Способ сепарации дисперсных материалов по трению

 

° сзф Ми Йм c ц нек

as ц

ОПИСА ИЕ

Союз Советскик

Социалистичесми к

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 150277(21) 2453591/29-03 (51)М. Кл.

В 07 В 13/00 с присоединением заявки HP

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.10.79. Бюллетень HP 39 (53) УДК 622,771., 2 (088. 8) Дата опубликования описанин 25.10.79 (72) Авторы изобретения

Э.П. Бурминский и В.М. Карпенко (7t) Заявитель (54) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПО ТРЕНИЮ

v (я } (- s }

Изобретение относится к процессам разделения дисперсных материалов по трению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например, при обогащении полезных ископаемых.

Известен способ сепарации дисперсиых материалов по трению в неподвижном лотке, выполненном в виде вертикально установленной цилиндрической спирали. Днище лотка, в котором осуществляют сепарацию, наклонено к оси спирали (1) .

Недостаток известного способа— низкая удельная производительность и малая эффективность разделения, причем это обусловлено тем, что силы трения, как правило, не превышают веса частиц. Наиболее близким техническим решением из известных является способ разделения материала на вращающейся конической поверхности, заключающийся в подаче дисперсных материалов в фиксированное место на вращающейся поверхности и разгрузке фракций в различных плоскостях нормальных оси вращения (2), Недостаток данного способа зак(лючается в том, что прй его выполнении неясно, каким образом следует выбирать материал для сепарации по вращающейся фрикционной поверхности,, чтобы эффективность разделения была наибольшей.

Цель изобретения — увеличение эффективности процесса.

Указанная цель достигается за счет того, что угол наклона фрикционной поверхности к оси вращения устанавливают в зависимости от коэффициента трения сепарируемых частиц, взятого в диапазоне 0,8 tg4 - у а(., где df угол наклона. указанные пределы получены расчетным путем. Авторы изобретения приве- . ли к безразмерному виду систему ураннений движения частицы по поверхности конуса, вращающегося вокруг своей оси. Эта система в сферических координатах г,л, p без учета силы тяжести при P- Сопь ,г ) Л. имеет вид р(т } i

692639 с начальными условиями, t"/ Д "j;. Ю -0 -О, / -0-0; Л /f -0 = Х, Здесь к — эффективный коэффициент трения частицы о поверхность конуса;

6 — впемя. 5

Как видно из приведенной системы, в оба уравнения входит комплекс к у Р, представляющий собой отношение силы трения Р =xmM rbiin9 к () тр скатцвающей силе Г, -тьУ со Р, т.е.

Puep.. — ,Nt)Y = ) где m — масса частицы, C.М

v - угловая скорость частицы.

Решение приведейной системы не зависит от размеров конуса, а определяется только численными значениями критерия КЬ и начальными условиями. Таким образам, положение траектории частицы на поверхности в приведенных координатах полностью .определяется критерием К j P

Как показали расчеты, все физически реальные траектории получают- ся расчетным путем при изменении

--- -"-:величины к tg Т в пределах 0-1.

При этом в области значений к1Я, близких к нулю, траектории частиц с различными к ложатся наиболее плот- но одна.к другой и, наоборбт, в области значений К tg p близкйх к единице, .траектории рассредоточены на большом удалении одна от другой. 35

Наибольшая эффективность оказывается при значениях gag f, близких к единице.

На чертеже приведена расчетная чувствительность сепарации 8 фф .в зависимОсти от критерия xtg g.. Рас- 4g четы соответствуют сечению конуса нормальному оси вращения Фа pàññòîÿнии r 5 от вершины конуса. Аналогичный вид эта кривая имеет и.при любйх других значениях r.

