EA000326B1

EA000326B1 - Способ разделения смешанных порошковых материалов

Info

Publication number: EA000326B1
Application number: EA199800122A
Authority: EA
Inventors: Бенджамин В. Нельсон
Original assignee: Бенджамин В. Нельсон
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1999-04-29
Also published as: CA2226514A1; WO1997002894A1; AR002839A1; AU6351596A; PE5498A1; AU700809B2; DE69611170D1; BR9609442A; EA199800122A1; MXPA98001208A; ATE197915T1; EP0837732A1; EP0837732B1

Description

Настоящее изобретение относится к устройству и способу разделения смешанных материалов разного удельного веса и, в частности, к устройству, содержащему вращающийся барабан, имеющий выпускные каналы, позволяющий улавливать более тяжелые материалы для выпуска под действием центробежных сил наружу из барабана для их сбора.

Один пример устройства такого типа описан в патенте США № 5338284, выданном автору этой заявки, в котором барабан центрифуги имеет периферийную стенку, барабан вращается вокруг продольной оси, так что периферийная стенка вращается вокруг оси и с помощью центробежной силы на периферийной стенке осуществляется разделение материалов, проходящих по этой стенке. Устройство включает множество аксиальных зон улавливания, каждая из которых имеет множество разнесенных под углом выпускных каналов так, чтобы материалы, оставшиеся в зонах улавливания, для сбора выходили наружу из барабана. Выпуск регулируют посредством выпускных клапанов.

Другое устройство описано в международной заявке, номер публикации которой W0 93/13864, поданной МакАлистером.

Одной задачей настоящего изобретения является усовершенствование вышеуказанного устройства, предложенного автором этой заявки, для обеспечения возможности эффективности разделения.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается способ разделения смешанных порошковых материалов разного удельного веса, предусматривающий наличие барабана центрифуги, имеющего периферийную стенку и открытую входную часть;

вращение барабана вокруг продольной оси с тем, чтобы периферийная стенка вращалась вокруг этой оси;

загрузку материалов в барабан так, чтобы они проходили по периферийной стенке, и побуждение более тяжелой части материалов улавливаться на периферийной стенке, тогда как более легкая часть материалов выходит из открытой входной части;

ограничение материалов, уловленных на периферийной стенке внутренней поверхностью материалов, по которой проходят загружаемые материалы;

образование на периферийной стенке, по меньшей мере, одной локализованной в осевом направлении зоны для улавливания более тяжелых материалов, тогда как более легкие материалы проходят через эту зону для выпуска;

образование в зоне на периферийной стенке полости, проходящей в направлении наружу от внутренней поверхности;

выполнение в этой зоне множества, разнесенных под углом, выпускных каналов на наружной поверхности полости, причем каждый канал позволяет выпускать в направлении наружу от периферийной стенки материалы, осажденные в этой полости;

улавливание материалов, выпускаемых в направлении наружу;

обеспечение возможности для материала, попадающего в выпускной канал, образовывать, в общем, коническую конфигурацию, проходящую в угловом и осевом направлениях, которая, по существу, свободна от ограничения стенками полости, имеющую вершину у выпускного канала и основание на внутренней поверхности, причем форма и глубина полости выбраны относительно разнесенных под углом выпускных каналов такими, чтобы основания конусов пересекались, по меньшей мере, существенно на внутренней поверхности.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ разделения смешанных порошковых материалов разного удельного веса, предусматривающий наличие барабана центрифуги, имеющего периферийную стенку и открытую входную часть;

вращение барабана вокруг продольной оси так, чтобы периферийная стенка вращалась вокруг этой оси;

образование в зоне вокруг периферийной стенки полости, проходящей в направлении наружу от внутренней поверхности;

выполнение для каждого выпускного канала направляющей отклонения потока материалов и поддержание направляющей отклонения потока в радиальном направлении внутрь от выпускного канала;

поддержание направляющей отклонения потока так, чтобы материалы проходили по каждой разнесенной под углом стороне направляющей отклонения потока и также по каждой разнесенной в осевом направлении стороне направляющей отклонения потока.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается способ разделения смешанных порошковых материалов разного удельного веса, предусматривающий наличие барабана центрифуги, имеющего периферийную стенку и открытую входную часть;

