Механический классификатор

Клас ИЗОБРЕТЕНИЕ Нт ЮРИЮ ЗФ 45 Ч 3 йЗИтллмага ачиаааар ОПИ САНИ ического классиф тора. патенту ин-ной фирмы Компания Дорр Инн-Инженеры" (ТЬе Оог аарапу, пс Еп 9 пеегз, в г. Иью-ЕЕоркв, США, заявленному 10 декабря 1931 года (спр, о перв, Ж 99214), Слейди (завез У, 8 еЯев 1 оп),йствптельный изобретатель ин-ц Джем и Гарри Ньютон (Нгггутента опубликовано 31 декаоря 1931 года.спространяется на 1 о нет от 31 декабря 1934 год ыдаче п Действие на Изобретение касается классификаторов и,в частности, относится к типу аппаратов, предназначенных для классификации смеси частиц, имеющих различные размеры или различные удельные веса, или смеси частиц, имеющих и разные размеры и разные удельные веса, причем при классификации частицы или часть таковых осаждаются в жидкости, В основе изобретения лежит хорошо известное устройство классификатора по типу фирмы Дерр".Если смесь частиц разного размера пли различного удельного веса вводится в жидкость, то более крупные или более тяжелые частицы опускаются на дно быстрее, чем более мелкие или более легкие. Этот процесс называется классификацией при свободном оседании, При помешивании смеси мелкие частицы будут стремиться оставаться во взвешенном состоянии, тогда как если перемешпвание не слишком интенсивное, более крупныв частицы будут продолжать оседать вниз. Если оседающие частицы подвергнуть действию встречного поднимающегося .вверх потока жидкости, то скорости осаждения частиц уменьшаются соответственно интенсивности направленного вверх потока. Регулируя этот поток, можно добиться весьма точного разгранпчення между мелкпмп частицами, которые не будут опускаться благодаря направленной вверх скорости жидкости, н болев крупнымн частицами, которые будут опускаться. Подобный процесс называется классификацией при стесненном оседании, В классификаторах типа Дорра последний принцип осуществляется путем пропусканпя жидкости снизу вверх из вторичного отделения в первичную камеру через узкое отверстие; наибольшая скорость получается у отверстия, так что более мелкие частицы не только увлекаются вверх в первичную камеру, но и удерживаются в ней во взвешенном состоянии и в конце концов переливаются через порог, устроенный для выпуска воды из первичной камеры. Размер частиц, покидающих камеру вместе с этой переливающейся жидкостью, является функцией скоростп осаждения этих частиц, В то же время размер, количество и характер частиц в переливающейся жидкости являются функцией мешающих влияний, действующих как на процесс свободного оседания, так и на процесс стесненного оседания в первичной камере пли резервуаре,Одно из затруднений, влияющих на правильную и хорошую классификацию, состоит в нерегулярном (неравномерном) введениив резервуар обрабатываемого материала. Настоящее изобретение ставит себе задачей улучшение классификации путем выравнивания введения материала, т. е, пытается насколько возможно приблизиться к идеальным усдовиям ровного (непрерывного) потока. Броме того, изобретение стремится получитьтакой поток входящего материала, который, не создавая волнениИ на поверхности жидкости и сильных добавочных течений внутри жидкости, твм не менее дает возможность вводить материал у самой поверхности жидкости, так что получается достаточныИ запас глубины для оседания частиц.Второе затруднение при прпменопии обычных механических классификаторов закл 1 очается в том, что в первичноИ камере могут осаждаться частицы некоторого промежуточного размера, которые проходят во вторичное отделение, где такоИ размер может не осеет, и возвращаются обратно для дополнительнойобработки. В результате густота жидкостивблизи суженного отверстпя увеличивается и, следовательно, изменяет условия стеснен. ного оседания. изменяя так же восходящий поток, благодаря чему происходит пе тольке вынос бодее крупных частиц из первичной камеры с пврелива 10 щеися через порог жидкостью, но и засорение скребков (грабель). В изобретении предусмотрено такое устройство классификатора, которое дает возможность точно согласовать условия осаждения в обеих камерах и позводяет регулировать поток, текущиИ снпзу вверх из вторичного отделения в первичную камеру.