ГИДРОСЕПАРАТОР Российский патент 1994 года по МПК B03B5/30 

Изобретение относится к устройствам для разделения порошкообразных материалов по гидравлической крупности (скорости всплытия) в жидкой среде и может быть использовано при обогащении руд в цветной металлургии, а также в других отраслях промышленности, например, при выделении полых микросфер из золошлаковых отходов ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС.

Известен сепаратор для разделения материалов в жидкой среде на фракции по удельному весу частиц, включающий чан с разделяющей жидкостью и разгрузочный барабан с лопастями, установленный у разгрузочного порога [1]. Недостатком указанного сепаратора является низкое качество выделяемого порошка. Объясняется это тем, что в этом аппарате на поверхность жидкости всплывают все частицы разделяемого материала, плотность которых меньше плотности разделяющей жидкости. Однако на практике возможны случаи, когда плотность частиц в исходном материале колеблется в широком диапазоне, например, при выделении микросфер, содержащихся в золошлаковых отходах ТЭЦ. Насыпная плотность этих микросфер колеблется в пределах 0,2-0,5 г/см³. При этом кондиционными являются микросферы с насыпной плотностью 0,20-0,36 г/см³. Однако в этом аппарате невозможно отделить частицы с кондиционной плотностью от некондиционных, т.к. все они всплывают в жидкости, объединяясь в единую массу. Наличие же в массе выделенных микросфер частиц с повышенной (некондиционной) плотностью снижает их качество.

Известен также огуститель, состоящий из круглого чана, на периферии которого расположен круговой сливной порог, установленный в чане, улавливающего кольца, нижний торец которого расположен ниже уровня сливного порога, а верхний торец выше него. В центре чана расположена питающая труба [2].

Такое устройство гидросепаратора обеспечивает возможность сбора внутри улавливающего кольца наиболее легких фракций микросфер. Связано это с тем, что поток пульпы, поступающий в чан из питающей трубы, движется к сливному порогу. При этом наиболее легкие микросферы успевают достигнуть поверхности зеркала воды в чане до момента выноса их потоком за пределы контура улавливающего кольца. Более тяжелые частицы с меньшей скоростью всплытия выносятся за контур улавливающего кольца потоком и далее через сливной порог в хвосты. Недостатком известного решения является то, что нижняя часть питающей трубы имеет вертикальный выход в чан. В связи с этим поток пульпы в питающей трубе имеет вертикальное направление сверху вниз, и у входа из нее он произвольно изменяет свое направление в сторону сливного порога, т.е. направление потока изменяется более чем на 90^о. На этом повороте происходит его значительное погружение в глубину чана и соответственно расширение его фронта по вертикали. При этом частицы, всплывающие из него, особенно из нижних слоев, не успевают выйти из потока до выхода за пределы контура улавливающего кольца и сбрасываются в хвосты, в связи с чем увеличиваются потери полезного продукта. Связано это с тем, что увеличение высоты потока неизбежно влечет за собой увеличение разности времени пребывания в нем кондиционных частиц, находящихся в его нижней и верхней частях. Соответственно существенно отличаются и длины путей этих частиц в горизонтальном направлении. И чем больше эта разность, тем больше количество кондиционных частиц может быть вынесено за пределы контура улавливающего кольца и соответственно повышены потери и разубоживание.

Целью изобретения является повышение качества выделяемых микросфер за счет снижения потерь и разубоживания.

Достигается это тем, что в гидросепараторе, включающем чан, на периферии которого расположен круговой сливной порог, установленное в чане улавливающее кольцо, нижний торец которого расположен ниже уровня сливного порога, а верхний торец выше уровня сливного порога, и расположенную в центре чана питающую трубу, которая выполнена с двумя размещенными с зазором направляющими дисками на разгрузочном торце, при этом по крайней мере один из направляющих дисков выполнен коническим и обращен большим основанием в сторону междискового пространства.

Такое выполнение гидросепаратора позволяет при сохранении установленной скорости потока на всей длине его пути в междисковом пространстве и соответственно без нарушения ламинарного режима уменьшить толщину потока пульпы на выходе из междискового пространства и тем самым снизить унос легких частиц, находящихся в нижней части потока, за пределы контура улавливающего кольца, т.е. снизить потери.

Кроме того, уменьшение толщины потока позволяет сократить разубоживание кондиционных частиц некондиционными, т.к. при таком исполнении гидросепаратора время пребывания более тяжелых (некондиционных) частиц, находящихся в верхней части потока, приближено к времени пребывания в нем аналогичных частиц из его нижней части. Этим обеспечивается их преимущественный вынос за пределы улавливающего кольца и соответственно снижение разубоживания.

