Способ активизации кавитационно-гидродинамической микродезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота. Способ активизации кавитационно-гидродинамической микродезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси включает скоростную подачу струи в диффузор гидродинамического генератора, обработку гидросмеси в условиях активных гидродинамических воздействий посредством влияния, размещенных внутри цилиндрического корпуса с конфузором и последовательно установленных стационарных кавитационных элементов, в том числе пластинчатых кавитационных элементов, тонкоструйное разделение с обеспечением глубокой дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси до микроуровня посредством преобразования кинетической энергии потока жидкости в энергию акустических колебаний в гидродинамическом генераторе. Для усиления полей первичной гидродинамической дезинтеграции на выходе из диффузора создают турбулентность и раздвинутую разреженность посредством съемных кассет с решетками, перекрытия которых выполнены под углом в горизонтальной плоскости по отношению к горизонтальным осям цилиндрического корпуса, из балок-уголков, прямой угол которых повернут вверх. Каждый из последующих слоев балок-уголков установлен с противоположным наклоном по отношению к предыдущему слою, а расстояние между балками-уголками по горизонтали изменяется от предыдущего слоя к последующему слою по вертикали в соответствии с прогнозируемым уменьшением максимального размера элементов твердой составляющей гидросмеси. Расстояние по вертикали между предыдущим слоем и последующим слоем балок-уголков превышает высоту балок-уголков в зависимости от прочностных, упругореологических и теплофизических характеристик твердой составляющей гидросмеси, а также - соотношения Т:Ж гидросмеси. Последующее тонкоструйное разделение с кавитацией осуществляется с помощью пластинчатых кавитационных элементов, установленных в нижней части цилиндрического корпуса гидродинамического генератора под съемными кассетами с решетками с изменением верхних горизонтальных линий поверхностей ступенчато с понижением к центральной оси цилиндрического корпуса, а нижних линий поверхностей - с обеспечением дополнительного турбулентного режима посредством одностороннего косого среза и свободного вхождения потока гидросмеси в конфузор. Технический результат - повышение эффективности процесса микродезинтеграции. 4 ил.

 

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Известны способ газоструйной дезинтеграции материала и устройство для его осуществления на основе принципа струйно-акустического воздействия на материал [1].

Недостатком данного способа является использование энергозатратных систем подачи струи газа и регулировки перемещения струйно-акустического генератора.

Установлены также способы и устройства, осуществляющие генерацию акустических колебаний ультразвукового диапазона в жидкотекучих средах посредством возбуждения потоком жидкости стержней, пластин, мембран или в результате модуляции струи жидкости [2-4].

Основным недостатком данных устройств является то, что соотношения между геометрическими размерами элементов гидродинамических генераторов колебаний и гидродинамическими параметрами прокачиваемой дисперсионной среды сужают диапазон плотности прокачиваемой гидросмеси. Это не позволяет эффективно обработать минеральную составляющую гидросмеси глинистых песков россыпей с включениями твердых частиц размером от 10 мм. Данным обстоятельством определяется ограничение по технологическим показателям, максимальной развиваемой мощности и производительности систем.

Известны различные системы роторного типа, использующие принцип струйной генерации акустических потоков [5, 6] и различные системы кавитационно-струйной диспергации [7].

Использование этих устройств ограничено пропускной способностью обрабатываемой среды, дисперсностью твердой фракции и непригодно для дезинтеграции гидросмеси с повышенным содержанием глин.

Известны гидродинамический генератор акустических колебаний ультразвукового диапазона и способ создания акустических колебаний ультразвукового диапазона, включающий корпус в виде конусно-цилиндрический трубы с входным и выходным отверстиями и размещенное внутри него препятствие для потока жидкости, которое представляет из себя систему, состоящую из последовательно соединенных плохо обтекаемого тела, стержня и диска, установленных соосно с трубой [8].

Данный способ основан на создании резонансных акустических явлений в гидропотоке посредством системы стационарных кавитационных элементов, однако конструктивное выполнение стационарных излучателей не выдержит давления потока песково-глинистых гидросмесей и не обеспечит дезинтеграцию минеральных составляющих в пульпе.