До сих пор впускание вверх жидкости, содержащей взвешенные частицы, происходило через суженное отверстие, сделанное в днв резервуара, примыкающем к нижнему концу вторичного отделения. Одновременно происхо. дило и течение материала вниз через то же самое отверстие. Указанное прохожденпе материала в двух встречных направлениях создавало взаимное препятствие друг дрч у и являлось одноИ из прпчин засорения вокруг проходного отверстия и в результате процсходило ухудшение результатов работы. Поэтому одной из задач изобретения является достижение беспрепятственного прохода материала из первичного резервуара в классифпкаторный бак и наоборот,На чертеже фиг, 1. изображает вид классификатора сверху; фиг. 2 - продольный разрез по оси; фиг. 3 - часть устройствав увеличенном масштабе с задвижками и регудирукощпм прпспособленпем: фпг, 4 - впд в плане части резервуара; фиг, 5 - увеличенвь;й вид с частичным разрезом; фиг. 6 - частичныИ продольный разрез классификатора; фпг, 7 - уведпчепный вертикальный разрез выпускного устройства у резервуара.Предлагаемый механическиИ классификатор состоит из двух отделений, а именно: первпчноп камеры и вторичного отделения, соедипенпых суженным отверстием 3. Оба отделения снабжены механическими скребками (граблями); грабли 4 в первичном резервуаре 1 передвигают осадившийся материал к суженному отверстию 3, тогда как снабженные лопаткамп грабли 5 во вторичном отделении подвигают осажденныИ материал вверх по паклопной плоскости жолоба 2 и далее и соответствующему приемнику. Описанное устройство само по себе уже известно.Вапкпое значение для регулировки имеет возможность перестановки по вертикальному направлению поддерживающих скребки 18 траверз 17 при помощи кодеса и винтовой резьбы на конце 46 вертикального вала 16. Это регудирукощее устройство позволяет значительно изменпть глубину, не выводя скребков выше поверхности жидкости. Высота регулировки зависит от высоты балочек 19, поддерживающих скребки и разрвзающпх поверхность жидкости.Следует отметить, что высота балочек 19 может быть больше илп меньше в зависимости от того, как часто желательно пропзводпть сдивапие жпдкости с материадом через порог,В виду того, что вторичное отделение и относящиеся к нему части также бодьшеИ частью не новы, здесв достаточно описать их вкратце.Вторичное отделение имеет форму наклонного жолоба 2, внутри которого имеются приводимые механически в движение грабли 5 с лопаткамп пли скребками, передвигающими осадившипся макериал шаг за шагом вверх. Грабли поддерживаются двумя подвесками 6 н 7, пз которых одна 6 расположена близ выходного конца, а вторая 7 - ближе к нижнему концу, причем обе подвески поддерживаотся коленчатыми рычагами 8 и 9, соединснпымп друг с другом, из которых верхний рычаг 8 соединен с качающимся рычагом 10, приводимым в движение кулачком 11, который вращается прн помощи зубчатой передачи, приводимой в движение мотором 12. Этот механизм периодически приближает иудаляет грабли от дна корыта. Продольная передача грабель взад и вперед производится шатуном 13, приводимым в движение криво- шипом, причем это продольное движение, комбинируясь с поперечным вертикальным движением грабель, дает движение по орбите, благодаря которому осевший на днв корыта материал периодически перемещается вверх по наклонной плоскости, передвигаясь прерывистыми шагами.В первичном резервуаре 1 некоторые части тоже относятся к числу уже применявшихся до сих пор, в том числе кругдый чашеобразный резервуар с покатым дном, наклонным к центру, в котором имеется узкое отверстие 3, ведущее непосредственно в находящееся ниже вторичное отдеденив, Над резервуаром 1 находится рама 14, на которой расположен мотор 15, приводящий при помощи соответствующих передач, во вращение вертикальный вал 16, который можно перестанавливать в вертикальном направлении. Этот вал расподожен в центре резервуара 1, к нижней части вго прикреплены грабли 4, вращающиеся вместе с валом.До сих пор было принято устраивать грабли, у которых все скребки были приблизительно одной высоты, т. е. верхняя сторона грабедь была параллельна дну бака над тем местом, где грабли расположены, причем грабли находятся ниже уровня воды в резервуаре. В предлагаемом устройстве несущие траверзы грабли не только направлены перпендикулярно к валу, но и расположены выше нормального уровня воды в камере. 