ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2001 года по МПК B03B5/32 B07B7/08 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к устройствам для выделения благородных металлов и других полезных минералов из первичного или вторичного (техногенного) сырья.

Известен классификатор для распределения сыпучих материалов, содержащий камеру со сложным лабиринтным каналом, устройство подвода рабочей смеси и систему создания избыточного давления, состоящую из множества вентиляторов (Описание изобретения к патенту США N 3917567, Н. Кл. 209/138, опубл. 04.11.75).

Также известен классификатор, содержащий корпус, ротор с жестко закрепленными дисками, на одном из которых выполнены пазы для создания вихрей, а также патрубок подвода рабочей смеси и патрубки вывода крупной и мелкой фракций (Описание изобретения к патенту РФ N 2094135, МПК 6 B 07 B 7/083, опубл. 27.10.97, БИ N 30).

Кроме этого, известен центробежный сепаратор, содержащий рабочую камеру со сливной кромкой, раскручивателями пульпы и приемными полостями, выполненными в виде карманов переменного поперечного сечения по длине с расположенными на их вершинах каналами вывода частиц отсепарированных материалов и множеством каналов подвода технологической воды (Описание изобретения к патенту США N 4981219, Н.Кл. 209/453, опубл. 01.01.91).

Недостатками обоих классификаторов и сепаратора являются их ограниченные технологические возможности, связанные с использованием в качестве рабочей смеси в одном случае газа или воздуха с находящимися в них во взвешенном состоянии твердыми частицами, а в другом - жидкости. Кроме этого, увеличение производительности известных устройств, в значительной степени, влияет на качество сепарации, что делает их применение ограниченным.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому техническому решению является устройство для гравитационного обогащения (центробежный сепаратор), содержащее ротор-чашу с приемными полостями на ее рабочей поверхности, каналом для вывода твердых частиц отсепарированных материалов, сливной кромкой и раскручивающими лопастями, а также приемник рабочей смеси, выполненный в виде трубы с дискообразным выступом, и магистрали для сбора и/или отвода твердых частиц материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами (Описание изобретения к патенту РФ N 1826207, МПК 6 B 03 B 5/32, опубл. БИ N 12 за 1996).

Устройство характеризуется высоким качеством получаемого концентрата. Однако область применения данного сепаратора ограничена извлечением ценных компонентов только из пульпы. При этом процесс извлечения носит периодический характер, связанный с разделением по времени операций подачи питания и выгрузки концентрата. Производительность устройства и качество получаемого концентрата ограничены наличием свободной поверхности пульпы внутри чаши. Таким образом, известное устройство можно охарактеризовать как ограниченное в технологических возможностях.

Задача, решаемая изобретением, заключается в расширении технологических возможностей и повышении производительности известных сепараторов.

В результате решения поставленной задачи можно получить сепаратор, отличающийся расширенными возможностями, позволяющими эксплуатировать его как на жидких, так и на газообразных рабочих смесях с высокой производительностью и с получением высококачественного концентрата. При этом сепаратор будет отличаться простотой конструкции, низкой материалоемкостью и малыми габаритами.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном центробежном сепараторе, содержащем камеру с по меньшей мере одной приемной полостью на ее рабочей поверхности, по меньшей мере одним каналом для вывода частиц отсепарированных материалов, сливной кромкой и раскручивающими лопастями, приемник рабочей смеси и магистрали для сбора и/или отвода частиц материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, камера снабжена ограничителем потока рабочей смеси, установленным с образованием кольцевого коллектора с рабочей поверхностью камеры, при этом раскручивающие лопасти установлены между рабочими поверхностями камеры и ограничителя.

