ГИДРОСЕПАРАТОР Российский патент 1995 года по МПК B03B5/62 

Изобретение относится к устройствам для разделения порошкообразных материалов по плотности 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 [1] включающий чан с разделяющей жидкостью и разгрузочный барабан с лопастями, установленный у разгрузочного порога.

Недостаток указанного сепаратора низкое качество выделяемого порошка. Объясняется это тем, что в этом аппарате на поверхность жидкости всплывают все частицы разделяемого материала, имеющие плотность меньше плотности жидкости. Однако на практике возможны случаи, когда плотность частиц, содержащихся в исходном материале, колеблется в широком диапазоне, например, при выделении микросфер, содержащихся в золошлаковых отходах ТЭЦ, наиболее легкие из которых являются кондиционными. Наличие же в выделенном материале микросфер с повышенной плотностью снижает его качество.

Известен также способ и устройство для гидравлической классификации сыпучих материалов [2] при котором поток пульпы вводится в резервуар, в верхней части которого установлены секции сборника продукта, а поток пульпы движется по нижней части резервуара от одной его стенки к другой.

Недостаток указанного устройства отсутствие устройств для удаления осадка, вследствие чего затрудняется его использование для разделения на фракции материалов, образующих осадок при классификации, например золы ТЭЦ. Этот недостаток связан с тем, что в случае выпадения частиц в осадок неизбежно постепенное заиливание дна и соответственно нарушение гидравлического режима.

Наиболее близким к предлагаемому является сгуститель (гидросепаратор) [3] состоящий из круглого чана, на периферии которого расположен круговой сливной порог, улавливающего кольца и расположенных в центре чана питающей трубы и гребкового вала.

Такое устройство гидросепаратора обеспечивает возможность сбора внутри улавливающего кольца наиболее легких фракций микросфер. Связано это с тем, что поток пульпы, подаваемой в чан из низа питающей трубы, движется к сливному порогу. Легкие микросферы с малым удельным весом успевают всплыть к поверхности жидкости до выхода за пределы улавливающего кольца. Более тяжелые частицы, не успевшие подняться выше нижнего края улавливающего кольца к моменту достижения его периферии выносятся потоком жидкости через сливной порог в хвосты. У этого гидросепаратора решен вопрос удаления осадка посредством вертикального консольного гребкового вала.

Недостаток известного гидросепаратора низкая эффективность. Связан этот недостаток с тем, что в процессе работы ТЭЦ возможны остановки отдельных котельных установок или подключение новых особенно в межсезонные периоды. Это приводит к изменению количества вырабатываемой золоводяной пульпы. Однако известный гидросепаратор обеспечивает полный и качественный сбор микросферы при подаче в него вполне определенного количества золоводяной пульпы. При увеличении количества подаваемой в гидросепаратор пульпы вследствие увеличения скорости потока происходит вынос кондиционной микросферы в хвосты, что ведет к потерям, а при уменьшении подачи в выделяемую микросферу попадают микросферы с повышенной плотностью, что снижает качество материала. Таким образом, в связи с отсутствием средств, позволяющих переналадить известный гидросепаратор под изменяющуюся нагрузку в ряде случаев возможны потери выделяемого материала или его разубоживание некондиционными микросферами, т. е. известный гидросепаратор обладает низкой эффективностью.

Цель изобретения повышение эффективности гидросепаратора.

Поставленная цель достигается тем, что гидросепаратор, включающий чан, концентрично установленную в нем питающую трубу, улавливающее кольцо и периферийный сливной порог, снабжен полым усеченным конусом с концентричными рядами отверстий и перекрывающими их заслонками, установленным под улавливающим кольцом и соединенным с ним меньшим основанием.

Снабжение нижней части улавливающего кольца полым усеченным конусом, расширяющимся к низу, в котором выполнены один или несколько концентричных рядов отверстий, снабженных съемными заслонками, позволяет при сохранении заданного качества микросфер повышать или уменьшать количество одновременно подаваемой через питающую трубу пульпы. Объясняется это тем, что при увеличении количества подаваемой пульпы возрастает соответственно скорость потока от питающей трубы к сливному порогу. При этом легкие частицы, не успевшие подняться к поверхности, ограниченной улавливающим кольцом, улавливаются полым конусом и направляются ее внутренней поверхностью внутрь контура улавливающего кольца.

