Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10561
.pdf
элементов с двумя длинами пути призм для разных показателей преломления. A делит первые два цвета.
3 Призма обычного типа принимает луч перпендикулярно одной из своих граней, разделяет его наклонной
внутренней поверхностью и имеет две другие поверхности, по которым разделенные лучи перпендикулярно
выходят из призмы. К этим двум поверхностям прикреплены еще две призмы, которые для удобства можно
упомянуть. Дата: 18 января 1930 г.
CARPMAELS & RANSFORD, агенты заявителей, Саутгемптон Билдингс, 24, Лондон, W.C 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в камерах для цветной фотографии.
Мы, компания ADAM HILG Ec Limi TED, зарегистрированная в соответствии с законодательством
Великобритании, и JOHN Hm EN Di DOWRLL, подданный Великобритании, оба проживающие по адресу: 24,
Rochester Place, Camden Road, London, N W 1, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том,
каким образом оно должно быть реализовано, что будет подробно описано и установлено в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к камерам для цветной фотографии, в которых призма или комбинация призм
используются для формирования ряда изображений одинакового размера без параллакса, причем каждое
изображение формируется после прохождения через цветной фильтр, а также к камерам аналогичного типа,
например, для кинографической съемки, в которых изображения также поворачиваются на 90 градусов и
проецируются вдоль пленки по всей ее ширине. Такие призмы обычно изготавливаются из стекла с
одинаковым показателем преломления по всей длине, и обнаруживается, что полученные таким образом
изображения, хотя и имеют одинаковый размер для объектов на бесконечности, не имеют одинакового
размера для близких объектов. Данное изобретение имеет в качестве своего объекта средства, с помощью
которых такие призмы могут быть сконструированы таким образом, чтобы изображения имели одинаковый
размер для объектов на всех расстояниях.
Например, в двухцветной камере, сконструированной обычным способом, свет входит в стеклянную призму
перпендикулярно одной из ее граней. Затем он разделяется наклонной полуотражающей поверхностью на
два луча, которые затем подвергаются полному внутреннему отражению. Эти два луча затем выходят из
призмы по отдельности и формируют изображения на отдельных пластинах или пленках или отдельных
частях одной и той же пластины или пленки с помощью отдельных объективов. Цветовой фильтр обычно
размещается рядом с каждой пластиной или линзой. 349,107 цветов равны среднему значению показателей
преломления отдельных стекол для каждого цвета.
То есть, в случае двухцветной камеры, если стекло, общее для двух цветов, имеет показатели преломления
NRI и NG для цветов R и G соответственно, и 70, то отдельный элемент, соответствующий цвету R, имеет
показатель преломления NR 2 для R, а отдельный элемент, соответствующий цвету G, — показатель
преломления NG для G, то определенное выше соотношение может быть выражено следующим образом: 75
NB + N Gl KN 2 + N Gs 3 2 2 для выбора соответствующего цвета для каждого из двух изображений. Было
обнаружено, что в такой конфигурации размер изображений для близких объектов различается для света
разных цветов из-за дисперсии света, проходящего через призму под косыми углами.
Боковое смещение косого луча света, проходящего через пластину с параллельными сторонами, которая
является эквивалентом призменной системы, зависит от показателя преломления, и, соответственно, свет,
попадающий в определенную точку на фотопластинке, исходит из одной точки объекта одного цвета и из
точки, находящейся на конечном расстоянии от первой, другого цвета. Это разделение образует
пренебрежимо малый угол в камере в случае очень удаленных объектов, но в случае близких объектов
эффект заключается в получении изображений разных размеров, которые неудовлетворительно совпадают в
последующих процессах.
Настоящее изобретение обеспечивает способ, позволяющий получать изображения одинакового размера,
независимо от расстояния объекта до камеры, с разделёнными призмами.
Согласно изобретению, оптическая система разделения луча в камере указанного типа включает призменную
систему, изготовленную из стекла с более чем одним показателем преломления, в которой размеры стекол и
их относительное расположение таковы, что суммарное боковое смещение лучей с одинаковым углом
начального падения, соответствующих каждому из выбранных цветов, одинаково.
Размеры и расположение очков должны быть такими, чтобы для осевых и косых лучей длины редуцированных
оптических путей через систему были одинаковыми для каждого из выбранных цветов.
Для полной коррекции согласно изобретению предлагается призменная система, в которой суммы L + LN,
N + и Ltanπ + Ltanr + для любого выбранного цвета, взятые по всему световому пути этого цвета через
призменную систему, соответственно равны соответствующим суммам для других выбранных цветов, где L,
L и т. д. — длины светового пути в отдельных стеклах, через которые проходит свет рассматриваемого
цвета, N, N и т. д. — показатели преломления указанных стекол для этого цвета, а P, r и т. д. — углы
преломления любого косого луча света этого цвета в указанных стеклах.
