CS202585B2

CS202585B2 - Hdrocyclone

Info

Publication number: CS202585B2
Application number: CS755477A
Authority: CS
Inventors: Clarence L Duesling
Original assignee: Clarence L Duesling
Priority date: 1977-11-16
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1981-01-30

Description

Vynález se týká hydrocyklónu, .který má litinovou skříň sestávající z horního víka, středního dílu a spodního víka, které jsou spolu pevně spojeny, přičemž střední díl má na obvodu spirálovitý kanál se vstupním otvorem a výstupním otvorem a spodní víko má vynášecí otvor, a dále má oddělovací hlavu s oddělovací hranou umístěnou nad spodním víkem a obklopující vně hranu vynášecího otvoru, a výstupní trubici se dvěma výstupními kanály.The invention relates to a hydrocyclone having a cast iron housing consisting of an upper lid, a middle part and a lower lid, which are rigidly connected to each other, the central part having a spiral channel at the periphery with an inlet and outlet opening and the bottom lid having a discharge opening; has a separating head with a separating edge disposed above the lower lid and surrounding the outflow opening edge, and an outlet tube with two outlet channels.

Gravitační rozdělování kapalných látek pro získávání hodnotné rudy z důlních odpadů je obecně známé. Obecně se užívá Humpreyova spirálového separátoru a separátoru s vibračním stolem. Hydrocyklón stejného typu jako předmět vynálezu je popsán v patentovém spise Spojených států amerických č. 3 010 579. Ačkoliv hydrocyklóny zmíněného typu byly obecně známy alespoň od roku 1967, nebyly obecně používány v praxi, neboť měly nevýhodu spočívající v tom, že byly náchylné k ucpávání.The gravitational distribution of liquid substances for extracting valuable ore from mining waste is generally known. In general, a Humprey spiral separator and a vibrating table separator are used. A hydrocyclone of the same type as the subject of the invention is disclosed in U.S. Patent No. 3,010,579. Although hydrocyclones of this type have been generally known since at least 1967, they have not been generally used in practice since they have the disadvantage of being prone to clogging. .

Ačkoliv tedy jejich provaz byl spojen s obtížemi, mají určité přednosti proti jiným gravitačním separátorům, z nichž jedna spočívá v tam, že pracují ze všech nejrychleji.Thus, although their rope has been associated with difficulties, they have some advantages over other gravity separators, one of which is that they work the fastest of all.

Úkolem vynálezu tedy je odstranit nevýhody známého hydrocyklónu podle patento2 vého spisu Spojených států amerických č. 3 010.5i79 a vytvořit hydrocyklón zlepšené konstrukce.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to overcome the disadvantages of the known hydrocyclone according to U.S. Pat. No. 3,010,579 and to provide a hydrocyclone of improved construction.

Toho se podle vynálezu dosáhne itím, že hydrocyklón podle vynálezu má vřeteno připevněné k oddělovací hlavě a uložené otočně v ložiskách.This is achieved according to the invention in that the hydrocyclone according to the invention has a spindle attached to the separating head and mounted rotatably in the bearings.

Tímto opatřením podle vynálezu se dosáhne toho, že hydrocyklón podle vynálezu je za provozu méně náchylný k ucpávání než známé hydrocyklóny, které mají oddělovací hlavy uspořádány neotočně.By this measure according to the invention, the hydrocyclone according to the invention is less susceptible to clogging in operation than known hydrocyclones, which have the separating heads arranged non-rotatably.

Podle výhodného vytvoření vynálezu oddělovací hlava má drážky se šikmými stěnami.According to a preferred embodiment of the invention, the separating head has sloped wall grooves.

Toto podle vynálezu velmi jednoduché opatření, umožňuje dosáhnout otáčení oddělovací hlavy za provozu hydrocyklónu.This very simple measure according to the invention makes it possible to achieve rotation of the separating head during operation of the hydrocyclone.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu horní povrch oddělovací hlavy je zakřiven nahoru a dovnitř od oddělovací hrany.According to another preferred embodiment of the invention, the upper surface of the separating head is curved upwards and inwards from the separating edge.

