Гидроциклон Советский патент 1992 года по МПК B04C3/06 

Изобретение относится к устройствам для извлечения твердой фазы из пульпы и может быть использовано, например, Для сгущения пульпы,текущих хвостов обогащения на предприятиях горной отрасли промышленности, где ведется закладка выработанного пространства.

Известен гидроциклон, включающий цилиндрический корпус, входной патрубок, песковую насадку, сливную трубу, вращающийся диск с вогнутыми по ходу движения лопатками, соединенный с электродвигателем. Повышение отделения твердой фазы происходит за

счет закручивания потока с необходимой угловой скоростью.

Недостатком гидроциклона является то, что он не позволяет осуществлять

эффективное извлечение твердой фазы из пульпы, так как вращение диска происходит в одном направлении со скоростью, зависящей от пропускаемого объема пульпы, а возникающий гидродинамический процесс при этом зависит от нерегулируемого параметра - пульсирующего давления на входе в гидро- циклон.

Известен также гидроциклон, включающий цилиндрический корпус, входной

VI СА) 00 О ON

патрубок, песковую насадку, сливную трубу, вращающийся диск с вогнутыми лопатками, соединенный с регулируемым электродвигателемо

Эффективность сгущения твердой фазы пульпы в этом гидроциклоне достигается вращением диска с вогнутыми лопатками от электродвигателя, причем регулирование угловой скорости осу ществляется устройством для разделения, в котором ротор вращается от датчиков, расположенных в гидроциклоне„

Недостатком такого гидроциклона является то, что он не обеспечивает полное извлечение твердой фазы из пульпы, так как не обеспечивается оптимальное регулирование гидродинамического процесса в цилиндрической части гидроциклона, это в свою очередь не позволяет значительной части тонкодисперсных частиц, находящихся в объеме пульпы, изменить угловую скорость движения и достигнуть песковой части гидроциклона с

Цель изобретения - повышение степени отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет повышения эффективности их осаждения по крупности„

Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклон для извлечения твердой фазы из пульпы в цилиндрическую его часть устанавливают вращающийся диск с направляющими профильными лопатками, высоты которых находятся на конгруэнтных кривых и уменьшаются от центра диска к периферии, лопатки располагают по обе стороны диска со смещением на угол 10 - 15° для закручивания потока пульпы с угловой скоростью, обеспечивающей движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемойсреды и вывод материала требуемых классов крупности в песковую часть,

На фиГо1 изображен гидроциклон, общий вид; на фиг.2 - диск с профильньг ми лопатками и разрер А-А

В цилиндрической части 1 гидроцик- лона 2 установлен вращающийся от электродвигателя 3 диск 4, на котором по обе стороны со смещением на угол 10 - 15° размещают профильные лопатки 5, высоты которых находятся на кбн- груэнтных кривых и уменьшаются от центра диска к периферии Профильные лопатки закручивают остаточный поток пульпы с угловой скоростью, обеспе-

5

0

5.

0

5

0

5

G

5

чивающеи движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемой среды

Исходная пульпа через входной патрубок 6 поступает в цилиндрическую часть 1 гидроциклона 20 Далее пульпа с помощью вращающихся направляющих профильных лопаток 5 приобретает дополнительную угловую скорость, обеспечивает движение тонкодисперсных частиц по конгруэнтным траекториям, разделяя поток пульпы на несколько мелких потоков, и направляется к стенке цилиндрической части 1 гидро- циклона 2, одновременно разделяясь на более мелкие потоки по весу частиц, получая направленное движение по спирали о При этом диск 4, ограничивающий снизу поток, не дает возможности пульпе уйти в слив, минуя процесс разделения твердых частиц по весу, к сливному патрубку 7 (при этом ликвиди7 руется подкрышечный вихревой поток)

Направление потока от центра к периферии ускоряет начало разделения твердых частцц по весу, поскольку пульпа, продвигаясь-по поверхности профильных лопаток, также подвергается воздействию центробежной силы В результате того, что расклассифицированный по классам крупности материал движется с различной угловой скоростью, между потоками возникают силы трения, которые выносят тонко- дисперсные частицы по периферии конической части 8 гидроциклона в пес- . ковую часть 9, а ишамы выводятся в слив„ Кроме того, часть пульпы, содержащая тонкодисперсные частицы, не достигшие по размерам песковой части гидроциклона, направляется восходящим потоком к нижней части вращающегося диска и за счет направляющих профильных лопаток, закрепленных в нижней его части со смещением отно- сительно верхнего ряда на угол 10 15°, также приобретает дополнительную угловую скорость, а твердые частицы отжимаются к периферии гидроциклона„

Смещение верхнего ряда направляющих профильных лопаток по отношению к нижнему ряду на угол 10 - 15° дает возможность более полного наполнения тонкодисперсными частицами потоков, движущихся с различной угловой скоростью, а это в свою очередь увеличивает силы трения между расклассифици- рованными по классам крупности потоками и, следовательно, приводит к ин