В некоторых случаях удобно сделать среднее значение показателей преломления стекла общим для всех
цветов. Аналогично, в случае трехцветной камеры, использующей аналогичные общепринятые обозначения
показателей преломления, соотношение можно выразить так: N Ru + NG 1 + N B, -R 2 + NNMN + NB 4 3 3.
Когда накладывается это ограничение, часто выгодно использовать в качестве стекла, индивидуального для
одного цвета, тот же тип стекла, что и для той части системы, которая является общей для всех цветов. Таким
образом, в двухцветном случае либо Nn = -NR 2, либо NG = N Ga, а в трехцветном случае NGI = NG 3.
В предпочтительной конструкции, применимой к двухцветной камере, призменная система состоит из трех
элементов с различными показателями преломления. Делительная призма обычного типа принимает свет
перпендикулярно одной из своих граней, делит его наклонной внутренней поверхностью и имеет две другие
поверхности, по которым разделенные лучи выходят из призмы перпендикулярно. К этим двум поверхностям
прикреплены еще две призмы, которые для удобства можно назвать красной призмой и зеленой призмой, хотя
эта конструкция применима к любым двум цветам. Средний показатель преломления делительной призмы
для красного и зеленого цветов равен среднему значению показателей преломления красной призмы для
красного цвета и зеленой призмы для зеленого цвета.
Длины оптических путей красной и зеленой призм отличаются приблизительно на одинаковые величины от
средней длины, соответствующей среднему показателю преломления Ji O, выбранному в соответствии с
удобством конструкции.
Для получения хорошей коррекции вторичной дисперсии стекла для красной и зеленой призм также будут
выбраны таким образом, чтобы их дисперсия в диапазоне длин волн, соответствующем пропусканию
соответствующих цветовых фильтров, была приблизительно равна. В случае трехцветной камеры, как
описано выше, будут предусмотрены два цвета, а средний показатель преломления призмы для третьего
цвета будет равен среднему показателю преломления делительной призмы. Длина пути призмы для третьего
цвета будет приблизительно равна среднему значению двух длин пути призм для первых двух цветов.
Изобретение иллюстрируется и объясняется на прилагаемом чертеже, на котором Рисунок 1 представляет
собой схематическое сечение призменной системы для двух цветов согласно изобретению, Рисунки 2, 3 и 4
являются пояснительными диаграммами, Рисунок 5 представляет собой схематическое сечение призменной
системы для трех цветов, а Рисунок 6 является пояснительной диаграммой к ней.
Двухцветная камера известного типа может иметь призменную систему, как показано на рисунке 1, но такая
система имеет стекло с одинаковыми преломляющими свойствами по всей своей длине. В этом случае A и O
будут одной призмой, а B и D — аналогично одной. Свет входит в призму AC, как показано пунктирной линией,
и разделяется полуотражающей поверхностью J на два луча, каждый из которых один раз отражается внутри.
Затем лучи выходят и фокусируются линзами E и F на фокальную плоскость, при этом один луч отражается
зеркалом H, делая его параллельным другому и похожим на него по отношению к левому и правому краям.
Обычно рядом с пластиной или линзой в каждом из двух лучей размещается цветной фильтр.
Как показано ниже, размер изображения для близких объектов различается для света разных цветов из-за
дисперсии света, проходящего через призму под косыми углами. Обращаясь к рисунку 2, который показывает
путь лучей через такую оптическую систему, выпрямленный относительно отражения, L представляет собой
толщину стеклянного пути, которая в данном случае считается одинаковой для обоих лучей, NR — средний
показатель преломления для одного цвета, а N1% — средний показатель преломления для другого, t —
фокальная плоскость, где формируются изображения, и E — линза. Если путь луча J, идущего к точке на
каждом из i изображений на расстоянии h от центра e, проследить назад от изображения через оптическую
ось линзы E, то (два пути, входящие в призму, будут преломляться под разными углами в зависимости от I,
зависящего от соответствующих значений Ns и NG, а при выходе из призмы они станут параллельными, но
разделенными, как показано линиями R и G. Для объекта t на бесконечности это разделение будет
пренебрежимо малым по сравнению с размером объекта. Поэтому на практике оба изображения будут
одинакового размера.
Однако, если объект находится близко к камере, очевидно, что каждый из лучей вдоль этих линий будет
исходить из разных точек объекта, в результате чего объекты разного размера будут выглядеть на фокальной
плоскости камеры как объекты одинакового размера.
Целью изобретения является преодоление этого недостатка, и при его практическом применении следующие
соображения помогают определить размеры и показатели преломления используемых стекол.
