Центрифуга для разделения суспензии минералов

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензии минералов на легкую и тяжелую фракции в поле действия центробежных сил. Цель изобретения заключается в повышении качества разделения. Центрифуга для разделения суспензии минералов содержит равномерно установленные на подшипниковых опорах с возможностью их планетарного вращения четыре конусообразных ротора 2, обращенных большим основанием вниз и имеющих на внутренней поверхности стенки шнеки 3 для транспортирования тяжелой фракции, устройство для распределения исходной суспензии по роторам, состоящее из центрального трубопровода 4 и прикрепленных к нему трубчатых рукавов 5 с коленами 6, расположенными над роторами, и привод центрального вала 7, содержащий приводной элемент 8. Каждый конусообразный ротор имеет прикрепленную к колену 6 трубчатого рукава 5 и к его меньшему основанию цилиндрическую обечайку 10 с установленными внутри нее радиально лопастями 11 для предварительного закручивания и разделения исходной суспензии и на большем основании - днище 12. Внутри ротора под шнеком размещен коллектор 13 тяжелой фракции с разгрузочными отверстиями 14, открытый сверху в направлении перемещения фракций и образованный конусом 15.Стенка ротора и днища под коллектором имеет выгрузочные отверстия 16 и 17 для легкой фракции. 4 з.п., 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄSU ÄÄ 14754

1.Я) 4 В 04 В 5/02 11 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY

18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3892102/23-13 (22) 30. 04. 85 (31) 2129/84 (32) 02.05.84 (33) СН . (46) 23.04.89. Вюл. № 15 (71) Мизет АГ (СН) (72) Вальтер Седлачек (AT) (53) 66.057(088.8) (56) Патент ФРГ №- 2902691, кл. В 04 В 5/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 102842, кл. В 04 В 5/02, 1954. (54) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ МИНЕРАЛОВ (57) Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензии минералов на легкую и тяжелую фракции в поле действия центробежных сил. Цель изобретения заключается в повьппении качества разделения. Центрифуга для разделения суспензии минералов содержит равномерно установленные на подшипниковых опорах с возможностью их планетарного вращения че1475478 тыре конусообразных ротора 2, обращенных большим основанием вниз и имеющих на внутренней поверхности стенки шнеки 3 для транспортирования тяжелой фракции, устройство для распределения исходной суспензии по роторам, состоящее из центрального трубопровода 4 и прикрепленных к нему трубчатых рукавов 5 с коленами 6, расположенными над роторами, и привод центрального вала 7, содержащий приводной элемент 8. Каждый конусообразный ротор имеет прикрепленную к колену 6 трубчатого рукава 5 и к

Изобретение относится к оборудо— ванию для разделения суспензии минералов на легкую и тяжелую фракции в поле действия центробежных сил.

Цель изобретения — повышение качества разделения.

На фиг. 1 схематично изображена половина центрифуги, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; 10 на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1.

Центрифуга для разделения суспензии минералов содержит равномерно установленные на подшипниковых опо- 15 рах 1 с возможностью их планетарного вращения четыре конусообразных ротора 2, обращенных большим основанием вниз и имеющих на внутренней поверхности стенки шнеки 3 для транспорти- 2р рования тяжелой фракции, устройство для распределения исходной суспензии по роторам, состоящее из центрального труоопровода 4 и прикрепленных к нему трубчатых рукавов 5 с коленами 6, 25 расположенными над роторами, и привод центрального вала 7, содержащий приводной элемент 8. Привод каждого ротора содержит зубчатую передачу 9.

Каждый конусообразный ротор имеет 30 прикрепленную к колену 6 трубчатого рукава 5 и к его меньшему основанию цилиндрическую обечайку 10 с установленными внутри нее радиально лопастями 11 для предварительного закручивания и разделения исходной суспензии, а на большем основании имеет

его меньшему основанию цилиндрическую обечайку 10 с установленными внутри нее радиально лопастями 11 для предварительного закручивания и разделения исходной суспензии и на большем основании днище 12. Внутри ротора цод шнеком размещен коллектор 13 тяжелой фракции с разгрузочными отверстиями 14, открытый сверху в направлении перемещения фракций и образованный конусом 15. Стенка ротора и днища под коллектором имеет выгрузочные отверстия 16 и 17 легкой фракции. 4 з.п.ф-лы, 4 ил. днище 12, Внутри ротора под шнеком размещен коллектор 13 тяжелой фракции с разгрузочными отверстиями 14, открытый сверху в направлении перемещения фракций и образованный конусом 15, Стенка ротора и днища под коллектором имеет выгрузочные отверстия 16 и 17 для легкой фракции. На днище каждого ротора укреплен конусообразный обтекатель 18 для направления легкой фракции к выгрузочным отверстиям 16 и 17. Каждый ротор снабжен конусообразным кожухом 19 с образованием между ними кольцевого зазора 20, а стенка ротора имеет отверстия 21, расположенные между витками шнека 3, для подвода на внутреннюю поверхность жидкости или воздуха.

