СЕКЦИЯ ГИДРОКЛАССИФИКАТОРА Российский патент 2000 года по МПК B03B5/62 B01D21/00 

Изобретение относится к оборудованию для гидравлической классификации зернистых материалов и может быть использовано при обогащении минерального сырья в горнодобывающей, химической и строительной отраслях промышленности.

Известны гидроклассификаторы зернистых материалов, основанные на использовании тонкослойных сгустителей, представляющих собой корпус со вставленным внутрь рядом параллельных наклонных плоскостей, расположенных на небольшом расстоянии между собой и соединенных боковыми стенками в один пакет (см. Кизевальтер Б.В. Теоретические основы гравитационных процессов обогащения. М.: Недра, 1979, с. 136 - 137).

Недостатком этих сгустителей является низкая производительность по готовому продукту.

Известно также, что если одна из стенок, например, нижняя перемещается со скоростью V₁, то ее перемещение будет вызывать перемещение слоев жидкости по линейному закону в функции расстояния от неподвижной стенки, что приведет к изменению расхода через зазор (см. Коваль П.В. Гидравлика и гидропривод горных машин. М.: Машиностроение, 1979, с. 38).

Подвижность стенок, то есть наклонных плоскостей тонкослойного сгустителя, открывает перспективу повышения производительности по готовому продукту.

Известна секция гидроклассификатора, включающая корпус с патрубками входа исходной гидросмеси и выхода осветленной пульпы, коническое днище с патрубком вывода продукта классификации, установленные внутри корпуса одна над другой наклонные параллельные пластины и распределительные патрубки для подвода напорной воды, причем наклонные пластины нижней камеры перпендикулярны пластинам верхней камеры (см. патент РФ N 2033270, БИ N 11, 20.04.95).

Недостатком этого технического решения является низкая производительность и громоздкость конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является секция гидроклассификатора, включающая корпус с патрубками входа исходной гидросмеси и выхода осветленной пульпы, коническое днище с патрубком вывода продукта классификации, установленные внутри корпуса одна над другой классифицирующие камеры с наклонными параллельными пластинами, и распределительные патрубки для подвода напорной воды, расположенные ниже классифицирующих камер, причем наклонные пластины нижней камеры перпендикулярны пластинам верхней камеры, установлены подвижно относительно корпуса и соединены с вибровозбудителем (авторское свидетельство СССР N 1493281, опубл. 20.06.1989, кл. В 01 D 21/00).

Недостатком этого технического решения является низкая производительность, обусловленная турбулентностью потока гидросмеси при совместном движении верхних и нижних пластин.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение производительности секции гидроклассификатора.

Для решения этой задачи в известной секции гидроклассификатора, включающей корпус с патрубками ввода исходной гидросмеси, подвода напорной воды, вывода осветленной пульпы и готового продукта, состоящей из установленных одна над другой верхней и нижней классифицирующей камер с ортогонально размещенными в них пакетами наколонных параллельных пластин, установленных в верхней камере подвижно и соединенных с вибровозбудителем, согласно изобретению вибровозбудитель выполнен в виде эксцентриково-шатунного привода, боковые эксцентрики которого смещены относительно среднего на 180^o, причем боковые эксцентрики соединены шарнирно шатунами с одной частью наклонных пластин, а средний эксцентрик шарнирно соединен с другой частью пластин, расположенных в пространстве между собой и обеспечивающих противофазное колебательное движение смежных пластин относительно друг друга.