Рассматривая, прежде всего, простоту двухцветной камеры, крайне важно, чтобы оптическое расстояние от
объекта до объектива было абсолютно одинаковым для обоих цветов. Это обеспечивается правильной
настройкой двух стеклянных путей таким образом, чтобы LIL 2 Ah-3 t 85, где L — длина стекла для одного
цвета, NR — показатель преломления для этого цвета, а Lo и NG — соответствующая длина и показатель
преломления для другого цвета. Такая система верна на оси для объектов на всех расстояниях, но это не так
для наклонных лучей.
При наличии более двух цветов те же условия справедливы для всех цветов.
Условия, необходимые для полной коррекции увеличения на всех расстояниях для двухцветной или более
цветовой камеры: L_l) для каждого цвета одинаков.
( 2) (L tan r) для каждого цвета равно, где L — длина пути по стеклу, 100 Н — показатель преломления.
v — это угол преломления.
Уравнение 1 выражает равенство приведенной оптической длины для всех лучей на оптической оси, а
уравнение 2 выражает равенство полного бокового смещения для i наклонных лучей.
Условия для точной коррекции более подробно описаны ниже в случае двухцветной камеры, рисунок 3 служит
_ 10 для иллюстрации принципа. На этом рисунке показан путь прохождения света через стекло,
обозначенный буквой L на рисунке 2, но с призменной системой согласно изобретению. На рисунке и в
уравнениях La — длина стекла, общая для обоих цветов R и G.
L = прочность стекла, присущая только цвету R.
L 3 = длина стекла, характерная исключительно для цвета 120. NXR = показатель преломления стекла, общий
для обоих цветов, соответствующий средней длине волны цвета R.
NG 1 = показатель преломления стекла, общий для обоих цветов, соответствующий средней длине волны
цвета G 4 34 '9,107 349,107 5 NR 2 показатель преломления стекла, характерный исключительно для цвета R,
соответствующий средней длине волны цвета R.
NG,-=показатель преломления стекла, характерный исключительно для цвета R, соответствующего средней
длине волны цвета G.
r = угол преломления, при этом добавляемые суффиксы имеют то же значение, что и суффиксы,
добавляемые к N.
Условие точной коррекции затем выражается уравнением 1 выше, которое принимает вид N:11 NR 2 al NG 3 (
3 и уравнением 2, которое принимает вид L, tan r R? +L 2 tan a T 2 =L 1 tan r GI + 13 tan r Gi ( 4) Фактический
пример послужит для демонстрации способа применения этого метода коррекции. Теперь мы можем
рассматривать рисунок 1 как пример оптической системы двухцветной камеры, сконструированной в
соответствии с данным изобретением.
Между призмами А и В находится разделительная поверхность J, посеребренная известными методами,
которая позволяет отражать и пропускать любую желаемую долю получаемого света.
Прошедший свет попадает на призму D, через которую отражается в сторону линзы E. После прохождения
через линзу свет отражается зеркалом H в фокальную плоскость, в которой формируется одно из
изображений. Свет, отраженный поверхностью J, направляется к призме C, через которую он поворачивается
в сторону линзы 3F и, наконец, фокусируется в фокальной плоскости f на желаемом расстоянии от
изображения, сформированного линзой E.
Предположим, что для призм А и В выбрано подходящее стекло, а также что общие размеры призм заданы
так, как это обычно бывает на практике, а именно: показатель преломления, соответствующий выбранной
длине волны для отраженного луча = 1,6105 Н·Гм; показатель преломления, соответствующий выбранной
длине волны для прошедшего луча = 1,6195 Л; длина стекла в призмах А и В, общая для обоих цветов = 2,50.
Необходимо выбрать любое удобное значение показателя преломления и длины для призмы С или D; В
качестве альтернативы можно задать среднюю длину для призм C и D, а требуемые значения показателей
преломления рассчитать, исходя из предположения, что среднее значение показателя преломления для двух
цветов в призмах A и B равно среднему значению показателя преломления для двух цветов в призмах C и D.
Или же показатель преломления любой из призм C или D может быть равен показателю преломления
соответствующего цвета в призмах A и B. В этом примере используется второй метод, при этом требуемые
показатели преломления и длины рассчитываются исходя из среднего значения.
В этом случае формула 4 принимает вид: Тан-ртан r_ L 1 (тан рай-тан r? ) а? B 2-an? Л.
