Гидросепаратор для классификации и обогащения полезных ископаемых в водной среде Советский патент 1991 года по МПК B04C3/06 B04C5/04 B03B5/62 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в рудоуглеперерабатываю- щей, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение удельной производительности за счет снижения гидравлического сопротивления.

На фиг. 1 изображен гидросепаратор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разделительный элемент, поперечный разрез (стрелками показаны линии тока пульпы и траектории движения минеральных частиц); на фиг. 4 - схема взаимного размещения элементов,

Гидросепаратор состоит из приемной 1, рабочей 2, разгрузочной 3 камер, питающего патрубка 4, приспособлений для разгрузки продуктов разделения (песковой насадки 5 и сливного патрубка 6), разделительных элементов 7, выполненных в виде цилиндрических полых тел, имеющих по образующей каждого элемента заборную щель 8, обращенную в направлении разгрузочной камеры 3. С помощью пластин 9, фиксируемых винтом 10, заборная щель может регулироваться. Посредством фиксирующих винтов 11 на разделительном элементе 7 закрепляется кавитатор 12 в виде обтекателя с центиральной полостью 13, открытой в направлении приемной камеры 1, установленный в плоскости, перпендикулярной оси устройства, сверху на разделительных элементах 7 параллельно им.

Закрепление кавитатора на элементе 7 с помощью винтов (болтов) позволяет осуществлять его быструю замену при необходимости, например при значительном износе. Причем резьба под винт 11 нарезается в теле элемента 7,

На фиг. 3 пунктиром показана поверхность 14 разделения фракции материала, приведены линии тока пульпы и траектории движения минеральных частиц, линии обтекания потоком элемента 7 и кавитатора 12 с центральной полостью 13, выбрасывающую испускающую вперед струю 15 навстречу набегающему потоку пульпы.

Гидросепаратор работает следующим образом.

Поток пульпы с определенной скоростью поступает через питающий патрубок 4 в приемную камеру 1, расширяется по ее каналу и в рабочей камере 2, дробясь на ряд элементарных потоков при обтекании разделительных элементов 7, образует с их тыльной стороны к направлению этого потока вихревые области, раздвоенные струями, .поглащающимися через регулируемые заборные щели 8 элементов.

Наличие кавитатора 12 на разделительном элементе 7 обуславливает новое течение пульпы в разделительной камере и, как следствие, новые свойства устройства.

Основополагающим в новом формировании структуры потока является возникновение в течении пульпы обращенной возвратной струи 15, которую можно рассматривать как реактивную, испускаемую

0 полость 13 кавитатора вперед и раздвигающую встречный набегающий поток.

Реактивное действие струи 15, выбрасываемой полостью кавитатора вперед со скоростью, равной скорости набегающего

5 потока пульпы, на элемент 7, равно его сопротивлению. Это обеспечивает гашение скорости реактивной струи и скорости узкой части встречного набегающего потока на определенном расстоянии от кавитатора 12

0 с образованием каверны, которая представляет собой жидкостной демпфер. Последний стабилизирует течение пульпы в зоне установки разделительных элементов, предотвращает прямой контакт элементов с

5 потоком пульпы. Возникающие деформации структуры потока равномерно разделяются на всю поверхность разделительного элемента и сглаживаются. После чего раздвоенный поток пульпы продолжает движе0 ние с прежней (начальной) скоростью, обтекая кавитатор и разделительный элемент и смыкаясь с тыльной стороны элемента 7 с образованием увеличенной вихревой области Происходит увеличение по ерхно5 сти 14 разделения фракции материала. Причем обтекание потока осуществляется не по наружной поверхности разделительного элемента 7, а по пристенному слою 16 жидкой среды, имеющей меньшую скорорть об0 текания элемента 7 и непосредственный контакт с его поверхностью.

Следовательно, в данном случае сопротивление трения (большее по величине) плавно обтекающих разделительных эле5 ментов 7 заменяется на сопротивление скольжения (меньшее по величине) по пристенному слою жидкой среды, непосредственно контактирующего с их поверхностью А поскольку этот слой 16 имеет меньшую

0 скорость обтекания и минимально насыщен минеральными частицами (причем только легкими и мелкими), то абразивный износ наружной поверхности элемента 7 снижается. Отрыв элементарного потока, обладаю5 щего большей скоростью (по отношению к слою 16 пульпы), сопровождается образованием вихревой области с увеличенной поверхностью 14 разделения, т. е. воздействию инерционных сил подвергается больший объем сепарируемой пульпы.