517

тенсивному выпадению твердой фазы в песковую часть гидроциклона за счет регулирования гидродинамических, про цессов отделения твердых частиц в цилиндрической и конической частях ид- роциклона о

В результате прохождения пульпы через гидроциклон достигается максимальное отделение твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц, повышается производительность его по твердому

Пример С целью проверки работоспособности и эффективности пред лагаемого изобретения па испытательном стенде рудника Зыряновского свинцового комбината были проведены исследования по повышению эффективности осаждения пульпы по крупности«

Испытательный стенд для проверки эффективности работы предлагаемого гидроциклона по извлечению твердой фазы из пульпы состоит из двух гидро™ циклонов, находящихся на одной площадке Один гидроциклон выполнен по предлагаемому изобретению, другой представляет собой модель, взятую авторами за прототип

Подаваемая на вход гидроциклонов пульпа в обоих случаях имела однородный состав с одинаковым соотношением твердой и жидкой фазы

На выходе из гидроциклонов в песцовой и сливной части отбирались пробы продуктов гидроциклонирования для качественного анализа и сравнения результатов извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклонахо

Сравнительные данные испытания приведены в табл о 1 о

За показатель эффективности принималась степень сгущения Оценка эффективности работы гидроциклона осу- ществлялась по качеству и количественному содержанию фракций песко в, получаемых после гидроциклонирования.

Как видно из табл„1 степень сгущения пульпы у гидроциклона с направ,666

пяющими профильными лопатками, расположенным на вращающемся по обе его сторошif высоты которых находятся ,. на конгруэнтных кривых и уменьшаются от пестра лиска к периферии, выше на

9% ко сравнению с известным гидроцикi

полом,

Технике-экономические показатели 10 извлечения твердого из пульпы в вестпом и предлагаемом гидроциклонах, приведены в табги2„

Применение предлагаемого гидро 5 циклона позволяет обеспечить повыше- ние отделения твердой фазы с высоким содетжанием тонкодисперсных частиц и эффективность их осаждения по крупности, что в свою очередь позволит

2Я снизить себестоимость твердой фазы пульпы, применяемой для закладочных раЬот на 18 - 20 %„хДля условного объема закладки на 1 млн,м3 требуется переработать 8 млн,мэ пульпы при

5 содержании в ней твердого 25% и его извлечении 50%,

Слеповатечьно, предлагаемый гид- роциююн позволяет значительно по- ,высить степень осветления сливаs пре-

Q дотвратить потери со сливом и повысить степень извлечения песков из пульпы без увеличения производственных площадей о

5

о р м у л а изобретения

Гидроцикчон, содержащий цилиндро- конический корпус, входной патрубок, песковую насадку и сливную трубу, врацающиися диск с вогнутыми лопатками, отличающийся тем, что, с цепью повышения степени отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц, лопатки расположены по обе стороны диска со смещением на угол 10 - 15° при этом высоты лгшаток находятся на конгруэнтных кривых и уменьшаются от центра диска к периферии

50

17348668

Таблица 1

Изобретение относится к устройствам для извлечения твердой фазы из суспензий и пульп в центробежном поле и может быть использовано на предприятиях горной и других отраслей промышленности. Цель - повышение степени отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц, В цилиндрической части 1 гидроциклона 2 установлен вращающийся от электродвигателя 3 диск 4, на котором с обеих сторон со смещением на угол 10 - 15° размещены профильные лопатки 5, В цилиндрической части 1 установлены входной патрубок 6, сливной патрубок 7, а в конической части 8 - песковая насадка 9, Исходная пульпа по патрубку 6 поступает в гидроциклон 2, где закручивается посредством диска 4, происходит ее раздел на сгущенный и осветленный продукты, которые отводятся соответственно из песковой насадки 9 и патрубка 7, Смещение профильных лопаток 5 на 10 - 15° дает возможность более полного наполнения тонкодисперсными частицами потоков, что приводит к повышению эффективности разделения. 2 ил,, 2 табл„ ё

Производительность гидроцикло-

на, мэ/ч10,0

Содержание твердого в питании,

%. 25,0

Содержание твердого в пес

ковой части, %65,4

Степень сгущения пульпы, % . 36,8

Условный объем перерабатывав-

мой пульпы, м3 /год 1 1 000000 Содержание твердого в исход-

ной пульпе,. %25

Полные затраты на извлечение твердого из пульпы,

тысоруб.200,0

Получено песков, тыс.т 187,0 Себестоимость 1 т песков,рруб, 0,35 Снижение себестоимости, руб„ - Экономический эффект на условный объем закладки 1 , . тыс рубо ..-

10,0- 25,0

73,0 60,8

Таблица2

Фиг.1

Д-fi