где rm = средний угол преломления = r Rl±r Gi 2 Ln = среднее значение длин отдельных стекол каждого цвета
= L 2 +L, 2 Расчет для угла падения 10 ? m = 6 10 ' 21 " tan PR 2 =tan 6 10 ' 21 "2.5 (tan 6 11 ' 23 "-tan 6 10 ' 21 ") 2
= 0.10776 ' 1 TR= 60 9 ' 4 " Следовательно, требуемое значение показателя преломления равно:N u= sin r R_ 1
6105 sin 6 11 '23 " s Sin r 2 sin 6 9 '4 " N, = 1 6207 и поскольку r h соответствует среднему значению 85,
показатели преломления = 1.6105 + 1 6195 = 1 6150 2 1.6150 = 1 6207 +N-x 3 2 NG 2 = ( 2 x 1 6150) 1 6207 = 1
6093 Значения, полученные для Ni 2 и NG 3 90, позволяют вычислить формулу (4) для любого количества
углов падения, которое представляется желательным, чтобы определить степень коррекции, полученную при
различных углах косых лучей 95 Для лучей на оптической оси согласно формуле (3) и предполагая
одинаковую длину стекла, индивидуального для каждого цвета.
L 1 L LL Im NG 1 Y -:s 19 L 1 + Np 2.5 2 2 5 2 1.6196 + 1 6093 1 6105 + 1 6206 2.7865 = 2 7864 Для большинства
практических целей это будет достаточно точным решением и указывает на то, что длина стекла,
относящегося к каждому цвету, может быть одинаковой. Если желательно получить более точное значение
длины стекла, относящегося к каждому цвету, процедура для приведенного выше примера будет следующей:
349,107 3495; 107 согласно-фортмитала ( 3)' 1 I _±La L-X 1 + L 2 N N,, NR,1 N.
2
.5 La 2 5 L 2 1.6195 1 6093 1 6105 + 1 6206 whjhidusied to Jk 99303 L_= 0144 & 8 r, as however L L 3 +L-2 L 2 = 4-L
3 _: 2 Следовательно, путем подстановки L, ( 4-La) 99303- 01448 L 3 = 2 0003 и L,= 4-L, = 1 9997 Если эти
значения подставить в формулу ( 3) вместо -lm, то будет получено точное равенство. Однако наиболее
подходящие длины L 2 и L, следует определять, принимая во внимание степень коррекции, достижимую для
косых лучей, рассчитанную по формуле ( 4) для стольких углов падения, сколько представляется
желательным, и при необходимости соглашаться на менее совершенную коррекцию для лучей на оси, чтобы
обеспечить лучшую, среднюю коррекцию для всех косых лучей. лучи.
На рисунке 3 схематически представлены выпрямленные пути света с рисунка 1, когда 2: описанный выше
метод используется для определения соотношений между различными величинами. Видно, что для
нарисованного косого луча точки -N P-, где две компоненты в конечном итоге покидают стекло, находятся на
одном и том же горизонтали a:уровне, где P - это общее боковое смещение, одинаковое для обеих компонент.
В качестве примера третьего метода расчета z, обращаясь к рис. 1 и 4, предположим, что призмы A, l и C
изготовлены из одного и того же типа стекла, так что необходимо определить только показатель преломления
и длину внутренней поверхности призмы.
В этом примере мы также предполагаем, что призма L будет использовать только умеренные углы падения, и
в этом случае тангенсы углов в формуле (4) могут с достаточной точностью быть заменены
соответствующими значениями показателя преломления, так что Ln NR 1 + LN Da = LN Gm + L NG.
L, где Ll,= =принимая те же значения, что и в приведенном выше примере.
NG,= 1 6105 25 ( 16195-1 6105) 2= 1.5992 Для лучей на оси, согласно формуле ( 3) L,-+L 2 L, L 3 N.,t 2 xw + La.
4
.5 2
+ 5 + 13 1.6105 1695 1 5992 L -= ( 2 7942 1 5436) 1 5992 = 2 0 так что длины стекла, индивидуальные для
каждого цвета, равны. Эти значения можно дополнительно проверить, рассчитав для косого луча в
соответствии с формулой ( 4), например, для падающего луча с углом преломления 109, соответствующего
следующим углам преломления: r G=I 6 9 '19 " 65 i R,= 6 11 ' 23 " -.
' = 6 14 '1 " L, tan, rn + L,2 tan ra 2 -LI tan r G + L tan In4.5,tan-6 9 X 19 "=-2 5 tan 6 11 ' 23 "+ 70 2.-tan 6 14 '1 "
48804 = 48807 Разница или остаточная ошибка всего 00003, что вполне соответствует всем практическим
требованиям. 75 В случае призменных систем для разделения трех или более цветов может быть принята
аналогичная процедура, при этом подходящие значения выбираются для стекла, соответствующего одному
цвету, а требуемые значения показателя преломления и длины для другого стекла рассчитываются
относительно первого цвета. В большинстве практических случаев обычно выбирается наименьшее
количество типов стекла, но ясно, что может быть использовано любое количество типов.
Пример трехцветной призменной системы показан на рис. 5 и 6. Свет входит в призму А и разделяется на
полуотражающей поверхности J под углом 90°. Прямая часть проходит через призму В к a.
