центробежный сепаратор

Формула изобретения

1. Центробежный сепаратор, включающий установленный на валу рабочий орган, выполненный в виде вращающейся вокруг своей оси чаши с нарифлениями, каналами в межрифельном пространстве и камерой для подачи пульсирующего потока разрыхляющей воды в каналы, отличающийся тем, что каналы в межрифельном пространстве выполнены в виде диффузоров, имеющих в поперечном сечении форму прямоугольников, большие стороны которых расположены вдоль межрифельного пространства, а отношение длины меньшей стороны каждого прямоугольника к длине большей его стороны равно от 1:3 до 1:10.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в горизонтальной плоскости выходные отверстия каналов в межрифельном пространстве примыкают друг к другу.

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в горизонтальной плоскости выходные отверстия каналов в межрифельном пространстве расположены на расстоянии друг от друга.

4. Сепаратор по п.3, отличающийся тем, что в горизонтальной плоскости выходные отверстия каналов в межрифельном пространстве расположены на расстоянии друг от друга, кратном половине длины большей стороны выходного отверстия диффузоров.

5. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что длина меньшей стороны выходного отверстия диффузоров канала меньше или равна высоте днища межрифельного пространства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения по плотности пульпы, содержащей смесь минералов, например, для выделения золота из песков россыпных месторождений.

Известен центробежный концентратор фирмы «Knelson», включающий установленный на валу рабочий орган в виде чаши с нарифлениями и каналами для подвода в межрифельное пространство разрыхляющей воды, которая, поступая с внешней стороны чаши, создает «кипящий» слой в зоне обогащения. В результате частицы золота или другого тяжелого металла вытесняют более легкий минерал и занимают его место. Ожижающая вода подается в чашу через вал ротора. Как только чаша заполняется, вода под давлением тангенциально поступает в межрифельное пространство и вымывает более легкие частицы [1].

Недостатком концентратора является неполное извлечение тяжелых частиц в концентрат, обусловленное несовершенством системы подачи разрыхляющей воды.

Наиболее близким к предложенному является центробежный сепаратор, включающий установленный на валу рабочий орган, выполненный в виде вращающейся вокруг своей оси чаши с нарифлениями, каналами в межрифельном пространстве и камерой для подачи пульсирующего потока разрыхляющей воды в каналы. Чаша с нарифлениями обращена большим основанием вниз, сам концентратор снабжен пульсатором в виде гайки-поршня, закрепленного на нижнем конце вала и установленного с возможностью возвратно-поступательного движения внутри патрубка для подвода воды. Чаша установлена с возможностью вертикальных колебаний. Эффективному извлечению ценного компонента из пульпы способствует разрыхление слоя материала пульсирующим потоком воды в сочетании с вибрацией рабочего органа. Во избежание забивания отверстий для подачи воды они выполняются тангенциально под углом 45° против вращения чаши [2].

Недостатком концентратора также является неполное извлечение тяжелых частиц в концентрат, обусловленное несовершенством системы подачи разрыхляющей воды.

Задачей изобретения является повышение степени извлечения тяжелых частиц в концентрат и повышение качества концентрата.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в создании оптимальных гидродинамических условий для полного выделения тяжелых частиц в межрифельное пространство при центробежном разделении пульп, содержащих тяжелые металлы.

Технический результат достигается тем, что в центробежном сепараторе, включающем установленный на валу рабочий орган, выполненный в виде вращающейся вокруг своей оси чаши с нарифлениями, каналами в межрифельном пространстве и камерой для подачи пульсирующего потока разрыхляющей воды в каналы, согласно изобретению, каналы в межрифельном пространстве выполнены в виде диффузоров, имеющих в поперечном сечении форму прямоугольников, большие стороны которых расположены вдоль межрифельного пространства, а отношение длины меньшей стороны каждого прямоугольника к длине большей его стороны равно от 1:3 до 1:10.

