ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР Российский патент 1998 года по МПК B03B5/62 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к аппаратам для гидравлической классификации и фракционирования минерального сырья в восходящем потоке жидкости, и может быть использовано для гравитационного обогащения полезных ископаемых, а также для сгущения пульп, осветления промышленных вод и при очистке промстоков.

Известен гидравлический классификатор, включающий корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, патрубок для подвода воды, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и герметичный кожух с патрубком для отвода воздуха [1].

Недостаток этого гидравлического классификатора связан с отсутствием в нем конструктивных элементов, позволяющих регулировать качество классификации и удаление находящихся в песковом продукте мелкозернистых фракций.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический классификатор, включающий корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, тангенциальные патрубки для подвода воды в среднюю часть корпуса, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, установленные внутри корпуса радиально пластины, расположенную в нижней части корпуса коническую обечайку, установленный в верхней части корпуса соосно с ним цилиндр с герметичным кожухом над цилиндром и с расположенным внутри цилиндра соосно с ним с зазором и выполненным с кольцевым желобом в нижней части и выступом в центре кольцевого желоба отражателем, поверхность кольцевого желоба плавно сопряжена с выступом, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха [2].

Недостатком этого гидравлического классификатора, также как и [1], является отсутствие в нем конструктивных элементов, позволяющих регулировать качество классификации и удаление находящихся в песковом продукте мелкозернистых фракций.

Целью изобретения является повышение эффективности классификации за счет улучшения условий регулирования процесса и гидродинамического выведения мелкозернистых фракций из пескового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом классификаторе, включающем корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, тангенциальные патрубки для подвода воды в среднюю часть корпуса, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, установленные внутри корпуса радиально пластины, расположенную в нижней части корпуса коническую обечайку, установленный в верхней части корпуса соосно с ним цилиндр с герметичным кожухом над цилиндром и с расположенным внутри цилиндра соосно с ним с зазором и выполненным с кольцевым желобом в нижней части и выступом в центре кольцевого желоба отражателем, поверхность кольцевого желоба плавно сопряжена с выступом, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха, цилиндр с внешней стороны по всей высоте снабжен выполненным в виде обечайки баллоном для сжатого воздуха из резины с эластичными бандажами в средней части и ниппелем для подвода сжатого воздуха в верхнем торце, имеющий с внешней стороны выполненную в виде обечайки из изностойкой резины съемную футеровку, патрубок для подвода пульпы с внешней стороны в верхней части снабжен комплектом выполненной в виде обечайки съемной износостойкой футеровки с различным внешним диаметром и с внутренним диаметром, превышающим внешний диаметр патрубка, имеющей по верхнему торцу кольцевой бурт, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру патрубка, комплект съемной износостойкой футеровки выполнен из полиуретана.

При создании изобретения авторы исходили из следующего.

Эффективность классификации материала в гидравлическом классификаторе можно повысить, если из пескового продукта удалить еще оставшуюся в нем часть мелкозернистых фракций, объединив их с одноименным продуктом классификации. Это можно достигнуть, если в классификатор ввести конструктивные элементы, обеспечивающие условия эффективного регулирования процесса и гидродинамического выведения мелкозернистых фракций из этого продукта.

Для этого в камеру гидравлического классификатора, а именно в его кольцевые зоны, в которых непосредственно осуществляются первичное и вторичное гидравлические разделения частиц материала, вводятся конструктивные элементы, позволяющие изменять площадь их поперечного сечения, при этом соответственно изменяется скорость восходящего потока гидросмеси и осуществляется регулирование процесса гидравлического разделения частиц.

Для зоны первичного разделения частиц, расположенной в кольцевом пространстве между вертикальными стенками корпуса классификатора и цилиндром распределительного приспособления, изменение площади поперечного сечения рабочей зоны можно достичь, введя конструктивный элемент, представляющий собой выполненный в виде обечайки баллон для сжатого воздуха из резины с эластичными бандажами в средней части и ниппелем для подвода сжатого воздуха в верхнем торце, имеющий с внешней стороны выполненную в виде обечайки из износостойкой резины съемную футеровку. Посредством такого конструктивного элемента можно плавно изменять площадь поперечного сечения рабочей зоны классификатора, а следовательно, плавно регулировать процесс классификации, более качественно удаляя мелкозернистую фракцию из пескового продукта и одновременно переводя ее в сливной продукт. Возможно автоматизированное управление процессом.

Для зоны вторичного разделения частиц, расположенной в кольцевом пространстве вокруг патрубка для подвода пульпы в верхней выходной его части, изменение площади поперечного сечения этой рабочей зоны можно достичь посредством комплекта выполненной в виде обечайки съемной износостойкой футеровки из полиуретана или резины с различным внешним диаметром и с внутренним диаметром, превышающим внешний диаметр патрубка, имеющей по верхнему торцу кольцевой бурт, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру патрубка. Такое конструктивное решение позволяет дополнительно удалять мелкозернистую фракцию из пескового продукта, одновременно переводя ее через зону первичного разделения в сливной продукт.

