ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ОБОГАТИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2008 года по МПК B04B3/00 B03B5/32 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогатительному оборудованию, и может быть использовано для обогащения измельченных руд и концентратов цветных и черных металлов в жидкой среде.

Известен способ выделения твердых материалов из жидкости (пульпы) фильтрацией с помощью центрифуги с сетчатым ротором (DE 19825985 А1, опубл. 10.06.1999), согласно которому подлежащую обработке жидкость вводят во вращающееся сито, фильтрат, проходящий через поверхность сита, отводят и остающийся концентрат выгружают. Дополнительно к главному потоку, возникающему при центрифугировании, создают турбулентность или вторичные потоки, которые предотвращают закупоривание отверстий сита концентратом.

Недостатком конструкции известной центрифуги является повышенный износ просеивающей поверхности за счет ее истирания крупными фракциями пульпы, а также закупоривание отверстий сита крупными частицами за счет действия на них центробежной силы.

Известна фильтр-центрифуга (JP 3383115 А1, опубл. 04.03.2003), которая имеет вращающуюся корзину, находящуюся внутри улавливающей камеры. В корзине, которая снабжена отверстиями, установлен фильтрующий элемент, так что при вращении корзины подлежащая обработке жидкость может выходить через фильтрующий элемент через эти отверстия. Для устранения фильтрата, оставшегося на фильтрующем элементе и состоящего из твердых частиц, предусмотрено сдвигающее устройство, которое совершает возвратно-поступательное движение.

Недостатком работы известной центрифуги является снижение скорости фильтрации жидкости и производительности центрифуги в целом за счет забивания фильтрующей поверхности мелкими осадками. Кроме того, наличие сдвигающего устройства усложняет конструкцию центрифуги.

Прототипом изобретения является центробежный сепаратор (RU 2104790 А1, опубл. 20.02. 1998), включающий коническую чашу, состоящую из внешнего и внутреннего конусов и снабженную крышкой, приспособления для загрузки обогащаемого материала, подвода воды и выгрузки продуктов обогащения, механизма для перемещения в аксиальном направлении внутреннего конуса, жестко соединенного с приспособлением для загрузки обогащаемого материала. Внутренний конус выполнен из набора жестко соединенных между собой колец и своей внешней поверхностью плотно прилегает к внутренней поверхности внешнего конуса, приспособление для подвода воды выполнено в виде трубок с насадками, расположено внутри внутреннего конуса вдоль образующей конической поверхности конуса и закреплено в крышке.

Недостатком конструкции известной центрифуги является повышенный износ просеивающей поверхности за счет ее истирания крупными фракциями пульпы, а также закупоривание отверстий сита крупными частицами за счет действия на них центробежной силы.

Технический результат, достигаемый в изобретении, заключается в повышении срока службы и удешевлении эксплуатации устройства за счет снижения истирания просеивающей поверхности и отсутствия забивания ее в процессе эксплуатации, а также повышении эффективности разделения твердых частиц пульпы.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

Центробежный обогатительный аппарат содержит корпус в виде трубы круглого сечения, камеру формирования потока пульпы, патрубок ввода пульпы, патрубок вывода гидравлически мелкой фракции пульпы, просеивающую поверхность в виде трубы круглого сечения и приемный кожух вывода гидравлически крупной фракции пульпы. В аппарате камера формирования потока пульпы с одной стороны соединена с патрубком ввода пульпы, а с другой стороны отделена с помощью перегородки от основной части корпуса и сообщается с разделительной зоной через отверстия в перегородке. Корпус вдоль оси разделен с помощью просеивающей поверхности на разделительную зону и зону прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы. Разделительная зона с противоположной от камеры формирования потока пульпы стороны сообщается через отверстия, выполненные в корпусе, с приемным кожухом крупной фракции пульпы. Зона прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы с этой же стороны соединена с патрубком вывода гидравлически мелкой фракции пульпы.

При этом разделительная зона сообщается с приемным кожухом крупной фракции пульпы через выходные отверстия, выполненные на торце или боковой поверхности корпуса.

Кроме того, в разделительной зоне на внутренней поверхности корпуса выполнены формирователи потока пульпы различной формы.

Также корпус выполнен в виде цилиндрической трубы.

Также корпус выполнен в виде расширяющейся трубы.

Кроме того, корпус выполнен в виде трубы, поверхность которой образована вращением плавной кривой вокруг ее оси.