Наиболее близким по технической сущности является способ струйно-акустической дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси, включающий скоростную подачу струи в гидродинамический генератор, обработку материала в условиях активных гидродинамических воздействий посредством влияния, размещенных внутри корпуса и последовательно установленных стационарных элементов, в том числе пластинчатых кавитационных элементов, с обеспечением глубокой дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси до микроуровня посредством преобразования кинетической энергии потока жидкости в энергию акустических колебаний в гидродинамическом генераторе, на входе которого создают высокоскоростную струю [9].

Данный способ основан на создании резонансных акустических явлений в гидропотоке посредством системы кавитационных элементов, однако в основе управления процессом направленного изменения свойств песчано-глинистых пород лежит задача формирования более устойчивого состояния высокодисперсных детерминированных систем, содержащих минеральные частицы, поэтому для обеспечения при дезинтеграции устойчивости системы данный фактор подлежит совершенствованию.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности процесса микродезинтеграции путем создания условий для устойчивости процесса разрушения элементов глинистых песков россыпей в широком размерном диапазоне, повышенной прочности, на основе усиления полей первичной гидродинамической дезинтеграции и дополнительного струйного разделения с усилением кавитационно-акустического воздействия на минеральную составляющую гидросмеси.

Технический результат достигается за счет того, что в способе активизации кавитационно-гидродинамической микродезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси, включающем скоростную подачу струи в диффузор гидродинамического генератора, обработку гидросмеси в условиях активных гидродинамических воздействий посредством влияния, размещенных внутри цилиндрического корпуса с конфузором и последовательно установленных стационарных кавитационных элементов, в том числе пластинчатых кавитационных элементов, тонкоструйное разделение с обеспечением глубокой дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси до микроуровня посредством преобразования кинетической энергии потока жидкости в энергию акустических колебаний в гидродинамическом генераторе, для усиления полей первичной гидродинамической дезинтеграции на выходе из диффузора создают турбулентность и раздвинутую разреженность посредством съемных кассет с решетками, перекрытия которых выполнены под углом в горизонтальной плоскости по отношению к горизонтальным осям цилиндрического корпуса, из балок-уголков, прямой угол которых повернут вверх, при этом каждый из последующих слоев балок-уголков установлен с противоположным наклоном по отношению к предыдущему слою, а расстояние между балками-уголками по горизонтали изменяется от предыдущего слоя к последующему слою по вертикали в соответствии с прогнозируемым уменьшением максимального размера элементов твердой составляющей гидросмеси, при этом расстояние по вертикали между предыдущим слоем и последующим слоем балок-уголков превышает высоту балок-уголков в зависимости от прочностных, упругореологических и теплофизических характеристик твердой составляющей гидросмеси, а также - соотношения Т:Ж гидросмеси, при этом последующее тонкоструйное разделение с кавитацией осуществляется с помощью пластинчатых кавитационных элементов, установленных в нижней части цилиндрического корпуса гидродинамического генератора под съемными кассетами с решетками с изменением верхних горизонтальных линий поверхностей ступенчато с понижением к центральной оси цилиндрического корпуса, а нижних линий поверхностей - с обеспечением дополнительного турбулентного режима посредством одностороннего косого среза и свободного вхождения потока гидросмеси в конфузор.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

На фиг. 1 - общий вид гидродинамического генератора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, вид сверху на верхний слой балок-уголков; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, вид сверху на второй слой балок-уголков; на фиг. 4 -разрез В-В на фиг. 2.

