Гидроциклон для разделения минеральных частиц

(1 ц 776637 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06,12.7 КлзВ ОЗВ 5/ аявк исоединением сударственный комите СССРИзобретение 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 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 11.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, Раков-Савойский и А. Н. Шломин дена Трудового Красного Знаменинститут им, Артема Бй 11чЬ. Ьфф2 1 -4 Й 10 ьйфЩднальная составляющая скорости двиния пульпы, под действием которой в слив(легкий продукт) выносятся мелкие (легкие) частицы, не постоянна по сечению апб парата и имеет свое максимальное значение у оси аппарата, а у внешней стенки, гдеконцентрируются крупные (тяжелые) частицы и происходит засорение их мелкими(легкими), она равна нулю.10 Промывка крупнозернистой (тяжелой)фракции дает незначительное повышениеточности и эффективности процесса разделения, однако связана с дополнительнымизатратами и техническими трудностями.15 Целью изобретения является повышениеточности разделения за счет упорядоченияпотоков и снижения турбулентности в рабочей зоне.Это достигается тем, что нижняя частькорпуса выполнена в виде соединенныхбольшими основаниями усеченных конусов,при этом заборный конец сливного патрубка размещен в верхнем усеченном конусе.На чертеже представлен описываемый25 Гидроциклон,Верхняя часть корпуса 1 выполнена ввиде цилиндрического стакана 2, разделенного диафрагмой 3 на загрузочную камеру4 с питающим патрубком 5 и камеру 6 соЗ 0 сливным патрубком 7. Нижняя часть корпуса 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 гирхцрьпона, в зоне соединения оснований усеченных .конусов 8 и 9 поток спо- собствуеФ 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 потоковв зоне сопряжения оснований усеченных ко 5 нусов 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 концентрациейО (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 5 циальной составляющей скорости (У) потока, возникает дополнительная центробежная сила от движения частицы по криволинейной траектории в осевом направлении.Это увеличение действия центробежных сил20 составляет 25 - 304 от тангенциальной составляющей скорости потока, что повышаетточность и эффективность разделения, снижает граничное зерно разделения (а;р) притех же режимных и конструктивных параметрах, что и у обычных конических гидроциклонов.Разделившиеся таким образом минеральные частицы удаляются из гидроциклона,причем мелкие (легкие) частицы - черезЗ 0 сливной патрубок 7, камеру 6 и патрубок 5для отвода сливного продукта, а крупные(тяжелые) - через песковую насадку 10. Формула изобретения35Гидроциклон для разделения минеральных частиц по крупности и плотности,включающий корпус, верхняя часть которого выполнена в виде цилиндрического ста 4 О кана, разделенного диафрагмой на загрузочную камеру с питающим патрубком икамеру со сливным патрубком, а нижняяснабжена песковой насадкой, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения точ 5 ности разделения за счет упорядочения потоков и снижения турбулентности в рабочейзоне, нижняя часть корпуса выполнена ввиде соединенных большими основаниямиусеченных конусов, при этом заборный конец сливного патрубка размещен в верхнемусеченном конусе,Источники информации,принятый во внимание при экспертизе1. Акопов М, Г. Основы обогащения углей55 в гпдроциклонах. М., 11 едра, 1967, с. 96,Заказ 224/11 Изд.553 Тираж 673 ПодписносНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2