Центрифуга для разделения суспензии минералов Советский патент 1989 года по МПК B04B5/02 B04B11/02 

1

Изобретение относится к оборудо- ванию для разделения суспензии минералов на легкую и тяжелую фракции в поле действия центробежных сил.

Цель изобретения - повышение качества разделения о

На фиг о 1 схематично изображена половина центрифуги, продольный разрез; на фиг о 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг о 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 10

Центрифуга для разделения суспензии минералов содержит равномерно установленные на подшипниковых опо- pax 1 с возможностью их планетарного вращения четыре конусообразных ротора 2, обращенных большим основанием вниз и имеющих на внутренней поверхности стенки шнеки 3 для транспорта- рования тяжелой фракции, устройство для распределения исходной суспензии по роторам, состоящее из центральног трубопровода 4 и прикрепленных к нему трубчатых рукавов 5 с коленами 6, расположенными над роторами, ц привод центрального вала 7, содержащий приводной элемент 8. Привод каждого ротора содержит зубчатую передачу 9 о Каждый конусообразный ротор имеет прикрепленную к колену 6 трубчатого рукава 5 и к его меньшему основанию цилиндрическую обечайку 10 с установленными внутри нее радиально лопастями 11 для предварительного закручи- вания и разделения исходной суспензии, а на большем основании имеет

днище 12. Внутри ротора под шнеком размещен коллектор 13 тяжелой фракции с разгрузочными отверстиями 14, открытый сверху в направлении перемещения фракций и образованный конусом 15.

Стенка ротора и днища под коллектором имеет выгрузочные отверстия 16 и 17 для легкой фракции. На днище каждого ротора укреплен конусообразный обтекатель 18 для направления легкой фракции к выгрузочным отверстиям 16 и 170 Каждый ротор снабжен конусообразным кожухом 19 с образованием между ними кольцевого зазора 20, а стенка ротора имеет отверстия 21, расположенные между витками шнека 3, для подвода на внутреннюю поверхность жидкости или воздуха Кожух 19 имеет по высоте прорезь 22 с отбортовкой для подачи воздуха в кольцевой зазор. На торце центрального вала 7 внутри полости центрального трубопровода установлен центробежный делитель потока, представляющий собой лопастную крыльчатку 23 Цилиндрическая обечайка 10 прикреплена к колену трубчатого рукава 5 при помощи уплотнения 24. Аналогичной конструкции уплотнителем 25 связаны между собой центральный трубопровод 4 и трубопровод 26. Центральный вал следует снабдить приводом для сообщения ему колебательного возвратно-поступательного перемещения, содержащим диски-дебалансы (не

314

показаны) или диски с выступами 27, которые закреплены на корпусе„ Центральный вал 7 вместе со своей подшипниковой опорой 28 может быть установлен на виброопорах 29, а сам своей нижней торцовой поверхностью опирается на диски-дебалансы или диски с выступами 27,

Подшипниковые опоры 1 роторов 2 закреплены при помощи кронштейнов (не показаны) или пластин 30 на центральном валу 7. Лопасти 31 крыльчатки 23 ориентированы по трубчатым рукавам 5, причем их количество соответствует количеству конусообразных роторов 2.

Центрифуга работает следующим образом.

Минеральную суспензию, подлежащую разделению на фракции по плотности, смешивают предварительно в емкости с водой или газом, в частности воздухом. Суспензия по центральному трубопроводу 4 поступает на лопастную крыльчатку 23, разделяется на четыре потока 32 и по трубчатым рукавам 5 и коленам 6 поступает в цилиндрические обечайки 10 конусообразных роторов 2„ Последние совершают планетарное вращение вокруг главной оси а и одновременно вокруг своих продольных осей Ь. Для достижения высокой производительности каждого ротора 2 необходимо осуществлять правильную дозировку поступающей суспензии при помощи лопастной крыльчатки 23.