Кроме того, просеивающая поверхность выполнена цилиндрической.

При этом просеивающая поверхность выполнена в виде усеченного конуса.

Также по оси корпуса внутри зоны прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы установлен ограничитель объема.

Также камера формирования потока пульпы выполнена цилиндрической.

Кроме того, камера формирования потока пульпы выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого примыкает к корпусу аппарата, а в камере формирования потока пульпы установлен конический формирователь потока пульпы с зазором к внутренней поверхности камеры.

Кроме того, внутри корпуса на торцевой стенке со стороны разгрузки аппарата установлен отсекатель с зазорами к корпусу и просеивающей поверхности, повторяющий профиль просеивающей поверхности, а на торце корпуса между патрубком вывода гидравлически мелкой фракции пульпы и отсекателем выполнены отверстия разгрузки промпродукта.

Также корпус выполнен эластичным, а снаружи к корпусу примыкают ролики; при этом расстояние от точки касания ролика с корпусом до продольной оси вращения корпуса меньше внешнего радиуса недеформированного корпуса.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1-12 схематически показано конструктивное выполнение предложенного центробежного обогатительного аппарата.

На фиг.1-12 показаны корпус 1, выполненный в виде трубы круглого сечения, патрубок 2 ввода пульпы, камера 3 формирования потока пульпы, перегородка 4, отверстия 5 для прохождения пульпы в разделительную зону 6, просеивающая поверхность 7, выполненная в виде трубы круглого сечения, зона 8 прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы, отверстия 9 вывода грубой фракции пульпы, неподвижный приемный кожух 10, патрубок 11 вывода гидравлически мелкой фракции пульпы, формирователи 12 потока пульпы, отверстия 13 для вывода промпродукта, ограничитель 14 объема, цилиндрический отсекатель 15, деформирующие ролики 16, конический формирователь 17 потока пульпы.

Камера 3 с одной стороны соединена с патрубком 2 ввода пульпы, а с другой стороны отделена с помощью перегородки 4 от основной части корпуса 1 и сообщается с разделительной зоной 6 через отверстия 5 в перегородке 4. Внутренний объем корпуса 1 вдоль оси разделен с помощью просеивающей поверхности 7 на разделительную зону 6 и зону 8 прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы. Разделительная зона 6 с противоположной от камеры 3 формирования потока пульпы стороны сообщается через отверстия 9, выполненные в корпусе, с приемным кожухом 10 крупной фракции пульпы. Зона 8 прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы с этой же стороны соединена с патрубком 11 вывода гидравлически мелкой фракции пульпы.

Корпус 1 может иметь вид цилиндрической трубы (например, фиг.1), расширяющейся трубы (фиг.5, 12), трубы, поверхность которой, образована вращением плавной кривой вокруг ее оси (фиг.7).

Отверстия 9 могут быть выполнены на торце (фиг.1) или боковой поверхности корпуса 1 (фиг.2).

Формирователи 12 потока пульпы выполнены на внутренней поверхности корпуса 1 в разделительной зоне 6 и могут иметь различную форму, например форму ребер: остроугольных (фиг.3) или спиралеобразных (фиг.4).

Просеивающая поверхность 7 может иметь цилиндрическую (фиг.1) или конусообразную форму (фиг.12).

По оси корпуса 1 внутри зоны 8 может быть установлен ограничитель 14 (фиг.8).

Камера 3 формирования потока пульпы может быть выполнена цилиндрической (например, фиг.1).

Также камера 3 может быть выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого примыкает к корпусу 1, и в ней установлен конический формирователь 17 потока пульпы с зазором к внутренней поверхности камеры 3 (фиг.9).

Внутри корпуса 1 на торцевой стенке со стороны разгрузки аппарата может быть установлен отсекатель 15 с зазорами к корпусу 1 и просеивающей поверхности 7, повторяющий профиль последней, а на торце корпуса 1 между патрубком 11 и отсекателем 15 выполнены отверстия 13 разгрузки промпродукта (фиг.6).

Корпус 1 может быть выполнен эластичным, а снаружи к корпусу 1 могут примыкать ролики 16; при этом расстояние от точки касания ролика 16 с корпусом 1 до продольной оси вращения корпуса 1 меньше внешнего радиуса недеформированного корпуса 1 (фиг.10, 11).

Центробежный обогатительный аппарат работает следующим образом.

