Способ определения производительности спирального классификатора по пескам Советский патент 1992 года по МПК B03B13/00 

Изобретение относится к контролю технологических параметров процесса классификации в спиральных классификаторах и может использоваться в черной и цветной металлургии и других отраслях промышленности, где применяются спиральные классификаторы.

Известен способ определения производительности спирального классификатора по пескам, включающий определение диаметра спирали, числа оборотов спирали в минуту, количества спиралей с последующим расчетом по формуле:

Q 135 п m где m - число спиралей;

0°

D - диаметр спирали;

п - число оборотов спирали в минуту.

Этот способ характеризуется низкой достоверностью, так как он не учитывает конкретные условия эксплуатации классификатора. К числу этих условий относятся физико-механические свойства перемещаемого материала (плотность и удельный вес) и обьем порции песков, зависящий в,свою очередь от угла наклона корыта классификатора к горизонтали, высоты заполнения лопасти песками и диаметра спирали.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения произподи- тельности спирального классификатора по

VJ

Ю

ю ел

00

ел

пескам, включающий определение диаметра спирали, числа оборотов спирали в минуту, количества спиралей и числа их заходов, угла наклона корыта классификатора к горизонтали, измерение высоты заполнения лопасти песками на расстоянии одного витка от порога пескового желоба, удельного веса классифицируемого материала, плотности порции песков при ее сбрасывании в песко- вый желоб с последующим расчетом по формуле

QR 60 п m z V (р - 1) k .

(1)

где п - число оборотов спирали в минуту; m - количество спиралей; 2 - число заходов спирали; р - плотность порции песков при ее сбрасывании в песковый желоб; д - удельный вес материала; k - поправочный коэффициент, равный

1,1;

V - объем порции песков, заключенный между витками спирали, определяемый из

выражения-,

V 1 : (3 ctgfl НО b - b2 « х (3D2 : 4 - Db + b2) + (3D : 4) x x (b - D : 2) arccos(D - 2b): , (2) где а-угол наклона корыта классификатора к горизонтали;

b - высота заполнения лопасти песками на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба;

D - диаметр спирали.

Недостатком известного способа является низкая точность определения производительности спирального классификатора по пескам, обусловленная в свою очередь низкой точностью определения объема порций-песков по выражению (2). Причиной этому является то. что в известном способе угол наклона свободной поверхности порции песков к оси у основания цилиндра, образуемого вращающейся плоскостью витка спирали, определяется по выражению

/8 90° -а,(3)

что соответствует горизонтальной плоскости. Однако такое положение может занимать только поверхность материала, в котором отсутствует или понижено внутреннее трение (например, вода). Теоретически такое положение могут занимать частицы абразивного материала при перемещении под зеркалом пульпы, где внутреннее трение близко к нулю в результате наличия жидкой фазы. Однако при выходе порции песков из-под зеркала пульпы и ее подъеме в верхнюю часть корыта происходит обезвоживание абразивного материала и резкое повышение внутреннего трения, что приводит к уменьшению значения угла/ . В наибольшей степени этот эффект проявляется

на значительном этапе перемещения абразивного материала - на участке его сброса в песковый желоб. Таким образом, угол /5 не является постоянной величиной и в зависимости от местоположения порции песков

принимает значения, отличающиеся от значения, определяемого по выражению (3).

Недостатком известного способа является также сложность вычисления объема порции песков и значительные затраты времени на проведение этой процедуры, обусловленные громоздкостью выражения (2).

Целью изобретения является повышение точности определения производительности спирального классификатора по

пескам и сокращение времени определения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения производительности спирального классификатора

по пескам, включающем определение числа оборотов спирали в минуту, диаметра спирали, количества спиралей и числа их заходов, угла наклона корыта классификатора к горизонтали, измерение высоты заполнения лопасти песками на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба, удельного веса классифицируемого материала, плотности порции песков при ее сбрасывании в песковый желоб и расчет объема

порции песков и производительности спирального классификатора по полученным данным, дополнительно определяют угол естественного откоса порции песков на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба, а объем порции песков определяют из выражения

V D3-An: 4 мд(а+рд),

где D - диаметр спирали;

а- угол наклона корыта классификатора к горизонту;

ра угол естественного откоса песков на расстоянии одного витка спирали от по- рога пескового желоба;

An-без размерный параметр, определяемый по выражению

An -V2 А- Д2 . (3 + Д2 - 2Д): 6 - 55-(1- Д).агсср8(1-Д):2.

где : D;

b - высота заполнения лопасти песками на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба.

На фиг. 1 изображена расчетная схема: на фиг. 2 - номограмма для вычисления объема порции песков.с

Контурной линией 1 на фиг. 1 показано осевое сечение в вертикальной плоскости прямого кругового цилиндра, который при вращении образует витки спирали. Порция песков в этом сечении имеет форму прямоугольного треугольника 2, катеты 3 и А которого совпадают соответственно с образующей и основанием прямого кругового цилиндра 1, а гипотенуза 5 - со свободной поверхностью, расположенной под углом естественного откоса рц к горизонту. Порция песков перемещается по направлению, показанному стрелкой v и рассматривается на участке полного выхода из-под зеркала пульпы - на расстоянии одного витка спирали от порога сбрасывания в песковый желоб.

Согласно схеме фиг. 1 угол наклона свободной поверхности 5 порции песков 2 к образующей цилиндра 1 равен.( ), где а-угол наклона корыта классификатора к горизонту.