Поступившая в цилиндрическую обечайку 10 каждого конусообразного ротора 2 суспензия предварительно закручивается лопастями 11 и разделяется. Планетарное вращение конусообразного ротора обеспечивает циклическое изменение центробежных сил, воздействующих на смесь минералов у стенки ротора, в результате чего происходит псевдоожижение или пульсация смесио

При разделении на осадочном столе для данной массы величина разделяющей силы или величина вектора максимально задана величиной ускорения земного притяжения g , во вращающихся сепараторах она определяется центробежным ускорением или числом оборотов, благодаря чему легко и без затрат может быть достигнуто ускорение до 60 J . Соответственно быстрее и лучше в таком сепараторе происхо-

0

5

0

0

5

0

5

0

5

дит разделение смеси минералов на тяжелые фракции, которые попадают непосредственно к разделитрльной стенке, а на них располагаются более легкие продукты, при этом в центре находится ожижающая среда, т0е. жидкость или газ.

Из цилиндрической обечайки предварительно разделенная суспензия поступает на конусообразную стенку ротора и фракции суспензии движутся вдоль нее по винтовой линии при помощи шнека 3, при этом происходит замедление собственного вращения потока. Стенка ротора вращается быстрее, чем продолжающий вращаться поток, что приводит к относительному вращательному движению, которое используется для транспортировки продукта, прилегающего к стенке ротора, по винтовому пути.

Центробежное ускорение, увеличивающееся вдоль транспортного пути при вращении ротора 2, создает дополнительную силовую составляющую, причем независимо от вида смеси и от положения сепаратора в пространстве, так что при более высоком числе оборотов устройство может работать и при горизонтальном расположении центрального вала 7о Следовательно, в то время, как на первом участке в цилиндрической обечайке осуществляется сепарация смеси, на втором участке конусообразной стенки происходит транспортирование фракций тяжелого продукта к разгрузочным отверстиям 140

Благодаря выполнению второго участка в виде шнека достигается более лучшее разделение смеси минералов Так как Продолжают свое действие ожижение и пульсация, вызываемые комбинацией вращательного движения вокруг главной оси а и продольной оси Ь , на втором участке ротора 2 и прежде всего у его стенки в винтовых дорожках, т0е. в канавках или желобках, которые обуславливают существенно большее время выгрузки для находящихся в них фракций тяжелых продуктов, чем для занимающих, в основном, внутреннее положение легких продуктов, происходит дальнейшая концентрация фракций тяжелого продукта,,

Фракция тяжелого продукта, имеющая высокую концентрацию, поступает в коллектор 13, расположенный несколько выше днища 12 ротора, который образован конусом 15, отстоящим внутрь

от стенки, и из которого разгружается и отводится через регулируемые выпускные отверстия 14, распределенные вдоль коллектора 130 Фракция легкого продукта, лежащая ближе к продольной оси & во втором участке конусообразной стенки ротора 2, а также большая часть ожчжающего вещества, находящегося в центре жидкости, выгружается радиально через два выпускные отверстия 16 и 17, расположенные по периметру стенки днища 12 В выполненные с возможностью регулирования. Для облегчения выгрузки фракции легкого продукта у днища 12 имеется соосный с продольной осью Ь конусообразный обтекатель 180 Выгружаемая фракция легкого продукта обычным путем собирается в емкостях и отводится.

Предпочтительным является разделение суспензии минералов, когда в кольцевой зазор 20 подводится ожи жающее вещество (жидкость или газ), которое впрыскивается в отверстия 21 При вращающемся роторе 2 введение ожижающего вещества эффективно только в фазе псевдоожижения. Фракция тяжелого продукта, собравшаяся у стенки ротора в радиальном направлении, пронизывается этим веществом и очищается от имеющихся частиц легкого продукта, которые смываются в направлении продольной оси Ь в отделенную фракцию легкого продукта и затем вместе выгружаются„

Если в качестве ожижающего вещества используется воздух, то целесообразно, чтобы в кожухе 19 была продольная прорезь 22 с отбортовкой для подачи воздуха в кольцевой зазор 20 (фиг о 4)о При вращении сепаратора в направлении, указанном стрелкой9 воздух из окружающей атмосферы засасывается через прорезь 22 в кольцевой зазор 20 и в этом случае не требуетс никаких дополнительных подводящих трубопроводов.

