ГИДРОСЕПАРАТОР Российский патент 1995 года по МПК B03B5/62 

Изобретение относится к обогащению руд, а конкретнее к устройствам для разделения порошкообразных материалов по гидравлической крупности (критической скорости всплытия) в жидких средах, 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 способ и устройство для гидравлической классификации сыпучих материалов (авт.св. N 856561, кл. В 03 В 5/60), при котором поток разделяемой среды вводится в резервуар, в верхней части которого установлены секции сборника продукта. Недостатком указанного устройства является отсутствие устройств для удаления осадков, вследствие чего оно не может быть использовано для разделения на фракции материалов, образующих осадок при классификации, например золы ТЭЦ. Этот недостаток связан с тем, что в случае выпадания частиц в осадок у него происходит постепенное заиливание дна и соответственно также нарушение гидравлического режима.

Известно также устройство для гидросепарации сыпучих материалов, включающее камеру классификации, питающую трубу, устройство для удаления осадка и ряд концентрично расположенных колец (авт.св. N 230046 МПК В03В). Недостатком указанного гидросепаратора является то, что верхняя часть концентрично расположенных колец расположена ниже уровня сливного отверстия и поэтому частицы, поднимаемые потоком, смешиваются в зоне над концентричными кольцами, образуя смесь частиц с широким диапазоном значений по гидравлической крупности, т.е. смесь низкого качества.

Известен также многопродуктовый аппарат, выполненный в виде круглого чана, снабженного набором концентрично расположенных камер классификаций (колец уловителей), верхние края которых расположены выше сливных порогов, в связи с чем разделенные потоки не смешиваются. Предназначен он преимущественно для разделения материалов, плотность которых больше плотности разделяющей жидкости [1] Недостатком этого устройства является то, что из-за напорной подачи пульпы снизу вверх она в полном объеме принудительно уходит через cливные отверстия кольцевых камер вместе с выделенными частицами материала. В свою очередь это связано с необходимостью обезвоживания выделенного продукта в сгустителях, фильтрах и т.п. и соответственно с дополнительными энергетическими трудовыми и капитальными затратами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому гидросепаратору является сгуститель с центральным приводом Ц-4 [2] Он состоит из круглого чана с центрально расположенной загрузочной воронкой (питающей трубой), системы пеногашения (улавливающего кольца), устроенного на периферии чана и сливного устройства (сливного порога), а также гребкового устройства карусельного типа со скребками для удаления донного осадка в разгрузочную воронку (отверстие). В указанном сгустителе привод устройства для удаления донного осадка осуществляется посредством вертикального консольного вала, на нижней части которого расположены скребки, подающие осевший материал к центрально расположенному разгрузочному отверстию. Верхний край улавливающего кольца в этом устройстве установлен выше сливного порога и поэтому поток пульпы проходит под улавливающим кольцом. Из-за этого всплывшие частицы материала, попавшие в улавливающее кольцо, могут быть удалены из него отдельно от жидкости известными устройствами при минимальном содержании влаги. Недостатком этого устройства является низкое качество выделяемых микросфер. Связано это с тем, что при подаче в него золоводяной пульпы всплывающие микросферы независимо от их плотности улавливаются в зоне, ограниченной одним улавливающим кольцом. При съеме всплывающих микросфер с поверхности жидкости они смешиваются в единую массу. Сортность выделяемых микросфер определяется их плотностью (чем ниже плотность, тем выше качество). Наличие в общей массе микросфер с малой плотностью того или иного количества микросфер с большей плотностью естественно снижает их сортность и соответственно качество.

Целью изобретения является повышение качества выделяемого продукта.

Достигается это тем, что устройство, включающее круглый чан с центрально расположенной питающей трубой, сливной порог, улавливающее кольцо, верхний край которого расположен выше сливного порога, и устройство для удаления донного осадка, снабжено одним или несколькими дополнительными концентричными улавливающими кольцами.

Нижние кромки улавливающих колец могут быть расположены одна ниже другой от периферии чана к центру.

Нижние части улавливающих колец могут быть выполнены телескопическими.

Снабжение гидросепаратора одним или несколькими дополнительными улавливающими кольцами позволяет производить одновременный отбор нескольких групп продукта, например, микросфер ТЭЦ с более узкими диапазонами критических скоростей всплытия, т.е. групп материала более однородных по плотности.

Объясняется это тем, что частицы материала, выходящие вместе с пульпой из центральной питающей трубы по мере их движения к периферии (к сливному порогу), всплывают в сторону зеркала жидкости и достигают его тем быстрее, чем больше их критическая скорость, т.е. наиболее легкие частицы достигают поверхности зеркала на расстоянии более близком от центра, а более тяжелые, вследствие увлечения их потоком и меньшей скорости всплытия, достигают поверхности зеркала на большем расстоянии от центра и попадают в другое кольцевое пространство, более удаленное от центра. Расположение нижних кромок улавливающих колец одна ниже другой от периферии чана к центру позволяет повысить качество выделяемого продукта за счет исключения возможности перехода частиц в соседние зоны вследствие их витания. Выполнение нижних частей улавливающих колец телескопическими позволяет повысить качество выделяемого продукта за счет более точного подбора необходимой глубины погружения колец и исключения тем самым возможности перехода в соседние зоны вследствие их витания, кроме того этим создается возможность наладки гидросепаратора при изменении свойств выделяемых микросфер.