Toto zakřivení horního povrchu oddělovací hlavy nahoru a dovnitř pomáhá k účinnému vedení kapaliny směrem nahoru do otevřeného¹ konce výstupní trubice hydrocyiklónu.This curvature of the top surface of the separating head upwards and inwards helps to efficiently guide the liquid upwards into the open end ^{1 of} the hydrocylicone outlet tube.

Hydrocyklón podle vynálezu je jednou z nejrychleji pracujících gravitačních odstředivek, které jsou známy. Jeho rozdělovači poměr při původní kapalné látce je poměrně nízký, ale . s ohledám na jeho rychlost může být užit pro dvojí průchod, takže se projeví jeho výhody oproti známým zařízením. Hydrocyklón podle vynálezu je velmi jednoduché konstrukce a jeho údržba aa provazu je také velmi jednoduchá.The hydrocyclone of the invention is one of the fastest operating gravity centrifuges known. Its partition ratio for the original liquid is relatively low, but. with respect to its speed, it can be used for dual passage so that its advantages over known devices will be demonstrated. The hydrocyclone according to the invention is of very simple construction and its maintenance and of the rope is also very simple.

Kromě volně ise otáčející oddělovací hlavy nemá hydrocyklón podle vynálezu; žádné pohyblivé součásti. Jediná požadovaná údržba je údržba pomocného' zařízení, jako je čerpadlo pro přiváděnou kapalnou látku a míchadlo v nádrži. Hydrocyklón nevyžaduje sám o sobě mechanické údržby.In addition to the free-rotating separation head, the hydrocyclone according to the invention does not; no moving parts. The only maintenance required is the maintenance of ancillary equipment such as a liquid feed pump and a tank stirrer. The hydrocyclone itself does not require mechanical maintenance.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 je osový řez hydrocyklónemi podle vynálezu, obr. 2 je částečný osový řez znázorňující zejména prostředek pro otáčivé uložení oddělovací hlavy ve zvětšeném měřítku vzhledem. k obr. 1, a obr. 3 je příčný řez oddělovací hlavou podle čáry 3—3 z obr. 2.1 is an axial section of the hydrocyclones according to the invention; FIG. 2 is a partial axial section showing, in particular, the means for rotatably accommodating the separating head on an enlarged scale with respect to. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the separating head taken along line 3--3 of FIG. 2.

Hydrocyklón podle vynálezu má litinovou skříň sestávající, od shora dolů na obr. 1, z horního víka 10, středního dílu 12 a spodního víka 14, které jjsou spolu rozebíratelně spojeny šrouby a maticemi.The hydrocyclone according to the invention has a cast-iron housing consisting, from top to bottom in FIG. 1, of an upper lid 10, a middle piece 12 and a lower lid 14, which are detachably connected together by bolts and nuts.

Střední díl má na svém obvodu vytvořen spirálovitý kanál, který má vstupní otvor 15 a výstupní otvor 16 vyústěný do vnitřku středního' dílu 12 litinové Skříně hydrocyklónu. Při provozu hydrocyklónu je kapalná látka obsahující částice o různých měrných hmotách pro rozdělení proháněna velkou rychlostí spirálovitým kanálem a směrována dolů proti boční stěně vnitřního povrchu spodního' víka 14.The central part has a helical channel at its periphery having an inlet opening 15 and an outlet opening 16 opening into the interior of the central part 12 of the cast-iron hydrocyclone casing. In the operation of the hydrocyclone, the liquid containing the particles of different density for distribution is forced through the spiral channel at high speed and directed downwardly against the side wall of the inner surface of the lower lid 14.

Když kapalná látka dosáhne zakřivené části stěny spodního víka 14, začne proudit ke středu dna spodního víka 14 a k vynášecímu otvoru 18.When the liquid reaches the curved wall portion of the lower lid 14, it begins to flow to the center of the bottom lid 14 and to the discharge opening 18.

