Сепаратор для разделения тонкозернистых сыпучих материалов

 

Использование: обогащение тонкозернистых сыпучих материалов в псевдоожиженном слое на суживающихся желобах и может быть использовано при обогащении редкометалльных, олово-, вольфрамеи слюдосодержащих руд, а также при классификации гомогенных материалов. Сущность: сепаратор включает наклонный суживающий желоб 1. Его днище 2 выполнено перфорированным. Под днищем 2 расположено приспособление для подачи воздуха 4. Разгрузочный конец днища желоба выполнен криволинейным. Линия пересечения с вертикальной плоскостью описывается уравнением Y 0,0225 -Х1-685. 4 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 07 В 4/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4910196/03 (22) 12,02.91 (46) 07.02.93. Бюл, М 5 (71) Кольский филиал Института Механобр (72) Г. В,Задорожный (73), Г, В.Задорожный (56) 1. Авторское свидетельство СССР йг1156750, кл. В 07 В 13/00, 1982(по заявке

N. 4706383, В 07 В 4/00 с пол,решением от

16.04.90).

2. Богатов А.Д., Зубынин fO,Ë. Разделение минералов во вэвесенесущих потоках малой толщины, M.. Недра, 1973. (54) СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТОНКОЗЕРНИСТЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к обогащению тонкоэернистых сыпучих материалов и может быть использовано при обогащении редкометалльных, олово-, вольфрамо- и слюдосодержащих руд, а также при классификации гомогенных материалов.

Известен пневматический винтовой сепаратор, содержащий желоб с пористым дном криволинейного сечения, установленный сверху винтового короба, приспособление для загрузки исходного материала и сбора продуктов разделения, систему подачи воздуха под пористое дно желоба (1j, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является сепаратор для обогащения тонкоэернистых сыпучих материалов, включающий наклонный желоб с перфорированным днищем, вы„„59„„1193972 АЗ (57) Использование: обогащение тонкозернистых сыпучих материалов в псевдоожиженном слое на суживающихся желобах и может быть использовано при обогащении редкометалльных, олово-, вольфрамо- и слюдосодержащих руд, а также при классификации гомогенных материалов. Сущность: сепэратор включает наклонный суживающий желоб 1. Его днище 2 выполнено перфорированным. Под днищем 2 расположено приспособление для подачи воздуха

4. Разгрузочный конец днища желоба выполнен криволинейным. Линия пересечения с вертикальной плоскостью описывается уравнением Y = 0,0225 Х 6

4 табл., 2 ил. полненным в виде части эллипса, симметричной его малой полуоси, и с шириной менее двух больших его полуосей и боковыми криволинейными стенками с направлением выпуклостей друг к другу, приспособление для подачи воздуха, расположенное под желобом, загрузочное приспособление, установленное над верхней частью желоба, приемники продуктов разделения, расположенные у разгрузочного торца, желоба, и приспособление для изменения угла наклона желоба (2).

Недостатком этих сепараторов является низкая эффективность разделения вследствие резкого увеличения скорости псевдоожиженного потока в нижней части желоба. что приводит к росту турбулентности потока, Возникающие при этом вихре1793972 вые токи псевдоожи>кеннаго потока эа счет вертикальной составляющей скорости перераспределяют расслоившиеся зерна по высоте потока, т.е. нарущают процесс, Чем бар турфарнтф}фф)тока, карактерн- 5 эу щая ся чйслеоом:.Яе, т,"е>м9ху>ке показатель эффективн остйфаздекле нйя, Целью изобретен ля является повышение эфрфективнортй разделения за счет стабилизации средней скорости и снижения 10 турбулентности потока на разгрузочном

:коант.це ;:жлоба.

" Указанная цель достигается тем, что перфорированное днище желоба в продольном сечении у разгрузочного конца выполНЕНО СКРИВИЗНОЙ,,ОП5ОЕДЕЛЯЕМай Иэ выра>кения Y =- 0,0225X (доказательство

1,68 приведено ниже).

На фиг. 1 изображен продольный разрез сепаратора; на фиг. 2 — представлены продольные профили желоба и потока.

Сепаратор для разделения тонкоэернистых сыпучих материалов включает наклонный желоб 1 с перфорированным днищем 2 и боковыми стенками 3, приспособление для подачи воздуха 4, расположенное под желобом 1, загрузочное приспособление 5, установленное над верхней частью желоба

1, прйемники продуктов разделения 6, расположенные у разгрузочного торца желоба 30

1, приспособление для удаления пыли 7 и приспособление для изменения угла наклона желоба 8, Желоб 1 закрыт крышкой 9 и закреплен на станине 10 посредством шартйира 11 и приспособления 8, выполненного 35

В виде двух винтовых механизмов. Перфорированное днище 2 желоба 1 на разгрузочном конце выполнено в продольном сечении с кривизной определяемой из выражения Y = 0,0225X . Боковые стенки 3 40

1,685 желоба 1 выполнены прямолинейными, Перфорированное днище 2 желоба 1 выполненр с шириной, уменьшающейся от загрузочного торца желоба 1 к разгрузочному.

Сепаратор работает следующим абра- 45 эом:Исходный материал через приспособление 5 поступает на желоб 1. Под действием воздуха материал псевдоожижат ется и течет по поверхности желоба 1, В йроцессе движения материала по желобу 1 50

:минеральные зерна расслаиваюгся по плот: . j " ности, крупности или форме, При этом более плотные, крупные или шарообразные концентрируются в нижних слоях потока, равномерно располагаясь по ширине поверхности желоба 1, а менее платные, мелкие или плоские — в верхних слоях, Материал на поверхности желоба 1, начиная с половины расстояния от начала движения, движется с некоторым ускорением, 0 йгв+2 н ) где Q — расход потока, см";

V — средняя скорость потока в сечении, см/с; в-- ЬН(3) — живое сечение потока, см; г.

b — ширина потока в сечении, см;

Н вЂ” средняя высота потока в сечении, см;

Ч вЂ” кинематическая вязкость воздуха, см /с;

Re — число Рейнольдса, безразм. велич.

