центробежный сепаратор

Формула изобретения

Центробежный сепаратор, включающий цилиндрический корпус с приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракций, последние в виде конической части, заполненной несмешивающейся с минеральной суспензией жидкостью, кольцевой накопитель ценных компонентов, тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижнему основанию центральной части и выполненный из токонепроводящего материала, на его внешней стороне коаксиально укреплен детектор определения металлических включений, связанный с линией задержки, а цилиндрический корпус снабжен патрубком сброса минеральной суспензии с технологически малым содержанием ценных компонентов, отличающийся тем, что в полости цилиндрического корпуса установлен вал с втулкой, к которой жестко закреплены изогнутые лопасти количеством не менее четырех, противоположные торцы которых образуют угол 90°, у нижнего основания цилиндрического корпуса установлена горизонтальная перегородка, состоящая из двух частей с окантовкой каждой уплотняющим материалом, на валу жестко закреплены ограничители для возможности вертикального перемещения втулки, на верхнем конце вала установлен электродвигатель, а нижний его конец при помощи винтового соединения связан с горизонтальной перегородкой, на внутренней поверхности цилиндрического корпуса предусмотрены циклоидальные кондукторы, а на внутренней поверхности конической части криволинейные спиралевидные направляющие, связанные с кольцевым накопителем, на патрубке сброса минеральной суспензии с технологически малым содержанием ценных компонентов установлен регулирующий затвор, шток которого соединен через коромысло с валом, а детектор обнаружения металлических включений через исполнительный механизм связан с электродвигателем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для извлечения золота и платиносодержащих песков и может быть использовано в устройствах систем очистки водоемов, а также в других отраслях.

Известен центробежный сепаратор (см. патент РФ №2046667 МПК В 03 В 5/34, 5/38, Бюл. №30, 1991), включающий цилиндрический корпус с приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракций, последние в виде конической части, заполненной несшивающейся минеральной суспензией жидкостью, кольцевой накопитель ценных компонентов, тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижнему основанию центральной части.

Недостатком данного центробежного сепаратора является непроизводительный расход дорогостоящей несмешивающейся с рабочей средой (водой) жидкости при промывке минеральной суспензии, которая не является носителем технологически выделяемого пенного компонента.

Известен центробежный сепаратор (см. патент РФ №2118566 МПК В 03 В 5/32, 13/04, Бюл. №25, 1998), включающий цилиндрический корпус с приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракций, последние в виде конической части, заполненной несмешивающейся с минеральной суспензией жидкостью, кольцевой накопитель ценных компонентов, тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижнему основанию центральной части и выполненный из токонепроводящего материала, на его внешней стороне коаксиально укреплен детектор определения металлических включений, связанный с линией задержки, а цилиндрический корпус снабжен патрубком сброса минеральной суспензии с технологически малым содержанием ценных компонентов.

Недостатком данного центробежного сепаратора является недостаточно высокая эффективность сепарации минеральной суспензии из-за невозможности создания энергетических слоев по плотности фракций компонентов и низкая надежность действия заслонок.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности сепарации минеральной суспензии путем установки в полости центрального корпуса вала с втулкой, к которой жестко закреплены изогнутые лопасти количеством не менее четырех, противоположные торцы которых образуют угол 90°. На внутренней поверхности цилиндрического корпуса предусмотрены циклоидальные кондукторы, а на внутренней поверхности конической части спиралевидные направляющие, связанные с кольцевым накопителем, на патрубке сброса минеральной суспензии с технологически малым содержанием ценных компонентов установлен регулирующий затвор, шток которого соединен через коромысло с валом, а детектор определения металлических включений через исполнительный механизм связан с электродвигателем.

