Гидравлический классификатор

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к аппаратам для гидравлической классификации и фракционирования минерального сырья в восходящем потоке жидкости, и может быть использован для гравитационного обогащения полезных ископаемых, а также для сгущения пульп, осветления промышленных вод и при очистке промстоков. Классификатор включает 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, сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, 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, в котором патрубок для подвода пульпы с входного торца снабжен трубообразным смесителем, выполненным в виде эжектора, верхней частью присоединенного к загрузочной воронке, внутри которой в трубе с возможностью вертикального перемещения размещен пневмо-гидравлический аэратор, ось которого совпадает с осью эжектора. Повышается эффективность классификации. 2 ил.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к аппаратам для гидравлической классификации и фракционирования минерального сырья в восходящем потоке жидкости, и может быть использовано для гранулированного обогащения полезных ископаемых, а также для 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 сливной желоб и герметичный кожух с патрубками 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 с 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 радиальные 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 обращенных к патрубку для подвода пульпы, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха, патрубок для подвода пульпы с входного торца снабжен трубообразным смесителем, выполненным в виде эжектора, верхней частью присоединенного к загрузочной воронке, внутри которой в трубе с возможностью вертикального перемещения размещен пневмогидравлический аэратор, ось которого совпадает с осью эжектора, при этом загрузочная воронка расположена выше уровня переливной кромки цилиндрической камеры.

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 же условия. В частности, при введении в пульпу тонкодиспергированного воздуха турбулентность ее движения гасится и поток пульпы 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 трубообразный смеситель, выполненный в виде эжектора, верхней частью присоединенный к загрузочной воронке, внутри которой в трубе с возможностью вертикального перемещения размещен пневмогидравлический аэратор, ось которого совпадает с осью эжектора. Для устойчивого вхождения пульпы внутрь аппарата загрузочная воронка должна быть при этом расположена выше уровня переливной кромки цилиндрической камеры. Трубообразный смеситель, выполненный в виде эжектора, способствует продвижению пульпы внутрь камеры классификатора, обеспечивая при этом качественное перемешивание пульпы с тонкодиспергированным воздухом, генерируемым пневмогидравлическим аэратором, установленным внутри загрузочной воронки по оси эжектора. Такое расположение конструктивных элементов обеспечивает выполнение основной технологической задачи, а именно, введение тонкодиспергированного воздуха и качественное его распределение в объеме исходного питания, обеспечивая одновременно их работу в качестве струйного насоса. Размещение пневмогидравлического аэратора в трубе с возможностью вертикального перемещения позволяет регулировать степень эжекции атмосферного воздуха посредством струи водовоздушной смеси, выходящей с большой скоростью из сопла пневмогидравлического аэратора, защищая его при этом от внешнего механического воздействия потока пульпы.

Регулирование процесса классификации и более качественное гидродинамическое выведение мелкозернистых фракций в сливной продукт обеспечивается количеством вводимой в классификатор пульпы, а также количеством и степенью дисперсности вводимого в нее воздуха.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид гидравлического классификатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

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 патрубком 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 и внешней 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.

Патрубок 6 для подвода пульпы с входного торца снабжен трубообразным смесителем 26, выполненным в виде эжектора, верхней частью присоединенного к загрузочной воронке 27, расположенной выше уровня переливной кромки цилиндрической камеры 2. Внутри воронки 27 в трубе 28 с возможностью вертикального телескопического перемещения закреплен пневмогидравлический аэратор 29, ось которого совпадает с осью эжектора. Пневмогидравлический аэратор 29 снабжен водоподводящим 30 и воздухоподводящим 31 гибкими рукавами.

Гидравлический классификатор работает следующим образом.

Пульпа, содержащая твердые частицы различной крупности и плотности, подается в загрузочную воронку 27, а затем через трубообразный смеситель 26 и патрубок 6 для подвода пульпы поступает в камеру 2. Одновременно через патрубки 8 для подвода воды подается промывная вода. Камера 2 заполняется пульпой до уровня верхней кромки, после чего пульпа переливается в сливной желоб 9. Включается в работу пневмогидравлический аэратор 29, для чего в него через водоподводящий гибкий рукав 30 подается напорная вода, а через воздухоподводящий гибкий рукав 31 подается сжатый воздух. Из сопла пневмогидравлического аэратора 29 в результате этого выходит высокоскоростная струя аэрированной жидкости, которая с большой скоростью входит в трубообразный смеситель 26, эжектируя пульпу из загрузочной воронки 27, а также дополнительный атмосферный воздух при прохождении струи границы раздела вода - воздух на поверхности пульпы. Трубообразный смеситель 26, выполненный в виде эжектора, способствует продвижению пульпы, так как в этом случае он одновременно работает в качестве струйного насоса.

Поднимаясь после выхода из патрубка 6 для подвода пульпы, поток аэрированной 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. Частично 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 проходит 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.

Формула изобретения

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 цилиндрического 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 вывода пульпы, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха, отличающийся тем, что патрубок для подвода пульпы с входного торца снабжен трубообразным смесителем, выполненным в виде эжектора, верхней частью присоединенного к загрузочной воронке, внутри которой в трубе с возможностью вертикального перемещения размещен пневмогидравлический аэратор, ось которого совпадает с осью эжектора, при этом загрузочная воронка расположена выше уровня переливной кромки цилиндрической камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2