Способ выполняется с помощью гидродинамического генератора 1 с диффузором 2. Цилиндрический корпус 3 гидродинамического генератора 1 соединяется с конфузором 4. Внутри цилиндрического корпуса 3 размещены и последовательно установлены стационарные кавитационные элементы 5, в том числе пластинчатые кавитационные элементы 6. На выходе 7 из диффузора 2 установлены съемные кассеты 8 с решетками 9, перекрытия 10 которых выполнены под углом 11 в горизонтальной плоскости 12 по отношению к горизонтальным осям 13, 14 цилиндрического корпуса 3, из балок-уголков 15, прямой угол 16 которых повернут вверх 17. Каждый из последующих слоев 18 балок-уголков 15 установлен с противоположным наклоном 19 по отношению к предыдущему слою 20. Расстояние 21 между балками-уголками 15 по горизонтали 22 изменяется от предыдущего слоя 20 к последующему слою 18 по вертикали 23 в соответствии с прогнозируемым уменьшением максимального размера элементов твердой составляющей гидросмеси. Расстояние 24 по вертикали 23 между предыдущим слоем 20 и последующим слоем 18 балок-уголков 15 превышает высоту 25 балок-уголков 15 в зависимости от прочностных, упругореологических, теплофизических характеристик твердой составляющей гидросмеси и соотношения Т:Ж гидросмеси. Пластинчатые кавитационные элементы 6 установлены в нижней части 26 цилиндрического корпуса 3 гидродинамического генератора 1 под съемными кассетами 8 с решетками 9 с изменением верхних горизонтальных линий поверхностей 27 ступенчато 28 с понижением 29 к центральной оси 30 цилиндрического корпуса 3. Нижние линии поверхностей 31 пластинчатых кавитационных элементов 6 выполнены с односторонним косым срезом 32 для обеспечения дополнительного турбулентного режима и свободного вхождения потока гидросмеси в конфузор 4.

Способ активизации кавитационно-гидродинамической микродезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси выполняется следующим образом.

Способ активизации кавитационно-гидродинамической микродезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси включает скоростную подачу струи в диффузор 2 гидродинамического генератора 1, обработку гидросмеси в условиях активных гидродинамических воздействий посредством влияния, размещенных внутри цилиндрического корпуса 3 с конфузором 4 и последовательно установленных стационарных кавитационных элементов 5, в том числе пластинчатых кавитационных элементов 6, тонкоструйное разделение с обеспечением глубокой дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси до микроуровня посредством преобразования кинетической энергии потока жидкости в энергию акустических колебаний в гидродинамическом генераторе 1. Для усиления полей первичной гидродинамической дезинтеграции на выходе 7 из диффузора 2 создают турбулентность и раздвинутую разреженность посредством съемных кассет 8 с решетками 9, перекрытия 10 которых выполнены под углом 11 в горизонтальной плоскости 12 по отношению к горизонтальным осям 13, 14 цилиндрического корпуса 3, из балок-уголков 15, прямой угол 16 которых повернут вверх 17. Каждый из последующих слоев 18 балок-уголков 15 установлен с противоположным наклоном 19 по отношению к предыдущему слою 20. Расстояние 21 между балками-уголками 15 по горизонтали 22 изменяется от предыдущего слоя 20 к последующему слою 18 по вертикали 23 в соответствии с прогнозируемым уменьшением максимального размера элементов твердой составляющей гидросмеси. Расстояние 24 по вертикали 23 между предыдущим слоем 20 и последующим слоем 18 балок-уголков 15 превышает высоту 25 балок-уголков 15 в зависимости от прочностных, упругореологических и теплофизических характеристик твердой составляющей гидросмеси, а также - соотношения Т:Ж гидросмеси. Последующее тонкоструйное разделение с кавитацией осуществляется с помощью пластинчатых кавитационных элементов 6, установленных в нижней части 26 цилиндрического корпуса 3 гидродинамического генератора 1 под съемными кассетами 8 с решетками 9 с изменением верхних горизонтальных линий поверхностей 27 ступенчато 28 с понижением 29 к центральной оси 30 цилиндрического корпуса 3. Нижние линии поверхностей 31 пластинчатых кавитационных элементов 6 обеспечивают дополнительный турбулентный режим посредством одностороннего косого среза 32 и свободного вхождения потока гидросмеси в конфузор 4.

Источники информации

1. Патент №2425719 RU, МПК B03B 5/02. Способ газоструйной дезинтеграции материала и устройство для его осуществления. - Опубл. 10.08.2011. Бюл. №22.

2. Агранат Б.А. Основы физики и техники ультразвука / Б.А. Агранат, М.Н. Дубровин, Н.Н. Хавский, Г.И. Эскин. - М.: Высш. шк., 1987. - 352 с.

