гидравлический классификатор

Формула изобретения

1. Гидравлический классификатор, включающий корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, тангенциальные патрубки для подвода воды в среднюю часть корпуса, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, установленные внутри корпуса радиально пластины, расположенную в нижней части корпуса коническую обечайку, установленный в верхней части корпуса соосно с ним цилиндр с герметичным кожухом над цилиндром и с расположенным внутри цилиндра соосно с ним с зазором параболическим отражателем, открытой своей частью обращенным к патрубку для подвода пульпы, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха, отличающийся тем, что патрубок для подвода пульпы с входного торца снабжен емкостью с приемным лотком и карманом с переливным порогом и течкой, выходящей в сливной желоб, емкость вместе с корпусом образуют сообщающиеся сосуды, в которых кромка переливного порога емкости расположена выше переливного края цилиндрической камеры, карман в нижней части имеет горизонтально расположенный щелевой выход во внутреннюю полость емкости, напротив которого внутри емкости размещена наклонная перегородка, нижней кромкой не доходящая до ее днища, а верхней кромкой сопряженная с течкой, емкость в верхней части боковой стенки выше наклонной перегородки имеет горизонтально расположенную прорезь, нижняя кромка которой расположена выше уровня переливного порога, с внешней стороны боковой стенки с прорезью закреплен приемник с выходным патрубком.

2. Гидравлический классификатор по п.1, отличающийся тем, что приемный лоток и карман снабжены сверху кожухом с патрубком для отвода воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к аппаратам гидравлической классификации и фракционирования минерального сырья в восходящем потоке жидкости, и может быть использовано для гравитационного обогащения полезных ископаемых, а также для обесшламливания и сгущения пульп, осветления промышленных вод и при очистке промстоков.

Известен гидравлический классификатор, включающий корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, патрубок для подвода воды, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и герметичный кожух с патрубком для отвода воздуха /1/.

Недостаток этого гидравлического классификатора связан с отсутствием в нем конструктивных элементов, позволяющих регулировать качество классификации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический классификатор, включающий корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, тангенциальные патрубки для подвода воды в среднюю часть корпуса, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, установленные внутри корпуса радиально пластины, расположенную в нижней части корпуса коническую обечайку, установленный в верхней части корпуса соосно с ним цилиндр с герметичным кожухом над цилиндром и с расположенным внутри цилиндра соосно с ним зазором параболическим отражателем, открытой своей частью обращенным к патрубку для подвода пульпы, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха /2/.

Недостатком этого гидравлического классификатора, также как и /1/, является отсутствие в нем конструктивных элементов, позволяющих регулировать качество классификации.

Целью изобретения является повышение эффективности классификации за счет улучшения условий регулирования процесса и гидродинамического выведения мелкозернистых фракций в сливной продукт.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом классификаторе, включающем корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, тангенциальные патрубки для подвода воды в среднюю часть корпуса, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, установленные внутри корпуса радиально пластины, расположенную внутри корпуса коническую обечайку, установленный в верхней части корпуса соосно с ним цилиндр с герметичным кожухом над цилиндром и с расположенным внутри цилиндра соосно с ним зазором параболическим отражателем, открытой своей частью обращенным к патрубку для подвода пульпы, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха, патрубок для подвода пульпы с входного торца снабжен емкостью с приемным лотком и карманом и с переливным порогом и течкой, выходящей в сливной желоб, емкость вместе к корпусом образуют сообщающиеся сосуды, в которых кромка переливного порога емкости расположена выше переливного края цилиндрической камеры, карман в нижней части имеет горизонтально расположенный щелевой выход во внутреннюю полость емкости, напротив которого внутри емкости размещена наклонная перегородка, нижней кромкой не доходящая до ее днища, а верхней кромкой сопряженная с течкой, емкость в верхней части боковой стенки выше наклонной перегородки имеет горизонтально расположенную прорезь, нижняя кромка которой расположена выше уровня переливного порога, с внешней стороны боковой стенки с прорезью закреплен приемник с выходным патрубком, приемный лоток и карман снабжен сверху кожухом с патрубком для отвода воздуха.

При создании изобретения авторы исходили из следующего.