Объем одной порции песков определяется из выражения

V D3-An: 4 ig( а+.рл).

где An У2Д- А2 (3 + Д2 - 2 Д) : -(1- Д)агссоз(1- Д):2, где : D.

В этом выражении неизвестными являются две величины: b - высота заполнения лопасти песками и $ц угол естественного откоса порции песков. Первый из этих параметров определяется с помощью специального измерительного стрежня (зонда) путем его кратковременного погружения вблизи лопасти спирали в порцию песков до достижения неподвижной постели классификатора в момент времени, когда зондируемая порция песков находится на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба. Второй параметр (угол ) определяется любым известным способом - путем прямых измерений или экспериментально. Первый метод может быть реализован путем измерений длины а гипотенузы 5. лежащей в одной плоскости с параметром b и вычислений arcsin(b : а) - а

Необходимо, что процесс определения значения a, b и отбора пробы песков для определения их плотности р совпадал по времени.

Параметр Ап в выражении (4) определяют при помощи номограммы, изображенной на фиг. 2 (для удобства анализа кривой по оси ординат отложены значения натурального логарифма Ап). Для этого находят

отношение Д 2b : D и по номограмме соответствующее ему значение Ап, что требует минимальных затрат времени. Можно также воспользоваться данными, приведен5 ными в таблице.

Значения параметра Ап в зависимости от отношения Д 2b : D представлено в таблице.

Верхний предел параметра Дв номог10 рамме фиг. 2 ограничен значением 0,5, что соответствует максимальной высоте ленты спирали, применяемой в классификаторах. При превышении этого значения пески начинают проваливаться в заднюю полость

15 межвиткового пространства и дальнейшего увеличения параметра Д невозможно.

После определения объема порции песков по предлагаемой методике находят ос20 тальные показатели, необходимые для определения производительности спирального классификатора по пескам: число оборотов п спирали в 1 мин, количество спиралей т, число заходов z спирали, удель25 ный вес д классифицируемого материала, плотность/ порции песков при ее сбрасы- Ьвании в желоб и рассчитывают текущее значение производительности по выражению: Ок 60 п m z V (р-1) -б k: ( д -1),

30 где k 1,1 - поправочный коэффициент.

Выражение (4) значительно проще по своей структуре по сравнению с аналогичным выражением, приведенным в из-, вестном способе, что упрощает процесс

35 вычислений и позволяет сократить время на их проведение. Учет внутреннего трения перемещаемых песков позволяет повысить точность определения производительности спиральных классификаторов по пескам,

40 что видно на следующем примере.

Угол наклона корыта классификатора к горизонту в среднем а 18°. Угол внутреннего трения влажного песка в движении в среднем рл 0,7 р 30°. Если не учитывать

45 внутреннего трения песков, то тангенс угла, входящего в знаменатель выражения (4), составит tg a tg18° 0,325. С учетом внутреннего трения этот показатель составит LQ( а+ (рц) tg(18° + 30°) - 1,11.

50 Отношение полученных значений равно 1.11:0,325 3.415.

Следовательно, если в выражении (4) не учитывать внутреннее трения песков, то расчетный объем порции песков будет пре55 ВЫшать действительный 3,415 раза. Во столько же раз расчетное значение производительности спирального классификатора по пескам будет превышать реальное значение этого параметра.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить точность определения производительности спиральных классификаторов по пескам.

Фор мула изобретения Способ определения производительности спирального классификатора по пескам, включающий определение числа оборотов спирали в минуту, диаметра спирали, коли- чества спиралей и числа их заходов, угла наклона корыта классификатора к горизонтали, измерение высоты заполнения лопасти песками на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба, удель- ного веса классифицируемого материала, плотности порции песков при ее сбрасывании в песковый желоб и расчет объема порции песков и производительности спирального классификатора по полученным данным, от- личающийся тем, что, с целью повышения точности определения производительности спирального классификатора по пескам и сокращения времени определения, дополнительно определяют угол естественного откоса порции песков на расстоянии одного

витка спирали от порога пескового желоба, а объем V порции песков определяют из выражения:

V

D3An

4tg()

где D - диаметр спирали;

а-угол наклона корыта классификатора к горизонту;

.,Рд УОЛ естественного откоса порции песков на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба;

An - безразмерный параметр, определяемый из выражения

. arccos (1 - А)

«м

где А 2Ь/0;

b - высота заполнения лопасти песками на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба.

Использование: обогащение полезных ископаемых в цветной и черной металлургии. Сущность изобретения: определяют число оборотов спирали в минуту (п). диаметр спирали (D), количество спиралей (т) и число их заходов (z), угол наклона корыта классификатора к горизонтали (а), измеряют высоту заполнения лопастей песками на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба (Ь), удельного веса классифицируемого материала (д ), плотности в порции песков при ее сбрасывании в песко- вый желоб (р ), угол естественного откоса порции песков на расстоянии одного витка спирали от порога пескового желоба (/) А). Обьем порции песков определяют из выражения V D3An 4-tg() где Ап - безраз- мерный коэффициент, определяемый из выраженияАп V2A - А2 3 + Ag 2- - 2 ЗГССОЗ (1 -А)где Д у Производительность классификатора определяют из выраженияОк 60-n-mtZ V-(/9 - 1) & 7i-т - гДе k 1,1 - поправочный коЁ эффициент. 2 ид., 1 табл.