ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 1997 года по МПК B03B5/32 

Изобретение относится к центробежным сепараторам для разделения частиц материалов разной плотности и может быть использовано, например, для выделения частиц золота из пульпы золотоносной руды.

Известен сепаратор по авт. св. СССР N 1801576, кл. В 03 В 5/32, опуб. 15.03.93.

Этот сепаратор состоит из конической чаши с нарифлениями, установленной на раме и приводимой в движение с помощью привода, загрузочное приспособление в виде круглой трубы и загрузочное приспособление в виде кольцевого эфелесборника, приспособление для съема концентрата в виде лотка, жестко присоединенного к чаше внутреннего коаксиального сосуда, закрепленного на чаше посредством распорных втулок.

Сепаратор работает следующим образом.

В чашу через загрузочное устройство попадает пульпа, содержащая тяжелый компонент. Проходя в полости, образуемой между нарифленной поверхностью чаши и коаксиальным сосудом, пульпа выгружается в эфелесборник, а тяжелый компонент остается в рифлях. После пропускания пробы сепаратор останавливают, снимают коаксиальный сосуд и смывают концентрат через лоток.

Недостаток данного сепаратора в том, что он прерывистого действия. Каждый раз после пропускания одной порции (пробы) его останавливают, разбирают, смывают концентрат.

Известен концентратор (сепаратор) для отделения зернистого материала (прототип) по патенту СССР N 1676440, кл. В 03 В 5/32, опуб. 07.09.91. Концентратор (сепаратор) включает полный барабан с рабочей камерой, имеющий приводной вал вращения, соединенный с дном камеры, приспособление для подачи пульпы на дно камеры, сливной порог (сливную кромку), приспособление для сбора отработанной пульпы. Приспособление для поддержания барабана на оси. Внутренняя поверхность рабочей камеры имеет три зоны. Внизу расположена зона перемещения, вверху зона сливного порога, а между ними параллельно оси вращения зона удержания. При этом зона перемещения и зона сливного порога выполнены расширяющимися по направлению к зоне удержания. Уклон зоны перемещения к оси вращения составляет 10 1. Соотношение длины зоны перемещения, удержания и сливного порога составляет 6 3 1.

Недостаток данного сепаратора аналогичен недостатку сепаратора по авт. св. N 1801576, он также прерывистого действия, что в результате снижает производительность.

Задача изобретения создание центробежного сепаратора, имеющего непрерывный режим работы.

Поставленная задача решается в центробежном сепараторе, включающем рабочую камеру, соединенную с приводом вращения, имеющую сливную кромку, приспособление для подачи пульпы на дно камеры, приспособление для сбора отработанной пульпы согласно изобретению, рабочая камера на уровне сливной кромки выполнена расширяющейся, при этом над сливной кромкой расположен делитель потока, выполненный в виде набора колец, внутренний диаметр которых больше диаметра рабочей камеры, кольца установлены с возможностью перемещения друг относительно друга и относительно сливной кромки, приспособление для сбора отработанной пульпы выполнено в виде кольцевых камер, расположенных под кольцами.

Другое отличие в том, что кольцевые камеры выполнены спиральными.

Предполагаемое устройство позволяет решить поставленную задачу, что объясняется следующим.

На стенах рабочей камеры за счет центробежных сил происходит расслоение потока пульпы. На рабочей поверхности формируется поток самых тяжелых компонентов. Ближе к оси вращения плотность потока уменьшается. При перемещении потока к сливной кромке различные слои потока вылетают из рабочей камеры под разными углами. Кольца делителя вокруг сливной кромки делят поток на слои с разной плотностью и направляют их в свои кольцевые камеры. Если непрерывно подавать перерабатываемую пульпу на дно рабочей камеры, то процесс разделения будет идти непрерывно. В прототипе же для удаления выделенного полезного компонента на стенках рабочей камеры центробежный сепаратор необходимо останавливать.

Выполнение рабочей камеры расширяющейся на уровне сливного порога исключает образование зоны, в которой накапливается тяжелый компонент, что происходит в центрифугах прерывистого действия.

Возможность перемещения колец друг относительно друга и относительно сливной кромки позволяет изменять положение колец и более точно разделять поток.

Диаметр отверстия колец должен быть больше диаметра рабочей камеры у сливной кромки. В этой зоне поток разлетается веером, сохраняя слоистость.

Спиральная кольцевая камера ускоряет поток уловленной пульпы. Напор ускоренного потока позволяет направить его повторно в рабочую камеру на дополнительную переработку в непрерывном цикле, что в конечном итоге повышает эффективность выделения полезного компонента.

На чертеже схематично показан один из вариантов заявляемого центробежного сепаратора.

