устройство для обесшламливания угля и сгущения шламов

Формула изобретения

Устройство для обесшламливания углей и сгущения шламов, содержащихся в рядовом угле или продуктах гидрообогащения, включающее бункер, в верхней части которого наклонно установлен двухситный грохот из струнных сит с расстоянием между струнами верхнего сита 10 мм или 13 мм и нижнего сита - 1 мм, имеющих разгрузочные желоба, при этом внутри бункера под нижним ситом расположена приваренная по всей длине к бортам бункера направляющая полка, под средней частью которой расположен порог сгустителя, а под верхней частью - сливной патрубок для сбора излишков воды в водосборник, размещенный под сгустителем и оснащенный разгрузочным люком и трубкой контроля уровня воды, причем в нижней части сливного патрубка установлен механизм регулирования напора сброса воды, состоящий из шарнирно-закрепленной регулировочной полки и регулировочных штоков, а верхняя кромка сливного патрубка расположена выше уровня нижнего конца направляющей полки и выпускного отверстия сгустителя, которое выполнено с механизмом регулирования высоты, состоящим из задвижки и регулировочных винтов, сообщающего бункер с обезвоживателем, состоящим из сита на тканевой основе, поддона и шламового желоба.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к обогащению угля, и может быть использовано на обогатительных установках и фабриках при проведении обезвоживающего грохочения с целью удаления шламов класса менее 1,0 мм, а также с целью удаления основной массы воды, содержащейся в продуктах гидрообогащения.

В практике обогащения для классификации и обезвоживания применяются различные виды грохотов. Сравнительная оценка уровней качества, эксплуатационной надежности и технического обслуживания различных грохотов, применяемых для мокрого грохочения углей, показала преимущество гидрогрохотов с неподвижной просеивающей поверхностью [Справочник по обогащению углей / Под ред. И.С.Благова, А.М.Коткина, Л.С.Зарубина. - М.: Недра, 1984. - 614 с.].

Гидрогрохот ГГЛ ("Луганец") предназначен для мокрого грохочения рядовых углей на два машинных класса по граничной крупности 6-25 мм, основным рабочим органом которого являются просеивающая поверхность, состоящая из отдельных секций колосниковых сит, и регулируемые сопла для формирования водяной струи и сообщения ей нужного направления.

Гидрогрохот ГГН2,7 является модернизированной модификацией гидрогрохота ГГЛ, в котором изменена конструкция загрузочной части, что позволило формировать двухфазный (жидкое-твердое) поток и оптимизировать угол установки грохота [Справочник по обогащению углей / Под ред. И.С.Благова, А.М.Коткина, Л.С.Зарубина. - М.: Недра, 1984. - 614 с.]. По сравнению с грохотом ГГЛ, грохот ГГН характеризуется меньшей трудоемкостью изготовления и более низкими эксплуатационными затратами вследствие упрощения конструкции.

Грохоты ГГЛ и ГГН не производят обезвоживания и обесшламливания продуктов, поэтому в промышленных условиях применяется последовательная установка гидрогрохота с неподвижной просеивающей поверхностью (ГГЛ и ГГН) и инерционного грохота ГИСЛ, выполняющего контрольное грохочение и обезвоживание надрешетного продукта [Справочник по обогащению углей / Под ред. И.С.Благова, А.М.Коткина, Л.С.Зарубина. - М.: Недра, 1984. - 614 с.].

Аналогом предлагаемого устройства является гидрогрохот ГГЛ2 ("Луганец-2"), разработанный на основе конструкции гидрогрохота ГГЛ, предназначенный для улучшения работы отсадочных машин для мелкого угля и отличающийся наличием под просеивающей поверхностью ряда дуговых сит, расположенных на встроенном в корпус гидрогрохота обезвоживающем поддоне, что обеспечивает более эффективное обезвоживание и обесшламливание подрешетного продукта [Справочник по обогащению углей / Под ред. И.С.Благова, А.М.Коткина, Л.С.Зарубина. - М.: Недра, 1984. - 614 с.]. Несмотря на наличие обезвоживающего и обесшламливающего узла в составе гидрогрохота ГГЛ2 эти гидрогрохоты на углеобогатительных фабриках применяются совместно с обесшламливателями и обезвоживателями. Например, комплекс КПУ800, используемый для подготовки углей по крупности перед обогащением, включающий гидрогрохот ГГЛ2, обесшламливатель и обезвоживатель [Справочник по обогащению углей / Под ред. И.С.Благова, А.М.Коткина, Л.С.Зарубина. - М.: Недра, 1984. - 614 с.], предназначенный для мокрого подготовительного грохочения углей перед обогащением их в тяжелосредных сепараторах и отсадочных машинах на обогатительных фабриках.

