки изобретения, раскрытые в описании, формуле изобретения, реферате и на чертежах, могут быть существенными для осуществления изобретения в его разных формах выполнения как по отдельности, так и в любой комбинации.
Похожие патенты RU2107551C1
Иллюстрации к изобретению RU 2 107 551 C1
Реферат патента 1998 года ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ОТСАДОЧНАЯ МАШИНА
Формула изобретения RU 2 107 551 C1
Устройство и принцип действия отсадочных машин
Все отсадочные машины (в зависимости от вида среды) подразделяют на гидравлические (с водной рабочей средой) и пневматические (с воздушной). Последние сохранились на некоторых устаревших углеобогатительных фабриках, в конструктивном исполнении малоэффективны и, по-видимому, не найдут дальнейшего распространения.
Рис. Принципиальные схемы основных типов отсадочных машин:
а – с подвижным решетом; б – поршневая;
в – диафрагмовая; г – воздушно-золотниковая
Двигаясь вдоль машины, сырье расслаивается по плотностям. Тяжелый продукт уходит вниз через щели решета в конце каждой секции (на схеме их две) и выгружается с помощью элеватора. Количество продуктов разделения зависит от количества секций.
Машины с подвижным решетом находят ограниченное применение для обогащения марганцевой руды. Существенное их достоинство — незначительный расход воды на обогащение.
Легкий продукт выносится с потоком воды через борт установки, а тяжелый направляется в камеру через отверстия решета (при искусственной постели) или через щель в конце секции, затем он выгружается из машины с помощью элеватора или другого устройства.
Поршневые отсадочные машины не имеют широкого распространения вследствие низкой удельной производительности, а также большого расхода воды и электроэнергии. Они полностью вытеснены машинами воздушно-золотникового типа.
Положительная особенность данной установки— постоянство хода диафрагмы, обеспечивающее «жесткий» режим пульсаций среды; недостаток — ограниченность производительности, невозможность увеличения площади отсадочного решета, так как это вызывает нарушение равномерности пульсаций среды. Диафрагмовые отсадочные машины наиболее широко применяют при обогащении руд.
Легкий продукт разгружается со сливом через борт установки, а тяжелый и промежуточной плотности — в щели, расположенные в конце каждого рабочего отделения.
Воздушно-золотниковые отсадочные машины используют преимущественно при обогащении угля и реже — руд.
Пневматическая отсадочная машина
Патент 2107551
Пневматическая отсадочная машина
Пневматическая отсадочная машина, имеющая конструкцию, вытекающую из названных выше признаков, которая разделяет загруженные вещества в пульсирующей водяной ванне по их удельному весу, известна своим применением; при этом пульсирующая водяная ванна создается за счет ритмичной подачи или отвода сжатого воздуха. Подача сжатого воздуха или соответственно отвод воздушной прослойки осуществляется через управляющие клапаны, которые приводятся в действие наряду с механическим или электрическим приводами, в частности также и пневматическим. Причем с известными пневматическими приводами клапана связан недостаток, состоящий в том, что требуется посторонняя энергия в форме сепаратно подводимого сжатого воздуха как воздуха управления для приведения в действие пневматических приводов клапана.
Из патента DE-B-1217292 уже известна пневматическая отсадочная машина, обладающая родовыми признаками, у которой приводимые в движение пневматически тарельчатые клапаны уже управляются электромагнитными управляющими клапанами, причем, однако, также и в этом уровне техники должна быть собственная сеть сжатого воздуха для подвода воздуха управления.
Поэтому в основу изобретения положена задача снизить энергозатраты отсадочной машины, обладающей указанными родовыми признаками, и улучшить точность управления клапанами.
Поставленная задача решается тем, что в пневматической отсадочной машине с воздушной камерой, служащей для создания пульсации, которая через впускной клапан связана с магистралью для подвода сжатого воздуха и через выпускной клапан с выпускной магистралью, причем каждый из клапанов, впускной и выпускной соответственно, выполнен в виде тарельчатого клапана, соединенного через клапанный шток с пневматически нагруженным приводом, и каждый из пневматически нагруженных приводов впускного и выпускного клапанов соответственно соединен с источником сжатого воздуха при промежуточном включении электромагнитного управляющего клапана, согласно изобретению источником сжатого воздуха является напорная камера впускного клапана, сообщенная с магистралью для подвода сжатого воздуха, и предусмотрен трубопровод, который сообщен с напорной камерой впускного клапана и с обоими электромагнитными управляющими клапанами, каждый из которых связан с соответствующим впускным и выпускным клапанами.