Вторая полуотражающая поверхность J2 снова разделяет эту часть света. Прямая часть проходит через
призму K95 и фокусируется линзой Q в фокальной плоскости. Стекла A, B и K одинаковы. Лучи, отраженные
от поверхностей J1 и J2, подвергаются полному отражению в призмах A и D соответственно и проходят через
стекла C и D, фокусируясь линзами F и E, f1 и f2 соответственно. Два непрямых изображения на f2 и A1
соединены стеклами C и D, среднее значение преломления которых равно 05.
Показатели преломления N1, O и N2 для соответствующих цветов равны среднему значению показателей
преломления NR и N2 для этих цветов в стекле A, общему для всех цветов. Методика процедуры 110,
следовательно, точно такая же, как в первом примере для двухцветной камеры, описанном ранее:
349,107 в связи с рис. 3, с добавлением прямого изображения.
Если, например, в этом случае принять те же самые условия, то средний показатель преломления 1,6150
будет значением показателя преломления стекла l, отдельного от прямого изображения, следовательно,
также и стекол A и B 3 для того же цвета, и потребуется только определить необходимую длину стекла
следующим образом: Согласно результату, полученному из формулы (3), средняя приведенная длина пути =
2,78645, так что Ll-+LD = 2,78645 = L -L +: L = 4,5001 1,6150 i 5, так что LB = 4,5001-2 5 = 2,001.
Из рисунка 6 видно, что, как и было описано в связи с рисунком 3, точки N, P и S, где три компонента
нарисованного косого луча в конечном итоге выходят из стекла, находятся на одном горизонтальном уровне,
то есть общее боковое смещение одинаково для всех трех компонентов, и, следовательно, три изображения
объекта на любом расстоянии имеют одинаковый размер и будут удовлетворительно совпадать в любом
последующем процессе.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_349108.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=349108&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB349108A
[]
ПАТЕЙ;N T 1 u I, {li 1 'l ll, -; е,
Дата принятия Конвенции (США): 3 июня 1929 г. 349,108 Дата применения (в Соединенном Королевстве): 20
января 1930 г., № 1918/30.
Полная спецификация принята к рассмотрению: 20 мая 1931 г.
Усовершенствования метода и оборудования для концентрирования минералов.
Я, А.Р. Тру Р. Честер Даман, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу: 1419-17-я
улица, город Денвер, округ Джефферсон, штат Колорадо, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляю
о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении.
Данное изобретение относится к усовершенствованию метода и аппарата для концентрирования минералов,
целью которого является более эффективное, чем это было возможно до настоящего времени, разделение
минералов методом фиторизации.
Изобретение представляет собой способ обогащения минералов методом флотации измельченной руды,
характеризующийся тем, что руда, подаваемая во флотационную установку, измельчается таким образом, что
только часть руды освобождается от пустой породы, и тем, что отходы флотационной установки
обрабатываются для отделения промежуточного продукта, который возвращается для повторного
измельчения.
Изобретение также включает в себя устройство для осуществления способа, изложенного в предыдущем
абзаце, в котором стадия флотации процесса осуществляется в сосуде, имеющем импеллер, в который
рудная пульпа подается сверху через крышку, полностью закрывающую импеллер и обеспечивающую между
собой и импеллером пространство, позволяющее рудной пульпе перекатываться по лопастям импеллера и
вступать в тесный контакт с воздухом или газом, который также подается, предпочтительно под давлением,
отдельно от рудной пульпы через крышку импеллера, при этом рудная пульпа подается к импеллеру через
канал, открывающийся в крышке импеллера и имеющий ловушку для предотвращения утечки воздуха,
подаваемого через крышку, на ее нижнюю сторону. Ранее было предложено подавать газ под давлением и
рудную пульпу сверху через отверстие в крышке, частично закрывающей импеллер, и подавать смесь рудной
пульпы и воздуха сверху к импеллеру, имеющему крышку, полностью закрывающую его.
Теперь обратимся к прилагаемым чертежам lPrice ll-j:
Рис. 1 представляет собой проекции, в большей или меньшей степени схематичные, основных элементов
аппарата для концентрирования.
На рис. 2 представлен вид сбоку, частично в разрезе, флотационного аппарата.
На рис. 3 представлен вид сверху, частично в направлении 60, одной из флотационных камер, при этом часть
поперечных перегородок была отломана.
Рис. 4 представляет собой вертикальный центральный разрез, выполненный по линии 4-4 на рис. 3
флотационной ячейки 65.
