Сепаратор для разделения тонкозернистых сыпучих материалов Советский патент 1993 года по МПК B07B4/08 

(/

С

Использование: обогащение тонкозернистых сыпучих материалов в псевдоожи- женном слое на суживающихся желобах и может быть использовано при обогащении редкометалльных, олово-, вольфраме- и слюдосодержащих руд, а также при классификации гомогенных материалов. Сущность: сепаратор включает наклонный суживающий желоб 1. Его днище 2 выполнено перфорированным. Под днищем 2 расположено приспособление для подачи воздуха 4. Разгрузочный конец днища желоба выполнен криволинейным. Линия пересечения с вертикальной плоскостью описывается уравнением Y 0,0225 -Х1-685. 4 табл., 2 ил.

Изобретение относится к обогащению тонкозернистых сыпучих материалов и может быть использовано при обогащении ре- дкометалльных, олово-, вольфраме- и слюдосодержащих руд, а также при классификации гомогенных материалов.

Известен пневматический винтовой сепаратор, содержащий желоб с пористым дном криволинейного сечения, установленный сверху винтового короба,приспособление для загрузки исходного материала и сбора продуктов разделения, систему подачи воздуха под пористое дно желоба 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является сепаратор для обогащения тонкозернистых сыпучих материалов, включающий наклонный желоб с перфорированным днищем, выполненным в виде части эллипса, симметричной его малой полуоси, и с шириной менее двух больших его полуосей и боковыми криволинейными стенками с направлением выпуклостей друг к другу, приспособление для подачи воздуха, расположенное под желобом, загрузочное приспособление, установленное над верхней частью желоба, приемники продуктов разделения, расположенные у разгрузочного торца, желоба, и приспособление для изменения угла наклона желоба 2,

Недостатком этих сепараторов является низкая эффективность разделения вследствие резкого увеличения скорости псевдоожиженного потока в нижней части желоба, что приводит к росту турбулентности потока. Возникающие при этом вихре sj

Ю СО

о

х| Ю

СО

вые токи псевдоожиженного потока за счет вертикальной составляющей скорости перераспределяют расслоившиеся зерна по высоте потока, т.е. нарушают процесс. Чем 6,Mt|Q тур5 Шнтмг |ф5|рка, характери-зщщйя ся чй СЛйм;Ще показатель

- ° й-&нхжтиф ёлеШя,

|елью изоб рйтения является повышение Эффективности разделения за счет ста- средней скорости и снижения турбулентности потока на разгрузочном яодцёржелоба.

.Указанная цель достигается тем, что перфорированное днище желоба в продольном сечении у разгрузочного конца выполнено с кривизной, определяемой из выражения Y 0,0225Х1 (доказательство приведено ниже).

На фиг. 1 изображен продольный разрез сепаратора; на фиг. 2 - представлены продольные профили желоба и потока.

Сепаратор для разделения тонкозернистых сыпучих материалов включает наклон- ныргжедоб 1 с перфорированным днищем 2 и боковыми стенками 3, приспособление для подачи воздуха 4, расположенное под желобом 1, загрузочное приспособление 5, установленное над верхней частью желоба 1, приемники продуктов разделения 6, рэс- у разгрузочного торца желоба Т, приспособление для удаления пыли 7 и приспособление для изменения угла наклона желоба 8. Желоб 1 закрыт крышкой 9 и закреплен на станине 10 посредством шар- йира 11 и приспособления 8, выполненного и виде двух винтовых механизмов. Перфорированное днище 2 желоба 1 на разгрузочном конце выполнено в продольном сечении с кривизной, определяемой из выражения Y 0.0225XШ5. Боковые стенки 3 жёлоба 1 выполнены прямолинейными. Перфорированное днище 2 желоба 1 выполнен с шириной, уменьшающейся от загрузочного торца желоба 1 к разгрузочному.

Сепаратор работает следующим образом. Исходный материал через приспособление 5 поступает на желоб 1. Под действием воздухз материзл псевдоожижз- ётся и течет по поверхности желоба 1. В процессе движения материала по желобу 1 минеральные зерна расслаиваются по плотности;, крупности или форме. При этом бо- лёе Плотные, крупные или шарообразные концентрируются в нижних слоях потока. равномерно располагаясь по ширине поверхности желоба 1, а менее плотные, мелкие или плоские - в верхних слоях.

Материал на поверхности желоба 1, начиная с половины расстояния от начала движения, движется с некоторым ускорением.

