Центробежный сепаратор

 

Изобретение относится к устройствам для извлечения золота и платиносодержащих песков и может быть использовано в устройствах систем очистки водоемов, а также в строительной и других отраслях промышленности. Технический результат - снижение энергоемкости отделения ценных компонентов. Центробежный сепаратор содержит цилиндрический корпус с отражателями, патрубком сброса минеральной суспензии и заслонками, приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракции, последние в виде конической части с винтовой канавкой на внутренней поверхности и заполненной не смешивающейся с минеральной суспензией жидкостью и выполненной с кольцевым накоплением ценных компонентов. Тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии подсоединен к нижнему основанию цилиндрической части и выполнен из токонепроводящего материала с подвижно укрепленным детектором определения металлических включений, связанным электрически с линией задержки. На внутренней поверхности тангенциального патрубка выполнены направляющие, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, а в конической части выполнены винтовые канавки, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии. 3 ил.

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

Известен центробежный сепаратор (см. патент РФ 2046667 МПК В 03 В 5/34, 5/38 1995. Бюл. 30), включающий цилиндрический корпус с отражателями, размещенными по высоте, и приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракций, последние в виде конической части с винтовой канавкой на внутренней поверхности, наполненной не смешивающейся с минеральной суспензией жидкостью и имеющей кольцевой накопитель цепных компонентов, а также тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижнему основанию цилиндрической части.

Недостатком является непроизводительный расход высокостоящей не смешивающейся с рабочей средой (водой) жидкости при промывке минеральной суспензии, которая не является носителем технологически выделенного ценного продукта компонента.

Известен центробежный сепаратор (см. патент РФ 2118566 МПК В 03 В 5/32; 13/04. 1998. Бюл. 25), включающий цилиндрический корпус с отражателями, патрубком сброса минеральной суспензии и заслонками, корпус с отражателями, приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракции, последние в виде конической части с винтовой канавкой на внутренней поверхности и заполненной не смешивающейся с минеральной суспензией жидкостью и выполненной с кольцевым накопителем ценных компонентов, а также тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижнему основанию цилиндрической части и выполненный из токонепроводящего материала с подвижно укрепленным детектором определения металлических включений, связанных электрически с линией задержки.

Недостатком является энергоемкость процесса разделения минеральной суспензии с заданной концентрацией цепных компонентов в конической части центробежного сепаратора, обусловленная случайно-вероятностным поступлением при открытии заслонки, установленной у нижнего основания цилиндрического корпуса, значительного количества объединенной в ассоциации легкой фракции.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости промывки золота и платиносодержащих песков, хвостов обогатительных фабрик за счет уменьшения возможности случайно вероятностного поступления в коническую часть центробежного сепаратора легкой фракции, объединенной в виде ассоциаций, последующее удаление которых удорожает процесс классификации ценных компонентов из-за необходимости дополнительного расхода не смешивающейся жидкости, сбрасываемой с легкой фракцией из конической части.

Технический результат по снижению энергоемкости отделения ценных компонентов, заключающийся в уменьшении случайно вероятностного поступления легких фракций в виде ассоциаций в коническую часть центробежного сепаратора, достигается за счет образования в зоне контакта минеральной суспензии с несмешивающейся жидкостью микрозавихрений. Микрозавихрения разрушают ассоциации легких фракций и постоянно возникают в результате одновременного поступления в зону контакта как минеральной суспензии, закрученной на выходе из тангенциального патрубка против часовой стрелки, вследствие перемещения по направляющим, кривизна которых имеет положительное вращение винтовой линии, так и несмешивающейся жидкости, закрученной по часовой стрелке, вследствие перемещения ее по винтовым канавкам, кривизна которых имеет отрицательное вращение винтовой линии.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема центробежного сепаратора, на фиг. 2 - внутренняя поверхность технологического патрубка с направляющими, кривизна которых имеет положительное вращение винтовой линии, на фиг.3 - внутренняя поверхность конической части центробежного сепаратора с винтовыми канавками, кривизна которых имеет отрицательное вращение винтовой линии.

Сепаратор состоит из цилиндрического корпуса 1 с отражателями 2 и приспособлениями 3 для разгрузки тяжелой фракции в виде конической части 4, с винтовой канавкой 5, кривизна которой имеет отрицательное вращение винтовой линии и выполненной на внутренней поверхности конической части 4, заполненной не смешивающейся с минеральной суспензией жидкостью и имеющей кольцевой накопитель 6 ценных компонентов, тангенциальный патрубок 7 для подачи минеральной суспензии, присоединенной 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. Цилиндрический корпус 1 снабжен заслонкой 10 с механизмом перемещения 11, обеспечивающей разделение цилиндрического корпуса 1 и конической части 4. Заслонка 12 с механизмом перемещения 13 установлена в патрубке 14 сброса минеральной суспензии с технически малым содержанием ценных компонентов. Исполнительный механизм 15 связывает между собой линии задержки 9 и механизм перемещения 11 и 13. На внутренней поверхности тангенциального патрубка 7 выполнены направляющие 16, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии.

