Гидроциклон для классификации и обогащения полезных ископаемых

(19 1)5 В 03 В 5/34 Е ИЗОБРЕТЕ ОПИС П 1 )у ф ю д3 75 1 1 г/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР М 969326, кл. В 04 С 11/00, 1981.Авторское свидетельство СССР М 776637, кл. В 03 В 5/34, 1978.(54) ГИДРОЦИКЛОН ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ И ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых. Цель - повышение эффективности разделения за счет перечистки пристенного слоя пульпы. Корпус (К) гидроциклона выполнен из цилиндрической части 2 и установленной под ней биконической части из двух соединенных большими основаниями усеченных конусов 3 и 4. Тангенциально части 2 К 1 расположен питающий.патрубок(П) 5. Соосно К 1 установлены сливной П 6 и песковая насадка 7, В верхней части К 1 расположена крышка 8, На внутренней поверхности конусов 3 и 4 попарно диаметрально противоположно установлены направляющие пластины (НП) 9, Внутренние кромки 10 НП 9 выполнены по конической поверхности, направленной вершиной в сторону насадки 7. Исходная пульпа подается под давлением через П 5 в часть 2 К 1 и приобретает в К 1 вращательное движение по винтовой линии сверху вниз к насадке 7. Под действием центробежных сил происходит перераспределение частиц по толщине слоя - наиболее крупные (плотные) частицы находятся у стенок К 1, При движении по поверхности конусов 3 и 4 тяжелая фракция уплотняется и движется по каналам между НП 9 вниз. Внутренние кромки НП 9 послойно срезают периферийную часть вращающегося потока. образуя локальные турбулентные вихри между кромками НП 9. При этом происходит перечистка граничного слоя и легкие частицы оадиаль ными потоками транспортируются в восходящий поток. Пески, двигаясь между НП 9 вниз, разгружаются через насадку 7. Мелкие (легкие) частицы восходящим потоком выносятся в П 6, Предпочтительно расположение заборного конца П 6 в зоне сопряжения конусов 3, 4, 3 ил,10 20 25 30 35 50 Изобретение относится к обогащениюполезных ископаемых и может быть использовано для классификации зернистых материалов по крупности, сгущения шламов,обогащения по плотности минеральных частиц в водной среде в рудоуглеперерабатывающей, химической и других отрасляхпромышленности.Цель изобретения - повышение эффективности процесса разделения за счет перечистки пристенного слоя пульпы,На фиг, 1 схематично представлен предлагаемый гидроциклон; на фиг. 2 - разрезА-А на фиг, 1; на фиг. 3 - схема формирования потока пульпы в конической части корпуса гидроциклона,Гидроциклон включает корпус 1, выполненный из цилиндрической части 2 и установленной под ней биконической части издвух соединенных большими основаниямиусеченных конусов 3 и 4, Тангенциально цилиндрической части корпуса 1 расположенпитающий патрубок 5, соосно корпусу 1 установлены сливной патрубок 6 и песковаянасадка 7, В верхней части корпуса 1 расположена крышка 8. На внутренней поверхности усеченных конусов 3 и 4 попарнодиаметрально противоположно установлены направляющие пластины 9, Внутренниекромки 10 направляющих пластин 9 распо ложены по конической поверхности, направленной вершиной в сторону песковойнасадки 7.Гидроциклон работает следующим образом.Исходная пульпа через тангенциальноустановленный питающий патрубок 5 поддавлением подается в цилиндрическуючасть 2 корпуса 1 гидроциклона и приобретает в нем вращательное движение по винтовой линии сверху вниз к песковойнасадке 7.Под действием центробежной силы иблагодаря различию скоростей движенияразделяемых минеральных частиц относительно жидкой среды происходит их перегруппирование по крупности (илиплотности) таким образом, что их крупность(или плотность) уменьшается в направлениик оси гидроциклона,Наличие расширяюще-суживающей рабочей зоны гидроциклона улучшает условияпоследующего разделения минеральныхчастиц и расслоения вращающегося потокапульпы, Этому способствует то, что в верхнем усеченном конусе 3 радиальная составляющая скорости потока направлена от осигидроциклона, благодаря чему ограниченавоэможность попадания крупных частиц вовнутренний приосевой поток, который через сливной патрубок 6 выводится из гидроциклона, образуя слив последнего, содержащий только мелкие (легкие) частицы,Таким образом, в верхнем конусе 3 вращающийся поток способствует перемещению преимущественно крупных (тяжелых) частиц к периферийной стенке гидроциклона за счет центробежных сил. В нижнем усеченном конусе 4 радиальная составляющая скорости потока направлена к оси гидроциклона и в зоне изменения ее направления по границе сопряжений конусов происходит плавный переход по концентрации твердой фазы в пульпе, который является запорной зоной для проникновения в нее мелких частиц Плавный переход по концентрации (без резкого скачка) обусловлен и обеспечен наличием направляющих пластин 9, которые в зоне сопряжения оснований усеченных конусов 3 и 4 устраняют циркуляционный поток пульпы в виде тора, разбивая его на отдельные нисходящие пристенные потоки Потоки имеют прямолинейные канальные участки,.