подачу загружаемых материалов в барабан для прохождения по периферийной стенке и для побуждения более тяжелой части материалов улавливаться на периферийной стенке, тогда как остальная более легкая часть загружаемых материалов выходит из открытой входной части;

образование на периферийной стенке с возможностью вращения с ней, по меньшей мере, одной первой, локализованной в осевом направлении, кольцевой полости, проходящей в радиальном направлении наружу от периферийной стенки, для улавливания более тяжелых материалов, тогда как указанные более легкие материалы проходят поверх первой полости для выпуска;

образование на периферийной стенке с возможностью вращения с ней, по меньшей мере, одной второй, локализованной в осевом направлении, кольцевой полости, проходящей в радиальном направлении наружу от периферийной стенки, для улавливания более тяжелых материалов, тогда как указанные более легкие материалы проходят поверх второй полости для выпуска, причем вторая полость расположена ниже по технологической цепочке, чем первая полость;

выполнение выпускных средств в первой и второй полостях на наружной поверхности, причем каждое средство предназначено для выпуска в направлении наружу от периферийной стенки материалов, осажденных в полости;

улавливание материалов, выпускаемых в направлении наружу из первой полости;

улавливание материалов, выпускаемых в направлении наружу из второй полости отдельно от материалов, выпускаемых из первой полости, и возвращение материалов из второй полости к загружаемым материалам.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается способ разделения смешанных порошковых материалов разного удельного веса, предусматривающий наличие барабана центрифуги, имеющего периферийную стенку и открытую входную часть;

подачу материалов в барабан для прохождения по периферийной стенке и побуждение более тяжелой части материалов улавливаться на периферийной стенке, тогда как более легкая часть материалов выходит по открытой входной части;

образование на периферийной стенке с возможностью вращения с ней, по меньшей мере, одной второй, локализованной в осевом направлении, кольцевой полости, проходящей в радиальном направлении наружу от периферийной стенки, для улавливания более тяжелых материалов, тогда, как указанные более легкие материалы проходят поверх второй полости для выпуска, причем вторая полость расположена ниже по технологической цепочке, чем первая полость;

выполнение первого и второго выпускных средств в первой и второй полостях на наружной поверхности соответствующей полости, причем каждое средство предназначено для выпуска в направлении наружу от периферийной стенки материалов, осажденных в полости;

оборудование каждого из первых и вторых выпускных средств клапанным средством для регулирования выпуска материалов из полости;

улавливание материалов, выпускаемых в направлении наружу из первой и второй полостей; и выполнение первого и второго регулирующих средств для раздельного регулирования клапанных средств первой и второй полостей с тем, чтобы создать для каждой из указанных полостей разные выпускные характеристики для получения разных концентраций улавливаемых материалов.

Теперь варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи, где фиг.1 - вертикальное сечение, на котором схематически показан первый вариант осуществления центробежного сепаратора, соответствующего настоящему изобретению, фиг.2 - поперечное ссчснис по линии 2-2, показанной на фиг. 1, фиг.З - вертикальное сечение, аналогичное сечению, показанному на фиг.1, но выполненное в большем масштабе, фиг.4 - вертикальное сечение, аналогичное сечению, показанному на фиг.1, дополнительного варианта осуществления настоящего изобретения, на котором иллюстрируются некоторые модификации и усовершенствования, фиг.5 - увеличенное изображение одной части устройства, показанного на фиг.4, фиг.6 - увеличенное изображение другой части устройства, показанного на фиг.4.

Вариант осуществления, показанный на фиг. 1-3, явдается модифицированным вариантом устройства, описанного в вышеупомянутом патенте США № 5338284, выданном автору этой заявки, которое представляет собой центробежный сепаратор, имеющий множество кольцевых полостей, разделенных между собой, причем каждая полость имеет множество разнесенных под углом выпускных каналов. Работу каждого выпускного канала регулируют посредством выпускного клапана. Материал, выходящий из выпускного клапана, улавливают.