Технический результат достигается тем, что центробежный сепаратор, включающий цилиндрический корпус с приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракций, последние в виде конической части, заполненной несмешивающейся с минеральной суспензией жидкостью, кольцевой накопитель ценных компонентов, тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижнему основанию центральной части и выполненный из токонепроводящего материала, на его нижней стороне коаксиально укреплен детектор определения металлических включений, связанный с линией задержки, а цилиндрический корпус снабжен патрубком сброса минеральной суспензии с технологически малым содержанием пенных компонентов, имеет в полости цилиндрического корпуса вал с втулкой, к которой жестко закреплены изогнутые лопасти количеством не менее четырех, противоположные торцы которых образуют угол 90°, у нижнего основания цилиндрического корпуса установлена горизонтальная перегородка, состоящая из двух частей с окантовкой каждой из которых уплотняющим материалом, на валу жестко закреплены ограничители для возможности вертикального перемещения втулки, на верхнем конце вала установлен электродвигатель, а нижний его конец при помощи винтового соединения связан с горизонтальной перегородкой, на внутренней поверхности цилиндрического корпуса предусмотрены циклоидальные кондукторы, а на внутренней поверхности конической части - криволинейные спиралевидные направляющие, связанные с кольцевой накопителем, на патрубке сброса минеральной суспензии с технологически малым содержанием ценных компонентов установлен регулирующий затвор, шток которого соединен через коромысло с валом, а детектор определения металлических включений через исполнительный механизм связан с электродвигателем.

На фиг.1 изображена схема центробежного сепаратора, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - размещение изогнутых лопастей на втулке с валом и ограничителями, а на фиг.4 - схема циклоидальных кондукторов.

Центробежный сепаратор состоит из цилиндрического корпуса 1 с приспособлениями 2 для разгрузки легкой фракции, приспособлением 3 для разгрузки тяжелой фракции, выполненным в виде конической части 4, заполненной несмешивающейся с минеральной суспензией жидкостью 5 и имеющей кольцевой накопитель 6 ценных компонентов, тангенциальный патрубок 7 для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижней части боковой поверхности цилиндрического корпуса 1. Тангенциальный патрубок 7 выполнен из токонепроводящего материала, на внешней стороне которого подвижно, коаксиально укреплен детектор 8 определения металлических включений, электрически связанный с линией задержки 9. Центробежный сепаратор имеет патрубок 10 сброса минеральной суспензии с технологически малым содержанием пенных компонентов и исполнительный механизм 11. В полости цилиндрического корпуса 1 установлен вал 12 с втулкой 13, к которой жестко закреплены изогнутые лопасти 14, 15, 16 и 17 количеством не менее четырех, противоположные торцы которых образуют угол 90°. У нижнего основания цилиндрического корпуса 1 установлена горизонтальная перегородка, состоящая из двух частей 18 и 19 с окантовкой каждой из которых уплотняющим материалом 20. На валу 12 жестко закреплены ограничители 21 для возможности вертикального перемещения втулки 13. На верхнем конце вала установлен электродвигатель 22, а нижний его конец при помощи винтового соединения 23 связан с горизонтальной перегородкой, состоящей из двух частей 18 и 19. На внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 установлены циклоидальные кондукторы 24, а на внутренней поверхности конической части 4 криволинейные спиралевидные направляющие 25, связанные с кольцевым накопителем 6. На патрубке 10 сброса минеральной суспензии с технологически малым содержанием ценных компонентов установлен регулирующий затвор 26, шток 27 которого соединен через коромысло 28 с валом 12. Детектор 8 определения металлических включений электрически связан с линией задержки 9 и через исполнительный механизм 11 с электродвигателем 22. Центробежный сепаратор работает следующим образом. При поступлении минеральной суспензии по тангенциально расположенному патрубку 7 с массой ценных компонентов технологически малого значения компонентов как с наличием тяжелой фракции, так и без нее в цилиндрический корпус 1 образуется вращательное движение обрабатываемого объема, который, всплывая, преимущественно в виде легкой фракции, подхватывается лопастями 14, 15, 16 и 17 количеством не менее четырех, противоположные торцы которых образуют угол 90°, жестко закрепленных к втулке 13, насаженной на вал 12, который соединен с электродвигателем 22, что приводит к отделению частично поднимающихся частиц тяжелой фракции. Основная масса части тяжелой фракции перемещается по поверхности горизонтальной перегородки, состоящей из двух частей 18 и 19, с окантовкой каждой из которых уплотняющим материалом 20, который обеспечивает герметизацию и изолирует сообщение между цилиндрический корпусом 1 и конической частью 4 и поступает к патрубку 10, откуда через открытый регулирующий затвор 25 сбрасывается в отвал. Как только в минеральной суспензии концентрируется ценные компоненты количеством, обеспечивающим процесс обогащения (количеством ценных компонентов в минеральной суспензии, соответствующим значению, на которое отрегулирован детектор 8 определения металлических включений), детектор 8 подает сигнал через линию задержки 9 на исполнительный механизм 11 на переключение электродвигателя 22 на вертикальное перемещение вала 12 вверх, при котором вал 12 при помощи винтового соединения 23 поднимает вверх с центральной части горизонтальную перегородку, состоящую из двух частей 18 и 19, и происходит сообщение между цилиндрическим корпусом 1 и конической частью 4, а коромысло 28 при помощи штока 27 закрывает регулирующий затвор 26. В этом случае минеральная суспензия на выходе из тангенциального патрубка 7 закручивается. Легкая фракция с частично всплывающими частицами тяжелой фракции контактируют с лопастями 14, 15, 16 и 17. В результате всплывшие частицы тяжелой фракции оседают и попадают в коническую часть 4 сепаратора. Частицы тяжелой фракции с ценными компонентами попадают в объем несмешивающейся жидкости (например, бромоформ, бромбензол или тетраброметан, магнитная жидкость), находящейся в конической части 4, где закручиваются, сортируются, перемещаясь по криволинейным спиралевидным направляющим 25, и направляются в накопитель 6 ценных компонентов.