3. Патент №2015749 RU, МПК B06B 1/20, F15B 21/12. Гидродинамический генератор колебаний. - Опубл. 15.07.1994.

4. Патент №2229947 RU, МПК B06B 1/20. Способ глубокой обработки жидких и газообразных сред и генератор резонансных колебаний для его осуществления. - Опубл. 10.06.2004.

5. Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика: Монография. М.: Машиностроение - 1, 2001. - 260 с. ISBN 5-99275-006-8.

6. Балабышко A.M., Юдаев В.Ф. Роторные аппараты с модуляцией потока и их применение в промышленности. - М.: Недра, 1992. - С.: 176, ил. ISBN 5-247-02380-3.

7. Федоткин И.М., Немчин А.Ф. Использование кавитации в технологических процессах. - Киев.: Вища школа. Изд-во Киев. ун-та, 1984, - 68 с. с. 52, рис. 22.

8. Патент №2325959 RU, МПК B06B 1/18. Гидродинамический генератор акустических колебаний ультразвукового диапазона и способ создания акустических колебаний ультразвукового диапазона. - Опубл. 10.06.2008. Бюл. №16.

9. Хрунина Н.П. Патент №2506127 RU, МПК B03B 5/00. Способ струйно-акустической дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси и гидродинамический генератор акустических колебаний. - Опубл. 10.02.2014. Бюл. №4.

Способ активизации кавитационно-гидродинамической микродезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси, включающий скоростную подачу струи в диффузор гидродинамического генератора, обработку гидросмеси в условиях активных гидродинамических воздействий посредством влияния размещенных внутри цилиндрического корпуса с конфузором и последовательно установленных стационарных кавитационных элементов, в том числе пластинчатых кавитационных элементов, тонкоструйное разделение с обеспечением глубокой дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси до микроуровня посредством преобразования кинетической энергии потока жидкости в энергию акустических колебаний в гидродинамическом генераторе, отличающийся тем, что для усиления полей первичной гидродинамической дезинтеграции на выходе из диффузора создают турбулентность и раздвинутую разреженность посредством съемных кассет с решетками, перекрытия которых выполнены под углом в горизонтальной плоскости по отношению к горизонтальным осям цилиндрического корпуса, из балок-уголков, прямой угол которых повернут вверх, при этом каждый из последующих слоев балок-уголков установлен с противоположным наклоном по отношению к предыдущему слою, а расстояние между балками-уголками по горизонтали изменяется от предыдущего слоя к последующему слою по вертикали в соответствии с прогнозируемым уменьшением максимального размера элементов твердой составляющей гидросмеси, при этом расстояние по вертикали между предыдущим слоем и последующим слоем балок-уголков превышает высоту балок-уголков в зависимости от прочностных, упругореологических и теплофизических характеристик твердой составляющей гидросмеси, а также - соотношения Т:Ж гидросмеси, при этом последующее тонкоструйное разделение с кавитацией осуществляется с помощью пластинчатых кавитационных элементов, установленных в нижней части цилиндрического корпуса гидродинамического генератора под съемными кассетами с решетками с изменением верхних горизонтальных линий поверхностей ступенчато с понижением к центральной оси цилиндрического корпуса, а нижних линий поверхностей - с обеспечением дополнительного турбулентного режима посредством одностороннего косого среза и свободного вхождения потока гидросмеси в конфузор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для получения особо чистых и/или модифицированных глин, приготовления буровых растворов.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки автоматизированных систем управления технологическими процессами обогащения рудных полезных ископаемых.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к установкам для дезинтеграции и классификации по крупности материала, и может быть использовано при обогащении руд и песков россыпных месторождений.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.
Изобретение относится к способу извлечения тонкого золота из глинистого рудного и техногенного сырья. Способ включает электровзрывную обработку сырья высоковольтными электрическими разрядами.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при промывке золото- и платиносодержащих песков. .

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота.

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при измельчении минерального сырья перед обогащением или гидрометаллургической переработкой.