Для дополнительных элементов, схематически показанных на чертежах, приведенных в этом описании, следует обратиться к вышеуказанному патенту.

Как следует из фиг. 1-3, устройство содержит барабан 10 центрифуги, имеющий внутреннюю стенку 11 и наружный кожух 12, образующие между собой пространство 13 для ожижающей воды, подаваемой по каналу 15 полого приводного вала 14. Приводной вал соединен с барабаном для совместного вращения внутренней части и наружного кожуха посредством этого вала. Вал установлен на подшипниках 16 и приводится во вращение посредством привода 17 обозначенного.

Внутренняя часть барабана образует базовую часть 18, имеющую форму усеченного конуса, первую кольцевую полость 19 и вторую кольцевую полость 20. Таким образом, эта конфигурация видоизменена по сравнению с известным устройством в том отношении, что имеется только две полости, и базовая часть имеет стенку по форме усеченного конуса, проходящую от плоского основания 21, на которое через загрузочный канал 22 подают загружаемый материал. Таким образом, материалы распределяются в направлении наружу посредством контактного взаимодействия с плоским основанием 21 и со стенкой 18, имеющей форму усеченного конуса, с тем, чтобы вращаться и двигаться вверх по периферийной стенке барабана. Основание и стенка, имеющая форму усеченного конуса, покрыты облицовочным слоем 23. Облицовочный слой 23 нанесен также в полостях 19 и 20. Каждая го полостей 19 и 20 имеет, как правило, прямоугольное поперечное сечение, как показано на фиг.1, но облицовочный материал профилируют так, чтобы его толщина увеличивалась по направлению к основанию полости, придавая, таким образом, полости, как правило, V-образную конфигурацию. В некоторых вариантах осуществления облицовочный слой отсутствует или имеет постоянную толщину, так что полости являются прямоугольными, как показано в левой стороне фиг. 1.

Барабан в области полостей образован посредством двух кольцевых дискообразных стенок 24 и 25, соединенных цилиндрической базовой стенкой 26. Облицовочный слой 23, как показано в правой стороне фиг.1, имеет постоянную толщину на некоторой части боковых стенок 2 и 25, а затем его толщина увеличивается, придавая полости V-образную конфигурацию. На фиг.3 показан материал облицовочного слоя, имеющий постоянно увеличивающуюся толщину по всей полости, образуя непрерывно сходящиеся стенки.

Базовые стенки 26 полостей отстоят от цилиндрической стенки 28 наружного кожуха с образованием пространства между ними, в которое может проникать жидкость или ожижающая вода для эжектирования через два или три ряда отверстий 30 в базовой стенке 26 во внутренней части полости.

Базовая стенка 26 каждой полости имеет ряд выпускных каналов 29, разнесенных под углом по периферии полости, как лучше всего видно на фиг.2. Эти выпускные каналы, как правило, имеют форму, описанную в вышеуказанном патенте, за исключением того, что эти каналы не имеют эжекционных отверстий для инжектирования воды в полость. Эти каналы представляют собой просто выпускные каналы с продольным направлением потока, наружный конец которых имеет стыковочную с выпускным клапаном форму, как указано выше, для регулирования количества выпускаемого материала.

Как показано на фиг.2, инжекционные отверстия 30 отклонены относительно радиуса барабана так, чтобы направлять эжектирование жидкости тангенциально барабану для осуществления ожижения материалов, находящихся в полости.

Полости модифицированы по сравнению с полостями, описанными в вышеуказанном патенте, в том отношении, что глубина полости значительно увеличена, и дополнительно предусмотрена направляющая 32 отклонения потока у каждого из выпускных каналов 29. Каждая направляющая 32 отклонения потока расположена в радиальном направлении внутрь от соответствующего выпускного канала так, чтобы ее местоположение отстояло от выпускного канала в направлении внутрь барабана, но находилось в полости. Могут быть использованы различные конфигурации направляющих отклонения потока, но в показанном устройстве направляющая 32 отклонения потока имеет сферическую конфигурацию. Каждая направляющая 32 отклонения потока поддерживается двумя опорными рычагами 33 и 34, проходящими в вертикальном направлении от направляющей потока. Опорные рычаги 33 и 34 соединены с облицовычным слоем 23 посредством контактного взаимодействия в двух пазах 34 А, образованных в верхней и нижней боковых стенках полости так, чтобы направляющая 32 отклонения потока могла перемещаться в радиальном направлении барабана наружу и удерживаться в заданном положении центробежными силами, действующими на направляющую потока, и силами трения, возникающими при контактном взаимодействии опорных рычагов с пазами. Радиальное положение направляющей отклонения потока может регулироваться сгибанием опорных рычагов.