Эффективность классификации материала в гидравлическом классификаторе можно повысить, если обеспечить условия для снижения турбулентности движения потока пульпы в зоне гидравлического разделения частиц материала. Это можно достигнуть, если в гидравлический классификатор ввести конструктивные элементы, которые будут обеспечивать такие условия. В частности, при максимальном выведении из потока пульпы грубодисперсного воздуха, присутствующего в ней, турбулентность ее движения снижается и поток становится более ламинарным, что для разделительного процесса является весьма существенным. Такими конструктивными элементами, установленными на патрубке для подвода пульпы в известном гидравлическом классификаторе, может быть емкость с приемным лотком и карманом и с переливным порогом и течкой, выходящей в сливной желоб. Емкость вместе с корпусом образуют сообщающиеся сосуды, в которых кромка переливного порога емкости расположена выше переливного края цилиндрической камеры. В этом случае при работе аппарата в камере гидроклассификатора обеспечивается необходимый постоянный и неизменяющийся подпор пульпы, что повышает качество разделения. Подача пульпы в приемную емкость через приемный лоток и карман также снижает турбулентность потока, а его дегазация осуществляется тем, что на пути этого потока в емкости устанавливается наклонная перегородка, по поверхности которой вверх движутся грубодисперсные воздушные пузырьки, унося на своей поверхности гидрофобные примеси, а вниз по наклонной поверхности перемещается грубозернистый материал. Дегазации пульпы способствует то, что приемный лоток и карман снабжены сверху кожухом с патрубком для отвода воздуха, который подключается к вытяжной вентиляции, создающей разряжение над поверхностью входящей приемную емкость пульпы. Поток дегазированной пульпы огибает в приемной емкости наклонную перегородку снизу и затем из емкости через патрубок для подвода пульпы поступает на гидравлическое разделение в цилиндрическую камеру аппарата. Такое расположение конструктивных элементов обеспечивает выполнение основной технологической задачи, а именно выведение грубодиспергированного воздуха из питания аппарата и качественное гидравлическое разделение материала. Регулирование процесса классификации и более качественное выведение мелкозернистых фракций в сливной продукт обеспечивается изменением уровня пульпы в приемной емкости и ее количества, а также степенью удаления из пульпы грубодисперсного воздуха.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид гидравлического классификатора, на фиг.2 - вид гидравлического классификатора сверху.

Гидравлический классификатор включает корпус 1 с цилиндрической камерой 2 и коническим днищем 3. Корпус 1 установлен вертикально на раме 4 посредством элементов 5. В нижней части корпуса 1 расположены патрубок 6 для подвода пульпы и патрубок 7 для выгрузки песков. На классификаторе установлены тангенциально к корпусу 1 патрубки 8 для подвода воды в среднюю часть корпуса. В верхней части корпуса 1 установлены сливной желоб 9 со сливным патрубком 10 и патрубок 11 для отвода воздуха. Соосно внутри корпуса 1 расположены цилиндрические кольца 12 с уменьшающимися сверху вниз диаметрами Кольца 12 установлены с зазором 13 друг к другу и образуют разделительное приспособление 14. Внутри корпуса 1 радиально расположены пластины 15. В нижней части корпуса 1 с зазором к днищу 3 установлена коническая обечайка 16 с износостойкой футеровкой 17 на ее внутренней поверхности. К нижней кромке конической обечайки 16 прикреплена цилиндрическая обечайка 18, установленная с зазором к днищу 3 и патрубку 6 для подвода пульпы. В верхней части корпуса 1 соосно ему установлен цилиндр 19 с износостойкой футеровкой 20 с его внутренней стороны. Над цилиндром 19 установлен герметичный кожух 21, в верхней части которого расположен патрубок 11 для отвода воздуха. Пластины 15 расположены с внешней стороны колец 12. Внутри цилиндра 19 соосно ему с зазором установлен параболический отражатель 22, открытой своей частью обращенный к патрубку 6 для подвода пульпы. Параболический отражатель 22 выполнен из износостойкого материала, например из полиуретана, и закреплен на основании 23 посредством разборного соединения 24. Основание 23 приварено к герметичному кожуху 21 радиальными ребрами 25.

К патрубку 6 для подвода пульпы с входного торца подсоединена емкость 26, также вертикально установленная на раме 4 и закрепленная посредством элементов 5. Емкость 26 с одной стороны имеет приемный лоток 27 и карман 28, а с другой стороны переливной порог 29 и течку 30, выходящую в сливной желоб 9. Емкость 26 вместе с корпусом 1 образуют сообщающиеся сосуды, в которых кромка переливного порога 29 расположена выше переливного края цилиндрической камеры 2, что обеспечивает в камере 2 гидроклассификатора необходимый постоянный и неизменный подпор пульпы. Карман 28 в нижней части имеет горизонтально расположенный щелевой выход 31 во внутреннюю полость емкости 26, напротив которого внутри емкости 26 размещена наклонная перегородка 32, разделяющая емкость на две половины - верхнюю 33 и нижнюю 34. Нижняя кромка перегородки 32 не доходит до днища емкости 26, образуя под перегородкой 32 щелевой проход 35 из верхней половины 33 емкости 26 в нижнюю ее половину 34. Верхняя кромка наклонной перегородки 32 сопряжена с течкой 30, изолируя друг от друга верхнюю и нижнюю половины 33 и 34. Емкость 26 в верхней части боковой стенки 36 выше наклонной перегородки 32 имеет горизонтально расположенную прорезь 37, нижняя кромка которой имеет регулируемый порог 38, расположенный выше уровня переливного порога 29, что необходимо для обеспечения непрерывного вывода пены с гидрофобными загрязнениями из питания аппарата. С внешней стороны боковой стенки 36 с прорезью 37 закреплен приемник 38 с выходным патрубком 39 для вывода пенного продукта. В верхней половине 33 емкости 26 размещены наклонные успокоительные пластины 40. Приемный лоток 27 имеет закрепленные на его днище клинообразные элементы 41, предназначенные для успокоения потока пульпы. Карман 28 снабжен футеровкой 42. Нижняя его часть выполнена криволинейной, призванной создать направленное движение пульпы внутри емкости 26. Сверху лоток 27 и карман 28 закрыты кожухом 43 с патрубком 44 для отвода воздуха, предназначенные для удаления грубодисперсного воздуха из питания аппарата. В нижней части гидравлический классификатор снабжен патрубком 44 для вывода засорений и инородных предметов из обрабатываемой пульпы.