В горизонтальной плоскости выходные отверстия каналов в межрифельном пространстве могут примыкать друг к другу.

В горизонтальной плоскости выходные отверстия каналов в межрифельном пространстве могут быть расположены на расстоянии друг от друга.

В горизонтальной плоскости выходные отверстия каналов в межрифельном пространстве могут быть расположены на расстоянии друг от друга, кратном половине длины большей стороны выходного отверстия диффузоров.

Длина меньшей стороны выходного отверстия диффузоров канала может быть меньше или равна высоте днища межрифельного пространства.

Выполнение каналов в межрифельном пространстве для подвода пульсирующего потока разрыхляющей воды во вращающейся чаше в соответствии с отличительными признаками формулы позволяет минимизировать сопротивление воде, устранить застойные зоны, создающие потери напора, а также равномерно распределить пульсации воды в межрифельном пространстве, что, в свою очередь, приводит к оптимизации процесса разрыхления тяжелой фракции, повышению ее качества и извлечения тяжелых частиц в концентрат.

Выполнение диффузоров с отношением длины меньшей стороны каждого прямоугольника поперечного сечения диффузора к длине большей его стороны, равным от 1:3 до 1:10, является оптимальным для достижения технического результата. При выходе за указанные пределы нарушаются условия для полного выделения тяжелых частиц в межрифельное пространство.

Центробежный сепаратор изображен на чертежах, где на фиг.1 показан сепаратор в разрезе, на фиг.2 - горизонтальное сечение сепаратора по А-А, на фиг.3 - общий вид канала в межрифельном пространстве (увеличено).

Центробежный сепаратор включает установленный на вращающемся валу 1 рабочий орган в виде расположенной большим основанием вверх чаши 2 с нарифлениями 3 и каналами 4 в межрифельном пространстве для подачи пульсирующего потока разрыхляющей воды. Чаша 2 установлена с возможностью вращения вокруг своей оси. Каналы 4 в межрифельном пространстве выполнены в виде диффузоров, имеющих в поперечном сечении форму прямоугольника. Отношение длины меньшей стороны «а» прямоугольника диффузора к длине его большей стороны «в» равно от 1:3 до 1:10. С внешней стороны чаши 2 расположена напорная камера 5 для подвода пульсирующего потока разрыхляющей воды, сообщенная патрубком 6 с источником возвратно-поступательных пульсаций воды (на чертежах не показан). Питание сепаратора осуществляется через неподвижную трубу 7 и установленный на валу 1 распределитель потока 8. Разгрузка тяжелой фракции осуществляется через разгрузочный патрубок 9.

Центробежный сепаратор работает следующим образом.

При включении привода чаша 2 получает вращение вокруг своей оси. Одновременно с включением привода в межрифельное пространство через патрубок 6 подается пульсирующий поток разрыхляющей воды. Исходная пульпа подается в неподвижную трубу 7, разгоняется распределителем потока 8 и равномерно распределяется по периметру чаши 2. Под действием центробежных сил и в связи с увеличением диаметра чаши 2 снизу вверх пульпа движется вверх равномерным слоем с увеличивающейся скоростью. В процессе продвижения пульпы происходит ее расслоение, при котором тяжелые частицы, содержащиеся в пульпе, заполняют межрифельное пространство. Легкие частицы движутся в слоях, расположенных ближе к оси чаши, и разгружаются через ее край в приемник хвостов. Часть легких частиц захватывается тяжелыми и попадает в межрифельное пространство. Подача пульсирующего потока разрыхляющей воды в межрифельное пространство позволяет вымывать легкие частицы и тем самым улучшать качество концентрата. После завершения цикла сепарации осуществляется съем концентрата путем вымывания водой из межрифельного пространства после полной остановки чаши. Концентрат через патрубок 9 выводится в сборник концентрата.

Источники информации

1. Горный журнал, №5, 1998, с.81-82.

2. Патент РФ №2187371, кл. В 03 В 5/32, опубл. 20.08.2002.