Když je kapalná látka proháněna spirálovitými kanálem a pohybuje se k vnějšímu obvodu a ke dnu spodního víka 14, složky o vyšší měrné hmotě jsou hnány působením odstředivé síly k vnějšímu obvodu spodního víka 14. Složky o nižší měrné hmotě mají snahu zůstávat ve střední oblasti spodního víka 14. Když tedy kapalná láitka proudí podél dna spodního víka 14 směrem k oddělovací hlavě 20, je na povrchu spodního víka 14 rozdělena ve vrstvy.When the liquid is driven through the helical channel and moves to the outer periphery and the bottom of the lower lid 14, the higher density components are driven by centrifugal force to the outer periphery of the lower lid 14. The lower density components tend to remain in the middle region of the lower lid. Thus, when the liquid tray flows along the bottom of the lower lid 14 towards the separating head 20, it is divided into a layer on the surface of the lower lid 14.

Oddělovací hlava 20 má oddělovací hranu 27 umístěnou nad spodním víkem 14 a obklopující vně hranu vynášecího otvoru 18 a je umístěna tak, aby rozdělovala vrstvy kapalné látky v blízkosti povrchu spodního víka 14 a směrovala je do vynášecího otvoru 18. Povrch oddělovací hlavy 20 je skloněn nahoru cd oddělovací hrany 22 a směruje vrstvy kapalné látky nad vrstvou, která je směrována do vynášecího otvoru 18, směrem, nahoru do výstupní trubice 24. Výstupní trubice 24 imá dva výstupní kanály 26 a 28, kterými vrstvy kapalné látky směrované nahoru mohou odtékat z hydrocyiklcnu.The separating head 20 has a separating edge 27 located above the lower lid 14 and surrounding the edge of the discharge opening 18 and is positioned to distribute the layers of liquid close to the surface of the lower lid 14 and direct them to the discharge opening 18. The separating head 20 is inclined upwards the separating edge 22 and directs the liquid layers above the layer directed to the discharge opening 18 upwardly into the outlet tube 24. The outlet tube 24 has two outlet channels 26 and 28 through which the liquid directed layers can flow out of the hydrocylene.

Oddělovací hlava 20 je uložená otočně. Hydrocyklóny tohoto typu dříve jevily sklon 'k ucpávání v místě mezi oddělovací hlavou 20 a vynášecím otvorem 18. Bylo· zjištěno, že vytvořením prostředku pro otáčivé uložení oddělovací hlavy 20 a prostředku pro otáčení oddělovací hlavy 20 imůže být ucpávání v tomto místě zamezeno.The separating head 20 is rotatably supported. Previously, hydrocyclones of this type have shown a tendency to clog at a point between the separating head 20 and the discharge opening 18. It has been found that by providing a means for rotatably receiving the separating head 20 and a means for rotating the separating head 20, clogging can be prevented.

Oddělovací hlava 20 je upevněna na vřetenu 21 kolíkem 52. Vřeteno -21 je otočně uloženo v ložiskách 30, která jsou zasazena ve středním náboji 32 závitové objímky 34. Střední náboj 32 je nesen příčnými kolíky 35 a závitová objímka 34 je zajištěna sitavěcím šroubem 38. Ochranný štít 23 zamezuje poškoizeiní ložisek 30 nečistotami ze zpracovávané kapalné látky.The separating head 20 is secured to the spindle 21 by a pin 52. The spindle -21 is rotatably mounted in bearings 30 which are received in the central hub 32 of the threaded sleeve 34. The central hub 32 is supported by the transverse pins 35 and the threaded sleeve 34 secured by a suction screw 38. The protective shield 23 prevents damage of the bearings 30 by impurities from the liquid to be treated.