Согласно примеру выполнения изобретения привод клапанов выполнен соответственно как мембранный привод в плунжерном исполнении с мембраной, размещенной в герметичном корпусе и связанной со штоком клапана. С этим связано особое преимущество, что при давлении воздуха, обычно присутствующем в зоне подачи сжатого воздуха, и предназначенном для управления клапанами, реакция, определяемая соотношением рабочей поверхности привода клапана и клапанной поверхности впускного и соответственно выпускного клапана, регулируется с необходимой точностью как скорость срабатывания. Другое преимущество вытекает из того, что у смонтированной отсадочной машины можно легко приспособить управление к изменившимся условиям эксплуатации за счет адаптации мембраны в приводе клапана.
Однако согласно примеру выполнения возможно также выполнение клапана в виде известного цилиндро-поршневого привода для штока клапана.
Целесообразно также выполнение электромагнитного управляющего клапана для снабжения воздухом привода клапана в виде 4/3-распределителя, у которого закрытое среднее положение обеспечивает герметичное, без утечек, положение закрытия впускного и выпускного клапанов соответственно.
Но в качестве альтернативного решения тарельчатый клапан может быть поджат в запирающем положении за счет предварительно заневоленной пружины, а электромагнитный управляющий клапан для снабжения сжатым воздухом привода клапана может быть выполнен в виде 3/2-распределителя, прочем тогда за счет предварительного нагружения пружиной тарельчатого клапана в его запирающее положение вполне достаточно двух позиций электромагнитному распределительному клапану для управления приводом клапана; тарельчатый клапан, предварительно нагруженный с помощью пружинного устройства в своем запирающем положении, в основном известен из J. Van Gemerden «Technische informatie voor werktuigbouwkundigen», 1982, STAM TECHNISCHE BOEKEN BV, Gulemborg Niederlande, стр. 432.
Для того чтобы иметь возможность регулирования управлением отсадочной машиной с необходимой точностью, предусмотрено, что скорость срабатывания (быстродействие), определяемая соотношением рабочей поверхности привода клапана к поверхности тарельчатого клапана, отрегулирована с не большей инерционностью, чем собственная инерционность электромагнитного управляющего клапана.
Так как определенные эксплуатационные ситуации, например трогание с места отсадочной машины в случае загруженной через край машины, могут привести к необходимости в течение короткого времени полностью открыть впускное поперечное сечение впускного клапана, то в примерах выполнения согласно изобретению предусмотрено устранение ограничения хода, которое может быть осуществлено посредством управляемого от посторонней энергии упора в системе управления упорной пластины; поскольку в соответствии с изобретением предусмотрено механическое ограничение хода, что запирающий крючок, действующий на предусмотренный на штоке клапана кронштейн, выполнен согласно примеру выполнения откидным.
На фиг.1 изображена отдельная отсадочная камера 1 отсадочной машины типа «подпульсации», в которой воздушная камера 2 размещена в водяной ванне 3 отсадочной машины под носителем 4 материала, подвергаемого отсадке, Воздушная камера 2 соединена посредством трубопровода 5, разветвляющегося на подводящий трубопровод 5a и выпускной трубопровод 5b, с выпускным клапаном 6 с одной стороны и впускным клапаном 7 с другой стороны. Впускные клапаны 7 нескольких отсадочных камер, последовательно расположенных у одной отсадочной машины, подключены к магистрали для подвода сжатого воздуха, которая на фигурах не показана.
Как видно на фиг.2, впускной клапан 7 имеет клапанную камеру 8 с размещенной в ней разделительной стенкой 9, в которой выполнено клапанное отверстие 10; клапанное отверстие 10 имеет возможность открывания и закрывания посредством тарельчатого клапана 11, причем тарельчатый клапан 11 приводится в действие с помощью штока 12 клапана в диапазоне между положением открытия и закрытия. Что касается впускного клапана 7, то его напорную камеру 13, сообщенную с магистралью (на фиг.2 не показана) для подвода сжатого воздуха и расположенную над разделительной стенкой 9, следует причислить к зоне подачи сжатого воздуха вместе с присутствующим там давлением воздуха, в то время как соответствующую камеру 16 выпускного клапана 6, сообщенную с выпускной магистралью (на фиг. не показана), следует причислить к зоне выпуска воздуха вместе с присутствующим там давлением окружающей среды.
Шток 12 клапана через уплотнение 17 выведен из клапанной камеры 8 и доходит до герметизированного в части давления корпуса 18 пневматического привода 19; в корпусе 18 размещена мембрана 20, на которой укреплен шток 12 клапана. В представленной форме выполнения плоскому положению покоя мембраны 20 соответствует положение запирания тарельчатого клапана 11; возможны и другие положения, например с установкой положения мембраны в ее одном конечном положении, соответствующем приблизительно половине высоты хода (штока); корпус 18 пневматического привода 19 клапана опирается через кронштейн 21 на клапанную камеру 8 впускного и соответственно выпускного клапанов.