Разделяемый материал в виде пульпы подается через патрубок 2 в камеру 3, раскручивается за счет вращения аппарата вокруг продольной оси и поступает через отверстия 5 в перегородке 4 в разделительную зону 6, выполненную в виде кольцевого зазора между внутренней поверхностью корпуса 1 и просеивающей поверхностью 7. Размер отверстий в просеивающей поверхности 7 соответствует максимальному размеру мелких частиц пульпы, которые необходимо отделить от части пульпы, содержащей более крупные частицы. Скорость вращения аппарата регулируется таким образом, что мелкие, легкие частицы с потоком жидкой фазы пульпы проходят через отверстия в просеивающей поверхности 7 в зону 8 прохождения тонкой фракции пульпы, выносятся потоком в сторону патрубка 11 и разгружаются через него. При этом крупные, тяжелые частицы пульпы за счет центробежной силы двигаются к внутренней поверхности корпуса 1, продвигаются вдоль разделительной зоны 6 и потоком пульпы выносятся через отверстия 9 в неподвижный приемный кожух 10.

За счет наличия формирователей 12 в виде остроугольных ребер увеличивается турбулентность пульпы в разделительной зоне 6 и, следовательно, повышается вероятность движения мелких легких частиц к просеивающей поверхности 7. Формирователи 12 в виде спиралеобразных ребер, кроме увеличения турбулентности пульпы в разделительной зоне 6, способствуют еще и продвижению пульпы к разгрузке при определенном направлении вращения аппарата.

Выполнение корпуса 1 в виде расширяющейся трубы в сторону разгрузки (фиг.5, 12) способствует увеличению скорости продвижения крупных тяжелых частиц в разделительной зоне 6 к разгрузке. Выполнение корпуса 1 в виде расширяющейся трубы в сторону загрузки аппарата (фиг.7) обеспечивает увеличение скорости движения пульпы из разделительной зоны 6 к просеивающей поверхности 7, что способствует более полному извлечению тонких частиц в зону 8.

Выполнение просеивающей поверхности 7 в виде усеченного конуса (фиг.12) позволяет повысить эффективность разделения частиц за счет увеличения площади просеивающей поверхности 7 по сравнению с цилиндрической при равных габаритах аппаратов.

Наличие в аппарате ограничителя объема 14 (фиг.8) увеличивает линейную скорость движения пульпы в зоне 8. Это уменьшает вероятность вторичного попадания мелких частиц в разделительную зону 6, то есть повышает эффективность разделения. В зависимости от характера пульпы, размеров и модификации аппарата ограничитель объема 14 может иметь коническую и другие формы, например в виде фигуры, образованной вращением плавной кривой вокруг оси аппарата.

Камера 3 (фиг.10) выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого примыкает к корпусу 1 аппарата, и в ней установлен с зазором к внутренней поверхности камеры 3 конический формирователь 17 потока пульпы. Такая конструкция камеры 3 позволяет применять аппарат на пульпах, в которых дополнительное измельчение твердых частиц нежелательно, например, при классификации сорбционных смол. Данная конструкция камеры 3 позволяет в более щадящих условиях раскручивать пульпу и вводить ее в разделительную зону 6.

Размещение отсекателя 15 и выполнение отверстий 13 для вывода промпродукта (фиг.6) позволяет при разделении крупной и мелкой фракций дополнительно получать промпродукт. В этом случае крупные и тяжелые частицы перед разгрузкой делятся отсекателем 15 на две фракции: наиболее крупные и тяжелые из них разгружаются через отверстия 9, а менее крупные и тяжелые в виде промпродукта разгружаются через отверстия 13.

Выполнение корпуса 1 эластичным позволяет во время вращения деформировать его неподвижными деформирующими роликами 16 (фиг.10, 11). При этом внутренняя поверхность стенки корпуса 1 деформируется, за счет чего взрыхляется примыкающий к ней слой материала, и вследствие этого возрастает вероятность попадания мелких легких частиц на просеивающую поверхность 7 и их переноса в зону 8. Расположение деформирующих роликов 16 (фиг.11) по длине корпуса 1 со сдвигом оси каждого последующего ролика 16 по отношению к оси предыдущего, позволяет при соответствующем направлении вращения корпуса 1 достигать перистальтического эффекта, что способствует продвижению крупной тяжелой фракции материала к разгрузке.

Аппарат может устанавливаться как горизонтально, так и под углом к горизонту.