Závitová objímka 34 je našroubována na spodní víko 14 skříně hydrocyklónu, a může být upravena ve svislém směru ke zvednutí nebo spuštění oddělovací hlavy 20 ve spodním víku 14 ke zvýšení nebo snížení tloušťky vrstvy, která je směrována do vynášecího otvoru 18.The threaded sleeve 34 is screwed onto the lower cover 14 of the hydrocyclone housing, and may be provided in a vertical direction to raise or lower the separating head 20 in the lower cover 14 to increase or decrease the thickness of the layer which is directed to the discharge opening 18.

Oddělovací hlava 20 má drážky 37 se Šikmými stěnaimi 39, které slouží jako poháněči lopatky pro otáčení oddělovací hla- ^:vy 20 vlivem proudění kapalné látky kolem 'oddělovací hlavy 20. Oddělovací. hlava 20 se otáčí ve 'smyslu šipky 40 v obr. 3, který souhlasí se smyslem spirálovitého pohybu kapalné látky od vstupního otvoru 15 spirálovitého kanálu ve středním dílu 12 skříně hydrocyklónu.Decoupling head 20 has a groove 37 with inclined stěnaimi 39, which serves as a drive for rotating the vane separator HLA ^Ye 20 due to the flow of liquids past the 'separator 20. The severing head. the head 20 rotates in the sense of the arrow 40 in FIG. 3, which agrees with the purpose of the spiral movement of the liquid from the inlet opening 15 of the spiral channel in the middle part 12 of the hydrocyclone housing.

Vytvoření lopatek znázorněným způsobem zajistilo' uspokojivý prostředek pro otáčení otočně uloženou oddělovací hlavou 20 při provozu hydrocyklónu. Je však možné vytvořit i jiné prostředky pro otáčení oddělovací hlavy 20. Tak například· oddělovací hlava 20 může být opatřena pohonem.The formation of the blades in the manner shown provides a satisfactory means of rotation for the rotatably mounted separating head 20 during operation of the hydrocyclone. However, it is possible to provide other means for rotating the separating head 20. For example, the separating head 20 may be provided with a drive.

Výstupní trubice 24 je svisle nastavitelná v horním víku 10 skříně hydrocyklónu a má na svém horním konci závit, ,na kterém je našroubována stavěči matice 29. Stavěči matice 29 je opatřena rukojetí 50 pro natáčení a je opřena o horní vílko 10. Natáčením stavěči matice 29 může být výstupní trubice 24 zvedána nebo spouštěna podle požadovaných provožních podmínek.The outlet tube 24 is vertically adjustable in the upper cover 10 of the hydrocyclone housing and has a thread at its upper end on which the adjusting nut 29 is screwed. The adjusting nut 29 is provided with a rotating handle 50 and is supported by the upper cap 10. For example, the outlet tube 24 may be raised or lowered according to desired operating conditions.

' Při provozu je hydrocyklón podle vynálezu uložen na úhelníkových nosičích 36, které jsou uzpůsobeny ke styku se spodní plochou příruby vytvořené na středním dílu 12 skříně hydrocyklónu. Kapalná látka přiváděná do hydrocyklónu je přiváděna z nádrže opatřené míchadlem k zajištění složení a měrné hmoty přiváděné kapalné látky. Nádrž na koncentrát slouží ke shromažďování výstupní látky z vynášecího otvorů 18 a nádrž na odpad zachycuje výstupní látky z výstupní trubice 24. Pro provoz hydrocyklónu bylo použito velkoobjemové čerpadlo na kašovité látky o výkonu alespoň 7360 W a se vstupním potrubím o průměruIn operation, the hydrocyclone according to the invention is supported on angular supports 36 which are adapted to contact the lower surface of the flange formed on the central part 12 of the hydrocyclone housing. The liquid substance fed to the hydrocyclone is fed from a tank equipped with a stirrer to ensure the composition and specific gravity of the liquid fed. The concentrate tank is used to collect the effluent from the discharge holes 18 and the waste reservoir collects the effluents from the outlet tube 24. For the operation of the hydrocyclone, a large-volume slurry pump with a power output of at least 7360 watts and an inlet pipe with a diameter

38,1 mm. Na vstupu do hydrocyklónu je tře- .38.1 mm. At the inlet of the hydrocyclone is three.

ba instalovat ventil na řízení tlaku a monitorovou jednotku tlaku.ba Install a pressure control valve and pressure monitor unit.