Наличие признака вибровозбудитель выполнен в виде эксцентриково-шатунного привода, боковые эксцентрики которого смещены относительно среднего на 180^o, причем боковые эксцентрики шарнирно соединены шатунами с одной частью наклонных пластин, а средний эксцентрик шарнирно соединен с другой частью пластин, расположенных в пространстве между собой и обеспечивающих противофазное колебательное движение смежных пластин относительно друг друга позволяет повысить производительность секции гидроклассификатора. Это достигается за счет того, что процесс гидроклассификации зернистых материалов осуществляется при движении восходящих и нисходящих потоков гидросмеси. Исходная гидросмесь поступает в корпус секции гидроклассификатора в зону между ортогонально установленных наклонных параллельных пластин верхней и нижней классифицирующих камер. При этом большинство крупных частиц материала под действием силы своей тяжести преодолевают скорость восходящего потока напорной воды, проваливаются сквозь зазоры нижних наклонных пластин и концентрируются в конусной части корпуса и в патрубке выпуска готового продукта. Но некоторая часть крупных частиц и все мелкие частицы материала подхватываются восходящим потоком напорной воды и поднимаются вверх в пространство зазоров между параллельными наклонными пластинами верхней классифицирующей камеры, которые совершают возвратно-поступательное колебательное движение в противофазе с заданной частотой и амплитудой колебаний. Если рассматривать две смежные параллельные наклонные пластины с зазором между ними как верхнюю и нижнюю, то процесс восходящего потока гидросмеси выглядит следующим образом. По мере перемещения потока гидросмеси вверх между пластинами происходит падение скорости движения частиц. При этом эпюра скорости потока гидросмеси в зазоре между пластинами имеет форму параболы, достигающей максимальной своей величины в центральной части. За счет падения скорости движения крупных частиц и их соударения о верхнюю наклонную плоскость пластины последние выпадают в осадок на нижнюю наклонную пластину. При движении нижней пластины вниз, а верхней пластины вверх происходит трансформация эпюры скоростей в зазоре таким образом, что относительно центральной части вектор максимальной скорости в пристеночной зоне нижней пластины вниз, а вектор максимальной скорости в пристеночной зоне верхней пластины направлен вверх. Поэтому крупные частицы материала ускоренно перемещаются вместе с нижней пластиной вниз, повышая производительность гидроклассификации в данной секции, а осветленная пульпа ускоренно перемещается вместе с верхней пластиной вверх, повышая производительность выноса легкой фракции материала для перелива в следующую секцию гидроклассификации. Во второй половине цикла колебательного движения при перемещении нижней пластины вверх, а верхней пластины вниз также происходит трансформация эпюры скоростей, но в меньшей степени выражения. При этом нижняя наклонная пластина проскальзывает относительно оседающих на нее крупных частиц и за счет имеющейся тонкой прослойки воды не способна увлекать их за собой вверх, то есть способствует повышению производительности гидроклассификации в данной секции. В это же время верхняя наклонная пластина движется вниз и за счет существования прослойки воды в приграничной зоне пластина проскальзывает и не способна увлечь за собой вниз мелкие частицы при их движении вверх, повышая производительность выноса легкой фракции материала для перелива в следующую секцию гидроклассификации.

На фиг. 1 представлен общий вид секции гидроклассификатора; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 1.

Секция гидроклассификатора состоит из верхней классифицирующей камеры 1 с патрубком ввода гидросмеси 2 и патрубком вывода осветленной пульпы 3, которая установлена над нижней классифицирующей камерой 4, причем ниже ее расположены перфорированные патрубки напорной воды 5 и коническое днище 6 с патрубком вывода сгущенного готового продукта 7. Над верхней классифицирующей камерой установлен вибровозбудитель в виде эксцентриково-шатунного привода, состоящего из электродвигателя 8 и вала с двумя боковыми эксцентриками 9 и 10, а также среднего эксцентрика 11. Два боковых эксцентрика посредством шатунов 12 и 13 соединены с комплектом наклонных параллельных пластин 14, а средний эксцентрик посредством шатуна 15 соединен с комплектом наклонных параллельных пластин 16, причем пластины одного комплекта расположены в зазорах между пластинами второго комплекта. В нижней классифицирущей камере также расположены наклонные параллельные пластины 17, но установленные неподвижно и перпендикулярно (ортогонально) подвижным пластинам верхней классифицирующей камеры.

