Вибрационный гидроциклон Советский патент 1981 года по МПК B04C9/00 

Изобретение относится к практике обогащения полезных ископаемых и может быть использавано в химической, горнорудной и других отраслях промышленности.

В практике обогащения полезных ископаемых разделение минеральных частиц по крупносъи и удельному весу в водной среде осуществляется в гидроциклонах 1.

Гидроциклон представляет собой цилиндрический сосуд с питаюпшм насадком, расположенным тангенциально к цилиндрической части гидроциклона. последнему расположены патрубок для разгрузки песков и патрубок для выпуска слива. Угол конусности конической части гидроциклона по отнощению к его оси обычно составляет 10-20°, но может быть и больше. Эффективность классификации различных минеральных суспензий, выделяемых в слив, по данному классу крупности в основном зависит от типоразмера гидроциклона (внутрен,него диаметра цилиндрической части), крупности исходного классифицируемого материала, его природы вещественного состава), плотности суспензии, давления суспензии на входе в гидроциклон и других факторов. Наиболее высокая эффективность классификации (90%) наблюдается для выделяемых в слив относительно крупных частиц, например диаметром до 0,2-0,5 ,мм.

наиболее низкая (около 45-65°о) - для выделяемых в слив тонких частиц - диаметром порядка 15-35 мкм.

Современная практика обогащения выдвигает требование - при максимальной производительности аппарата обеспечить получение слива с размером частиц до 10-15 мкм и тоньше с достаточно высакой зффективнсх тью классификации по этому

10 классу крупности.

Известен ультразвуковой гидроциклондиспергатор для выделения нз минеральных суспензий тонкодисперсных частиц 2. От обычного гвдроциклона он отличается тем,

,15 что наружная цилиндрическая поверхность его корпуса снабжена кольцевым магнитотострикционным из.тучателем. Ультраз(вуковые колебания, генерируемые таким излучателем, передаются «закрученному слою

20 суспензии через тонкую стенку корпуса, выполняющую функцию мембраны.

Недостатком такого гидроциклона является относительно низкая эффективность классификации тонких частиц, обусловленная конструкцией гндроциклона н параметрами его работы, а именно вибрации передаются суспензии через цилиндрическую тонкую стенку гидроциклона, при этом используются частоты 20 кГц и выше.

30 Тонкая цилиндрическая , стенка гидроциклона, через которую передаются вибрации, не обладает свойствами защитной противоабразивной футеровки и недолговечна. Какая-либо футеровка или утолщения стенки недопустимы, так как она потеряет сиособность эффективной передачи вибрацийИспользование вибраций ультразвукового диапазона частот, как известно обуславливает в протекающем потоке суспензии сильное затухание колебаний по толщине слоя суспензии,- которое приводит к тому, что действие вибраций 0 граничивается толщиной слоя не более 2-3 мм. В случае применения вибраций звукового диапазона частот от нескольких сотен герц до 1,,0 кГц) физическое воздействие их на суспензию уже проявляется на расстоянии в несколько десятков сантиметров. Следствие этого - заметное повыщение эффективности классификации суспензии по тонким классам крупности порядка 10-15 мкм, что от: в,оз ействия вибраций ультразвукового диана зона частот может наблюдаться только.г&тйдроциклонах-диспергаторах «нешромыщл иного типоразмера, т. е. в алпа.ратах диаметром цилиндрической части по крайней мере не более 25 мкм.

Наиболее близким по технической сущцо:сти и достигаемому результату к предлагаемому гидроциклону является вибрационный гидроциклОН, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, сливным и Песковым патрубками, вибратор и вибропередающее устройство 3.

НедостатОК такОГо гидроциклона - малая эффективность классификации при разделении тончайщих классов суспензии.

Цель изобретения - повышение эффективности классификации, увеличение производительности и снижение крупности выделяемых в слив частиц.

Поставленная н.ель достигается тем, что вибратор выполнен в виде заполненной рабочей жидкостью камеры с размещенными в ней статором и соединенным с приводом ротором, а вибропередающее устройство - в виде мембраны, расположенной между камерой и цилиндрической частью корпуса гидроциклона, при этом ротор и статор имеют профилированные пазы, обращенные в сторону мембраны, а ротор расположен соосно сливному патрубку.

На фиг. 1 изображен предлагаемый гидроциклОН; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. I; па фиг. 3 - ротор; на фиг. 4 - монтажная схема гидроциклона.

