Роторно-ковшовый обогатитель-обезвоживатель Советский патент 1992 года по МПК B03B11/00 

Изобретение касается обогащения и обезвоживания полезных ископаемых при гидромеханизированной добыче, переработке и выгрузке или гидравлического обогащения перед складированием на сухрй склад. В частности, может быть использовано для обогащения и обезвоживания riecKa в технологическом процессе подвижной добычи нерудных строительных материалов, перед погрузкой в транспортные суда, при намыве плотин, дамб.

Известен роторно-ковшовый обезвржи- ватель для песка и гравия, состоящий из бункера и роторного колеса, вращаемого приводом в опорах, установленных над уровнем гидросмеси (пульпы) в бункере. На

роторном колесе закреплены ковши, зачерпывающие (при вращении ротора) из бункера осевшие на дно частицы и пульпу. За время поворота ковша к месту выгрузки из него вытекает вода через перфорационные отверстия в фильтрующем элементе, располагаемом внутри ковша 1.

Недостатками данной.конструкции являются значительные потери песка из ковшей с удаляющейся через перфорационные отверстия водой, что приводит к снижению производительности обезвоживателя и увеличению удельных энергозатрат. В процессе фильтрации воды на верхнем слое осевших товарных частиц (более крупных или более тяжелых по сравнению с нетовар

кэ VI о

ся

ными) отфильтровываются нетоварные частицы и желаемая глубина обогащения при таком обезвоживании не обеспечивается. Невозможно также увеличить частоту вращения ротора с целью повышения п.роизво- дительности установки или изменения крупности обогащенного материала, так как это приводит к увеличению влажности обезвоженного материала. Влажность товарных частиц значительно увеличивается также при обезвоживании тонкодисперсных полезных ископаемых в связи с резким снижением скорости фильтрации воды в них.

Известен роторно-ковшовый обезвожи- ватель, состоящий из бункера и роторного колеса с закрепленными на нем ковшами. В нем использован также фильтрационный способ обезвоживания. Для увеличения глубины обезвоживания над верхней частью роторного колеса установлен кожух, под который во время работы подается воздух с избыточным давлением. В данной конструкции на обезвоживание материала затрачивается дополнительная энергия, но при этом не исключается отмеченное выше от- фильтровывание нетоварных фракций на поверхности осадка товарных 2.

В других установках для увеличения скорости фильтрации и более полного удаления воды предлагаются вакуумные устройства различных конструкций, при использовании которых расходуется значительная энергий и не устраняется засорение товарных фракций нетоварными 3.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является ротационная установка для разделения твердых частиц по крупности или удельному весу в жидкой среде, в частности для обогащения различных типов руд и угля. Ротационная установка состоит из бункера-накопителя товарного продукта, роторного колеса, вращаемого приводом в опорах, закрепленных на бункере-накопителе, бункера-питателя. расположенного над роторным колесом, насосной установки для подачи воды, двух подающих и одного отводного транспортеров. Смесь воды и, например, рудного концентрата подается в бункер-питатель и из него наливается через загрузочное устройство в емкости (ковши) вращаемого приводом роторного колеса. За время, отведенное на поворот ротора на угол, примерно равный 90°, происходит осаждение товарных частиц в ковше и последующие раздельное вытекание воды с нетоварными взвесями через отверстия в боковых стенках и выгрузка товарного осадка из ковшей в приемный бункер конвейера.

Недостатки данной установки следующие:

для подъема исходного материала и воды в бункер-питатель затрачивается энергия;

ограниченный угол поворота ротора между заполнением ковша и его опорожнением при медленном гравитационном разделении частиц требует низкую часто0 ту вращения ротора для качественного разделения материала и тем самым ограничивается производительность обогатите- ля-обезвоживателя.

Цель изобретения - повышение произ5 водительности.