По этой причине разделение материалов имеет место, как правило, во входной части полостей и между стенками 24, 25. Разделение имеет место у внутренней поверхности материала, обозначенной поз. 35, где более тяжелые материалы улавливаются в полостях между стенками 24 и 25. Более леггае материалы проходят поверх зоны улавливания, ограниченной полостями, и через открытую входную часть барабана к улавливающему устройству 36. Более тяжелые материалы, осажденные в каждой из полостей, перемещаются в направлении наружу через выпускные каналы 29 и попадают в улавливающее устройство 37.

Расположение направляющих отклонения потока непосредственно перед выпускными каналами создает сопротивление материалу в радиальном направлении для предотвращения избыточного давления материала в радиальном направлении наружу на выпускные каналы. Очевидно, что при отсутствии направляющих отклонения потока, центробежные силы, действующие на материал, будут прижимать материал к выпускным каналам, создавая в этих местах очень большое давление. Направляющие отклонения потока снимают часть этого давления и переносят его на стенку барабана, тогда как материал может скользить по направляющей отклонения потока сверху и снизу, как показано на фиг.3, и с боков, как показано на фиг.2.

По этой причине зона подачи к каждому выпускному каналу имеет, в общем, коническую конфигурацию с вершиной у выпускного канала на оси конуса, проходящего в радиальном направлении внутрь барабана. Таким образом, конус сходится в направлении наружу к выпускному каналу вокруг направляющей отклонения потока, причем величина угла конусности зависит от скольжения материала, которое зависит от угла изменения направления движения материала. Кроме того, материал ожижают посредством эжектирования воды через отверстия 30, предотвращая осушение материала под действием больших центробежных сил и, таким образом, образование неподвижного клина материала перед выпускным каналом.

Однако глубина полости изменена по сравнению с предшествующим устройством в том отношении, что, как показано на фиг.2, конус зоны подачи перед каждым выпускным каналом сходится так, чтобы основания 35А, 35В конусов пересекались на внутренней поверхности 35 материала. Кроме того, конус расположен, как показано на фиг.1, так, чтобы боковые поверхности 35С конуса зоны подачи проходили рядом со стенками 24, 25. По этой причине, зона подачи ограничивается конфигурацией внутренней поверхности 35, имеющей по существу круглую форму, причем круглые конфигурации отдельных зон перекрываются с тем, чтобы обеспечивать подачу материала по существу со всей внутренней поверхности полостей 19 и 20. Таким образом, разделение материала на внутренней поверхности обеспечивает образование на внутренней поверхности слоя более тяжелого материала, который затем улавливается и постепенно подается наружу по выпускным каналам 29.

В одном примере варианта осуществления, высота каждой полости в осевом направлении составляет приблизительно 6 дюймов (152,4 мм) и глубина полостей в радиальном направлении также имеет размер порядка 6 дюймов (152,4 мм), причем такие размеры обеспечивают получение зоны подачи, приблизительно имеющей показанную конфигурацию.

Форма облицовочного слоя, по существу соответствующая форме конуса подачи, как показано в правой стороне фиг.1, помогает избегать образования в полостях зон неподвижного материала. Однако ожижание материала в полости посредством инжекционных отверстий 30 обеспечивает постоянное перемещение материала в полости для вхождения в зону подачи каждого выпускного канала. Однако основным эффектом выпускных каналов является улавливание материала с внутренней поверхности 35 и постепенное перемещение этого материал в направлении наружу к выпускному каналу. Направляющая 32 отклонения потока помогает увеличить угол конусности подачи с тем, чтобы увеличить размер зоны подачи на внутренней поверхности.