Рис. 5 представляет собой разрез, аналогичный рис. 4, но выполненный под углом 90° к плоскости рис. 4,
чтобы показать переливные кромки пены и желоба. 70 При обогащении минералов в соответствии с
настоящим изобретением используется принцип флотации, хотя его применение отличается от общепринятой
практики. Согласно настоящему изобретению, обогащение 75 начинается, как только часть минерала
освобождается от пустой породы, другими словами, дробление или измельчение руды не доводится до точки,
где практически весь минерал свободен (что приводит к чрезмерному измельчению значительной части
минерала), а должно доводиться до точки, где свободна лишь относительно небольшая часть минерала,
прежде чем он будет подан во флотационное 85 оборудование. Желательно избежать как затрат на ненужное
дробление руды, так и образования большого процента очень мелкого, неизвлекаемого минерала (шлама,
который приводит к наибольшей потере минерала), что неизбежно при постоянном дроблении и повторном
дроблении.
В данном случае руда подается из бункеров, обозначенных цифрой 10, в дробилку 95, представленную
стержневой мельницей 11, и там измельчается до тех пор, пока не отделится часть минерала, что для целей
иллюстративного процесса происходит, когда руда проходит через сито с размером ячейки 1/4 дюйма (100
меш). В таком измельченном виде руду можно условно назвать рудой среднего размера относительно
принятых размеров при флотационной концентрации. Пропорции различных размеров ячеек сита, конечно,
будут различаться для каждой руды. Например, в галените, состоящем примерно из пятидесяти восьми
процентов (58%) галенита и сорока двух процентов (42%) кварца, размеры ячеек измельченной руды будут
приблизительно следующими на сто фунтов (100 фунтов) руды:
% пройдёт через сито с размером ячейки сто (100) меш и будет состоять приблизительно из сорока фунтов
(40 фунтов) галенита и двадцати фунтов (20 фунтов) кварца (пустой породы).
Содержание оксида железа (³O) будет таким, что он не пройдет через сито с размером ячейки 100 меш, но
пройдет через сито с размером ячейки 40 меш. Это будет примерно пятнадцать фунтов (15 фунтов) галенита
и пятнадцать фунтов (15 фунтов) кварца.
-8 % будет иметь размер, который не пройдет через сито с ячейками 40 (40), но будет меньше четверти ( )
дюйма. Это фунты (2 фунта) галенита и шесть фунтов (6 фунтов) кварца.
2
Содержание примесей и крупных частиц руды, случайно избежавших достаточного дробления, превышает
четверть дюйма и составляет приблизительно один фунт галенита и один фунт кварца.
Вышеприведенный пример является лишь одним из вариантов и приведен для обозначения приблизительных
физических характеристик руды, которая (без примесей и случайно попавших крупных кусков руды)
подвергается концентрированию. Такое исключение необычно крупных частиц (плюс четверть дюйма (+1"))
выгодно осуществляется путем пропускания руды, выходящей из стержневой мельницы или другого
дробильного устройства, через сито, представленное здесь вращающимся ситом 12 с сеткой размером
четверть дюйма (1"), соединенным с мельницей и окружающим ее выходное отверстие. В стержневой
мельнице и на сите используется минимальное количество воды, поскольку больший размер руды позволяет
использовать меньше воды, чем для более мелко измельченных руд или чем требуется при использовании
обычного классификатора руды. Небольшой процент случайно попавших крупных кусков руды, т.е. размером
более четверти дюйма (4") (которые не проходят через сито), возвращается для повторного измельчения на
вход мельницы с помощью соответствующих транспортных средств, схематически показанных на рисунке 13.
Оставшаяся часть руды затем подготавливается для обогащения методом флотации в аппарате 14, который
будет описан далее. В данном случае подготовка осуществляется, в частности, путем подачи руды по
транспортирующим средствам, указанным на рис. 15, в кондиционер 16, который не только тщательно
перемешивает рудную пульпу с соответствующими пенообразующими и собирающими реагентами или
доводит пульпу до нужной консистенции, но и служит резервуаром для регулирования скорости подачи в
флотационную машину. Кондиционер может иметь любую подходящую конструкцию: показанный здесь
кондиционер 70 имеет вращающуюся мешалку 17, которая вращается для перемешивания и предотвращения
оседания крупных частиц.
Реагенты и, при необходимости, дополнительная вода добавляются соответствующими способами,
например, через трубы или питатели. Из кондиционера пульпа поступает в первую ячейку 18 флотационной
машины, в данном случае состоящую из шести (6) ячеек.
Батарея флотационных ячеек выгодно сконструирована в единый блок таким образом, чтобы пульпа из одной
ячейки могла легко передаваться в следующую. Количество ячеек в блоке, очевидно, зависит от
характеристик руды. Однако не всегда необходимо использовать все ячейки, если характеристики руды
позволяют получать чистые отходы при обработке меньшим количеством ячеек в конкретном оборудовании. В
таких случаях руда просто проходит мимо ненужных ячеек. Иногда практикуется использование первой ячейки
в качестве кондиционера вместо отдельного блока кондиционирования.