Это достигается тем, что в известной конструкции роторно-ковшового обогатите- ля-обезвоживателя с зачерпыванием разделяемой смеси из бункера разгрузочные

0 торцы неперфорировзнных ковшей сопрягаются с разгрузочными желобами, в днищах которых выполнено не менее, чем по одной поперечной щели для раздельных стекания жидкости с неосевшими нетовар5 ными взвесями внутрь ротора и последующего осыпания осадка товарного материала в приемный бункер конвейера. Изменением частоты вращения ротора достигается управление массой (производительностью ус0 тановки) или диаметром выпадающих в осадок частиц в бункере и ковшах ротора и, следовательно, граничной плотностью или крупностью товарных частиц, ссыпаемых из ковшей в приемный бункер конвейера.

5 В сопоставлении с известным предлагаемый роторно-ковшовый обогатитель-обез- воживатель отличается тем, что отверстие для отвода жидкости с неосевшими нетоварными частицами выполнено не на боко0 вой стенке ковша, а в виде поперечной щели в днище разгрузочного желоба, что позволяет осуществлять зачерпывание разделяемой смеси товарных и нетоварных частиц из бункера и тем самым увеличивать угол пово5 рота ковша между загрузкой его и выгрузкой. ...

В сопоставляемых условиях (одинаковые размеры ковшей, ротора и диаметры или массы товарных частиц) с обеспечением

0 равного времени между загрузкой и выгрузкой ковшей предлагаемый роторно-ковшовый обогатитель-обезвоживатель имеет большую частоту вращения ротора и, следовательно, большую производительность. В

5 сравнении с роторно-ковшовыми обезвожи- вателями, имеющими перфорированные ковши,производительность предлагаемого возрастает еще больше в связи с тем, что скорость осаждения частиц, например, в воде более чем на порядок выше скорости

фильтрации воды через поры в частицах того же диаметра. Предлагаемое устройство соответствует критерию новизна.

Анализ известных технических решений в исследуемой области, т.е. гидромеханизации, а также в смежных и других областях (рудная и угольная промышленность, переработка нерудных строительных материалов), показал на отсутствие в применяемом-оборудовании признаков, сходных с существенным отличительным признаком в предлагаемой обогатительно- обезвоживающей установке и позволяет признать заявляемое решение соответствующим критерию существенное отличие.

На фиг. 1 показан роторно-ковшовый обогатитель-обезвоживатель, вид сбоку; на фиг. 2 и 3 - примеры выполнения щели с отогнутыми краями и с перекрывающим ее лотком для уменьшения потерь товарных фракций со сливающейся из ковшей жидкостью,

Роторно-ковшовый обогатитель-обезвоживатель состоит из бункера 1, в который непрерывно подается, например, водогрун- товая смесь, и роторного колеса 2, установленного в расположенных над бункером опорах. На роторном колесе жестко закреплены ковши 3, сопряженные с разгрузочными желобами 4. В днище каждого разгрузочного желоба выполнена поперечная щель 5, края которой отогнуты внутрь ротора для использования эффекта Коанде (прилипание жидкости при стекании по криволинейной поверхности) с целью отвода всей жидкости через прорезь и предотвращения просыпи товарного материала при выгрузке его из ковша. Поперечная щель может также перекрываться поперечным лотком 6, располагаемым с внешней сторо- ны разгрузочного желоба. С боковых сторон у ротора могут располагаться приемные бункеры 7 для сбора и удаления жидкости с неосевшими нетоварными взвесями. Со стороны выгрузки располагается приемный бункер 8 товарного осадка с конвейером 9.

Обогащение и обезвоживание исходной смеси осуществляется следую щим образом. Из непрерывно поступающей в бункер 1 смеси жидкости и разделяемых частиц оседают на дно бункера наиболее крупные или наиболее тяжелые частицы. Осевшие частицы зачерпываются ковшами 3, жестко закрепленными на вращаемом приводом роторном колесе 2. Одновременно ковши зачерпывают из бункера и смесь жидкости со взвешенными в ней товарными и нетоварными частицами. В процессе вращения ротора в ковшах 3 происходит гравитационное осаждение товарных фракций (более