Сепаратор состоит из рабочей камеры 1, полого вала 2, который неподвижно установлен на основании 3. Рабочая камера выполнена с возможностью вращения вокруг вала, для чего снабжена подшипниковым узлом 4 с подшипниками 5. В подшипниковом узле установлены уплотнительные кольца (на чертеже не показаны). На дне рабочей камеры установлен ротор 6. Всасывающим патрубком 7 полость соединена с полостью вала 2, а через окна 8 с рабочей камерой. На уровне сливной кромки 9 рабочая камера выполнена расширяющейся. Над сливной кромкой расположен делитель потока, выполненный из колец 10. Зазор между сливной кромкой и кольцами, а также между кольцами можно изменять в зависимости от толщины слоя заданной плотности в потоке. Диаметр отверстия колец больше диаметра рабочей камеры в зоне сливного порога и в каждом конкретном случае выбирается экспериментально в зависимости от выделяемого материала. Вокруг рабочей камеры расположены спиральные кольцевые камеры 11, 12 и 13 для сбора отработанной пульпы разной плотности. Полый вал 2 соединен с патрубком 14 для подачи пульпы и патрубком 15 для смыва отходов. Патрубки 14 и 15 снабжены кранами 16 и 17. Центробежный сепаратор приводится во вращении приводом 18, на валу которого установлен шкив 19 для ременной передачи 20. Второй шкив 21 установлен на подшипниковом узле 4. Камеры 11, 12 и 13 снабжены патрубками 22, 23 и 24.

Центробежный сепаратор работает следующим образом.

В рабочую камеру 1 предварительно заливают воду так, чтобы заполнить полость всасывающего ротора 6 и включают привод 18. После того, как рабочая камера наберет заданные обороты, открывают кран 16 на патрубке 14. Ротор 6 начинает работать в режиме насоса, всасывая пульпу через полость вала 2 в рабочую камеру. Пульпа постепенно вытесняет воду из рабочей камеры, которая через сливную кромку 9 и кольца 10 сливается в кольцевую камеру 13. За счет центробежных сил происходит расслоение пульпы. На стенках рабочей камеры формируется слой более тяжелого полезного компонента, который перемещается вверх по рабочей поверхности камеры. Слои отработанной пульпы, располагаясь ближе к центру рабочей камеры, также поднимаются вверх, к сливной кромке. При отсутствии колец 10 расслоенная пульпа веером вылетает из рабочей камеры. При этом в веере сохраняется слоистость, причем более тяжелым слои вылетают из рабочей камеры под меньшими углами относительно горизонта, а вода, как самый легкий компонент, под самым большим углом. Кольца делителя выделяют слои нужной концентрации и направляют их в соответствующую камеру. Практически достаточно установить три кольца, чтобы делить поток на три фракции. Фракция с самой высокой плотностью накапливается в камере 11, в ней содержится больший процент полезного компонента, в средней камере 12 накапливается пульпа с меньшей плотностью, но в ней содержится еще определенное количество полезного компонента, поэтому фракцию из камеры 12 снова подают на вход установки. Спиральная форма камеры способствует этому. При необходимости на повторную обработку можно подать пульпу из любой камеры. Рабочий же процесс идет непрерывно. При необходимости центрифугу останавливают. Рабочую камеру промывают, наливая воду сверху и открывая кран 17. Смыв концентрата отходов происходит через полость ротора, полость вала и патрубок 15. Слив из кольцевых камер 11 13 осуществляют через патрубки 22 24.

Все изложенное подтверждает, что предлагаемый сепаратор обеспечивает непрерывный режим работы, т.е. позволяет решить поставленную задачу.

Использование: для разделения частиц материалов разной плотности и использовано, например, для выделения частиц золота из пульпы золотоносной руды. Сущность изобретения: сепаратор включает рабочую камеру, соединенную с приводом вращения и имеющую сливную кромку, приспособление для подачи пульпы на дно камеры, приспособление для сбора отработанной пульпы, согласно изобретению, рабочая камера перед сливной кромкой выполнена расширяющейся, при этом перед сливной кромкой расположен делитель потока, выполненный в виде набора колец, внутренний диаметр которых больше диаметра рабочей камеры, кольца установлены с возможностью перемещения друг относительно друга и относительно сливной кромки, приспособление для сбора отработанной пульпы выполнено в виде кольцевых камер, расположенных под кольцами. Кольцевые камеры выполнены спиральными. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Центробежный сепаратор, включающий рабочую камеру, соединенную с приводом вращения и имеющую сливную кромку, приспособления для подачи пульпы на дно камеры, приспособление для сбора отработанной пульпы, отличающийся тем, что рабочая камера на уровне сливной кромки выполнена расширяющейся, при этом вокруг сливной кромки расположен делитель потока, выполненный в виде набора колец, внутренний диаметр которых больше диаметра рабочей камеры, кольца установлены с возможностью перемещения одно относительно другого и относительно сливной кромки, приспособление для сбора отработанной пульпы выполнено в виде кольцевых камер, расположенных под кольцами. 2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевые камеры выполнены спиральными.