Кроме этого:
- камера выполнена установленной вертикально или наклонно, а ограничитель потока выполнен в виде ее крышки со сквозным центральным отверстием, расположенным соосно приемнику рабочей смеси;
- камера выполнена со сквозным центральным отверстием, расположенным соосно приемнику рабочей смеси, и установлена перевернутой или наклонно, а ограничитель потока выполнен в виде ее дна;
- на рабочей поверхности ограничителя потока выполнена по меньшей мере одна приемная полость с по меньшей мере одним каналом для вывода твердых частиц отсепарированных материалов;
- по меньшей мере один канал для вывода твердых частиц отсепарированных материалов по меньшей мере одной приемной полости выполнен в виде ее перфорации;
- по меньшей мере одна приемная полость выполнена кольцевой, а канал для вывода твердых частиц отсепарированных материалов выполнен в виде ее кольцевой щели;
- рабочая смесь выполнена в виде жидкости с находящимися в ней во взвешенном состоянии твердыми частицами;
- рабочая смесь выполнена в виде воздуха или газа с находящимися в них во взвешенном состоянии твердыми частицами.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид сепаратора; на фиг. 2 показано сечение А - А фиг. 1; на фиг. 3 изображен вид Б фиг. 1 - конструкция канала для вывода твердых частиц отсепарированных материалов; на фиг. 4 вариант конструкции канала; на фиг. 5 - вид В фиг. 1 - вид на канал фиг. 3 со стороны приемной полости; на фиг. 6 и 7 показаны варианты конструкции канала и наиболее характерные формы приемных полостей; на фиг. 8 и 9 - некоторые варианты выполнения сепараторов.

Центробежный сепаратор содержит камеру 1 с приемной полостью 2 на ее рабочей поверхности 3, каналом 4 для вывода твердых частиц отсепарированных материалов, сливной кромкой 5 и раскручивающими лопастями 6, приемник 7 рабочей смеси, привод 8 и магистрали 9 и 10 для сбора и/или отвода частиц материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами. При этом камера 1 снабжена ограничителем 11 потока рабочей смеси, установленным с образованием кольцевого коллектора "г" с рабочей поверхностью 3, а раскручивающие лопасти 6 установлены между рабочими поверхностями 3 и 12 камеры 1 и ограничителя 11.

Сепаратор имеет множество вариантов реализации.

Камера 1 выполнена установленной вертикально (или наклонно), а ограничитель 11 потока выполнен в виде ее крышки 13 или 14 со сквозным центральным отверстием "д", расположенным соосно приемнику 7 рабочей смеси (фиг. 1 и 9).

Камера 1 также может быть выполнена со сквозным центральным отверстием "e", расположенным соосно приемнику 7 рабочей смеси, и установлена перевернутой (или наклонно), а ограничитель 11 потока выполнен в виде ее дна 15 (фиг. 8).

Приемная полость 2 также может иметь различные варианты конструктивного исполнения, например, иметь вид кольцевой полости 16, в том числе образованной делителем потока 17, или быть выполненной в виде набора карманов 18 разнообразной формы поперечного сечения.

Каналы 4 для вывода твердых частиц отсепарированных материалов имеют такие варианты исполнения, как перфорация в один - 19 или несколько - 20 рядов, локальная перфорация 21, в том числе единичная - 22, кольцевая щель 23, а также другие, в том числе образованные сочетанием вышеперечисленных исполнений.

Варьирование разнообразными конструкциями приемных полостей 2 и каналов 4, в том числе и их местоположением в пределах кольцевого коллектора "г", позволяет получить наиболее приемлемую для данного вида сырья конструкцию сепаратора, при этом перерабатываемая рабочая смесь может быть выполнена не только в виде жидкости с находящимися в ней во взвешенном состоянии твердыми частицами (пульпа), но и в виде воздуха.

Задача повышения производительности сепаратора решается таким образом, что поток рабочей смеси сознательно ограничивают величиной площади проходного сечения кольцевого коллектора "г", при этом раскручивающие лопасти 6, установленные по его окружности и заневоленные между рабочими поверхностями 3 и 12 корпуса 1 и ограничителя 11 потока, при вращении начинают выполнять функцию лопаток центробежного насоса, обеспечивая необходимую угловую скорость пульпы, а специальный профиль коллектора "г" обеспечивает требуемое качество сепарации.

Работу сепаратора рассмотрим на следующих примерах.

Пример 1 (иллюстрируется фиг. 1 - 7).

Объект сепарации - хвосты ранее переработанного золотосодержащего сырья. Рабочая смесь - пульпа.

Камеру 1 с лопатками 6 и ограничителем 11 потока рабочей смеси раскручивают при помощи привода 8 до необходимой частоты. Подают пульпу. По истечении незначительного промежутка времени процесс устанавливается - сепаратор начинает работать как насос. При этом не имеет значения, в каком положении он находится - вертикальном или наклонном. Твердые частицы при проходе через коллектор "г" приобретают направленное движение и некоторые из них, отличающиеся особыми свойствами попадают в кольцевую полость 2; 16 (или любую другую, отвечающую необходимым технологическим требованиям) и далее через каналы 4 - в магистраль 10, где при помощи лопаток 24 им придается дополнительное ускорение и они выводятся наружу в виде высококачественного концентрата.

