Гидроциклон для разделения минеральных частиц

 

(i ц 776637

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.12.78 (21) 2710017/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) М, Кл.

В ОЗВ 5/34

Государственный комитет (53) УДК 621.928.37 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. А. Бунько, Ю. А. Коряков-Савойский и А. Н. Шломин

Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (71) Заявитель (54) ГИДРОЦИКЛОН ДЛЯ РАЗД

ЧАСТИ

Изобретение относится к области разделения минеральных частиц по крупности и плотности в центробежном поле и может быть использовано для гидравлической классификации, сгущения шламов, а также обогащения тонких частиц в водной среде или минеральной суспензии в горной или любой другой отрасли промышленности.

Известен гидроциклон для разделения минеральных частиц по крупности и плот- 10 ности, включающий корпус, верхняя часть которого выполнена в виде цилиндрического стакана, разделенного диафрагмой на загрузочную камеру с питающим патрубком и камеру со сливным патрубком, а 15 нижняя снабжена песковой насадкой (1).

Данная конструкция гидроциклона не позволяет достаточно четко разделять минеральные зерна по крупности или плотности, поэтому основным недостатком ее работы является низкая эффективность классификации вследствие самой структуры вращающихся потоков пульпы в гироциклоне, предопределяющих попадание части крупных (тяжелых) частиц в слив (легкий продукт), за счет радиальной составляющей еще не разделившегося (не расслоившегося) потока, у кромки сливного патрубка, а также турбулентным характером движения пульпы в аппарате. Ра- зо

-""я " * "ui

Ц

«rs з ет

2 I "" 4 ОЙ; т Щ диальная составляющая скорости дви ния пульпы, под действием которой в слив (легкий продукт) выносятся мелкие (легкие) частицы, не постоянна по сечению аппарата и имеет свое максимальное значение у оси аппарата, а у внешней стенки, где концентрируются крупные (тяжелые) частицы и происходит засорение их мелкими (легкими), она равна нулю.

Промывка крупнозернистой (тяжелой) фракции дает незначительное повышение точности и эффективности процесса разделения, однако связана с дополнительными затратами и техническими трудностями.

Целью изобретения является повышение точности разделения за счет упорядочения потоков и снижения турбулентности в рабочей зоне.

Это достигается тем, что нижняя часть корпуса выполнена в виде соединенных большими основаниями усеченных конусов, при этом заборный конец сливного патрубка размещен в верхнем усеченном конусе.

На чертеже представлен описываемый гидроциклон.

Верхняя часть корпуса 1 выполнена в виде цилиндрического стакана 2, разделенного диафрагмой 3 на загрузочную камеру

4 с питающим патрубком 5 и камеру 6 со сливным патрубком 7. Нижняя часть корпус

776637 са выполнена в виде соединенных большими основаниями усеченных конусов 8 и 9.

Корпус снабжен песковой насадкой 10.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная пульпа по питающему патрубку 5 под давлением тангенциально подается в загрузочную камеру 4 цилиндрического стакана, где образуется вращающийся поток, направляющий пульпу по винтовой линии сверху вниз к песковой насадке !О.

Разделение минеральных частиц по крупности (плотности) происходит за счет действия центробежных сил в радиальном направлении, наличие же расширяюще-сужающейся зоны, улучшает условия их разделения.

Этому способствуют следующие факторы.

В верхнем усеченном конусе 8 радиальная составляющая потока направлена от оси, благодаря чему ограничена вероятность попадания крупных (тяжелых) частиц, но еще не разделившегося (расслоившегося) потока в цилиндрическом стакане

2 в сливную камеру 6 через заборный конец патрубка 7.

Так как в верхнем усеченном конусе 8 радиальная составляющая направлена от оси, а в нижнем усеченном конусе 9 — к оси гидвоцр1 пона, в зоне соединения оснований усеченных .конусов 8 и 9 поток способствуеФ перемещению (тяжелых) крупных частиц в радиальном направлении за счет центробежных сил, а в сужающейся части — препятствует их перемещению.

Вследствие этого в расширяющейся части концентрация частиц меньше, а в сужающейся больше. В зоне изменения направления радиальной составляющей (на границе сопряжения больших оснований усеченных .конусов) происходит резкий скачок по концентрации, который является как бы запорной зоной для проникновения в нее мелких (легких) частиц. Заборный конец патрубка

7 размещен в зоне минимальной концентрации, т. е. в расширяющейся части корпуса 1.

Вследствие меньшей концентрации частиц в расширяющейся части корпуса 1 градиент концентрации между сливным патрубком 7 и внутренней поверхностью стенки усеченного конуса 8 небольшой, что приводит к незначительному попаданию крупных (тяжелых) частиц в сливной (легкий) продукт промежуточной сливной камеры 6 за счет турбулентного переноса в радиальном направлении, В результате таких направлений потоков в зоне сопряжения оснований усеченных конусов 8 и 9 образуется циркуляционный поток (в виде тора), который является разделительной зоной между участками с повышенной концентрацией (у стенок конусов) и участками с пониженной концентрацией !

ð (у воздушного столба) .

В результате того, что в осевом направлении поток все время движется по криволинейной траектории кроме центробежной силы, действующей на частицу от танген-! циальной составляющей скорости (Vt) потока, возникает дополнительная центробежная сила от движения частицы по криволинейной траектории в осевом направлении.

Это увеличение действия центробежных сил составляет 25 — 30 / от тангенциальной составляющей скорости потока, что повышает точность и эффективность разделения, снижает граничное зерно разделения (а р) при тех же режимных и конструктивных параметрах, что и у обычных конических гидроциклонов.

Разделившиеся таким образом минеральные частицы удаляются из гидроциклона, причем мелкие (легкие) частицы — через

30 сливной патрубок 7, камеру 6 и патрубок 5 для отвода сливного продукта, а крупные (тяжелые) — через песковую насадку 10.

Формула изобретения

Гидроциклон для разделения минеральных частиц по крупности и плотности, включающий корпус, верхняя часть которого выполнена в виде цилиндрического стакана, разделенного диафрагмой на загрузочную камеру с питающим патрубком и камеру со сливным патрубком, а нижняя снабжена песковой насадкой, отличаюшийся тем, что, с целью повышения точ4 ности разделения за счет упорядочения потоков и снижения турбулентности в рабочей зоне, нижняя часть корпуса выполнена в виде соединенных большими основаниями усеченных конусов, при этом заборный конец сливного патрубка размещен в верхнем усеченном конусе.

Источники информации, принятый во внимание при экспертизе

1. Акопов М. Г. Основы обогащения углей

55 в гпдроциклонах. М., 1-1едра, 1967, с. 96, Редактор П. Горькова

Составитель H. Муратова

Техред В. Серякова

Корректор Е. Николаева

Заказ 224/11 Изд. № 553 Тираж 673 Подписнос

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2