Při provozu hydrocyklónu jsou proměnlivé parametry hustota kapalné látky, nastavení oddělovací hlavy 20, nastavení výstupní trubice 24 a tlak kapalné látky, popřípadě její přiváděči rychlost. Tyto proměnlivé parametry se nastaví k dosažení co nejlepšího· rozdělování kapalné látky.In the operation of the hydrocyclone, the density of the liquid, the setting of the separating head 20, the setting of the outlet tube 24 and the pressure of the liquid or its feed rate are variable. These variable parameters are adjusted to achieve the best liquid distribution.

Hydrocyklón podle vynálezu byl podrobně zkoušen ipři rozdělování odpadu želeizné rudy sestávajícího z hematitu o velikosti zrna propadajícího sítem o jemnosti 10 ok naThe hydrocyclone according to the invention has been tested in detail in the distribution of iron ore waste consisting of hematite having a grain size passing through a 10 mesh screen

25,4 mim, přičemž hlavní nečistotu v rudě tvořil kysličník křemičitý. Každý z výše uvedených parametrů byl měněn a byly stanoveny tyto meze provozních veličin:25.4 mime, with the main impurity in the ore being silica. Each of the above parameters has been changed and the following limits of operating quantities have been established:

Zkoušky byly prováděny při předem určených o-ptimálníeh podmínkách.The tests were performed under predetermined optimal conditions.

Výkon jednoho hydrocyklónu byl asi 60 až 70 tun přiváděné kapalné látky za hodinu a při optimálních pracovních podmínkách byl výtěžek asi 70 % při jednom průchodu. Dvojím průchodem hydrocyklónem podle vynálezu se zřejmě získá velmi dobrý koncentrát minerálu.The output of one hydrocyclone was about 60 to 70 tons of liquid feed per hour and under optimum operating conditions the yield was about 70% per pass. Obviously, a two-pass hydrocyclone according to the invention yields a very good mineral concentrate.

Hydrocyklóny výše popsaného typu jsou vhodné k získávání těžkých nerostů z odpadu z důlních mlýnů. Kromě toho jsou však použitelné v celé řadě průmyslových procesů, kde je třeba rozdělovat kapalné látky sestávající ze složek o různých měrných hmotách.Hydrocyclones of the type described above are suitable for extracting heavy minerals from mine waste. However, they are also useful in a wide range of industrial processes where liquid substances consisting of components of different specific masses need to be separated.

ParametrParameter

Provozní rozsahOperating range

Obsah pevných látek Tlak přiváděné kapalné látky Nastavení oddělovací hlavySolids content Liquid supply pressure Adjusting the separating head

Nastavení výstupní trubice až 25 % hmot.Output tube adjustment up to 25 wt.

1,05 až 1,4 MPa 2 až 3 závity (otevřené) 63,5 mm až 113,3 mm1.05 to 1.4 MPa 2 to 3 threads (open) 63.5 mm to 113.3 mm

Claims

SUBJECT

A hydrocyclone having a cast iron housing consisting of an upper lid, a central part and a lower lid, which are rigidly connected to each other, the central part having a spiral channel at the periphery with an inlet and an outlet opening and the lower lid having a discharge opening; has a separating head with a separating edge disposed above the lower lid and surrounding the outflow edge of the discharge opening, and an outlet tube with two outlets THROUGH channels therein characterized by having a spindle (21) attached to the separating head (20) and rotatably supported in bearings (30) .

Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the separating head (20) has grooves (37) with inclined walls (39).

Hydrocyclone according to claim 1 or 2, characterized in that the upper surface of the separating head (20) is curved upwards and inwards from the separating edge (22).