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для тонкого измельчения суспензии порошка бемита до нанодисперсного состояния. Способ измельчения бемита заключается в том, что для циркуляции водной суспензии бемита используют рециркуляционный контур, включающий рециркуляционную емкость 8 и кавитационный диспергатор 1, содержащий статор и ротор.

Группа изобретений относится к устройству и способу дробления и/или предварительного ослабления материала, в частности каменного материала или руды. Для дробления и/или предварительного ослабления материала обеспечивают зону обработки между по меньшей мере двумя электродами.

Изобретение относится к средствам измельчения продуктов и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Измельчитель 9 содержит приемный бункер 1 с шиберным дозатором 2, загрузочное отверстие 8 и разгрузочный патрубок 10.

Изобретение предназначено для раскалывания поликристаллического кремния. Устройство для раскалывания содержит трансформатор (В) высокого напряжения, выпрямитель (G) высокого напряжения, зарядный конденсатор (С), размыкающий переключатель (K), бак (F) для воды и первый (1) и второй (2) электроды.

Изобретение относится к области техники утилизации твердых материалов и может быть использовано в устройствах для уничтожения и/или измельчения оптических CD и DVD компакт-дисков с записанной на них конфиденциальной информацией.

Изобретение относится к области техники утилизации твердых материалов и может быть использовано в устройствах для уничтожения и/или измельчения оптических CD и DVD компакт-дисков с записанной на них конфиденциальной информацией.

Группа изобретений относится к способу фрагментации и/или ослабления материала посредством высоковольтных импульсов, электроду и устройству для осуществления способа фрагментации и/или ослабления материала посредством высоковольтных импульсов и применению электрода или устройства для фрагментации и/или ослабления каменного материала или руды.

Группа изобретений относится к способу фрагментации материала посредством высоковольтных разрядов, к системе электродов для установки электродинамической фрагментации, позволяющей осуществить вышеуказанный способ, а также к установке для фрагментации и к применению данной установки для фрагментации материала с низкой электропроводностью.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных высокоглинистых россыпных месторождений полезных ископаемых с повышенным содержанием мелкого и тонкого золота. Способ активизации кавитационно-гидродинамической микродезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси включает скоростную подачу струи в диффузор гидродинамического генератора, обработку гидросмеси в условиях активных гидродинамических воздействий посредством влияния, размещенных внутри цилиндрического корпуса с конфузором и последовательно установленных стационарных кавитационных элементов, в том числе пластинчатых кавитационных элементов, тонкоструйное разделение с обеспечением глубокой дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси до микроуровня посредством преобразования кинетической энергии потока жидкости в энергию акустических колебаний в гидродинамическом генераторе. Для усиления полей первичной гидродинамической дезинтеграции на выходе из диффузора создают турбулентность и раздвинутую разреженность посредством съемных кассет с решетками, перекрытия которых выполнены под углом в горизонтальной плоскости по отношению к горизонтальным осям цилиндрического корпуса, из балок-уголков, прямой угол которых повернут вверх. Каждый из последующих слоев балок-уголков установлен с противоположным наклоном по отношению к предыдущему слою, а расстояние между балками-уголками по горизонтали изменяется от предыдущего слоя к последующему слою по вертикали в соответствии с прогнозируемым уменьшением максимального размера элементов твердой составляющей гидросмеси. Расстояние по вертикали между предыдущим слоем и последующим слоем балок-уголков превышает высоту балок-уголков в зависимости от прочностных, упругореологических и теплофизических характеристик твердой составляющей гидросмеси, а также - соотношения Т:Ж гидросмеси. Последующее тонкоструйное разделение с кавитацией осуществляется с помощью пластинчатых кавитационных элементов, установленных в нижней части цилиндрического корпуса гидродинамического генератора под съемными кассетами с решетками с изменением верхних горизонтальных линий поверхностей ступенчато с понижением к центральной оси цилиндрического корпуса, а нижних линий поверхностей - с обеспечением дополнительного турбулентного режима посредством одностороннего косого среза и свободного вхождения потока гидросмеси в конфузор. Технический результат - повышение эффективности процесса микродезинтеграции. 4 ил.

Наверх