Из фиг.3 видно, что внутренняя поверхность 35 материала в полости ограничена внутренними краями 24А и 25А боковых стенок 24 и 25 и что внутренняя поверхность полости 19 имеет, таким образом, форму усеченного конуса, имеющего угол конусности, соответствующий или по существу равный углу внутренней поверхности части 18 барабана. Длина части 18 барабана установлена такой, чтобы она была достаточной для того, чтобы слой материала из загрузочного канала 22 выравнивался под действием центробежных сил в виде слоя 22А, имеющего по существу постоянную толщину на верхнем участке части 18 барабана при приближении материалов слоя 22А к внутренней поверхности 35. Таким образом, в том месте, где материалы входят в область внутренней поверхности 35, они движутся прямо, параллельно внутренней поверхности 35, не захватывая материал из полости. По этой причине, разделение имеет место тогда, когда поток материалов плавно проходит по внутренней поверхности 35 с заменой более тяжелых материалов более легкими материалами, как это происходит в обычных центрифугах. Таким образом, более тяже9 лые материалы улавливаются в полости, а более легкие материалы проходят со слоем 22А к следующей полости для дополнительного разделения и конечной выгрузки из входной части.

В некоторых случаях может оказаться желательным введение перфорированной пленки из жесткого материала 35Х, располагаемой в плоскости внутренней поверхности 35. Перфорированный материал 35Х может быть образован из металлической сетки или аналогичного перфорированного жесткого материала, образующего секцию, имеющую форму усеченного конуса, которая прикреплена к внутренним краям 24А и 25А для удержания на месте. Таким образом, эта перфорированная секция помогает направлять поток 22А материала по внутренней поверхности 35 и дополнительно предотвращает проникновение потока материала в полость. Такое проникновение, если оно имеет место, приведет к извлечению более тяжелых материалов из полости и к возврату их в поток 22А материала, что приведет к потере этих более тяжелых материалов.

На фиг.4 показана модификация устройства, показанного на фиг.1, для иллюстрации дополнительного элемента конструкции кожуха, желобов 36А и вала 14. Кроме того, сечение, показанное на фиг.1, изменено для того, чтобы показать дополнительные элементы каналов, подающих управляющий воздух к выпускным клапанам 42. Таким образом, каждый ряд выпускных клапанов содержит подающий канал, который подает рабочий воздух к соответствующему ряду выпускных клапанов, причем подающий канал питают по каналам из коллекторного устройства, предусмотренного на валу 14.

Устройство, показанное на фиг.4, дополнительно модифицировано введением третьей полости 50 вниз по технологической цепочке расположения полостей 19 и 20. Третья полость 50 по существу идентична первым двум полостям и имеет немного увеличенный диаметр, причем это увеличение диаметра соответствует увеличению диаметра второй полости 20 по сравнению с диаметром первой полости 19, связанным с конической формой стенки барабана.

Как описано выше, материал, выпускаемый из полостей 19 и 20, улавливается в желобе 37А, а материалы, выгружаемые через входную часть барабана, улавливаются в желобе 36А. В варианте осуществления, показанном на фиг.4, предусмотрен дополнительный желоб 51, который улавливает материал только из полости 50 и подает этот материал к насосу 52. Вниз по технологической цепочке насос 52 оборудован клапаном 52А с ручным управлением, посредством которого может быть осуществлен возврат материала для загрузки материала в загрузочный канал 22 или подача материала к улавливанию концентрата. В альтернативном устройстве, барабан может иметь только две полости, причем концентрат из первой полости улавливается отдельно от концентрата из второй и проходит к насосу для селективной подачи к загрузке или к концентрату в зависимости от качества обрабатываемого материала.