Кожух 19 имеет по высоте прорезь 22 с отбортовкой для подачи воздуха в кольцевой зазор. На торце центрального вала 7 внутри полости центрального трубопровода установлен центробежный делитель потока, представляющий собой лопастную крыльчатку 23.

Цилиндрическая обечайка 10 прикреплена к колену трубчатого рукава 5 нри помощи уплотнения 24. Аналогичной конструкции уплотнителем 25 связаны между собой центральный трубопровод 4 и трубопровод 26. Центральный вал следует снабдить приводом для сообщения ему колебательного возвратно-поступательного перемещения, содержащим диски-дебалансы (не

1475478 показаны) или диски с выступами 27, которые закреплены на корпусе. Центральный вал 7 вместе со своей подшипниковой опорой 28 может быть установлен на виброопорах 29, а сам сво5 ей нижней торцовой поверхностью опирается на диски-дебалансы или диски с выступами 27.

Подшипниковые опоры 1 роторов 2 закреплены при помощи кронштейнов (не показаны) или пластин 30 на центральном валу 7, Лопасти 31 крыпьчатки 23 ориентированы по трубчатым рукавам 5, причем их количество соответствует количеству конусообразных роторов 2.

Центрифуга работает следующим образом.

Минеральную суспензию, подлежащ ю разделению на фракции по плотности, смешивают предварительно в емкости с водой или газом, в частности воздухом. Суспензия по центральному трубопроводу 4 поступает на лопастную крыпьчатку 23, разделяется на четыре потока 32 и по трубчатым рукавам 5 и коленам 6 поступает в цилиндрические обечайки 10 конусообразных роторов 2. Последние совершают планетар- 30 ное вращение вокруг главной оси а и одновременно вокруг своих продольных осей . Для достижения высокой производительности каждого ротора 2 необходимо осуществлять правильную дозировку поступающей суспензии при помощи лопастной крыпьчатки 23.

Поступившая в цилиндрическую обечайку 10 каждого конусообразного ротора 2 суспензия предварительно за- 40 кручивается лопастями 11 и разделяется. Планетарное вращение конусообразного ротора обеспечивает циклическое изменение центробежных сил, воздействующих на смесь минералов 45 у стенки ротора, в результате чего происходит псевдоожижение или пульсация смеси.

При разделении на осадочном столе для данной массы величина.разделя50 ющей силы или величина вектора мак. симально задана величиной ускорения земного притяжения, во вращающихся сепараторах она определяется центробежным ускорением или числом оборотов, благодаря чему легко и без затрат может быть достигнуто ускорение до 60 . Соответственно быстрее и лучше в таком сепараторе происходит разделение смеси минералов на тяжелые фракции, которые попадают непосредственно к разделительной стенке, а на них располагаются более легкие продукты, при этом в центре находится ожижающая среда, т.е. жидкость или газ.

Из цилиндрической обечайки предварительно разделенная суспензия поступает на конусообразную стенку ротора и фракции суспензии движутся вдоль нее по винтовой линии при помощи шнека 3, при этом происходит замедление собственного вращения потока. Стенка ротора вращается быстрее, чем продолжающий вращаться поток, что приводит к относительному вращательному движению, которое используется для транспортировки продукта, прилегающего к стенке ротора, по винтовому пути.

Центробежное ускорение, увеличивающееся вдоль транспортного пути при вращении ротора 2, создает дополнительную силовую составляющую, причем независимо от вида смеси и от положения сепаратора в пространстве, так что при более высоком числе оборотов устройство может работать и при горизонтальном расположении центрального вала 7. Следовательно, в то время, как на первом участке в цилиндрической обечайке осуществляется сепарация смеси, на втором участке конусообразной стенки происходит транспортирование фракций тяжелого продукта к разгрузочным отверстиям 14.

Благодаря выполнению вторorо участка в виде шнека достигается более лучшее разделение смеси минералов.

Так как продолжают свое действие ожижение и пульсация, вызываемые комбинацией вращательного движения вокруг главной оси а и продольной оси Ь на втором участке ротора 2 и прежде всего у его стенки в винтовых дорожках, т.е. в канавках или желобках, которые обуславливают существенно большее время выгрузки для находящихся в них фракций тяжелых продуктов, чем для занимающих, в основном, внутреннее положение легких продуктов, происходит дальнейшая концентрация фракций тяжелого продукта.