Сепаратор работает следующим образом. При поступлении минеральной суспензии с массой ценных компонентов технологически малого значения как с наличием фракции, так и без нее из тангенциально расположенного патрубка 7, в результате перемещения ее по направляющим 16, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии (см., например, стр. 509 Выгодский М.Я. / Справочник по высшей математике М., 1966. 872 с. ил.), в цилиндрическом корпусе 1 образуется вращательное движение против часовой стрелки обрабатываемого объема, который, всплывая преимущественно в виде легкой фракции, контактирует с отражателями 2, что приводит к отделению частично поднимающихся частиц тяжелой фракции. Основная масса частиц тяжелой фракции перемещается по поверхности закрытой заслонки 1 и поступает к патрубку 14, откуда через открытую заслонку 12 сбрасывается в отход.

Как только в минеральной суспензии концентрируются 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 15, и происходит открытие заслонки 10 посредством механизма 13. В этом случае минеральная суспензия на выходе из тангенциального патрубка 7 закручивается по направлению против часовой стрелки. Известно, что легкая фракция в процессе движения минеральной суспензии с высокой степенью вероятности объединяется в ассоциации (см., например, стр. 42. Нащекин В.В. Техническая термодинамика. М., 1980-469 с.), т.е. механические соединения, действующие в некоторых случаях как тяжелая единая фракция. Не объединенные в ассоциации легкие фракции с частично всплывшими частицами тяжелой фракции и отдельные легкие фракции, объединенные в ассоциации, контактируют с отражателями 2. В результате всплывшие частицы тяжелой фракции и объединенные в ассоциации легкие фракции оседают и направляются в коническую часть 4 сепаратора, а легкие, не объединенные в ассоциации фракции, через патрубок 3 сбрасываются из сепаратора.

Частицы тяжелой фракции с ценными компонентами попадают в объем несмешивающейся жидкости (например, бромоформ, бромбензол или тетробромэтан, магнитная жидкость), находящейся в конической части 4, где закручиваются в направлении движения по часовой стрелке, вследствие перемещения несмешивающейся жидкости по винтовым канавкам 5, кривизна которых имеет отрицательное вращение винтовой линии. Закрученные частицы тяжелой фракции с ценными компонентами, перемещаясь по конической части 4, сортируются и направляются в накопитель 6.

В месте контакта минеральной суспензии, закрученной против часовой стрелки, и несмешивающейся жидкости, вращающейся по часовой стрелке, т.е. в зоне открытой заслонки 10, образуются гидродинамические микрозавихрения, непрерывно разрушающие ассоциации легких фракций, предотвращая их поступление в виде механических соединений (ассоциаций) в коническую часть 4.

Как только в минеральной суспензии, поступающей в патрубок 7, снижается уровень концентрации ценных компонентов до значения выявления их детектором 8, он подает сигнал через линию задержки 9 на исполнительный механизм, закрывает заслонку 10 и открывает заслонку 12 посредством соответствующих механизмов перемещения 11 и 13.

По мере сбора ценных компонентов в накопителе 6 они удаляются автоматически или вручную. Частицы тяжелой фракции без отсортированных ценных компонентов, находящихся в конической части 4 сепаратора, удаляются через нижний патрубок (не показаны позиции, но дано направление стрелкой).

Оригинальность конструктивного решения, заключающегося в образовании гидродинамических микрозавихрений путем закручивания минеральной суспензии по направлению движения против часовой стрелки и закручивания несмешивающейся жидкости по направлению движения по часовой стрелке. В результате в месте контакта минеральной суспензии и несмешивающейся жидкости образуются микрозавихрения, которые устраняют возможность проникновения ассоциаций (механических соединений) легкой фракции в коническую часть сепаратора, что в конечном итоге снижает энергоемкость процесса сортировки из частиц тяжелой фракции ценных компонентов.

Формула изобретения

Центробежный сепаратор, включающий цилиндрический корпус с отражателями, патрубком сброса минеральной суспензии и заслонками, приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракции, последние в виде конической части с винтовой канавкой на внутренней поверхности и заполненной не смешивающейся с минеральной суспензией жидкостью и выполненной с кольцевым накоплением ценных компонентов, а также тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, подсоединенный к нижнему основанию цилиндрической части и выполненный из токонепроводящего материала с подвижно укрепленным детектором определения металлических включений, связанным электрически с линией задержки, отличающийся тем, что на внутренней поверхности тангенциального патрубка выполнены направляющие, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии, а в конической части выполнены винтовые канавки, кривизна которых имеет отрицательное направление вращения винтовой линии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3