Таким образом, в качестве кольцевой полости очистки предусмотрена третья (или вторая) концентрирующая кольцевая полость 50. Содержимое этой кольцевой полости непрерывно выгружается через выпускные клапаны в желоб 51 и из него, при подключении насоса посредством клапана 52А, возвращается в загрузочный канал машины. Качество концентрата из кольцевой полости очистки является недостаточно высоким для выгрузки в поток концентрата из желоба 37А, но содержит некоторое количество ценных компонентов, которые следует извлечь. Таким образом, рециркуляция выпуска из полости 50 в загрузочное устройство машины обеспечит подачу ценных компонентов из кольцевой полости очистки в одну из двух нижних кольцевых полостей для более поздней выгрузки в виде концентрата.

Еще одна модификация относится к монтажу опорного рычага 34, который поддерживается посредством опорных элементов 38А, проходящих в осевом направлении, которые проходят от рычага в радиальном направлении наружу, как показано на фиг.2 ссылочным номером 38 А, так, чтобы удерживать рычаг в требуемом положении в средней части полости при центрировании относительно центральной оси барабана. Число опорных элементов 38А может быть выбрано в соответствии с требованиями конструкции, но так, чтобы они были расположены между выпускными каналами и, таким образом, между направляющими 32 отклонения потока.

На фиг.4, 5 и 6 показаны элементы системы регулирования клапанов 42. Клапаны 42 полости 50 обычно регулируют посредством подающего канала 60 жидкости, который отделен от подающего канала 61 полостей 19 и 20. Это позволяет клапанам 42 полости 50 работать в импульсном режиме со скоростью импульсов, которая больше скорости клапанов полостей 19 и 20 так, чтобы увлекать большее количество материала. Таким образом, для увеличения количества выпускаемого материала, общий период, когда клапаны открыты для полости 50, больше общего периода, в течение которого клапаны открыты для полостей 19 и 20. В некоторых случаях это может быть получено не путем увеличения скорости импульсов, а увеличением периодов импульсов.

Пульсация клапанов, безусловно, оказывает влияние на выпуск материала из последовательных частей. Все клапаны соответствующей полости открыты одновременно посредством обеспечения импульсов жидкости в соответствующем подающем канале 60, 61.

На фиг.5 показано соединение подающих каналов 60 и 61 со ступицей 62 вала. Вал образован тремя концентрическими трубами 63, 64 и 65. Между трубами 63 и 64 предусмотрен первый кольцевой канал 66. Между трубами 65 и 64 предусмотрен второй кольцевой канал 67 и внутри центральной трубы 65 - третий канал 68. Канал 61 соединен с каналом 68 посредством одной или более трубок 69, проходящих в радиальном направлении, через ступицу 62. Аналогичным образом, канал 67 соединен с каналом 60 посредством множества трубок 70, проходящих в радиальном направлении, которые смещены в осевом направлении от трубок 69. Таким образом, трубки 69 соединяются с каналом 68 на самом конце каналов. Канал 68 кончается у участка, отстоящего в осевом направлении от конца трубы 65, поскольку труба 64 заканчивается у участка, отстоящего в осевом направлении от конца трубы 65. Ступица 62 содержит узел 71, который имеет резьбовое отверстие 72, в котором установлен конец трубы 64. Узел 71 дополнительно имеет расточное отверстие 73, в которое входит труба 65, обеспечивающее концевую часть канала 68, который сообщается с трубками 69. Блок 71 установлен в конце трубы 63 и для закрытия ее конца. На нижнем конце узла 71 предусмотрено множество каналов 74, которые проходят в радиальном направлении наружу от соединения с кольцевым каналом 66 в трубе 63.

Ступица 62 дополнительно содержит втулку 75 и наружную втулку 76. Втулка 75 непосредственно расположена вокруг наружной части трубы 63. Втулка 76 отстоит от втулки 75 и ограничивает кольцевой канал, соединенный с каналами 74, и проходит к отверстию в стенке 77 основания наружного кожуха или рубашки. Таким образом, вода, подаваемая по каналу 66 вала, проходит через радиальный канал 74 и через кольцевой канал между втулками 75 и 76 к основанию 77 и через него для ожижения в барабане, как было описано выше.