Аппарат для грубой флотации должен не только иметь средства для подъема довольно тяжелых частиц
вверх, но и должен настолько тщательно смешивать воздух и пульпу, чтобы обеспечить достаточный объем
пузырьков для предотвращения обратного падения минеральных частиц. При грубой флотации процесс
левитации носит более механический характер, чем в случае, когда руда настолько мелко измельчена, что
небольшой кусочек руды прилипает к пузырьку и поднимается им в пенный слой. Скорее, действие
заключается в том, что более тяжелые минеральные частицы поднимаются на небольшое расстояние одним
пузырьком, но из-за своего веса не прилипают к этому пузырьку навсегда, а отпадают. Затем высвобожденная
минеральная частица немедленно захватывается последующими пузырьками воздуха и практически
бомбардируется снизу последовательными пузырьками, импульсы которых в конечном итоге переносят ее в
пенный слой и удерживают там. Поскольку в аппарате обрабатываются крупные минералы и пустая порода,
крайне важно также защитить импеллер от засорения в случае остановки машины. Это выполняется сначала
путем подачи пульпы сверху. и, во-вторых, колпаком или крышкой, которая предотвращает прямое
воздействие нагрузки от пульпы на рабочее колесо.
Как показано здесь, флотационная ячейка con: f 5 представляет собой емкость или резервуар 19
приблизительно квадратного сечения, передняя и задняя стороны, а также дно которого в данном случае
изготовлены из толстых деревянных досок.
Рядом с дном ячейки расположено устройство перемешивания в виде вращающегося импеллера 20,
поддерживаемого сверху вращающимся валом 21. Импеллер включает в себя множество вертикальных
лопастей или лопаток 22 (здесь показаны четыре радиальные лопасти), выступающих из круглого диска 23.
В лопатках может быть расположено 24 конических отверстия, которые помогают втягивать воздух или газ в
пульпу по мере вращения рабочего колеса.
В данном случае рабочее колесо также показано снабженным неглубокими радиальными лопатками 25,
выступающими из нижней поверхности диска 23. Рабочее колесо вращается с соответствующей скоростью (в
зависимости от желаемого характера руды и пенного слоя) с помощью приводного механизма, показанного
здесь в виде электродвигателя 26, имеющего вертикально расположенный вал, вращающий через шкив 27,
закрепленный на верхнем конце вала 21. Один двигатель может быть выгодно использован для привода
рабочих колес более чем одной ячейки с помощью соответствующим образом расположенных шкивов и
приводных ремней. Подшипник 28 выполнен в виде ступенчатого или упорного подшипника для поддержки
веса рабочего колеса и его вала и выгодно выполнен с вертикальной регулировкой для правильной установки
рабочего колеса в нужное положение и компенсации износа.
Мякоть подается к рабочему колесу только сверху по трубопроводу в виде слегка наклонной трубы 29,
выходящей над центром рабочего колеса и примыкающей к нему. Таким образом, мякоть, подаваемая к
рабочему колесу, выбрасывается наружу к боковым стенкам камеры, вдоль которых она поднимается со
значительной скоростью.
Для отклонения движущейся вбок пульпы вертикально без существенной потери скорости предусмотрена
изогнутая отклоняющая поверхность 30 в виде чаши, имеющей форму, соответствующую дну ячейки, и
скругленной или закругленной по углам. Вместо чаши диск импеллера 23 может быть вогнутым или изогнутым
вверх по своему внешнему краю, чтобы направлять потоки пульпы и воздуха по вертикальной траектории.
Чаша предпочтительно изготовлена из довольно тяжелого чугуна, чтобы выдерживать износ от песка и руды,
движущихся по ней.
Рабочее колесо снабжено секционной крышкой 31 (здесь показана неподвижной) для улучшения работы
рабочего колеса и уменьшения ненужной нагрузки на него, которая возникла бы, если бы рабочее колесо
было открыто в центре непосредственно к расположенному над ним объему пульпы. Это не только
предотвращает бесполезное перемешивание пульпы внизу, но и препятствует образованию вихря в центре
объема пульпы.
С другой стороны, пространство между крышкой и лопастями импеллера позволяет пульпе перекатываться
или перекатываться через лопасти, вступая в тесный контакт с воздухом или газом, которые втягиваются за
лопасти под действием всасывания, создаваемого их движением через пульпу, что приводит к эффективному
включению воздуха или газа в пульпу.