На фиг. 1 изображен гидросепаратор, общий вид; на фиг.2 вариант исполнения гидросепаратора с улавливающими кольцами, нижние кромки которых расположены одна ниже другой от периферии чана к центру; на фиг.3 узел I на фиг.1 (нижние части колец выполнены телескопическими).

Гидросепаратор содержит чан 1 со сливным порогом 2, установленным на периферии чана 1. Внутри чана 1 установлены улавливающие кольца 3,4,5 концентрично питающей трубе 6. Гидросепаратор снабжен приводом 7, связанным с устройством для удаления донного осадка 8. В центре чана на его дне расположено разгрузочное отверстие 9 для выхода осадка.

Работает гидросепаратор следующим образом.

Через питающую трубу 6 в чан 1 подается золоводяная пульпа. При этом внутри чана 1 формируется веерообразный поток, расходящийся радиально от нижнего конца питающей трубы к верхней кромке сливного порога 2. При этом, в соответствии с известными физическими законами, из этого потока выходят частицы, обладающие большей скоростью всплытия, и достигают поверхности зеркала на наиболее близком от центра расстоянии внутри кольца 5. Соответственно частицы с меньшей критической скоростью всплытия уносятся на большее расстояние от центра и улавливаются кольцевым пространством между кольцами 4 и 5. Микросферы с еще меньшей критической скоростью по той же причине улавливаются между кольцами 3 и 4. При этом скорость потока подбирается таким образом, чтобы плавучие частицы с некондиционной плотностью выносились им за пределы крайнего кольца 3 в слив. Из межкольцевых пространств всплывший материал удаляется известными устройствами (пеногонами, насосами и др.). Одновременно с выделением плавающих частиц из пульпы выпадает осадок, удаляемый со дна устройством для удаления донного осадка 8 с приводом 7 через разгрузочное отверстие 9. Таким образом снабжение гидросепаратора одним или несколькими дополнительными улавливающими кольцами 4 и 5 позволяет разделить материал на узкие классы по плотности, т.е. повысить его качество.

Гидросепаратор, изображенный на фиг.2, состоит из тех же частей что и гидросепаратор, изображенный на фиг.1. Отличительной особенностью устройства этого гидросепаратора является то, что глубина погружения уловительных колец 3,4,5 переменная и их нижние кромки расположены одна ниже другой от периферии чана к центру.

Работает гидросепаратор, изображенный на фиг.2, аналогично изображенному на фиг.1. Отличительной особенностью в работе этого гидросепаратора является то, что из-за расположения нижних кромок улавливающих колец одна ниже другой от периферии к центру исключается возможность перехода более тяжелых частиц, по причине их витания, в соседнее (несоответствующее) кольцевое пространство, чем обеспечивается более высокое качество продукции.

Гидросепаратор, изображенный на фиг. 3, состоит в основном из тех же частей, что и изображенный на фиг.1. Отличительной особенностью его устройства является то, что нижние части уловительных колец 3,4,5 выполнены телескопическими, т. е. снабжены соответственно телескопическими насадками 10, 11 и 12, закрепленными на уловительных кольцах, например, винтами 13.

Работает гидросепаратор, изображенный на фиг.3, таким же образом, как и изображенный на фиг.1. Отличительной особенностью в работе этого гидросепаратора является то, что при изменении физических параметров разделяемого материала (крупности или плотности) меняется и траектория его частиц в чане. При этом, опуская или поднимая телескопические насадки 10,11 и 12, опытным путем добиваются их правильного расположения, чем исключается попадание частиц в несоответствующее кольцевое пространство.

Предлагаемый гидросепаратор обеспечивает одновременное выделение нескольких групп микросфер с более узким диапазоном критической скорости всплытия, т.е. более высокого качества.

Использование: для разделения порошкообразных материалов по гидравлической крупности при обогащении полезных ископаемых. Сущность изобретения: в гидросепараторе, включающем чан с центральной питающей трубой и установленным концентрично ей улавливающим кольцом, установлены концентрично дополнительные улавливающие кольца, при этом нижние кромки улавливающих колец могут быть расположены одна ниже другой от периферии чана к центру, а нижние части улавливающих колец выполнены телескопическими. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ГИДРОСЕПАРАТОР, включающий чан, установленную соосно с чаном питающую трубу, расположенный по периферии чана в его верхней части сливной порог и расположенное внутри чана концентрично питающей трубе улавливающее кольцо, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности классификации, он снабжен установленными концентрично питающей трубе одним или несколькими дополнительными улавливающими кольцами. 2. Гидросепаратор по п.1, отличающийся тем, что нижние кромки улавливающих колец расположены одна ниже другой от периферии чана к центру. 3. Гидросепаратор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что нижние части улавливающих колец выполнены телескопическими.