Таким образом, недостатком гидрогрохота ГГЛ2 является неэффективное обесшламливание и обезвоживание углей, требующее применения вспомогательных устройств (обесшламливателей и обезвоживателей), что усложняет конструкцию и увеличивает размеры.

Сущность изобретения заключается в устройстве для обесшламливания углей и сгущения шламов, включающем бункер, в верхней части которого наклонно установлен двухситный грохот из струнных сит с расстоянием между струнами верхнего сита 10 мм или 13 мм и нижнего сита - 1 мм, имеющих разгрузочные желоба, при этом внутри бункера под нижним ситом расположена приваренная по всей длине к бортам бункера направляющая полка, под средней частью которой расположен порог сгустителя, а под верхней частью - сливной патрубок для сбора излишков воды и водосборник, размещенный под сгустителем и оснащенный разгрузочным люком и трубкой контроля уровня воды, причем в нижней части сливного патрубка установлен механизм регулирования напора сброса воды, состоящий из шарнирно-закрепленной регулировочной полки и регулировочных штоков, а верхняя кромка сливного патрубка расположена выше уровня нижнего конца направляющей полки и выпускного отверстия сгустителя, которое выполнено с механизмом регулирования высоты, состоящим из задвижки и регулировочных винтов, сообщающего бункер с обезвоживателем, состоящим из сита на тканевой основе, поддона и шламового желоба.

Таким образом, предлагаемое устройство объединяет в себе функции подготовительного грохочения, обесшламливания и обезвоживания. Эффективному разделению материала способствует струнное исполнение просеивающих поверхностей, а эффективному обезвоживанию - применение сита на тканевой основе. В этом случае конструкция устройства для обесшламливания углей и сгущения шламов позволяет использовать сброшенную при сгущении воду по замкнутому водооборотному циклу.

Устройство направлено на решение задачи повышения эффективности обесшламливания и обезвоживания с целью удаления шламов класса менее 1,0 мм, содержащихся в рядовом угле или продуктах гидрообогащения, а также с целью удаления основной массы воды, содержащейся в продуктах гидрообогащения, путем совмещения операций обесшламливания и обезвоживания в одном устройстве, что позволяет уменьшить размеры узла предварительного грохочения угля и облегчить техническое обслуживание при достаточно высокой производительности, соответствующей неподвижным колосниковым грохотам.

Задачи, на решение которых направлено устройство:

- объединить грохот, сгуститель и обезвоживатель в одном устройстве;

- в зависимости от условий обесшламливания осуществлять регулирование сброса сгущенного шлама с помощью механизма регулирования высоты выпускного отверстия, также осуществлять регулирование напора сброса воды.

Признаки, используемые для характеристики устройства:

- двухситный грохот, состоящий из струнных сит с расстоянием между струнами верхнего сита 10 мм или 13 мм и нижнего сита - 1 мм, имеющий разгрузочные желоба;

- сливной патрубок для сбора излишков воды и водосборник, размещенный под сгустителем и оснащенный разгрузочным люком, трубкой контроля уровня воды и механизмом регулирования напора сброса воды;

- сгуститель с механизмом регулирования высоты выпускного отверстия, состоящий из задвижки и регулировочных винтов;

- обезвоживатель, состоящий из сита на тканевой основе, поддона и шламового желоба.