Труба 63 ограничивает наружную поверхность вала, который установлен в подшипниках 16, как было описано ранее. Труба 63 проходит за самый нижний подшипник 16 и находится в контактном взаимодействии со шкивом привода 17 и заканчивается у этого привода. Труба 63 навинчена на своем нижнем конце на шарнирное соединение 79 для эжектирования воды во вращающийся вал, ограниченный трубой 63. Шарнирное соединение является изделием, выпускаемым на промышленной основе и обычно применяемым на вращающихся элементах такого типа для эжектирования жидкости во вращающийся вал. В этом случае трубы 64 и 65 проходят через шарнирное соединение 79 для соединения второго шарнирного соединения 80 для подачи жидкости к каналам 67 и 68. Поворотное соединение 79 имеет на своем нижнем конце охватываемую резьбовую часть 82, на которую навинчена крышка 83, закрывающая нижний конец поворотного соединения и предотвращающая утечку воды из нижнего конца этого соединения. Крышка 83 содержит пружину 85, подпружинивающую уплотнение 84 по направлению вниз, для обеспечения контактного взаимодействия уплотнения 86 с шайбой 87 на нижнем конце крышки 83. Шайба 87 для уплотнения удерживается на месте посредством концевого дискового фланца 88, привинченного болтами к крышке 83.

Все трубы 63, 64 и 65, образующие вал, обычно вращаются вместе со ступицей 62 при вращении барабана. Шарнирное соединение 79 является неподвижным, так что труба 63 вращается в этом соединении.

Второе поворотное соединение 80 содержит крышку 89, которая прикреплена к нижним концам труб 64 и 65 для вращения с ними. Крышка 89 содержит охватывающую резьбовую часть 90, в которую ввинчена охватываемая резьбовая часть трубы 64. Уплотнения 91 и 92 предотвращают утечку жидкости наружу из труб 64 и 65, соответственно. Крышка 89 имеет центральный канал 93, сообщающийся с каналом 68. Эта крышга дополнительно имеет множество каналов 94, разнесенных вокруг центрального канала 93 и сообщающихся с полостью 95 расточного отверстия в торцевой крышке 89, сообщающейся с каналом 67. Торцевая крышка 89 привинчена болтами 96 к нижней части 97 шарнирного соединения. Нижняя часть шарнирного соединения 80 является изделием, выпускаемым на промышленной основе, имеющим верхнюю крышку 98, которая вращается с крышкой 89, и нижнюю часть, которая остается неподвижной и соединена с соответствующими подающими каналами (не показано) для подачи жидкости в каналы 93 и 94.