Дойдя до разгрузочного конца желоба, материал продолжает движение с постоянной скоростью за счет изменения продольного профиля поверхности желоба, при этом турбулентность потока практически поддерживается на одном уровне.

Образующийся у разгрузочного конца суживающегося желоба минеральный веер разделяется по высоте потока на ряд продуктов, различающихся содержанием компонентов. Разделенные продукты собираются при помощи приспособления 6. Образовавшаяся в процессе работы пыль между днищем желоба 8 и крышкой 9 удаляется с помощью приспособления 7. Согласно известным формулам

Q Q у

Re

Q

V(В + 2 Н)

(1)

(2)

где Q - расход потока, см3; v - средняя скорость потока в сечении, см/с; .

w ЬН(3) - живое сечение потока, см2; b - ширина потока в сечении, см; Н - средняя высота потока в сечении, см;

V - кинематическая вязкость воздуха, см2/с;

Re-число Рейнольдса, безразм. велич. Например, для желоба b x a x d 380 х хбО х 950 мм,

где b - ширина загрузочной части, мм; а - ширина разгрузочной части, мм; d -- длина желоба, мм, с углом наклона а 15° и производительно- стью Q 500 кг/ч 77,16 см3/с измерены величины Ь, Н и вычислены значения VH Re, приведенные в табл. 1,

Из таблицы видно, что наибольший прирост средней скорости потока начинается на расстоянии 80 см от начала движения, На участке 5,0 см он составляет 0,26 см/с. Поэтому стабилизация средней скорости необходима на участке между сечениями IV-VII. Исходя из значения средней скорости потока V 2,15 см/с рассчитаем средние высоты потока и число Re в данных сечениях, представленные в табл. 2:

55

Н- Q

(4)

Для обеспечения расчетных средних высот потока в сечениях V-VII необходимо изменить продольный профиль желоба, который графически определяется как разница в этих сечениях между расчетными средними высотами потока (табл. 2) и средними высотами потока (табл. 1).

В сечении V: 3,82 - 3,40 0,42 см, VI: 4,60-3,60 1,00 см, 5,98-3,80 2,18 см.

Методом сравнения графиков подобрана эмпирическая формула Y 0.0225Х °, которая аппроксимирует заданной функции Ys f(X3) на участке между сечениями IV-VII.

Параметры заданной и подобранной функциональных зависимостей представлены в табл. 3.

Таким образом, изменения продольного профиля поверхности желоба с кривизной, определяемой из выражения Y 0,0225Х1 , обеспечивают стабилизацию средней скорости потока на участке между сечениями IV-VH и турбулентности потока, характеризующееся числом Re (табл. 2), что приводит к повышению эффективности разделения.

Формула изобретения

Сепаратор для разделения тонкозернистых сыпучих материалов, включающий наклонный суживающийся желоб с перфорированным днищем и боковыми стенками, приспособление для подачи воздуха, расположенное под желобом, загрузочное приспособление, установленное над верхней частью желоба, приемники продуктов разделения, расположенные у разгруЗначения средней скорости потока и числа Рейнольдса

0

5

0

5

Разделение материалов было реализовано на известном 2 и предложенном сепараторах:

- известный желоб: b х а х I - 540 х 60 х х950 мм,

- предлагаемый желоб: b х а х I 390 х х 60 х 950 мм.

Для исследований были взяты следующие материалы:

- лопаритосодержащий (разделение по плотности),

- вермикулитосодержащий (разделение по форме),

- кварцевый (разделение по крупности).

Результаты разделения приведены в табл. 4.

Эффективность разделения оценивалась по формуле Ханкока-Луйкена и по результатам опытов составила 63,5, 46,17 и 59,03% соответственно для лопарита, вермикулита и кварца, а эффективность разделения на известном сепараторе 60,3, 41,76 и 57,61%,

зочного торца желоба, и приспособление для изменения угла наклона желоба, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет стабилизации средней скорости и снижения турбулентности псевдоожиженного потока, разгрузочный конец днища желоба выполнен криволинейным с линией пересечения , днища желоба с вертикальной плоскостью, описываемой уравнением

Y - 0.0225X1 685

Таблица 1

Значения средней высоты потока и числа Рейнольдса

Параметры заданной и подобранной функциональных зависимостей

Технологические показатели разделения

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Продолжение табл.4.

I//// /// fii/iitii111iи1111и11///////// .jJ2l.LiI

Фиг. 1