1 ъак обычно принято в устройствах подобного рода, грабли снабжены лопатками или скребкэмп 18, расположенными под острыми углами по отношению к радиальным плоскостям, проходящим через ось вала, Нижние концй лопаток расположены почти вплотную ко дну резервуара и таким образом сгребают осевший материал по направлению к центру резервуара. На изображенном чертеже лопатки идп скребки, находящиеся близ центра резервуара, имеют большую высоту, чем лопатки, находящиеся близ наружного края камеры, причем каждая промежуточная лопатка короче соседней лопатки, более близкой к центру. Высота лопаток пропорциональна глубине жидкости в резервуаре и поэтому наиболее сильное первмвшиванпе получается в местах с напбодьшей глубиной жидкости, а в более мелких местах перемешивание получится слабее. Таким образом, интенсивность перемвшиваняя пропорциональна глубине жидкостй и распределяется более равномерно; благодаря этому, более мелкие частицы поддерживаются во взвешенном состоянии по всему пространству резервуара и не происходит слишкомсильного первмешпванпя близ наружной периферии резервуара и у верхнвИ поверхности пульпы, На чертеже лопатки имеют такую длину, что верхние края всех лопаток находятся в одноИ плоскости, прпчем эта плоскость лежит ниже поверхности раствора в резервуаре,Каждая лопатка поддерживается кронштейяо.л, укрепленным с нижней стороны траверзы 17, Предпочитается такое устройство, при котором ддя каждой лопатки имеется отдельный кронштейн, причем прикрепляемая к траверзе часть кронштейна находится выше уровня жидкости, а нижняя часть кронштейна, к которой прикреплена лопатка, погружена в раствор ппже уровня жидкости, Благодаря этому каждый кронштейн производит умсреылое н равномерное волнение на верхней поверхности пульпы. Этому обстоятедьству в пасто яшем изобретении придается весьма важное значение, и именно по этой причине предпочитается делать отдельныИ кронштейн для каждоИ лопатки. Каждый крояштеян состоит из короткого куска двутавровой балки 19 н имеет верхнюю и нижиою горизонтальные полки и вертикальную степку. Короткие балочки прикреплены перпендикулярно к траверзам грабель, причем длина каждой балочки предпочтительно делается равноИ ширине траверзы. При таком устройстве вертикальное ребро балочки расположено по касательной к окружности, описываемой балочкой при вращении грабель,и, следовательно, поверхностные слои пудьпыбудут разрезаться только вертикальным ребром кронштейна и не будут испытывать значительных смещений. Режущее действие ребра вызывает, как оказалось, хотя сравнительно слабое, ио весьма желательное вод пенне в поверхностных слоях жидкости. Рассматривая черте к, мы впдим, то пульпа можетвыходить наружу по всей окружности резервуара, переливаясь через периферический порог 20, Высота этого порога лежит в плоскости, псрссекающеИ все вертикальные ребра кронштейнов. Перелившаяся через порог пульпа поступает в кругоьой жолоб 21, покато попижэлощяйся к одной точке, где выходит наружу через отверстие 22.Как изображено на фпг. 5, высоту поро, га 2 О можно рвгулпрлвагь, с каковой цельюпорог делается из резинового ремня, плотно надетого на круговой обод чашеобразного резервуара 1, Сходящиеся концы ремня соединяются друг с другом шнурами Н, Сначала выкраивается кусок ремня такой длины, чтобы он плотно обхватывал обод резервуара и затем концы его ошиваются друг с другом шнурами, после чего сшитый ремень надевается нижним концом на обод и затем постепенным поколачиванием его опускают ниже до требуемой высоты. Таким способом можно точно вырав. нять край порога и урегулировать его высоту независимо от других частей механизма,Обрабатываемый материал вводится предпочтительно сверху в центральную часть резервуара 1. В изображенном примере материал вводится через впускную трубу 23, откуда попадает в распределительный колодец 24, Этот колодец представляет собой круговой жолоб, с одной стороны которого входит впускная труба 23, направленная но касательной к окружности колодпа 21, так что входящий материал получает вихреобразное направление и немедленно равномерно распределяется по всей окружности колодца (жолоба) 2, Дно колодца 2 снабжено отверстиями 25, через которые материал проходит на расположенный под колодцем распределительный