Фракция тяжелого продукта, имеющая высокую концентрацию, поступает в коллектор 13, расположенный несколько выше днища 12 ротора, который образован конусом 15„ отстоящим внутрь

5 14754 от стенки, и из которого разгружается и отводится через регулируемые выпускные отверстия 14, распределенные вдоль коллектора 13. Фракция лег5 кого продукта, лежащая ближе к продольной оси .6 во втором участке конусообразной стенки ротора 2, а также большая часть ож. жающего вещества, находящегося в центре жидкости, выгружается радиально через два выпускные отверстия 16 и 17, расположенные по периметру стенки днища 12

g выполненные с возможностью регулирования. Для облегчения выгрузки

15 фракции легкого продукта у днища 12 имеется соосный с продольной осью Ь конусообразный обтекатель 18. Выгружаемая фракция легкого продукта обыч/ ным путем собирается в емкостях и отводится

Предпочтительным является разделение суспензии минералов, когда в кольцевой зазор 20 подводится ожижающее вещество (жидкость или газ), 25 которое впрыскивается в отверстия 21, При вращающемся роторе 2 введение ожижающего вещества эффективно только в фазе псевдоожижения. Фракция тяжелого продукта, собравшаяся у стенки ротора в .радиальном направле- ° нии, пронизывается этим веществом и очищается от имеющихся частиц легкого продукта, которые смываются в направлении продольной оси о в отде-. ленную фракцию легкого продукта и затем вместе выгружаются.

Если в качестве ожижающего вещества используется воздух, то целесообразно, чтобы в кожухе 19 была про- 40 дольная прорезь 22 с отбортовкой для подачи воздуха в кольцевой зазор 20 (фиг. 4). При вращении сепаратора в направлении, указанном стрелкой, воздух из окружающей атмосферы засасы- 45 вается через прорезь 22 в кольцевой зазор 20 и в этом случае не требуется никаких дополнительных подводящих трубопроводов.

Описанная подача газа, в частности воздуха, во второй участок дает преимущество при сухом потоке материала, т.е. смешанных с газом, в частности с воздухом, мелкозернистых смесей. 55

Непредусмотренные изменения в содержании твердого вещества в потоке материала при известных обстоятельствах могут привести к нарушениям

78 6 в работе, в частности к эакупориванию трубопроводов. Чтобы исключить такие нарушения, вращающиеся вокруг главной оси а конусообразные роторы

2 дополнительно испытывают колебания вдоль своей продольной оси о, что обеспечивается приводом, содержащим диски с выступами 27. Эти колебания сами по себе оказывают значительное влияние на процесс разделения, так что может быть достигнута еще более высокая концентрация составляющей тяжелого продукта. При вертикальном расположении центрального вала 7 для создания таких колебаний центральный вал вместе со своей подшипниковой опорой 28 может быть, например, установлен на виброопорах 29.

Приводы центрального вала 7 и роторов 2 установлены с воэможностью регулирования направления вращения и числа оборотов, так что роторы могут вращаться в одном или противоположном направлении с центральным валом 7.

Предложенная конструкция центробежного сепаратора обеспечивает эффективное разделение суспензии мелких минералов и повьппает качество полученных продуктов.

Формула изобретения

1. Центрифуга для разделения суспензии минералов, содержащая равномерно установленные на опорах с возможностью их планетарного вращения конусообразные роторы, обращенные большим основанием вниз и имеющие на внутренней поверхности стенки шнеки для транспортирования тяжелой фракции, устройство для распределения исходной суспензии по роторам, состоящее из центрального трубопровода и прикрепленных к нему трубчатых рукавов с коленами, расположенными над роторами, и привод центрального вала, отличающаяся тем, что, с целью повьппения качества разделения суспензии мелких минералов, каждый конусообразный ротор имеет прикрепленную к колену трубчатого рукава через. уплотнение и к его меньшему основанию цилиндрическую обечайку с установленными внутри нее радиально лопастями для предварительного закручивания и разделения исходной суспензии и на большем основании днище, при этом внутри ротора под шне1475478

А-А

Фие 2

И3 ком размещен коллектор тяжелой фракции с разгрузочными отверстиями, открытый сверху в направлении перемещения фракций, а стенка ротора и днища под коллектором имеет выгрузочные отверстия для легкой фракции, причем на торце центрального вала внутри полости центрального трубопровода установлен центробежный делитель потока, представляющий собой лопастную крыпьчатку.

2,. Центрифуга по п. 1, о т л ичающая с я тем, что на днище каждого ротора укреплен конусообразный обтекатель для направления легкой фракции к выгрузочным отверстиям.

3, Центрифуга по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что центральньп» вал снабжен приводом для сообщения ему колебательного возвратнопоступательного перемещения.

4. Центрифуга по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что каждый ротор снабжен конусообразным кожухом с образованием между ними кольцевого зазора, а стенка ротора имеет отверстия, расположенные между витками шнека для подвода на внутреннюю поверхность жидкости или воздуха.

5. Центрйфуга по п. 4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что кожух по высоте имеет прорезь с отбортовкой для подачи воздуха в кольцевой зазор.

1475478

Составитель Н. Коровяковская

Техред N.Äèäûê Корректор И. Муска

Редактор А. Иотыпь

Заказ 1915/59 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4./5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101