На фиг. 1 изображен гидросепаратор, общий вид; на фиг. 2 и 3 - узел I на фиг. 1.

Гидросепаратор состоит из чана 1, на периферии которого установлен круговой сливной порог 2 улавливающего кольца 3, верхний торец которого расположен выше уровня сливного порога 2, а нижний ниже него. В центре чана расположена питающая труба 4, в нижней части которой смонтированы направляющие диски 5 и 6, из которых нижний выполнен коническим и обращен большим основанием в сторону междискового пространства.

На фиг. 2 изображен гидросепаратор, аналогичный по устройству, изображенному на фиг. 1. Его отличительной способностью является то, что в виде конуса выполнен верхний диск и обращен большим основанием в сторону междискового пространства.

На фиг. 3 изображен гидросепаратор, аналогичный по устройству, изображенному на фиг. 1. Его отличительной особенностью является то, что оба диска выполнены коническими и обращены большими основаниями в сторону междискового пространства.

Работает гидросепаратор следующим образом. Пульпа подается по питающей трубе 4 в пространство между направляющими дисками 5 и 6. Коническая форма диска 6 и его расположение большим основанием конуса в сторону междискового пространства обеспечивают постоянство поперечных сечений потока пульпы и соответственно постоянство скоростей в междисковом пространстве и минимальную толщину потока на выходе его из междискового пространства. Расход пульпы подбирается таким образом, чтобы обеспечить потоку ламинарный режим в междисковом пространстве в любом его сечении от центра до периферии. Поэтому частичное разделение частиц в потоке происходит еще в междисковом пространстве. При выходе пульпы из междискового пространства наиболее легкие частицы всплывают вверх и улавливаются улавливающим кольцом 3, а более тяжелые увлекаются потоком и выносятся за пределы контура улавливающего кольца 3 и далее выносятся им вверх через край сливного порога 2 в хвосты.

Выполнение нижнего диска 6 в виде конуса, большее основание которого обращено в междисковое пространство, обеспечивает минимальную толщину слоя потока пульпы и соответственно сближает продолжительность времени пребывания в нем частиц из верхних и нижних слоев, способствуя тем самым сокращению пути частиц внутри потока в радиальном направлении, т.е. снижает потери за счет исключения выноса кондиционных частиц за пределы улавливающего кольца.

Работа гидросепаратора (фиг. 2) осуществляется таким же образом, как и у изображенного на фиг. 1. По достигнутому эффекту этот гидросепаратор равноценен гидросепаратору, изображенному на фиг. 1, и обеспечивает в силу вышеназванных причин снижение потерь и разубоживание микросфер, выделяемых из золоводяной пульпы.

Гидросепаратор, изображенный на фиг. 3, установлен в основном так же, как и изображенный на фиг. 1 и 2. Его отличием является то, что оба диска выполнены коническими и обращены большими основаниями в междисковое пространство.

Работа этого гидросепаратора осуществляется таким же образом, что и у изображенных на фиг. 1 и 2. По достигаемому эффекту этот гидросепаратор равноценен изображенным на фиг. 1 и 2 и обеспечивает в силу вышеуказанных причин снижение потерь и разубоживания выделяемых из золоводяной пульпы микросфер.

Предлагаемый гидросепаратор обеспечивает по сравнению с известным снижение потерь и разубоживания.

Использование: для разделения порошкообразных материалов по гидравлической крупности в жидкой среде. Сущность изобретения: в гидросепараторе, включающем чан с круговым сливным порогом и улавливающим кольцом, установленную в центре чана питающую трубу, последняя выполнена с двумя размещенными с зазором направляющими дисками на ее разгрузочном торце, при этом по крайней мере один из направляющих дисков выполнен коническим и обращен большим основанием в сторону междискового зазора. 3 ил.

ГИДРОСЕПАРАТОР, включающий чан, на периферии которого расположен круговой сливной порог, установленное в чане улавливающее кольцо, нижний торец которого расположен ниже, а верхний торец выше уровня сливного порога, установленную в центре чана питающую трубу, отличающийся тем, что питающая труба выполнена с двумя размещенными с зазором направляющими дисками на ее разгрузочном торце, при этом по крайней мере один из направляющих дисков выполнен коническим и обращен большим основанием в сторону междискового зазора.