На чертеже представлено устройство для обесшламливания углей и сгущения шламов, где

1 - бункер;

2 - верхнее съемное струнное сито;

3 - нижнее съемное струнное сито;

4 - подситная рамка;

5 - борт-ограничитель;

6 - разгрузочный желоб;

7 - разгрузочная щель;

8 - направляющая полка;

9 - водосборник;

10 - разгрузочный люк;

11 - трубка контроля уровня воды;

12 - порог сгустителя;

13 - сливной патрубок;

14 - регулировочная полка;

15 - шток;

16 - выпускное отверстие;

17 - задвижка;

18 - регулировочный винт;

19 - обезвоживатель;

20 - обезвоживающее сито на тканевой основе;

21 - борт;

22 - поддон;

23 - патрубок;

24 - шламовый желоб;

С - зона сгущения;

I - рабочий уровень воды;

II - максимальный уровень воды.

Устройство для обесшламливания углей и сгущения шламов класса менее 1,0 мм, содержащихся в рядовом угле или продуктах гидрообогащения, представляет собой сварную конструкцию и состоит из бункера 1, водосборника 9 и обезвоживателя 19. Бункер 1 и водосборник 9 выполняются в виде герметичных конструкций, а обезвоживатель 19 - в виде желоба.

В верхней части бункера 1 на подситных рамках 4, изготовленных из стальных полос, наклонно устанавливаются два съемных струнных сита 2 и 3 под углом к горизонтальной поверхности 25±5°, которые образуют двухситный гидрогрохот с неподвижной просеивающей поверхностью. Верхнее сито 2 имеет зазор между струнами 10 или 13 мм (в зависимости от технологической необходимости) и борта-ограничители 5, которые предназначены для направления движения надрешетного продукта (машинного класса более 10 мм или более 13 мм) и предотвращения его схода с просеивающей поверхности верхнего съемного струнного сита 2.

Разгрузочный желоб 6 является конструкционным продолжением просеивающей поверхности, образованной верхним съемным струнным ситом 2 и бортами-ограничителями 5, и служит для отвода надрешетного продукта из устройства. Нижнее съемное струнное сито 3 имеет зазор между струнами 1 мм. Разгрузочная щель 7 является конструкционным продолжением просеивающей поверхности нижнего съемного струнного сита 3 и служит для отвода надрешетного продукта (машинного класса 1-10 мм или 1-13 мм) из устройства.

Внутри бункера под нижним съемным струнным ситом 3 располагается направляющая полка 8, приваренная по всей длине к бортам под углом к горизонтальной поверхности 40-45° и предназначенная для направленного движения воды и угольного шлама класса менее 1 мм к выпускному отверстию 16.

Под средней частью направляющей полки 8 находится порог сгустителя 12, а под верхней - сливной патрубок 13 для сбора излишков воды в водосборник 9, оснащенный разгрузочным люком 10 и трубкой контроля уровня воды 11. В нижней части сливного патрубка 13 расположен механизм регулирования напора сброса воды, состоящий из шарнирно-закрепленной регулировочной полки 14 и трех регулировочных штоков 15, которые при вкручивании изменяют угол наклона полки 14 от 0 до 45°. Длина полки соответствует длине бункера 1 и, соответственно, длине сливного патрубка 13, а ширина такова, что при максимальном выдвижении (45°) она закрывает сливной патрубок на 2/3 его ширины.

Верхняя кромка сливного патрубка 13 расположена выше уровня выпускного отверстия 16 и нижнего конца направляющей полки 8. В результате такой конструкции зона С, в которой расположено выпускное отверстие 16 и нижний конец направляющей полки 8, выполняет функцию сгустителя, где концентрируется угольный шлам. Выпускное отверстие 16 оснащено механизмом регулирования высоты, состоящим из задвижки 17 и трех регулировочных винтов 18. Каждый регулировочный винт 18 проходит через две гайки, одна из которых приварена к борту устройства, а другая к задвижке 17.

Выпускное отверстие 16 соединяет бункер 1 с обезвоживателем 19, главным элементом которого является съемное обезвоживающее сито на тканевой основе 20. Длина обезвоживающего сита 20 не менее 2 м, угол наклона к горизонтальной поверхности 25°. Обезвоживатель имеет борта 21. Под обезвоживающим ситом 20 расположен поддон обезвоживателя 22 с патрубком 23 для удаления воды. Отвод обезвоженного угольного шлама из устройства осуществляется по шламовому желобу 24.

Принцип действия устройства для обесшламливания углей и сгущения шламов заключается в следующем.