Как только в минеральной суспензии, проходящей через патрубок 7, снижается уровень концентрации пенных компонентов до значения выявления их детектором 8, он подает сигнал через линию задержки 9 на исполнительный механизм 11, который переключает электродвигатель 22 на вращение вала 12 в противоположную сторону, то есть электродвигатель 22 выступает как реверсивный и при этом горизонтальная перегородка, состоящая из двух частей 18 и 19, опускается вниз и изолирует сообщение между цилиндрическим корпусом 1 и конической частью 4 при помощи винтового соединения 23, а коромысло 28 опускает шток 27 и закрывается регулирующий затвор 26. Для согласования времени задержки сигнала, вырабатываемого детектором 8 со скоростью перемещения исходной минеральной суспензии, в патрубке 7 и цилиндрическом корпусе 1 предусмотрена подвижность детектора 8 по токонепроводящему патрубку 7. Линия задержки 9 необходима для устранения преждевременного открывания горизонтальной перегородки, состоящей из двух частей 18 и 19 и регулирующего затвора 26 вследствие разной скорости распространения электрического сигнала через исполнительный механизм 11 и перемещения минеральной суспензии в патрубке 7, конечная часть которого в момент обнаружения ценных компонентов детектором 8 не содержит таковых. При отсутствии сигнала обнаружения ценных компонентов линии задержки 9 управление исполнительным механизмом 11 необходимо для того, чтобы минеральная суспензия, находящаяся в конической части тангенциального патрубка 7, содержащая ценные компоненты, могла попасть в коническую часть 4 для дальнейшего обогащения. По мере сбора ценных компонентов в кольцевом накопителе они удаляются из него автоматически. Частицы тяжелой фракции без отсортированных ценных компонентов, находящиеся в конической части 4 центробежного сепаратора, удаляются через нижний патрубок, что на фиг. показано стрелкой.

Предлагаемая конструкция центробежного сепаратора значительно повышает эффективность сепарации минеральной суспензии за счет наличия в полости цилиндрического корпуса изогнутых лопастей, которые установлены таким образом, что способны вращаться как при помощи гидродинамических сил, так и электродвигателя, которые подхватывают закрученную минеральную суспензию тангенциальным патрубком и интенсивно ее перемешивают и отбрасывают тяжелые фракции к периферии, а наличие электродвигателя, обладающего реверсивным вращением, делает центробежный сепаратор управляемым при значительном упрощении его механизмов.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в значительном упрощении сепарации минеральной суспензии и обнаружения в ней ценных компонентов путем селективного разделения ее на соответствующие массы, содержащие улавливаемые продукты и не включающие таковых, все это в конечном счете приводит к повышению эффективности сепарации минеральной суспензии.