Центифуга для разделения сыпучих материалов Советский патент 1978 года по МПК B04B5/00 B03C1/10 

1

Изобретение относится к оборудованию для разделения неоднородных систем с помощью центробежных сил электрического и магнитного полей, а точнее - к центрифугам, используемым для обогащения сыпучих материалов, например, отделения полезных минералов от пустой породы.

Известна центрифуга для разделения сыпучих материалов, включающая ротор со спиральным каналом, снабженным выступом-разделителем, осевой вибратор и устройство для создания электрического поля, состоящее из осадительного электрода в виде пластины, установленного по внутренней стенке спирального канала, и ряда коронирующих электродов, установленных на держателях-изоляторах по внещней стенке спирального канала и разобщенных высокоомными сопротивлениями.

При этом между осадительным и коронирующим электродами расположен диэлектрик либо в виде слоя, нанесенного на пластину, либо в виде ленты, натянутой на приводные ролики 1.

Обогащение сыпучей смеси в описанной центрифуге происходит с помощью электрических и центробежных сил, создаваемых полем коронного разряда и вращением ротора.

Недостаток .известной центрифуги - зависимость скорости перемещения сыпусей смеси

в спиральном канале от скорости вращения ротора, вследствие чего разделяемая смесь из-за наличия сил трения между ее частицами и стенками канала движется неравномерно. При этом проводящие и непроводящие частицы при прочих равных условиях (удельный вес, размеры и форма частиц и пр.) движутся с одинаковой скоростью. Это отрицательно сказывается на производительности и эффективности процесса разделения.

Цель настоящего изобретения - повыщение эффективности разделения за счет создания дополнительных разделяющих сил и ускорение процесса за счет того, что частицы, например полезных минералов, в бегущем магнитном поле приобретают дополнительную скорость перемещения в направлении движения смеси. Это достигается в предложенной центрифуге с помощью установленного в роторе устройства для создания бегущего магнитного поля, состоящего из магнитопроводов, один из которых установлен в крышке, а другой, имеющий выступ, - в диске и внутри выступаразделителя; при этом магнитопроводы отделены от рабочего пространства ротора немагнитными пластинами.

Магнитопроводы должны состоять из ряда шихтованных пакетов, снабженных многофазными обмотками, при этом ширина каждого логледующего пакета в ряду больгие шириркы |фе.идущего пакета. На фиг. I изображена описываемая центрк , сечение А-А фиг. 2; на фиг. 2 - сече 1ие Б -Б фиг. 1. Центрифуга включает сборный ротор 1, сос тоящий из крыщки 2, диска 3 и средней ча-ти 4 и и теющий спиральный канал 5 с выступом-разделителем 6, устройства для создания электрического и бегущего магнитного полей, и привод с вибраторо.м. Устройство для соЗхца,ния электрического поля состоит из осадительного электрода 7, ряда коронирующих электродов 8 и расположенного между осадительными и коронирующим электродами диэлектрика в виде ленты 9, натянутой на приводные, опорные и натяжные ролики , оси которых вращаются в подщипниках 13 и 14. Ряд коронирующих электродов 8 установлен на держателях-изоляторах 15 по внещней стенке спирального канала 5, при этом коронирующие электроды разобщены высокоомными сопротивлениями 16, за счет установки которых происходит падение напряжения на участке между точками «а и «б коронирующего электрода. Приводные ролики получают вращение при вращающемся роторе 1 от пюстерни 17 через колесо-сателлит 18, редуктор 19 и муфту 20. Для очистки ленты 9 служит скребок 21, установленный с возможностью поворота с помощью механизма 22. Ротор приводится во врапденне от шкива 23 клиноременной передачи 24 через вал 25 с одновременным сообщением ему осевой вибрации от сферического подщипника вибратора 26. К к.аж;;,ому коронирующему электроду 8 через токоподводящее устройство 27 в точке «а подается высокое нaпpяжe иe постоянного (выпрямленного) тока. Между точками «а и «б на участке коронирующ.его электрода создается падение напряжения. Устройство для создания бегущего магниттоящий из двух магнитопроводов - верхнего 27 а, установленного в крыпже 2, и нижнего 28., установленного в диске 3, собранных из изолированных .листов электротехнической стали, и многофазной (трехфазной) обмотки 29, уложенной в пазах сердечника. Конпы обмоток выведены наружу на клеммник 30. Питание обмоток осуществляется через токоподводящее устройство 31. Верхний магнитопровод 27 а установлен вдоль потолочной поверхности спирального канала 5 и закреплен в крыщке ротора. Нижний магнитопровод 28 установлен вдоль днища канала 5 и закреплен в нижнем диске 3 ротора. Магнитопроводы индуктора защищены от соприкосновения с обогащаемой сыпучей смесью немагнитными пластинами 32 и 33. Так как описываемый индуктор не имеет внутреннего сердечника, роль которого выполняют проволтящие частицы смеси, то это приводит к увеличению пути замыкания рабочего .Л1агпитного потока, увеличению потерь в .магнитной цепи и к снижению магнитной индукции в рабочей зоне спирального капала. Поэто.му нижний магнитопровод 28 с це„7ью возможно меньшего ослабления магнитного поля в рабочей зоне выполнен с выступом 37 по длине, расположенном внутри выступа-разделителя 6. Нижняя отделяющая немагнитная нластина 33 также имеет в ноперечном сечении профиль, соответствующий выступу 34 и образуюн ий по длине канала выступ-разделитель 6, Силы, действующие на частицы сыпучего материала, и скорости перемещения этих частиц из.меняются пропорционально энергетическим характеристикам электромагнитного поля, в котором они находятся. Каждый магнитопровод индуктора бегущего магнитного поля выполнен составны.м из ряда отдельных щихтованных вдоль длины канала пакетов 35, разобщенных электроизолирующими, напри.мер воздущными, про.межутками 36 и енабженньЕХ са.мостоятельными многофазными (трехфазными) обмотка.ми 37, к которым подведено напряжение пере.менного тока. При этом напряжение, ггриводимое к каждому носледующе.му пакету в ряду, больще напряжения, подЕюдимого к предыдупдему пакету. Ширина магнитопровода на каждом участке длины спирального канала определяет собой оптимальное распределение скоростей движения частиц по его щирине и обеспечивает необходимую глубину проникновения электромагнитной силы в толщину (так называемое «промагничивание) слоя сыпучей с.меси. Для этого и с учетом технологичности изготовления магпитопроводов их щирина по длине канала увеличивается ступенчато, т. е. щирина каждого последующего пакета в ряду больще щирины предыдущего пакета. Центрифуга работает следующим образом. Измельченное минеральное сырье в виде сыпучей смеси, например полезных .минералов и пустой породы, поступает в цилиндрическую камеру 38 вращающегося ротора, сообщающуюся со спиральны.м каналом 5 через заслонку 39. После поворота заслонки смесь поступает в спиральный канал, в междуэлектродно.м пространстве которого ее компонены заряжаются потоком отрицательных ионов, движущихся от коронирующего 8 к осадительному электроду 7. Цри подаче напряжения на многофазную (трехфазную) об.хютку .магнитопроводов 27а и 28 по длине спирального канала создается бегущее магнитное поле, которое индуцирует токи в проводящих частицах смеси. Взаимодействие индуцированных токов и магнитного поля создает силу, перемещающую проводящие частицы в сторону бегущего магнитного поля. В результате действия .механических, электрических и магнитных сил, отклоняющих заряженные частицы смеси к осадительному электрод перемещающих их а направлении, совпадаюI .ем как с направлением вращения ротора центрифуги, так и бегущего магнитного поля, происходит разделение частиц в междуэлектродном пространстве спирального канала 5.