диск 26. В данном примере диска 26 имеет среднюю часть 27 по крайней мере того же диаметра, как колодец; по периферии эта средняя часть имеет круговой заплечик 28, ниже которого получается круговой фланец (ступенька) 29, плоскость которого параллельна плоскости средней части 27, В изображенном примере средняя часть 27 распределительной плиты прикреплена к верхним краям радиальных траверз грабель, а заплечик 28 представляет собою круговую полосу, вырезанную так, чтобы дать проход названным траверзам, причем нижний край этой полосы лежит ниже траверз и ниже верхнего края порога 20, так что фланец или ступенька 29 лежит ниже уровня пульпы. Однако, глубина погружения ступеньки 29 в пульпу очень незначительна. На некотором расстоянии от заплечика 28 устроен окружающий его и выступающий кверху порог 30, прикрепленный к ступеньке 29 н таким образом образующий вместе с этой ступенькой и заплечиком 28 кольцевой жолоб 31, из которого обрабатываемый материал может выходить по всей периферии жолоба через круговой порог 30,Над жолобом 31 помещается заградительное кольцо 32, расположенное против возвышающейся средней части 27 распределительной плиты, причем нижний край его расположен несколько ниже верхнего края заплечика 28 на некотором расстоянии от него. Таким образом, кольцо это задерживает материал при его проходе из распределительного колодца 2 в жолоб 31 и не дает материалу другого выхода, какчерез выходной порог 30. Благодаря такому устройству входящий материал распределяется на большую поверхность и поступает в резервуар на довольно большом расстоянии от центра и поэтому нисколько не мешает потоку жидкости, поднимающемуся вверх через узкое отверстие 3, находящееся в центре дна резервуара, Фланец нли ступенька 29 способствует движению материала по направлению к периферии чаши и не дает ему падать через порог непосредственно книзу. Оседающие частицы входящего материала будут, как мы видим, падать на дно резервуара на известном расстоянии от отверстия 3 и поэтому попадание этих частиц в отверстие будет происходить у краев этого отверстия, а не в центре его; таким образом, входящий снизу вверх поток сможет свободно проходить в пространство, раположенное под распределительной частью 27, Означенный поднимающийся поток создается главным образом выпусканием воды во вторичное отделение через трубу Ф 5.Как изображено на фпг, 2, 3 и 4, отверстие 3 находится в самой нижней части резервуара, дно которого наклонено к центру так, что отверстие 3 находится не только в самой нижней части, но и в центре резервуара, Неисправная работа классификаторов часто обусловливается скоплением материала во вторичном отделении под названным суженным отверстием, Означенное накопление можно теоретически объяснить тем обстоятельством, что некоторые частицы обладают такими размерами илп таким удельным весом, что могут оседать в первичной камере, но попадают во вторичную камеру, где не оседают и, поэтому, их нельзя удалить скребками. Однако, если такие частицы возвращаются в первичную камеру, то они удаляются через сливной порог, Ноэтому, один из признаков настоящего изобретения состоит в применении средств, при помощи которых можно регулировать величину поднимающегося вверх потока или его скорость, Согласно изобретению регулировка скорости восходящего потока достигается изменением размера суженного отверстия 3. С этой целью применены соот.йетствующие йаправляюфие 33, расположенные по обе стороны отверстия 3, ив указанных направляющих могут скользить горизонтальные задвижки 34, Для передвигания задвижек и для удержания их в регулированном положении могут быть применены любые управляющие приспособления. В качестве примера такого устройства на чертеже (фиг. 3) показаны прикрепленные к внутреннему концу 36 каждой задвижки скользящие тяги 35, проходящие сквозь стенки вторичного отделения 2 через сальники 37. Такое устройство позволяет двигать тяги 35 взад и вперед, не причиняя утечки жидкости из бака. Наружный конец каждой тяги 35 снабжен винтовой нарезкой 38, на которую насажен ручной маховичок 39. Если сделать заграждения, препятствующие маховичку перемещаться вдоль оси тяги, но позволяющие ему вращаться, то, вращая маховпчок в ту или другую сторону, мы заставим скользящую тягу 