Поверхность 14, по которой происходит разделение минеральных частиц по крупности или плотности, проходит по точкам, геометрически расположенным ниже точки отрыва элементарного потока от поверхности элемента 7, где нулевая вертикальная скорость потока образует воображаемую фигуру, внутри которой вся пульпа движется вверх, а вне ее направлена вниз к разгрузочной камере 3, При этом мелкие (легкие) частицы увлекаются вихревым потоком жидкой фазы и благодаря малому радиусу кривизны элемента 7 достигают заборной щели 8. Возвратные струи образуют слои суспензии с расклассифицированным мелким (легким) материалом, поглощаются через заборную щель 8 элементом 7 и выводится через сливной патрубок 6.

Регулировка заборной щели 8 (ее ширины) осуществляется исходя из гранулометрического и фракционного составов исходного продукта. При условии стабильного по качественно-количественной характеристике исходного продукта раздг- ительные элементы могут быть вы- полн Ы и без регулировки ширины заборной щели, т. е. с определенной шириной заборной щели для конкретного полезного ископаемого.

Вне вихревой зоны с возвратной струей пульпа, преимущественно содержащая крупные (тяжелые) частицы, отводится элементарным потоком, отделяя тяжелую фракцию от легкой, и после рабочей камеры 2 ряд этих потоков поступает в разгрузочную камеру 3 и общим потоком посредством регулируемой песковой насадки 5 выводится из устройства.

Установлено, что снижение гидравлического сопротивления разделительных эле

-

ментов 7 потоку пульпы, достигнутое применением изобретения, обеспечивает не только повышение производительности гидросепаратора на 12,7-19% (включая и

повышение производительности по сливу), но и стабильное увеличение эффективности разделения 8,6-13,5%.

Таким образом, расположение разделительных элементов 7 оснащенных кавитаторами 12 рядами в плоскости, перпендикулярной оси устройства, позволяет осуществить многократное разделение зернистой смеси в жидкости при обтекании (огибании) потоком абсолютно всех разделительных элементов. Интенсификация многократного и равномерного действия инерционных сил на минеральные частицы в рабочей камере устройства обуславливает повышение эффективности разделения и

удельной производительности гидросепаратора за счет снижения гидравлического сопротивления разделительных элементов потоку пульпы, увеличения разделительной поверхности и сокращения времени движения разделенных минеральных частиц в направлении их разгрузки.

Формула изобретения Гидросепаратор для классификации и 30 обогащения полезных ископаемых в водной среде по авт ев № 1247094, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной производительности за счет снижения гидравлического сопротивления,он 35 снабжен кавитаторами,выполненными в виде обтекателей с центральной полостью, открытой к приемной камере, и установленными сверху на разделительных элементах по их образующим пзраллель- 40 но и;и.

исходный лррдум/г

Слив

Песни фиг1

15

75

72

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и м.б. использовано в рудоуглеперерабатывающей, химической и др. отраслях пром-сти. Цель - повышение удельной произв-сти за счет снижения гидравлического сопротивления. Гидросепаратор состоит из приемной 1, рабочей 2 и разгрузочной 3 камер (К), питающего патрубка 4, приспособлений для разгрузки продуктов разделения и разделительных элементов (РЭ) 7. Выполнены РЭ 7 в виде цилиндрических полых тел, имеющих по образующей каждого РЭ 7 заборную щель, обращенную в направлении К 3. Щель может регулироваться с помощью пластин, фиксируемых винтом. Сверху на РЭ 7 по их образующим параллельно им установлены кавитаторы 12, выполненные в виде обтекателей с центральной полостью, открытой к К 1. Поток пульпы (ПП) с определенной скоростью поступает через патрубок 4 в К 1 и расширяется по ее каналу. Затем ПП рабочей К 2 дробится на ряд элементарных ПП при обтекании РЭ 7, образует с их тыльной стороны к направлению этого ПП вихревые области, раздвоенные струями, поглощающимися через щели. Кавитатор 12 и РЭ 7 обуславливают новое течение ПП в К 3, что позволяет осуществить многократное разделение зернистой смеси в жидкости при обтекании ПП абсолютно всех РЭ 7. 4 ил.