Совокупность коронирующих и осадительного электродов создает по длине спиральноги канала электрическое поле коронного разряда все увеличивающейся напряженности, а совокупность отдельных, составляющих магнитопроводы, шихтованных пакетов, снабженных сомостоятельными многофазными обмотками,- бегущее магнитное поле с все увелич вающимися амплитудными значениями магнитной индукции.

Таким образом, по мере продвижения смеси по спирально.му каналу она подвергается воздействию все возрастающих противоположно направленны.х сил пентробежного и электрического полей, а также перпендикулярно направленной к ним движущей силы бегущего магнитного поля.

В поле центробежных и объемных электромагнитных сил частицы полезных минералов отрываются от осадительного электрода 7, а частицы пустой породы стремятся удержаться возле него; частицы большего веса отбрасываются к периферии ротора 1, а частицы меньщего веса стре.мятся к его центру.

В результате действия сил центробежного. магнитного и электрического полей в совокупности с осевой вибрацией ротора, предотвращающей слеживание и комкование смеси, последняя разделяется в соответствии с электрической проводимостью и удельным весом частиц, которые, разделяясь на выходе из ротора, попадают в различные разгрузочные бункеры (на чертеже не показаны).

При этом частицы полезных минералов в бегущем магнитном поле приобретают дополнительную движущую силу и скорость перемещения в направлении движения смеси, что способствует повыщению эффективности и ускорению процесса разделения.

Смесь окончательно разделяется с помощью подвижной перегородки 40, установленной

вдо.ль cmipa.ihHoro канала 5 и предотвращающей отрыв мелких частиц от внутренней спиральной поверхности и перемещение их внещней спирали.

Использование изобретения позволит повысить эффективность и ускорить процесс разделения сыпучих материалов.

10

Формула изобретения

1.Центрифуга для разделения сыпучих материалов, содержащая ротор, включающий

диск, спиральный канал, образованный выступом-разделителем, крыщку, устройство для создания электрического поля, состоящее из осадительного электрода и ряда коронирующих электродов, и привод с вибратором, от,гичаю1ца.чся гем, что. с целью повышения эф- ..

фектиБности процесса разделения и ускорения / последнего, ротор снабжен устройством для создания бегущего магнитного поля, состоящи.м из магн.чтопроводов, один из которых установлен в крышке, а другой, имеющий выступ,- в диске и внутри выступа-разделителя, при этом магнитопроводы отделены от рабочего пространства ротора немагнитными пластинами.

2.Центриф га по п. 1, отличающаяся тем, что магнитопроводы состоят из ряда шихтованных пакетов, снабженных многофазными об.мотками, при этом ширина каждого последующего пакета в ряду больще ширины предыдущего пакета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство Ns 511974,

кл. В 04 Б 5/00, 1974. г rjd 2s sit гз 15 5 /6