Наличие концентричных рядов отверстий с перекрывающими их заслонками на поверхности полого усеченного конуса обеспечивает возможность использовать один и тот же аппарат для получения продукта одинаковой плотности при изменениях в количестве поступающей пульпы. Например, при уменьшении количества работающих котлов ТЭЦ в связи с ремонтом или переходом с зимнего режима работы на летний соответственно уменьшается и количество вырабатываемой золоводяной пульпы. Таким образом, в случае, когда отверстия на усеченном конусе прикрыты заслонками гидросепаратор настроен на прием максимального количества пульпы, а при открытых прорезях на меньшее количество. И чем ближе ряд открытых отверстий расположен к центру чана, тем меньше количество пульпы можно подавать в гидросепаратор при сохранении установленного качества выделяемого материала, т. е. обеспечивается возможность подключения к гидросепаратору различного количества источников пульпы при сохранении качества выделяемого материала. Таким образом, за счет выполнения в полом усеченном конусе гидросепаратора одного или нескольких рядов концентричных отверстий, прикрытых съемными заслонками, обеспечивается возможность эффективности работы гидросепаратора.

На фиг. 1 изображен гидросепаратор, разрез; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Гидросепаратор содержит чан 1, на периферии которого установлен сливной порог 2. Внутри контура сливного порога установлено улавливающее кольцо 3. К нижнему краю улавливающего кольца 3 своим меньшим основанием прикреплен полый усеченный конус 4, а в центре чана укреплена питающая труба 5. Внутри питающей трубы 5 установлен гребковый вал 6. В центре чана выполнено сливное отверстие 7. В полом конусе 4 выполнены один или несколько концентричных рядов отверстий 8 и 9, снабженных съемными заслонками 10.

Гидросепаратор работает следующим образом.

По питающей трубе 5 в чан 1 подается пульпа, поток которой направляется к сливному порогу 2. По мере движения пульпы из ее потока выделяются легкие частицы, всплывающие к поверхности зеркала. При определенном количестве одновременно подаваемой в чан пульпы, частицы, всплывающие к поверхности зеркала в пределах контура усеченного конуса 4, имеют заданную кондиционную плотность. В связи с тем, что усеченный конус 4 имеет больший диаметр, чем улавливающее кольцо 3, он улавливает те кондиционные частицы, которые миновали вместе с потоком пульпы контур улавливающего кольца. Частицы, уловленные конусом 4, поднимаясь вверх, скользят по его поверхности и направляются им в пределы контура улавливающего кольца. Такое выполнение гидросепаратора обеспечивает возможность увеличения количества одновременно подаваемой в чан 1 пульпы, т. к. увеличение средней скорости движения пульпы на пути от питающей трубы 5 к сливному порогу 2 компенсируется увеличением длины пути потока в зоне улавливания, и, таким образом, время всплывания кондиционных частиц остается таким, что они успевают подняться на необходимую высоту, чтобы выйти из потока до выхода за пределы контура усеченного конуса. При уменьшении количества подаваемой в чан 1 пульпы уменьшается соответственно средняя скорость ее потока, т. е. уменьшается длина пути, проходимого кондиционными частицами с потоком до их выхода из потока и всплытия к зеркалу жидкости. Длина этого пути сокращается путем открытия заслонок 10 на соответствующем ряду отверстий, например 8. При этом кондиционные частицы материала, достигшие внутренней поверхности конуса за пределами ряда открытых отверстий, при скольжении вверх по его поверхности достигают какого-либо отверстия и уносятся с потоком через сливной порог в хвосты. Кондиционные частицы, обладающие большей скоростью всплытия успевают достичь, поверхности полого конуса до выхода за пределы контура цилиндрической поверхности, образованной контурами верхних границ отверстий 8.

В случае дальнейшего уменьшения количества подаваемой пульпы открывают следующий ряд отверстий 9 в полом конусе и т. д.

Всплывшие на поверхность зеркала частицы материала удаляются с нее известными устройствами, например транспортером с помощью лопастей, установленных на конвейерной ленте, пеногонами и др.

Частицы, выпавшие в осадок на дно чана, удаляются с помощью гребкового вала 6 через сливное отверстие 7 непрерывно или периодически. Такое выполнение гидросепаратора по сравнению с прототипом обеспечивает возможность выделения качественных микросфер при различных количествах подаваемой в него пульпы, т. е. повысить его эффективность.

Использование: для разделения порошкообразных материалов по плотности в жидкой среде. Сущность изобретения: в гидросепараторе, включающем чан с концентрично установленными в нем питающей трубой, улавливающим кольцом и перифирийным сливным порогом, установлен полый усеченный конус с концентричными рядами отверстий и перекрывающими их заслонками. Усеченный конус установлен под улавливающим кольцом и соединен с ним меньшим основанием. 2 ил.

ГИДРОСЕПАРАТОР, включающий чан, концентрично установленные в нем питающую трубу, улавливающее кольцо и периферийный сливной порог, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения, он снабжен полым усеченным конусом с концентричными рядами отверстий и перекрывающих их заслонок, установленным под улавливающим кольцом и соединенным с ним меньшим основанием.