В примере выполнения, представленном на фиг.3, пружина 24 нагружает тарельчатый клапан 11 в его положении закрытия, причем пружина 24 опирается на соответствующую стенку клапанной камеры 8 и тарельчатый клапан 11; в данном примере выполнения соответствующий электромагнитный управляющий клапан 25 выполнен в виде 3/2-распределителя с двумя положениями переключения, причем эти положения переключения соответствуют, с одной стороны, открытию тарельчатого клапана 11 с перемещением мембраны 20 вверх и, с другой стороны, отводу управляющего воздуха во время движения закрытия клапана, производимого пружиной 24.
На фиг. 4 и 5 представлен ограничитель хода для выполнения движения открытия тарельчатого клапана 11 со штоком 12 клапана; в примере выполнения, представленном на фиг. 4, в корпусе 18 привода 19 клапана предусмотрена упорная пластина 26, скоординированная с верхним концом клапанного штока 12, положение которой над соответствующим штоком поршня определяется гидравлическим цилиндром 27, размещенным вне корпуса 18, причем гидравлический цилиндр 27 может управляться системой 28 управления таким образом, что может регулироваться как ход клапанного штока 12, так и с помощью упорной пластины 26 может быть полнят ограничитель. При этой форме выполнения ограничителя хода упорная пластина служит одновременно демпфирующим устройством, так как определение положения может происходить соответствующим образом очень гибко с помощью гидравлического цилиндра.
В примере выполнения устройства ограничения хода, представленном на фиг. 5, клапанный шток 12 имеет упорный кронштейн 29, с которым скоординирован имеющий жесткий корпус, который к тому же в предпочтительной форме выполнения устанавливается на разной высоте, запирающий крюк 30; запирающий крюк 30 зафиксирован в своем положении посредством коленно-рычажного устройства 31 и имеет возможность откидывания из положения запирания упорного кронштейна 29 за счет приведения в действие коленно-рычажного устройства 31. Таким образом, при определенных эксплуатационных ситуациях, как, например, при пуске, когда машина засыпана, имеется возможность полного открытия впускного сечения тарельчатого клапана 11 без учета установленного ограничения хода.
Признаки изобретения, раскрытые в описании, формуле изобретения, реферате и на чертежах, могут быть существенными для осуществления изобретения в его разных формах выполнения как по отдельности, так и в любой комбинации.
1. Пневматическая отсадочная машина с воздушной камерой, служащей для создания пульсации, которая через впускной клапан связана с магистралью для подвода сжатого воздуха и через выпускной клапан с выпускной магистралью, причем каждый из клапанов, впускной и выпускной соответственно, выполнен в виде тарельчатого клапана, соединенного через клапанный шток с пневматически нагруженным приводом, и каждый из пневматически нагруженных приводов впускного клапана и выпускного клапана соответственно соединен с источником сжатого воздуха при промежуточном включении электромагнитного управляющего клапана, отличающаяся тем, что источником сжатого воздуха является напорная камера впускного клапана, сообщенная с магистралью для подвода сжатого воздуха, предусмотрен трубопровод, который сообщен с напорной камерой впускного клапана, и с обоими электромагнитными управляющими клапанами, каждый из которых связан с соответствующим впускным клапаном и выпускным клапаном.
2. Отсадочная машина по п.1, отличающаяся тем, что привод клапана выполнен в виде мембранного привода в плунжерном исполнении с мембранной, расположенной в корпусе, герметичном в части давления, и связанной со штоком клапана.
3. Отсадочная машина по п.1, отличающаяся тем, что привод клапана выполнен соответственно в виде цилиндропоршневого привода для клапанного штока.
8. Отсадочная машина по п. 7, отличающаяся тем, что устройство ограничения хода, имеющее упорную пластину для верхнего конца клапанного штока, регулируемую с помощью посторонней энергии, доходит до корпуса привода клапана.
9. Отсадочная машина по п.8, отличающаяся тем, что положение упорной пластины определено посредством гидравлического цилиндра.
10. Отсадочная машина по п. 7, отличающаяся тем, что клапанный шток, будучи устройством ограничения хода, имеет установленный на нем кронштейн, которому в качестве механического упора соответствует запирающийся крюк с жестким корпусом.
11. Отсадочная машина по п. 10, отличающаяся тем, что запирающий крюк установлен с возможностью перестановки по высоте.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5