При необходимости регулирования процесса гидравлического разделения частиц в зоне первичного их разделения можно осуществлять таким же образом, как и в зоне вторичного разделения, устанавливая аналогичные сменные обечайки вокруг цилиндра распределительного приспособления. В этом случае вместо плавного регулирования процесса регулирование будет дискретным и менее технологичным.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого гидравлического классификатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Гидравлический классификатор включает корпус 1 с цилиндрической камерой 2 и коническим днищем 3. Корпус 1 установлен вертикально на раме 4 посредством элементов 5. В нижней части корпуса 1 расположены патрубок 6 для подвода пульпы и патрубок 7 для выгрузки песков. На классификаторе установлены тангенциально к корпусу 1 патрубки 8 для подвода воды в среднюю часть корпуса. В верхней части корпуса 1 установлены сливной желоб 9 со сливным патрубком 10 и патрубок 11 для отвода воздуха. Соосно внутри корпуса 1 расположены цилиндрические кольца 12 с уменьшающимися сверху вниз диаметрами. Кольца 12 установлены с зазором 13 друг к другу и образуют разделительное приспособление 14. Внутри корпуса 1 радиально расположены пластины 15. В нижней части корпуса 1 с зазором к днищу 3 установлена коническая обечайка 16 с износостойкой футеровкой 17 на ее внутренней поверхности. К нижней кромке конической обечайки 16 прикреплена цилиндрическая обечайка 18, установленная с зазором к днищу 3 и патрубку 6 для подвода пульпы. В верхней части корпуса 1 соосно с ним установлен цилиндр 19 с износостойкой футеровкой 20 с его внутренней стороны. Над цилиндром 19 установлен герметичный кожух 21, в верхней части которого расположен патрубок 11 для отвода воздуха. Пластины 15 расположены с внешней стороны колец 12. Внутри цилиндра 19 соосно с ним с зазором установлен отражатель 22. Он выполнен с кольцевым желобом 23 в нижней части и выступом 24 в центре кольцевого желоба, причем поверхность кольцевого желоба 23 плавно сопряжена с выступом 24. Отражатель 22 выполнен из износостойкого материала, например из полиуретана, и закреплен на основании 25 посредством резьбового соединения 26. Основание 25 приварено к герметичному кожуху 21 радиальными ребрами 27.

Цилиндр 19 с внешней стороны по всей высоте снабжен выполненным в виде обечайки баллоном 28 для сжатого воздуха из резины с эластичными бандажами 29 в средней части и ниппелем 30 для подвода сжатого воздуха в верхнем торце. Эластичные бандажи 29 предназначены для придания баллону 28 цилиндрической конфигурации при подаче в него сжатого воздуха. С внешней рабочей стороны баллон 28 защищен выполненной в виде обечайки из износостойкой резины съемной футеровкой 31.

Патрубок 6 для подвода пульпы с внешней стороны в верхней части снабжен выполненной в виде обечайки съемной износостойкой футеровкой 32 из полиуретана или резины, имеющей по верхнему торцу кольцевой бурт 33, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру патрубка. Съемная износостойкая футеровка 32 выполнена комплектом, в котором каждая отдельная футеровка имеет одинаковый внутренний диаметр, превышающий внешний диаметр патрубка 6, и различный внешний диаметр, что предназначено для легкой замены футеровки с целью последующего изменения кольцевого пространства вторичной зоны разделения классификатора, расположенной вокруг выходной части патрубка 6. Кольцевой бурт 33 предназначен для фиксации и закрепления футеровки 32 на патрубке 6.

Гидравлический классификатор работает следующим образом.

Пульпа, содержащая твердые частицы различной крупности и плотности, поступает в камеру 2 через патрубок 6 для подвода пульпы, одновременно через патрубки 8 для подвода воды подается промывная вода. Камера 2 заполняется пульпой до уровня верхней кромки, после чего пульпа переливается в сливной желоб 9.