35 передвигаться поступательно в том или другом направлении. С целью задержввания продольного перемещения маховичка можно применить любое подходящее приспособление, например, сделать круговую канавку в ступице маховичка, а опору 40 скользящей тяги снабдить выступающею частью, входящею в названную канавку,Видоизмененное устройство изображено на фиг. 6 и 7. Этот вариант представляет собою наиболее рекомендуемую формуустройства, имеющего целью устранить скопленпе материала у нижнего выходного отверстия резервуара 3, Сущность его состоит в том, что поток, текущий вниз из первичного резервуара во вторичное отделение, разделен от обратного потока, текущего вверх из вторичного отделения в первичный резервуар, Обратному потоку придается направленный вверх импульс при помощи струи воздуха или воздушного тарана. Дополнительный признак устройства заключается в том, что восходящий поток встречает отклоняющее препятствие или принуждается совершать извилистый путь. В данном случае вместо регулирующих задвижек, показанных на фиг, 3 и 4, имеется сделанное в дне резервуара 1 отверстие 50, внутри которого помещена направленная вверх втулка 51, снабженная внутренним проходом 52. Втулка 51 уже отверстия 50, и поэтому между втулкой и краями отверстия 50 имеется еще наружный проход 53.Длина втулки 51 целесообразно делается регулируемой. В качестве примера на чертеже показана втулка, состоящая из двух ча. стей: верхней 54 и нижней 55, смежные концы которых снабжены винтовой резьбой, на которую надета соединительная гайка 56, На практике гайка надевается на нижнюю половину втулки 55 и затеи, по мере надобности, навинчивается на верхнюю, чтобы получить желаемую длину втулки, Верхняя часть закреплена так, что не может передвигаться вдоль своей оси, для чего в данном примере она проходит через распределительный диск 57, вращающийся вместе с траверзами 17 грабель, и привинчена или припаяна к этому диску. Верхний край втулки 51 выступает вверх на определенную высоту в соответствии с высотой кругового перелив- ного порога 20 резервуара 1. На некотором расстоянии над втулкой 51 укреплена пластина 59, параллельная диску 57. Эта пластина служит для ограничения быстроты поднимающегося потока, перекрывает верхний край втулки 51 и препятствует попаданию материала во втулку.Заградительная пластина 59 и распределительный диск 57 скреплены друг с другом, например, при помощи болта 60. Таким образом, и пластина и диск приводятся во вращение вертикальным валом 16, верхний конец которого скреплен с передаточным колесом, приводимым в движение упомянутым выше мотором 15.Подлежащий классификации материал вводится в верхнюю часть резервуара 1 через впускной колодец 24 и проходит через отверстия 25, устроенные в нижней части этого колодца и имеющие соответствующие размеры и расположение. Пульпа, содержащая мелкио взвешенные частицы, переливается наружу через порог 20, более крупные частицы падают на дно резервуара 1 и сгребаются скребками к кольцевому отверстию 53,. находящемуся между втулкой 51 и краями отверстия 50, Эти частицы проваливаются во вторичное отделение классификатора, где скребки 5 начинают передвигать частицы вверх по наклонному дну, причем производят достаточное перемешивание, благодаря которому проникшие во вторичное отделение мелкие частицы снова переходят из осадка во взвешенное состояние. Во вторичном отделенип классификатора создается обратный поток жидкости, вместе с которым мелкие взвешенные частицы возвращаются обратно в первичный резервуар 1 через кольцевой проход 52, имеющийся внутри втулки 51, ичерез расйределйтедьное прйспособление, т. е.через кольцевой диск 57,Следует отметить, что впускной жодоб иди колодец 24 расположен таким образом, что вводимый свежий материал совершенно не сталкивается с поднимающимся кверху потоком материалавозвращающегося из вторич.