Гидроциклон содержит корпус 1, к которому снизу прикреплен конический конус 2 с короткой цилиндрической частью 3, питающим патрубком 4 и Песковым насадком 5. Корпус 1 снабжен патрубком 6. В корпусе выполнено резьбовое отверстие с заглущкой 7. Через корпус 1 проходит сливной патрубок 8, закрепленный в его крыщке с номощью гайки 9. На этом патрубке соосно расположен зубчатый ротор 10 с шарикоподщинниками 11 и накидной гайкой-шестерней 12. Носледняя входит в зацепление с шестерней 13 приводного вала 14, который находится в приливе корпуса 1 в шарикоподшипниковых опорах 15. Мел-сду корпусам 1 и сосудом 2 размещена эластичная, из .маслостойкой резины, мембрана 16, а на

уровне ротора 10 соосно расположен зубчатый статор 17, причем между зубцами 18 ротора 10 и зубцами 19 статора 17 выполнены косые профилированные назы 20 и 21, обращенные в сторону мембраны 1.6. Ниже

ротора 10 и статора 17 над мембраной 16 находится звуковая камера 22, в которой генерируются звуковые колебания. Эта камера и весь объем внутри корпуса 1 заполняются маловязкой рабочей жидкостью, в качестве которой может служить машинное масло марки «Л.

Вал 14 через эластичную 23 связан с электродвигателем 24. Емкость 25 соединела со входом пульпонасоса 26 патрубком 27.

Пульпонасос 26 соединен с патрубком 4 гидроциклона и манометрическим устройством 28 трубопроводо.м 29. Устройство 28 сообщается с патрубком 6 корпуса гидроциклона с помощью трубы 30.

Гидроциклои работает следующим образом.

Исходная суспензия подается в емкость 25, затем с помощью пульпонасоса 26 по трубопроводу 29 и патрубок 4 поступает

для классификации но крупности в цилиндрическую часть 3 сосуда 2. Пески гидроциклона удаляются через насадок 5, а слив - через патрубок 8. При поступления пульны в гидроциклон по трубопроводу 29 она одно«ременно поступает на вход устройства 28 и давит на эластичную разделительную мембрану (на фигурах не показана) со стороны входа пульпы. С другой стороны мембраны устройства 28 находится рабочая жидкость вибратора гидроциклона, на которую давление пульпы передается в такой степени, что полностью компенсируется давление пульпы на мембрану 16 со стороны цилиндрической части 3 сосуда 2.

При включенном электродвигателе 24 вращение его якоря передается ротору 10 через муфту 23, вал 14 и шестерни 12 и 13. При вращении ротора 10 его зубцы увлекают находящуюся в пазах 20 рабочую жндкость и сообщают ей в радиальном направлении определенную скорость. Так как число зубцов ротора 10 равно числу зубцов статора 17 и при вращении ротора происходит

периодическое совпадение зубцов ротора с зубцами статора, а также одновременное периодическое совпадение пазов ротора с пазами статора, то в камере 22 возникает периодическое изменение циркуляционной

скорости жидкости через пазы ротора и ста-тора, что связано с периодическим изменением в этой камере звукового давления, ко-торое через мембрану 16 передается «закрученнаму потоку суспензии, находящейся в цилиндрической части 3 сосуда 2. В зависимости от числа оборотов рото.ра и числа зубцов (и пазов) ротора и статора ирктически может быть достигнута частота колебаний вибратора гидроциклона в пределах от нескольких сотен до 1500- 2000 Гц. Экономическая эффективность вибрациОнного гидроциклона заключается в повышении эффективности классификации частиц суспензии тонких классов благодаря тому, что акустическое лоле направлено вдоль Осевой разгрузки пескового и сливного патрубков, а также за счет использования в процессе классификации вибраций звукового диапазона частот от нескольких сотен до 1500-2000 Гц. Предлагаемый гидроциклон можно ис пользовать в технологических схемах оботащения оловянных, вольфраммолибденовых, медноникелевых и других руд. Например, обесшламливание оловянных руд или промпродуктов с помощью предлагаемого гидроциклона по классу 10-15 мкм вместо 44 мкм позволит снизить объем направляемых в отвал щламов, а вместе с тем уменьщить потери с ними олова. При этом в про-цесс обогащения можно вовлечь дополни-тельио 5-10% рудной маюсы, вместо того, чтобы направлять ее в отвал. Таким образом, применение гидроцикло;нов такой конструкции на фабрике средней производительности позволит получить годовой экономический эффект около 400 тыс. Формула изобретения Вибрационный гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим патрубком, сливным и Песковым патрубками, вибратор и вибропередающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности классификации, увеличения производительности и снижения крзпности выделяемых в слив частиц, вибратор выполнен в виде заполненной рабочей жидкостью камеры с размещенными в ней статором и соединенным с приводом ротором, а вибропередающее устройство-в виде мебраны, расположенной между камерой и цилиндрической частью корпуса гидроциклона, при этом ротор и статор имеют профилированные пазы, обращенные в сторону мембраны, а ротор расположен соосно сливному патрз бку. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник по обогащению руд, т. 1. «Подготовительные процессы. М, «Недра, 1972, с. 276. 2.Авторское свидетельство СССР № Г82112, кл. В 04 С 9/00, 1964. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2688176, кл. В 04 С 9/00, 1978