где происходит плавное затухание их поперечных циркуляцией и пульсацийскоростей,В результате происходит новое формирование кинематической структуры потока в конической части гидроциклона: основной воащающийся поток, имеющий периферийную границу на внутренних кромках 10 направляющих пластин 9, нисходящие пристенные индивидуально стабилизированные потоки, разделенные пластинами 9 и по оси гидроциклона, как и в обычных гидрсциклонах, внутренний приосевой поток, имеющий так называемый "воздушный столб",Каждый из сформированных потоков пульпы в данном гидроциклоне имеет определенное функциональное назначение. Перечистка пристенного слоя пульпы происходит при непосредственном взаимодействии основного вращающегося потока пульпы с внутренними кромками 10 пластин 9. По мере продвижения по винтовой линии в направлении песковой насадки 7 периферийный слой основного вращающегося потока срезается пластинами 9, а поскольку они выполнены в виде образующих конуса,направленного вершиной вниз, то срезание потока осуществляется послойно и последовательноо,Срываясь с внутренней коомки 10 пластины 9 основной вращающийся поток образует вихревую зону 1, в которой нерасслоившийся пристенный слой пульпы подвергается перечистке путем механического воздействия турбулентных струй ипульсаций жидкой фазы. Благодаря тому, что крупные(тяжелые) частицы меньше подвержены влиянию этих струй и пульсации за счет своей инерционной массы и направленного воздействия на них центробежных сил они попадают в пространство между пластинами 9 и прижимаются к внутренней поверхности конусов 3 и 4, транспортируясь по ней к песковой насадке 7.Мелкие (легкие) частицы из нерасслоившегося пристенного слоя пульпы вымываются турбулентными струями и пульсациями жидкой фазы во вращающийся поток пульпы и поскольку радиальная составляющая скорости потока в нижнем конусе 4 направлена к оси гидроциклона, то мелкие частицы перемещаются во внутренний приосевой поток и через сливной патрубок 6 выводятся из гидроциклона.Размещение заборного конца сливного патрубка 6 е зоне соединения конусов 3 и 4 предпочтительно, так как в верхнем усеченном конусе 3 радиальная составляющая скорости потока направлена от оси, а в нижнем конусе 4 к оси гидроциклона, что ограничивает перемещение крупных частиц в этой зоне в сторону заборного конца сливного патрубка о.Нисходящие пристенные индивидуально стабилизированные потоки, изолированные друг от друга пластинами 9, по мере продвижения в прямоточной зоне межпластиночных каналов вниз к песковой насадке 7 уплотняются до максимальной концентрации в них твердой фазы, Это происходит за счет постепенного уменьшения расстояния между пластинами 9 и усиления воздействиям центробежных сил основного вращающегося потока, "Выжимание" жидкой фазы сопровождается вытеснением и выносом легких (мелких) частиц из концентрированного слоя 1 пульпы межпластиночных каналов через разрыхленный слой 1 в вихревую зону 1, из которой они вымываются турбулентными струями и пульсациями жидкойфазы во вращающийся поток и далее перемещаются е радиальном направлении к спивному патрубку 6.Между вихревой зоной 1 потока и концентрированным слоем 1 пульпы е межпластинчатых каналах осуществляется разрыхление минеральных частиц (эа счет разности скоростей пульпы по высоте в канале и концентрации в ней твердой фазы),способствующее взвешиванию частиц в потоке и сепарации по крупности и плотности.Формула изобретения Гидроци клон для классификации и обогащения полезных ископаемых, включающий корпус, выполненный из цилиндрической части и установленной под ней биконической части из двух соединенных большими основаниями усеченных конусов, расположенный тангенциально цилиндрической части корпуса питающий патрубок, установленные соосна в корпусом сливной патрубок, песковую насадку и крышку, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса разделения за счет перечистки пристенного слоя пульпы, он снабжен установленными в вертикальной плоскости на внутренней поверхности усеченных конусов попарно диаметрально противоположно направляющими пластинами, при этом внутренние кромки направляющих пластик расположены по конической поверхности, направленной вершиной е сторону пескоеой насадки. 50 5 10 15 20 25 30 35 40 По мере приближения к песковой насадке 7 высота пластин 9 плавно уменьшается до нуля. обеспечивая полное и плавное соединение уплотненных концентрированных пристенных потоков с вращающимся потоком, При этом толщина вихревой зоныпотока и слоя разрыхления 11 постепенно уменьшается с увеличением толщины концентрированного слоя 11 пульпы, образуя "естественный утяжеленный слой" из частиц промежуточной плотности и сростков, которые находятся во взвешенном состоянии. Скопление этих частиц в нижней зоне нижнего конуса 4 повышает плотность среды, вследствие чего улучшается процесс разделения. Последнее достигается эа счет разницы плотностей среды и минеральных частиц а также наличия значительной разницы в скоростях движения мелких (легких) и крупных (тяжелых) частиц.Мелкие (легкие) частицы, не способные преодолеть сопротивление радиального потока пульпы, уносятся этим потоком во внутренний приосевой восходящий поток и выводятся из гидроциклона через сливной патрубок б.Оставшаяся часть пульпы, содержащая преимущественно крупные (тяжелые) частицы с максимальной их концентрацией в пульпе. направляется к вершине нижнего конуса 4 и разгоужается через песковую насадку 7, образуя песковый продукт (пески),1655575 Корректор Т. Палий тор Ю, Серед нно-изда роизво Заказ 2012 ВНИИПИ Госуд оставитель В. Митянинехред М,Моргентал Тираж 343 Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 кий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101