Например, для желоба Ь х а х d = 390 х х60 х 950 мм, где Ь вЂ” ширина загрузочной части, мм; а — ширина разгрузочной части, мм;

d — длина желоба, мм, с углом наклона и =-15 и производительностью 0 =- 500 кг/ч = 77,16 см /с измерены величины Ь, Н и вычислены значения V и Re, приведенные в табл. 1, Из таблицы видно, что наибольший прирост средней скорости потока начинается на расстоянии 80 см от начала движения, На участке 5,0 см он составляет 0,26 см/с, Поэтому стабилизация средней скорости необходима на участке между сечениями IV-ЧИ.

Исходя из значения средней скорости потока Ч =- 2,15 см/с рассчитаем средние высоты потока и число Re в данных сечениях, представленные в табл, 2:

Н= (4) Для обеспечения расчетных средних высот потока в сечениях Ч вЂ” Vll необходимо изменить продольный профиль желоба, коДойдя до разгрузочного конца желоба,материал продолжает движение с постоянной скоростью за счет изменения продольного профиля поверхности желоба, при этом турбулентность потока практически поддерживается на одном уровне.

Образующийся у разгрузочного конца суживающегося желоба минеральный веер разделяется по высоте потока на ряд продуктов, различающихся содержанием компонентов. Разделенные продукты собираются при помощи приспособления 6.

Образовавшаяся в процессе работы пыль между днищем желоба 8 и крышкой 9 удаляется с помощью приспособления 7.

Согласно известным формулам

1793972

Таблица 1

Значения средней скорости потока и числа Рейнольдса

Средняя высота потока в сечении

2,0

2,8

3,6 тарый графически определяется как разница в этих сечениях между расчетными средними высотами потока (табл. 2) и средними высотами потока (табл. 1).

8 сечении V: 3,82 - 3,40 = 0.42 см.

VI: 4,60- 3,60 = 1,00 см, Vii 5,98-3,80=2,18 см, Методом сравнения графиков подобра2,685 на эмпирическая формула У = 0,0225Х которая аппроксимирует заданной функции

Yg= (Хэ}на участке между сечениями iV Vii.

Параметры заданной и подобранной функциональных зависимостей представлены в табл. 3.

Таким образом, изменения продольноIo профиля поверхности желоба с кривизной, определяемой из выражения У--=0,0225Х, обеспечивают стабилизацию средней скорости потока на участке между сечениями iV — Vii и турбулентности потока, характеризующееся числом Re (табл, 2), что приводит к повышению эффективности разделения.

Формула изобретения

Сепаратор для разделения тонкозернистых сыпучих материалов, включающий наклонный суживающийся желоб с перфорированным днищем и боковыми стенками, приспособление для подачи воздуха, располо>кенное под желобом, загрузочное приспособление, установленное над верхней частью желоба, приемники продуктов разделения, расположенные у разгруРазделение матсриалов было реализовано на известном (2)и предложенном сепараторах: — известный желоб: Ь х а х i =- 540 х 60 х

5 х 950 мм, — предлагаемый желоб: Ь х а х 1 = 390 х х 60 х 950 мм.

Для исследований были взяты следующие материалы;

10 — лопаритосодержащий (разделение по плотности), — вермикулитосодержащий (раэделение по форме), — кварцевый (разделение по крупности).

Результаты разделения приведены в табл. 4.

Эффективность разделения оценивалась по формуле Ханкока-Луйкена и по ре20 зультатам опытов составила 63,5, 46,17 и

59,03 Д соответственно для лопарита, вермикулита и кварца, а эффективность разделения на известном сепараторе 60,3, 41,76 и 57,61;4.

25 зочного торца желоба, и приспособление для изменения угла наклона желоба, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет стабилизации средней скорости и снижения турбулентности псевдоо>киженного потока, разгрузочный конец днища желоба выполнен криволинейным с линией пересечения днища желоба с вертикальной плоскостью, описываемой уравнением

Y =-0,0225Х

1793972

Таблица 2

Значения средней высоты потока и числа Рейнольдса

Таблица 3

Параметры заданной и подобранной функциональных зависимостей

Таблица 4 !

Технологические показатели разделения

1793972

Извлечение лопарита в продукты, 7,: тяжелая фракция п ром п родукт легкая фракция

66,9

71,4

25,6

24,9

7,5

3,7

60,3

63,5 лита ие

Соде

48,60

55,62

68,11

7i,04

31,89

28,96

Сод

40,06

32,37

86,43

87,60

49,41

47,31

50,59

52,69

46,17

41,76

Угол наклона желоба, град.

Содержание класса 0,40+0,10 мм в исходном материале, 7, Выход,,;

70,59

76,60

62,06

37,94

58,51

41,49 крупной фракции мелкой фракции

Содержание класса 0.40+0,10 мм в продуктах, %: крупная фракция

91,54

93,24 мелкая фракция

Извлечение класса 0,40+0,10 мм в

49,38 продуктах, 7: крупная фракция

75,87

75,54

24,46

24,13 мелкая фракция:

Эффективность классификации по класс 0.10 мм, Я, 59,03

57,61

Эффективность обогащения, Производительность, кг/ч

III. Раадеявнииее кварца

Продолжение табл.4.

1793972

Составитель Г.Задорожный

Техред М.Моргентал Корректор И,Муска

Редактор Б.Федотов

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

Заказ 519 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5