Гидравлический классификатор работает следующим образом.

Пульпа, содержащая твердые частицы различной крупности и плотности, подается по приемному лотку 27 в загрузочный карман 28, откуда по его криволинейному днищу через щелевой выход 31 поступает внутрь емкости 26, в верхнюю ее половину 33. При этом происходит ее дегазация за счет понижения давления над поверхностью пульпы, создаваемого вытяжной вентиляцией, подключенной к патрубку 44 закрытого кожуха 43. Встретив в емкости 26 на своем пути наклонную перегородку 32, из потока пульпы выделяется оставшийся грубодисперсный воздух, который, двигаясь вверх от наклонной перегородки, уносит с собой гидрофобные примеси на поверхности пузырьков. Затем поток пульпы огибает снизу наклонную перегородку 32 и поступает в нижнюю половину 34 емкости 26, откуда основная часть пульпы через патрубок 6 для подвода пульпы поступает в камеру 2, а остальная, более мелкая часть пульпы переливается в сливной желоб 9 через переливной порог 29 и течку 30, обеспечивая при этом необходимый постоянный и не изменяющийся подпор пульпы в камере 2. Это происходит вследствие того, что в сообщающихся сосудах, состоящих из емкости 26 и корпуса 1 гидравлического классификатора, кромка переливного порога 29 расположена выше переливного края цилиндрической камеры 2. При непрерывном поступлении пульпы камера 2 заполняется пульпой до уровня верхней кромки, после чего пульпа переливается в сливной желоб 9. Поднимаясь вверх, поток пульпы встречается с параболическим отражателем 22, который изменяет его траекторию на обратное движение с кольцевым охватом подводящего потока пульпы. В результате трения пограничных слоев встречных потоков пульпы происходит первоначальное гашение турбулентности ее движения. Выделяющиеся из пульпы пузырьки воздуха через патрубок 11 для отвода воздуха выводятся из классификатора.

После гашения турбулентности движения пульпы внутри разделительного приспособления 14 последняя через зазоры 13 поступает в нижнюю часть цилиндрической камеры 2. При этом происходит дальнейшее снижение турбулентности движения потока пульпы, чему способствуют пластины 15, расположенные в радиальных плоскостях с внешней стороны цилиндрических колец 12. В результате этого в зону классификации, расположенную с внешней стороны колец 12, пульпа приходит в более спокойном виде с упорядоченным движением потока. Между цилиндром 19 и стенками камеры 2 движение пульпы окончательно ламинизируется, чему способствует наличие в пульпе тонкодиспергированного воздуха, и в нем происходит гидравлическое разделение твердых частиц в восходящем потоке жидкости. Твердые частицы мелкозернистой фракции пульпы переливаются с жидкой ее фазой через кромку камеры 2 в сливной желоб 9 и из него через сливной патрубок 10 выгружаются из классификатора. Твердые частицы крупнозернистой фракции пульпы осаждаются на коническую обечайку 16, скользя по поверхности обечайки под действием силы тяжести, попадают в зазор между цилиндрической обечайкой 18 и патрубком 6 для подвода пульпы, где происходит отделение твердых частиц крупнозернистой фракции от твердых частиц мелкозернистой фракции за счет восходящего потока жидкости из патрубков 8. Твердые частицы крупнозернистой фракции отмываются водой и выгружаются в виде песков классификатора через патрубок 7. Этому способствует тангенциальный подвод воды при выгрузке песков.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет улучшения условий регулирования процесса и гидродинамического выведения мелкозернистых фракций в сливной продукт повысить эффективность классификации.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 1351674, кл. B 03 B 5/62, 1986.

2. Патент Российской Федерации N 2029625, кл. B 03 B 5/62, 1989, бюл. 1995, N 6 (прототип).