ного отделения,Для того, чтобы устранить всякое скопление материала в нижней части вторичного жолоба 2 под отверстиями, ведущими как в резервуар 1, так и обратно, предусмотрено приспособление, позволяющее вводить жидкость под давлением и создавать таким образом, по желанию, сильное волнение в указанном пункте. В изображенном частном примере показана воздуховпускная трубка 61, помещенная вертикально внутри втулки 51 приблизительно концентрично с последней. Трубка эта вводится через боковые стенки вторичного отделения классификатора в точке, расположенной под втулкой, затем поворачивает вверх внутри втулки 51, доходя приблизительно до точки, лежащей выше нормального уровня жидкости в резервуаре 1. Таков устройство препятствует попаданию в воздушную трубку раствора из резервуара 1 в те моменты, когда через эту трубку не нагнетается воздух, Труба 6 помещена внутри муфты 62, прикрепленной к нижней стороне заградительной пластины 59. Нижний конец трубы 62 открыт и находится приблизительно на уровне нижнего края втулки 51, Между вертикальной воздушной трубкой 61 и трубкой 62, а также между последней и втулкой 51 находятся свободные проходы, Через пространство между трубкой 61 и трубой 62 воздух может проходить вниз к тому пространству, где нормально наблюдается скопление материала. Здесь воздух создает сильное бурление жидкости, способствующее уничтожению скоплений. Пространство между трубой 62 и втулкой 51 делается достаточной ширины для того, чтобы жидкость могла свободно проходить вверх через втулку б из вторичного отделения в первичную камеру. Текущий вверх из вторичного отделения 12 поток атериала проходит через кольцевое пространство 52 и при этом получает импульс от струи воздуха, проходящей из трубки 61 через трубу 62. Из-под нижнего края трубы 62 воздух выходит пузырьками, поднимающимися вверх по каналу 52, где эти пузырьки способствуют прохождению эверх поднимающегося потока жидкости. Из чертежа видно, что нижний койец втулки 51 отогнут наружу в виде фланца, образуя таким образом воронку, предохраняющую текущую вверх по втулке жидкость от попадания материала, падающего вниз из резервуара 1 во вторичное отделение. Таким образом обеспечивается бевпрепятственное и правильное прохождение жидкости вверх в резервуар 1 в надлежащем количестве,Центральная часть дна резервуара 1 целесообразно делается выравненной, например, посредством устройства плиты 6, внешние края которой сдиваются с покатыми стенками дыа, Края внутреннего отверстия этой плиты снабжены отогнутым в виде воронки круговым фданцем 65, посредством которого плита 6 соединяется с нижним концом покатого дна резервуара 1. Расширенный книзу фланец 65 совместно с расширенным книзу концом 63 втулки направляют спускающийся книзу материал в наружные стороны и таким образом устраняют, насколько это .возможно, встречу материала, двигающегося вверх из вторичного отделения 2, с материалом, проходящим вниз из резервуара 1,Главная и важная, задача описанного устройства состоит в разделении друг от друга двух движущихся навстречу друг другу потоков материала, С этой целью представляется необходимым давать движущемуся вверх потоку дебавочные импульсы, В описанном примере выполнения изобретенття указанная цель достигается помощью воздушного тарана иди при помощи отклоняемой струи воздуха, поднимающегося в виде пузырьков через трубу 62, Однако, вместо применения воздухопроводных труб та же цель может быть достигнута при помощи небольшого пропеллера, создающего необходимые добавочные импульсы, сттособсгвующтте подъему жидкости вверх.ттредмет патента.Механический классификатор, состоящий из жолоба с приводимыми от особого механпзма скребками и чашеобразного резервуара с накладным дном и скребками, приводимыми от вертикального вада, отличающийся тем, что ддя прикрепления скребков 18 к траверзам 17 применены короткие балочки 19, расподоженные перпендикулярно к траверзе и находящиеся своими нижними частями ниже, а верхними вьппе уровня жидкости в резервуаре.Эксперт Н. Н. КотлярРедактор И. Ф. Альтшулер ипография,Советский Печатник", Ленинград, Моховая, 40. 2. В устройстве по п. 1 применение служащего для отдельного прохода в противоположных направлениях осевшего в резервуаре 1 материала и пульпы из жолоба 2 в резервуар 1 приспособления, состоящего из муфты 51, вставленной в выходное отверстие 50, причем для подачи дополнительнойводы применена труба 61, помещенная внутри трубы 62, вставленной во втулку 51 и закрепленной через пластину 59 к вращающемуся от вертикального вала диску 26.3, В устройстве по п, 1 применение приспособления для регулировки размера выпускного из резервуара 1 отверстия 3 (фиг, 3, 4).