Крышка снабжена множеством отверстий 32, которые позволяют тяжелым пескам и минералам снова
достигать импеллера, благодаря чему они могут многократно подниматься вверх, пока, наконец, не будут
доставлены в следующую ячейку способом, который будет описан далее. Крышка заканчивается на 33
круговой периферией в точке, удаленной от стенок ячейки, обеспечивая окружной канал 34 для подъема или
перемещения взболтанной пульпы; и поддерживается диагонально расположенными перегородками 35,
предпочтительно отлитыми заодно с ней, простирающимися до углов ячейки (см. рис. 3 и 4) и
прикрепленными к ним болтами. Эти перегородки, расположенные 85 рядом со следующей ячейкой,
предпочтительно имеют каналы для возврата концентрата 36, посредством которых концентрат из
следующего блока ячейки может быть возвращен для повторной обработки, как описано ниже. Эти каналы
открываются рядом с центром импеллера таким же образом, как и канал 29. На противоположных концах они
снабжены фитингами, которые открываются на 37 спереди и Задняя часть 95 флотационной установки,
отверстия которой закрываются пробками, когда каналы возврата концентрата для данной ячейки не
используются.
Как показано на рис. 3, крышка 31 выполнена из двух неравных секций 38 и 39, скрепленных болтами вдоль
соприкасающихся фланцев 40. Последняя секция, хотя и заканчивается отверстием вала в крышке,
достаточно велика, чтобы при ее снятии 105 можно было извлечь или установить обратно рабочее колесо и
его вал.
Над рабочим колесом, опираясь в данном случае на перегородки 35, расположены перегородки в виде
решеток 41 и 42, которые совместно направляют поднимающуюся взболтанную пульпу в вертикальном
направлении и предотвращают образование вихря.
Вал рабочего колеса заключен в полую трубку 43, диаметр которой значительно больше диаметра вала 21, и
которая простирается от точки над уровнем пены до ступицы 44 крышки рабочего колеса 31, образуя таким
образом канал, через который воздух или газ, используемый для образования пены, подается к рабочему
колесу. Верхний конец трубки может быть выгодно закрыт от прямого или неконтролируемого доступа в
атмосферу с помощью заглушки 45, соединяющей верхний конец трубки и корпус подшипника 46, при этом
подшипник также выполняет функцию сальникового уплотнения для предотвращения утечек. Подача воздуха
или другого газа может регулироваться клапаном 47, соединяющим трубку 43 с трубкой 30. При желании такой
воздух или газ может подаваться под относительно низким давлением (например, полфунта (2 фунта) на
квадратный дюйм - выше атмосферного давления) для содействия образованию пены и уменьшения нагрузки
на рабочее колесо. Для предотвращения утечки воздуха или другого газа, подаваемого под Входной и
обратный каналы 29 и 36, создающие давление, снабжены ловушками 48 и 49, образованными смещенными
участками между их концами. При необходимости дополнительные реагенты могут также подаваться через
трубу 43 с помощью соответствующих трубных соединений.
Ввод другого газа или возврат пены может осуществляться через соединение 50, открывающееся в нижней
части ячейки.
Средство создания давления, представленное лопастями вентилятора 51 на валу 21 (модель 20.1),
целесообразно использовать для взаимодействия с разрежением, создаваемым рабочим колесом для подачи
воздуха в пульпу, что позволяет избежать необходимости вращать рабочее колесо на более высокой скорости
только для того, чтобы втянуть достаточное количество воздуха. Такая конструкция, конечно, в основном
полезна в тех случаях, когда воздух или газ не подаются в трубу 43 под давлением.
Пена, образующаяся в ячейке, перетекает через передний и задний пенные желоба 52 в желоба.
Предпочтительно предусмотрены двойные желоба 53 и 54 соответствующей конструкции, позволяющие
возвращать концентрат в заданной точке для повторной обработки загрязненного концентрата или для любых
других целей.
Жалюзи 54 для возврата концентрата могут быть соединены трубами 55 вдоль передней и задней стенок
ячеек с трубопроводами 36 для возврата концентрата данной ячейки. Концентрат направляется в
жалюзийный желоб 53 через встроенный клапан, который может быть снят в любой ячейке, где необходимо
собрать концентрат в жалюзийном желобе 54.
Стороны ячеек, предназначенные для выхода пены, предпочтительно расширяются в верхней части под
углами не более тридцати градусов (300) от вертикали (см. рис. 5), чтобы создать спокойную зону пены,
которая не совпадает с восходящим потоком пульпы.
Погруженные перегородки 56 взаимодействуют, сохраняя зону покоя и предотвращая снижение скорости
вертикально движущихся потоков пульпы. Пена может легко переходить через верх перегородок к каждой из
пенных кромок, а тяжелые частицы могут возвращаться к импеллеру или к восходящим потокам пульпы через
пространство под перегородками.
Такая конструкция, обеспечивая спокойную пенную зону в области выхода пены, не увеличивает
эффективное поперечное сечение ячейки, что могло бы привести к снижению восходящей скорости dE
пульпы, которая позволила бы более тяжелым минеральным и пустым частицам оседать обратно и
препятствовала бы последующему выходу из ячейки тяжелых частиц, которые при нормальной скорости были
Соседние файлы в папке патенты