Иэ чертежа следует, что наиболь- шая чувствительность сепарации на. ходится в области значений К Ц близкой к единице. Следовательно, чтобы .осуществить сепарацию с наибольшим эффектом, необходимо подобрать такой материал, у которого произведение йаибольшего эффективного коэффициента трения на 1ЦТ было бы по возможности ближе к единице. При этом траектории частиц с меньшим эффективным коэффициентом трения также будут максимально смещены в область больших значений К ДУ, т. е. в область эффективной сепарации. наилучшие пределы для кtg p,сост- 60 ветствующие частицам с наибольшим эффективньм коэффициентом трения, выбраны равными 0,8 — l. Это обусовлено тем, что при.К 1 ) 0) 9 чувствительность сепарации становится 65 очень высокой, следовательно, в этой области процесс сепарации в некоторых случаях может быть неустойчивым, поскольку на качество разделения будут влиять точность изготовления конической поверхности, ее биение, степень изношенности и прочие случайные факторы.

Таким образом, если 0,3 < К tg Ч » 1, то 08 К

Переходя к дополнительному углу с4 = 90 - Ч, получим 0) 8 tg of» и» tgA .

При осуществлении предлагаемого способа определяют угол наклона о фрикционной поверхности к оси вращения, Затем вычисляют допустимые пределы эффективного коэффициента трения, который будет наибольшим для

;частиц материала, применяемого для сепарации. Материал, у которого наибольший эффективный коэффициент трения находится в вычисленных пределах, :подают в фиксированное место на вращающейся конической поверхности.

Разгрузку фракций осуществляют в различных сечениях конической поверхности, нормальных оси вращения.

Пример 1. Имеем сепаратор с фрикционной конической поверхностью. Угол наклона д . фрикционной. поверхности к оси вращения составляет 40. Определить, для какого о материала наиболее целесообразно использовать. сепаратор.

Если of - 40, то tg 40 = 0,839.

Таким образом, имеем 0,671» к С,0,839.

Наиболее целесообразно использовать сепаратор для материала, у которого наибольший эффективный коэффициент трения частиц находится в пределах 0,67-0,839. Предпочтительно выбирать к = 0,75.

Пример 2. Угол наклона <6 фрикционной поверхности сепаратора к оси вращения составляет 30.

Имеем 30 = 0,577. Таким образом 0,47»к»0,577.

Предпочтительно подавать на сепа рацию материал с к - 0 52, Пример 3. Имеем дисперсный материал, содержащий фракции, у которых эффективные коэффициенты тре ния частиц равны О, 16> 0,271 0,34;

0,37. Выбрать угол наклона фрикционной поверхности сепаратора, чтобы эффективность разделения была максимальной.

Наибольший эффективный коэффициент трения частиц материала равен

О, 37. Следовательно, О, 840, 37/1ф» 1

Отсюда имеей 2,16» Щ < 2 1, т.е.

25 >of 20 20 . Предпочтительно cA = 23.

Изобретение позволяет полнее ис-пользовать эффективность сепарации

1для всех частиц, входящих в состав материала. Так, если подавать íà сепарацию материал, у которого произ692639

Формула изобретения

О,6 08 < Щ У

02 04

Составитель Г. Гончарова

Редактор А ° Кравченко Техред,.М.Петко Корректор A. Гриценко

Тираж 719 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб.g. д ° 4 5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 6038/1 ведение наибольшего эффективйогб коэффициента трения частиц на равно не 0,9, а 0,6, то, в соответствии с приведенным графиком, чувствительность сепарации 5 уменьшится с 3 до 1,5, т.е. в два раза. Если 5 это произведение выбрать равным, соответственно, не 0,9, а 0,4, то чувствительность уменьшится в 3,8 ра" за.

Способ сепарации дисперсных материалов по трению на вращающейся фрикционной конической поверхности, :o т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса, угол наклона фрикционной поверхности к оси вращения устанавливают в зависимости от коэффициента трения сепарируемых частиц, взятого в диапазоне О,8t)3 — tgof, глебов угол наклона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Деркач В.Г. Специальные методы обогащения полезных ископаемых.

М., Металлургиздат, 1965, с. 303306.

2. Авторское свидетельство СССР

9 481334, кл. В 07 В 13/00, 1973.