Описанная подача газа, в частности воздуха, во второй участок дает преимущество при сухом потоке материала, т.е„ смешанных с газом, в частности с воздухом, мелкозернистых смесейо

Непредусмотренные изменения в содержании твердого вещества в потоке материала при известных обстоятельствах могут привести к нарушениям

в работе, в частности к закупориванию трубопроводов. Чтобы исключить такие нарушения, вращающиеся вокруг главной оси а конусообразные роторы 2 дополнительно испытывают колебания вдоль своей продольной оси Ь, что обеспечивается приводом, содержащим диски с выступами 27. Эти колебания

сами по себе оказывают значительное влияние на процесс разделения, так что может быть достигнута еще более высокая концентрация составляющей тяжелого продукта. При вертикальном

5 расположении центрального вала 7 для создания таких колебаний центральный вал вместе со своей подшипниковой опорой 28 может быть, например, установлен на виброопорах 29.

о Приводы центрального вала 7 и роторов 2 установлены с возможностью регулирования направления вращения и числа оборотов, так что роторы могут вращаться в одном или противополож5 ном направлении с центральным валом 7.

Предложенная конструкция центробежного сепаратора обеспечивает эффективное разделение суспензии мелких минералов и повышает качество

0 полученных продуктов„

Формула изобретения

5

0

1. Центрифуга для разделения суспензии минералов, содержащая равномерно установленные на опорах с возможностью их планетарного вращения конусообразные роторы, обращенные большим основанием вниз и имеющие на внутренней поверхности стенки шнеки для транспортирования тяжелой фракции, устройство для распределения исходной суспензии по роторам, состоящее из центрального трубопровода 5 и прикрепленных к нему трубчатых рукавов с коленами, расположенными над роторами, и привод центрального вала, отличающая ся тем, что, с целью повышения качества разделения суспензии мелких минералов, каждый конусообразный ротор имеет прикрепленную к колену трубчатого рукава через, уплотнение и к его меньшему основанию цилиндрическую обечайку с установленными внутри нее радиально лопастями для предварительного закручивания и разделения исходной суспензии и на большем основании днище, при этом внутри ротора под шне-

0

5

71475

ком размещен коллектор тяжелой фракции с разгрузочными отверстиями, открытый сверху в направлении перемещения фракций, а стенка ротора и днища под коллектором имеет выгрузочные отверстия для легкой фракции, причем на торце центрального вала внутри полости центрального трубопровода установлен центробежный дели- тель потока, представляющий собой лопастную крыльчатку.

2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что на днище каждого ротора укреплен конусообраз- ный обтекатель для направления легкой фракции к выгрузочным отверстиям

8

3. Центрифуга по п„ 1, отличающаяся тем, что центральный вал снабжен приводом.для сообщения ему колебательного возвратно- поступательного перемещения о

4 о Центрифуга поп. 1, отличающаяся тем, что каждый ротор снабжен конусообразным кожухом с образованием между ними кольцевого зазора, а стенка ротора имеет отверстия, расположенные между витками шнека для подвода на внутреннюю поверхность жидкости или воздуха.

5. Центрифуга по п 4, о т л и- чающаяся тем, что кожух по высоте имеет прорезь с отбортовкой для подачи воздуха в кольцевой зазор.

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензии минералов на легкую и тяжелую фракции в поле действия центробежных сил. Цель изобретения заключается в повышении качества разделения. Центрифуга для разделения суспензии минералов содержит равномерно установленные на подшипниковых опорах с возможностью их планетарного вращения четыре конусообразных ротора 2, обращенных большим основанием вниз и имеющих на внутренней поверхности стенки шнеки 3 для транспортирования тяжелой фракции, устройство для распределения исходной суспензии по роторам, состоящее из центрального трубопровода 4 и прикрепленных к нему трубчатых рукавов 5 с коленами 6, расположенными над роторами, и привод центрального вала 7, содержащий приводной элемент 8. Каждый конусообразный ротор имеет прикрепленную к колену 6 трубчатого рукава 5 и к его меньшему основанию цилиндрическую обечайку 10 с установленными внутри нее радиально лопастями 11 для предварительного закручивания и разделения исходной суспензии и на большем основании - днище 12. Внутри ротора под шнеком размещен коллектор 13 тяжелой фракции с разгрузочными отверстиями 14, открытый сверху в направлении перемещения фракций и образованный конусом 15.Стенка ротора и днища под коллектором имеет выгрузочные отверстия 16 и 17 для легкой фракции. 4 з.п., 4 ил.

фие.2

Фиг.З

21

Фие. 4