Основными преимуществами аппарата являются:

- высокая производительность на единицу объема занимаемого производственного помещения;

- малая истираемость просеивающей поверхности;

- отсутствие забивания просеивающей поверхности за счет действия на частицы центробежной силы;

- возможность эффективного выделения тонких шламов из пульп, содержащих материалы относительно широкого диапазона крупности.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогатительному оборудованию, и может быть использовано для обогащения измельченных руд и концентратов цветных и черных металлов в жидкой среде. Центробежный обогатительный аппарат содержит корпус в виде трубы круглого сечения, камеру формирования потока пульпы, патрубок ввода пульпы, патрубок вывода гидравлически мелкой фракции пульпы, просеивающую поверхность в виде трубы круглого сечения и приемный кожух вывода гидравлически крупной фракции пульпы. В аппарате камера формирования потока пульпы с одной стороны соединена с патрубком ввода пульпы, а с другой стороны отделена с помощью перегородки от основной части корпуса и сообщается с разделительной зоной через отверстия в перегородке. Корпус вдоль оси разделен с помощью просеивающей поверхности на разделительную зону и зону прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы. Разделительная зона с противоположной от камеры формирования потока пульпы стороны сообщается через отверстия, выполненные в корпусе, с приемным кожухом крупной фракции пульпы. Зона прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы с этой же стороны соединена с патрубком вывода гидравлически мелкой фракции пульпы. Технический результат, достигаемый в изобретении, заключается в повышении срока службы и удешевлении эксплуатации устройства за счет снижения истирания просеивающей поверхности и отсутствия забивания ее в процессе эксплуатации, а также повышении эффективности разделения твердых частиц пульпы. 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Центробежный обогатительный аппарат, содержащий корпус в виде трубы круглого сечения, камеру формирования потока пульпы, патрубок ввода пульпы, патрубок вывода гидравлически мелкой фракции пульпы, просеивающую поверхность в виде трубы круглого сечения и приемный кожух вывода гидравлически крупной фракции пульпы, причем камера формирования потока пульпы с одной стороны соединена с патрубком ввода пульпы, а с другой стороны отделена с помощью перегородки от основной части корпуса и сообщается с разделительной зоной через отверстия в перегородке, корпус вдоль оси разделен с помощью просеивающей поверхности на разделительную зону и зону прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы, разделительная зона с противоположной от камеры формирования потока пульпы стороны сообщается через отверстия, выполненные в корпусе, с приемным кожухом крупной фракции пульпы, а зона прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы с этой же стороны соединена с патрубком вывода гидравлически мелкой фракции пульпы.2. Аппарат по п.1, в котором разделительная зона сообщается с приемным кожухом крупной фракции пульпы через выходные отверстия, выполненные на торце или боковой поверхности корпуса.3. Аппарат по п.1, в котором в разделительной зоне на внутренней поверхности корпуса выполнены формирователи потока пульпы различной формы.4. Аппарат по п.1, в котором корпус выполнен в виде цилиндрической трубы.5. Аппарат по п.1, в котором корпус выполнен в виде расширяющейся трубы.6. Аппарат по п.1, в котором корпус выполнен в виде трубы, поверхность которой образована вращением плавной кривой вокруг ее оси.7. Аппарат по п.1, в котором просеивающая поверхность выполнена цилиндрической.8. Аппарат по п.1, в котором просеивающая поверхность выполнена в виде усеченного конуса.9. Аппарат по п.1, в котором по оси корпуса внутри зоны прохождения гидравлически мелкой фракции пульпы установлен ограничитель объема.10. Аппарат по п.1, в котором камера формирования потока пульпы выполнена цилиндрической.11. Аппарат по п.1, в котором камера формирования потока пульпы выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого примыкает к корпусу аппарата, а в камере формирования потока пульпы установлен конический формирователь потока пульпы с зазором к внутренней поверхности камеры.12. Аппарат по п.1, в котором внутри корпуса на торцевой стенке со стороны разгрузки аппарата установлен отсекатель с зазорами к корпусу и просеивающей поверхности, повторяющий профиль просеивающей поверхности, а на торце корпуса между патрубком вывода гидравлически мелкой фракции пульпы и отсекателем выполнены отверстия разгрузки промпродукта.13. Аппарат по п.1, в котором корпус выполнен эластичным, а снаружи к корпусу примыкают ролики, при этом расстояние от точки касания ролика с корпусом до продольной оси вращения корпуса меньше внешнего радиуса недеформированного корпуса.