Материал, предназначенный для обесшламливания и обезвоживания, поступает в верхнюю часть верхнего съемного струнного сита 2 в смеси с водой, которая подается насосом из водосборника 9 с частичным добавлением оборотной воды фабрики. Рядовой уголь в смеси с водой в виде двухфазного (жидкое-твердое) потока самотеком движется по просеивающей поверхности сита 2, на котором выделяется класс крупности более 10 мм или более 13 мм - в зависимости от установленного зазора между струнами верхнего сита, который выбирается в соответствии с принятой схемой последующего обогащения угля. Самотечное движение материала по просеивающим поверхностям сит 2 и 3 обеспечивается углом установки сит 25±5° к горизонтальной поверхности и применением воды. Борта-ограничители 5 предотвращают сход материала и направляют надрешетный продукт грохочения (класс более 10 мм или 13 мм) по разгрузочному желобу 6 для отвода из устройства.

Класс крупности угля менее 10 мм (или менее 13 мм) с основной массой воды поступает внутрь бункера 1 и попадает на съемное струнное сито 3 с расстоянием между струнами 1 мм. Удары крупных частиц загружаемого материала по поверхности струнных сит 2 и 3, а также использование воды позволяет избежать засорения просеивающей поверхности и способствует ее самоочищению. Надрешетный продукт (машинный класс 1-10 мм или 1-13 мм) со съемного струнного сита 3 самотеком выводится из устройства через разгрузочную щель 7. Внутри бункера 1 поддерживается рабочий уровень воды I. При превышении рабочего уровня воды в бункере 1 излишки воды сливаются через разгрузочную щель 7. В случае забивания сита 3 в нижней части или по всей длине уровень воды в бункере 1 поднимается до максимального уровня II, что и обуславливает высоту водосборника 9. В устройстве для обесшламливания углей и сгущения шламов организован замкнутый цикл использования воды: из водосборника 9 вода подается на верхнее съемное струнное сито 2 насосом, всасывающий патрубок которого устанавливается на 1 м ниже рабочего уровня воды I.

Контроль уровня воды в устройстве для обесшламливания углей и сгущения шламов осуществляется по трубке контроля уровня воды 11. Бункер 1 и водосборник 9 выполнены герметичными сообщающимися конструкциями. Связывающей их общей частью является сливной патрубок 13, в нижней части которого расположен механизм регулирования напора сброса воды. Регулировочные штоки 15 при вкручивании изменяют угол наклона шарнирно-закрепленной полки 14 от 0 до 45°, что уменьшает скорость истечения воды из бункера 1 в водосборник 9.

Класс крупности угля менее 1 мм (угольный шлам) с основной массой воды через отверстия сита 3 поступает внутрь бункера 1. По направляющей полке 8 угольный шлам погружается ниже рабочего уровня воды I и поступает в зону сгущения С. Расположение верхней кромки сливного патрубка 13 выше уровня выпускного отверстия 16 и нижнего конца направляющей полки 8 способствует осаждению и концентрации угольного шлама, который затем направляется к выпускному отверстию 16. Регулировочный винт 18 при вкручивании опускает задвижку 17, что уменьшает высоту выпускного отверстия 16. Площадь выпускного отверстия 16 в свету устанавливается таковой, что не может пропустить весь объем поступающей пульпы, а под давлением толщи воды выпускается осевший на дно зоны сгущения С шлам.

Через выпускное отверстие 16 сгущенный угольный шлам попадает в обезвоживатель 19 на съемное обезвоживающее сито 20, установленное наклонно, при самотечном передвижении материала по которому осуществляется отделение воды в поддон обезвоживателя 22, откуда подрешетная вода удаляется через патрубок 23. Обезвоженный угольный шлам отводится из устройства по шламовому желобу 24, образованному бортами 21 обезвоживателя 19.

В водосборнике 9 происходит дополнительное осаждение частиц угля, вынесенных с потоком воды из бункера 1 через сливной патрубок 13. При необходимости удаление осевшей на дно водосборника мелочи осуществляется периодически шламовым насосом и направляется на обезвоживающее сито 20 обезвоживателя 19 или, в случае остановки работы устройства, через разгрузочный люк 10.