Поднимаясь после выхода из патрубка 6 для подвода пульпы, поток пульпы встречается с отражателем 22, который плавно изменяет его траекторию на обратное движение с кольцевым охватом подводящего потока пульпы. В результате трения пограничных слоев встречных потоков пульпы происходит первоначальное гашение турбулентности ее движения. Выделяющиеся при этом пузырьки воздуха и газа через патрубок 11 для отвода воздуха выводятся из классификатора. Этому способствует соединение патрубка 11 со средством для создания разрежения воздуха в полости герметичного кожуха 21. Этим средством может быть центробежный вентилятор либо система вытяжной вентиляции. Отражатель 22 препятствует при этом попаданию пульпы в патрубок 11, что обеспечивает лучшие условия для дегазации пульпы, а следовательно, повышает эффективность и производительность процесса классификации, так как исключает отрицательное влияние газовой фазы на эффективность разделения при гидравлической классификации твердых частиц в восходящем потоке жидкости. Этому же способствует снижение турбулентности движения потока пульпы в классификаторе, достигаемое посредством отражателя 22. Износостойкость материала, из которого он выполнен, обеспечивает при этом поддержание его конфигурации при эксплуатации классификатора.

После гашения турбулентности движения пульпы внутри разделительного приспособления 14 последняя через зазоры 13 поступает в нижнюю часть камеры 2. При этом происходит дальнейшее снижение турбулентности движения потока пульпы, чему способствуют пластины 15, расположенные в радиальных плоскостях с внешней стороны цилиндрических колец 12. В результате этого в зону классификации, расположенную с внешней стороны колец 12, пульпа приходит в более спокойном виде с упорядоченным движением потока. Между цилиндром 19 и стенками камеры 2 движение пульпы окончательно ламинизируется и в нем происходит гидравлическое разделение твердых частиц в восходящем потоке жидкости. Твердые частицы мелкозернистой фракции пульпы переливаются с жидкой ее фазой через кромку камеры 2 в сливной желоб и из него через сливной патрубок 10 выгружаются из классификатора. Твердые частицы крупнозернистой фракции пульпы осаждаются на коническую обечайку 16, скользя по поверхности обечайки под действием силы тяжести, попадают в зазор между цилиндрической обечайкой 18 и патрубком 6 для подвода пульпы, где происходит отделение твердых частиц крупнозернистой фракции от твердых частиц мелкозернистой фракции за счет восходящего потока жидкости из патрубка 8. Твердые частицы крупнозернистой фракции отмываются водой и выгружаются в виде песков классификатора через патрубок 7. Этому способствует тангенциальный подвод воды при выгрузке песков.

Регулирование процесса классификации и гидродинамического выведения мелкозернистых фракций из пескового продукта осуществляют посредством подачи сжатого воздуха в баллон 28 и установкой футеровки 32 необходимого диаметра на патрубке 6 для подвода пульпы.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет улучшения условий регулирования процесса и гидродинамического выведения мелкозернистых фракций из пескового продукта повысить эффективность классификации.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к аппаратам для гидравлической классификации и фракционирования минерального сырья в восходящем потоке жидкости, и может быть использовано для гравитационного обогащения полезных ископаемых, а также для сгущения пульп, осветления промышленных вод и при очистке промстоков. Сущность изобретения: цилиндр с внешней стороны по всей высоте снабжен выполненным в виде обечайки баллоном для сжатого воздуха из резины с эластичными бандажами в средней части и ниппелем для подвода сжатого воздуха в верхнем торце. Баллон имеет с внешней стороны выполненную в виде обечайки из износостойкой эластичной резины съемную футеровку. Патрубок для подвода пульпы с внешней стороны в верхней части снабжен комплектом выполненной в виде обейчайки съемной износостойкой футеровки, например из полиуретана, с различным внешним диаметром и с внутренним диаметром, превышающим внешний диаметр патрубка, имеющей по верхнему торцу кольцевой бурт, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру патрубка. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Гидравлический классификатор, включающий корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, тангенциальные патрубки для подвода воды в среднюю часть корпуса, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, установленные внутри корпуса радиально пластины, расположенную в нижней части корпуса коническую обечайку, установленный в верхней части корпуса соосно с ним цилиндр с герметичным кожухом над цилиндром и с расположенным внутри цилиндра соосно с ним с зазором и выполненным с кольцевым желобом в нижней части и выступом в центре кольцевого желоба отражателем, поверхность кольцевого желоба плавно сопряжена с выступом, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха, отличающийся тем, что цилиндр с внешней стороны по всей высоте снабжен выполненным в виде обечайки баллоном для сжатого воздуха из резины с эластичными бандажами в средней части и ниппелем для подвода сжатого воздуха в верхнем торце, имеющим с внешней стороны выполненную в виде обечайки из износостойкой резины съемную футеровку, патрубок для подвода пульпы с внешней стороны в верхней части снабжен комплектом выполненной в виде обечайки съемной износостойкой футеровки с различным внешним диаметром и с внутренним диаметром, превышающим внешний диаметр патрубка, имеющей по верхнему торцу кольцевой бурт, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру патрубка. 2. Классификатор по п.1, отличающийся тем, что комплект съемной износостойкой футеровки выполнен из полиуретана.