Обедненная рабочая смесь через сливную кромку 5 попадает в магистраль 9, где лопасти 6 раскручивают ее и выталкивают наружу.

Пример 2 (иллюстрируется фиг. 8).

Объект сепарации - измельченное сырье, используемое для производства цемента и содержащее включения золота. Рабочая смесь - воздух с находящимися в нем во взвешенном состоянии твердыми частицами.

Камера 1 выполнена со сквозным центральным отверстием "e" и установлена перевернутой. Аналогично предыдущему примеру устройство разгоняется до необходимой частоты вращения. Также подают рабочую смесь. Те частицы, на физико-механические свойства которых настроен сепаратор, поступают в приемные полости 16 и через каналы 4 выводятся в магистраль 10. Обедненная рабочая смесь, продолжая движение по кольцевому коллектору "г", попадает в магистраль 9 и далее - по прямому назначению - для производства цемента.

Полученный концентрат, характеризующийся большим содержанием мелкого золота, отправляют на дальнейшую переработку.

Пример 3 (иллюстрируется фиг. 9).

Объект сепарации - измельченное сырье, содержащее механические включения рубинов. Рабочая смесь - пульпа.

Работа сепаратора аналогична описанной в примерах 1 и 2, за исключением того, что часть обедненной рабочей смеси, разделенная делителем 17, поступает в магистраль 25 и оттуда на повторную переработку, например, на том же самом сепараторе, а в хвосты направляют смесь из магистрали 9.

Полученный на сепараторе концентрат содержит требуемую долю рубинов, для извлечения которых используются другие промышленные технологии.

Выполненный согласно изобретению сепаратор выгодно отличается от аналогичных устройств расширенными технологическими возможностями и значительной для своих малых габаритов производительностью.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к устройствам для выделения благородных металлов и других тяжелых полезных минералов из первичного или вторичного (техногенного) сырья. Центробежный сепаратор содержит камеру с по меньшей мере одной приемной полостью на ее рабочей поверхности, по меньшей мере одним каналом для вывода частиц отсепарированных материалов, сливной кромкой и раскручивающими лопастями, приемник рабочей смеси и магистрали для сбора и/или отвода частиц материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами. Камера снабжена ограничителем потока рабочей смеси, установленным с образованием кольцевого коллектора с рабочей поверхностью камеры, при этом раскручивающие лопасти установлены между рабочими поверхностями камеры и ограничителя. Изобретение повышает качество извлекаемого концентрата из жидких и газообразных смесей. 7 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Центробежный сепаратор, содержащий камеру с по меньшей мере одной приемной полостью на ее рабочей поверхности, по меньшей мере одним каналом для вывода твердых частиц отсепарированных материалов, сливной кромкой и раскручивающими лопастями, приемник рабочей смеси и магистрали для сбора и/или отвода частиц материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, отличающийся тем, что камера снабжена ограничителем потока рабочей смеси, установленным с образованием кольцевого коллектора с рабочей поверхностью камеры, при этом раскручивающие лопасти установлены между рабочими поверхностями камеры и ограничителя. 2. Центробежный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что камера выполнена установленной вертикально или наклонно, а ограничитель потока - в виде ее крышки со сквозным центральным отверстием, расположенным соосно с приемником рабочей смеси. 3. Центробежный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что камера выполнена со сквозным центральным отверстием, расположенным соосно с приемником рабочей смеси, и установлена перевернутой или наклонно, а ограничитель потока выполнен в виде ее дна. 4. Центробежный сепаратор по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что на рабочей поверхности ограничителя потока выполнена по меньшей мере одна приемная полость с по меньшей мере одним каналом для вывода твердых частиц отсепарированных материалов. 5. Центробежный сепаратор по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что по меньшей мере один канал для вывода твердых частиц отсепарированных материалов по меньшей мере одной приемной полости выполнен в виде ее перфорации. 6. Центробежный сепаратор по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что по меньшей мере одна приемная полость выполнена кольцевой, а канал для вывода твердых частиц отсепарированных материалов выполнен в виде ее кольцевой щели. 7. Центробежный сепаратор по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что рабочая смесь выполнена в виде жидкости с находящимися в ней во взвешенном состоянии твердыми частицами. 8. Центробежный сепаратор по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что рабочая смесь выполнена в виде воздуха или газа с находящимися в них во взвешенном состоянии твердыми частицами.