Работа секции гидроклассификатора осуществляется следующим образом.

Исходная гидросмесь по патрубку 2 подается в пространство верхней камеры 1 между комплектами наклонных параллельных пластин 14 и 16 вверх и ортогонально расположенных к ним пластинам 17. При этом, несмотря на восходящий поток напорной воды, поступающей через перфорированные патрубки 5, большинство крупных частиц материала проходят под действием силы своей тяжести сквозь зазоры между пластинами 17 и патрубков 5, опускаются через нижнюю камеру 4 на коническое днище 6 и концентрируются в зоне патрубка 7 вывода сгущенного готового продукта. Другая часть крупных частиц вместе с мелкими частицами поднимаются восходящим потоком от напорной воды от перфорированных патрубков 5 и попадает в зазоры между наклонными пластинами 14 и 16. При этом часть крупных частиц оседают на нижние наклонные пластины и скатываются по наклонным плоскостям вниз, а другая их часть вместе с мелкими частицами выводится через патрубок 3 вывода осветленной пульпы. При включении электродвигателя 8 эксцентриковый вал начинает вращаться с заданной частотой, в результате чего эксцентрики 9 и 10 посредством шатунов 12 и 13 начинает перемещать комплект наклонных параллельных пластин 16 в одном направлении, а средний эксцентрик 11 посредством шатуна 15 начинает перемещать комплект наклонных параллельных пластин 14 в противоположном направлении, то есть происходит противофазное движение смежных пластин во взаимно противоположных направлениях. При этом оседающие на поверхности нижних частиц при ходе вниз частицы ускоренно перемещаются вниз и при ходе вверх скользят вниз на прослойке воды, а мелкие частицы в составе более разжиженной пульпы захватываются вверх верхней пластиной при ходе ее вверх и скользят относительно верхней пластины на прослойке воды при ходе ее вниз. Таким образом повышается производительность секции гидроклассификатора по осаждению более крупных частиц и вывода осветленной пульпы в составе мелких частиц. Одновременно с этим использование противофазного движения наклонных параллельных пластин способствует повышению качества и частоты фракций частиц материала данной крупности без разубоживания их мелкими частицами другой фракции.

Изобретение может быть использовано при обогащении минерального сырья в горнодобывающей, химической и строительной отраслях промышленности. Секция гидроклассификатора включает корпус с патрубками ввода исходной гидросмеси, подвода напорной воды, вывода осветленной пульпы и готового продукта. Секция состоит из установленных одна над другой верхней и нижней классифицирующей камер с ортогонально размещенными в них пакетами наклонных параллельных пластин, установленных в верхней камере подвижно и соединенных с вибровозбудителем. Вибровозбудитель выполнен в виде эксцентриково-шатунного привода, боковые эксцентрики которого смещены относительно среднего на 180°, причем боковые эксцентрики соединены шарнирно шатунами с одной частью наклонных пластин, а средний эксцентрик шарнирно соединен с другой частью пластин, расположенных в пространстве между собой и обеспечивающих противофазное колебательное движение смежных пластин относительно друг друга. Изобретение повышает эффективность и производительность классификации. 3 ил.

Секция гидроклассификатора, включающая корпус с патрубками ввода исходного гидросмеси, подвода напорной воды, вывода осветленной пульпы и готового продукта, состоящий из установленных одна над другой верхней и нижней классифицирующих камер с ортогонально размещенными в них пакетами наклонных параллельных пластин, установленных в верхней камере подвижно и соединенных с вибровозбудителем, отличающаяся тем, что вибровозбудитель выполнен в виде эксцентриково-шатунного привода, боковые эксцентрики которого смещены относительно среднего на 180^o, причем боковые эксцентрики шарнирно соединены шатунами с одной частью наклонных пластин, а средний эксцентрик шарнирно соединен с другой частью пластин, расположенных в пространстве между собой и обеспечивающих противофазное колебательное движение смежных пластин относительно друг друга.