крупных или более тяжелых), а нетоварные фракции, оставшиеся в жидкости во взвешенном состоянии, перетекают вместе с ней на разгрузочный желоб и стекают по щели 5 внутрь ротора или в приемные бункеры 7 и далее в отводной трубопровод. При дальнейшем вращении осадок товарного материала ссыпается из ковша по разгрузочному желобу 4 в приемный бун0 кер 8 конвейера 9. При работе обогатителя- . обезвоживателя в технологических линиях с изменяющейся подачей обогащаемого материала целесообразно размещение в днище желоба двух и более поперечных щелей,

5 что исключает попадание воды в приемный бункер 8 конвейера 9 при уменьшенной подаче обогащаемого материала и, следовательно, зачерпывании ковшами воды в . количествах, больших расчетных. Частично

0 просыпающийся через щель 5 товарный Осадок возвращается в бункер 1. Отогнутые внутрь ротора края щели (фиг. 2) позволяют стекать жидкости через щель при наклоне желоба в сторону выгрузки за счет проявле5 ния эффекта Коанде (прилипание жидкости при стекании по криволинейной поверхности). При дальнейшем увеличении наклона желоба товарный осадок ссыпается по желобу, проходя щель без просыпи в нее.

0 Для уменьшения просыпи товарного осадка через щель 5 последняя с внешней стороны желоба перекрывается поперечным лотком 6 (фиг. 3). Попадающий при разгрузке ковша в канал 6 товарный осадок запирает щель 5

5 и уменьшает просыпь товарного осадка в бункер 1. При дальнейшем вращении ротора цикл обогащения-обезвоживания повторяется поочередно во всех ковшах. Объемная влажность обезвоженного осадка

0 остается практически неизменной (примерно равной пористости товарного осадка), а размер наименьших частиц (или масса), выпавших в осадок, зависит от частоты вращения ротора. Очевидно, что чем выше частота

5 вращения ротора, тем крупнее или тяжелее будут частицы, выпадающие в осадок, и тем выше будет производительность предлагаемого роторно-ковшового обогатителя-обез- воживателя.

0 Формул а изобретения

1. Роторно-ковшовый обогатитель-обезвоживатель, включающий ротор с жестко закрепленными на нем ковшами, приспособления для загрузки материала и разгруз5 ки песков и соединенные с ковшами приспособления для разгрузки слива, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен сопряженными с разгрузочными торцами ковшей разгрузочными желобами, при этом

в днищах каждого желоба выполнена одна или более поперечных щелей.

2. Обогатитель-обезвоживатель по п. 1, отличающийся тем, что кромки поперечных щелей отогнуты внутрь ротора.

3 2

3. Обогатитель-обезвоживатель по п. 1, отличающийся тем, что он. снабжен установленным под поперечной щелью лотком, при этом в боковой или торцовой стенке лотка выполнено щелевое отверстие,

Ч

Использование: обогащение полезных ископаемых. Сущность изобретения: на роторе (Р) 2 жестко закреплены ковши (К) 3. С разгрузочными торцами К 3 сопряжены разгрузочные желоба (Ж) 4. С КЗ соединены приспособления для разгрузки слива. Устройство включает также приспособление для загрузки материала в виде бункера 1 и приспособление для разгрузки песков в виде приемного бункера 8 с конвейером 9. В днище каждого Ж 4 выполнена одна или более поперечных щелей 5. Кромки щелей 5 могут быть отогнуты вовнутрь Р 2. Под щелями 5 могут быть установлены лотки 6 с выполнением в боковой или торцовой стенке лотков 6 щелевых отверстий. Водогрунто- вая смесь подается в бункер 1. Осевшие частицы оседают вниз и зачерпываются К 3 при вращении Р 2. При движении К 3 вверх тяжелые частицы оседают, а нетоварные фракции с жидкостью перетекают в Ж 4. Далее легкие частицы с жидкостью разгружаются через щели 5 в бункер 7. Тяжелый материал ссыпается из К 3 в бункер 8 и на конвейер 9. Для уменьшения потерь тяжелых частиц под щелями 5 устанавливаются лотки 6. 3 ил., 2 з.п. ф-лы.

грунтодой снеси

Фиг.