Таким образом, как показано, один вал обеспечивает подачу ожижающей воды по наружным кольцевым каналам вместе с подачей управляющей жидкости по центральному круглому каналу и по внутреннему кольцевому каналу. Однако при необходимости в конструкции вала может быть предусмотрена дополнительная труба для обеспечения четырех коаксиально расположенных каналов. Такие четыре канала затем используют для подачи ожижающей жидкости и для обеспечения трех потоков управляющей жидкости, причем каждая предназначена для управлении соответствующего одного из клапанов полостей 19, 20 и 50. Такое устройство позволяет индивидуально регулировать каждую из полостей для обеспечения соответствующих характеристик выпуска в соответствии с количеством концентрата, улавливаемого в конкретной полости.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ разделения смешанных порошковых материалов разного удельного веса в суспензии, включающий в себя вращение барабана центрифуги, имеющего периферийную стенку и открытую входную часть, вокруг продольной оси совместно с периферийной стенкой, загрузку материалов в барабан с обеспечением дальнейшего их прохождения по периферийной стенке и побуждение более тяжелых частиц улавливаться на периферийной стенке, а более легких частиц выходить в суспензии из открытой входной части, ограничение материалов, уловленных на периферийной стенке, внутренней поверхностью материалов, по которой проходят загружаемые материалы и улавливаются более тяжелые частицы, образование на периферийной стенке, по меньшей мере, одной кольцевой полости, проходящей в направлении наружу от указанной внутренней поверхности, выполнение в наружной поверхности полости множества разнесенных под углом выпускных каналов, каждый из которых позволяет выпускать в направлении наружу от периферийной стенки материалы, осажденные в полости, а также улавливание материалов, выпускаемых наружу, и эжектирование ожижающей жидкости в кольцевую полость через ряд инжекционных, разнесенных под углом каналов, отличающийся тем, что он включает в себя также снабжение каждого выпускного канала соответствующей одной из множества направляющих отклонения потока, каждая из которых поддерживается в полости в радиальном направлении внутрь от соответствующего выпускного канала, размещение инжекционных каналов и направляющих отклонения потока с обеспечением возможности прохождения потока эжектируемой жидкости в кольцевую полость и профилирование и размещение направляющих отклонения потока относительно соответствующих выпускных каналов с обеспечением отделения материалов от зоны внутренней поверхности полости, составляющей существенную часть внутренней поверхности полости.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждая направляющая отклонения потока имеет по существу круглое поперечное сечение, проведенное под прямыми углами к воображаемой линии, проведенной из соответствующего выпускного канала к оси барабана.
3. Способ по π. 1 или 2, отличающийся тем, что каждую направляющую отклонения потока устанавливают в полости на стержне, имеющем части, проходящие вверх и вниз относительно направляющей отклонения потока с образованием перемычки в полости, как правило, параллельной оси барабана.
4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что он предусматривает также образование первой и второй кольцевых полостей, разнесенных в осевом направлении вдоль барабана, каждая из которых имеет множество указанных разнесенных под углом выпускных каналов в наружной поверхности соответствующей полости для обеспечения возможности выпуска для сбора материалов, уловленных на внутренней поверхности полости, в направлении наружу от периферийной стенки, снабжение каждого выпускного канала клапанным средством первой и второй полостей для регулирования выпуска материалов из соответствующей полости, регулирование каждого клапанного средства последовательными импульсами с обеспечением неоднократного открытия и закрытия его для выпуска материала в последовательных частях, регулирование клапанного средства первой полости независимо от клапанного средства второй полости, для обеспечения каждой из указанных полостей разными выпускными характеристиками и разных концентраций более тяжелых частиц относительно более легких частиц в уловленных материалах, и улавливание материалов, выпущенных наружу из второй полости, независимо от материалов из первой полости.
5. Способ разделения смешанных порошковых материалов разного удельного веса в суспензии, включающий в себя вращение барабана центрифуги, имеющего периферийную стенку и открытую входную часть, вокруг продольной оси совместно с периферийной стенкой, загрузку материалов в барабан с обеспечением дальнейшего их прохождения по периферийной стенке и побуждение более тяжелых частиц улавливаться на периферийной стенке, а более легких частиц выходить в суспензии из открытой входной части, образование на периферийной стенке первой и второй кольцевых зон улавливания, вторая из которых расположена от первой снизу по технологической цепочке, выполнение в первой и второй зонах множества, разнесенных под углом выпускных каналов, каждый из которых позволяет выпускать в направлении наружу от периферийной стенки материалы, осажденные в зоне, а также улавливание материалов, выпускаемых наружу, отличающийся тем, что он включает в себя также снабжение каждого выпускного канала первой и второй зон клапанным средством для регулирования выпуска материалов из соответствующей зоны, регулирование каждого клапанного средства последовательными импульсами с обеспечением неоднократного открытия и закрытия его для выпуска материала в последовательных частях и раздельное регулирование клапанных средств первой и второй зон для обеспечения каждой из указанных первой и второй зон разными выпускными характеристиками и разных концентраций более тяжелых частиц относительно более легких частиц в уловленных материалах и улавливание материалов, выпущенных наружу из второй зоны, независимо от материалов из первой зоны.
6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что клапанные средства первой зоны, как правило, регулируют между собой для одновременной работы, а клапаны второй зоны, как правило, регулируют между собой для одновременной работы.
7. Способ по пп.4, 5 или 6, отличающийся тем, что клапанные средства первой и второй зон отрегулированы так, чтобы общее время открытия клапанных средств второй зоны было больше общего времени открытия клапанных средств первой зоны для выпуска большего количества материала из второй зоны.
8. Способ по пп.4, 5, 6 или 7, отличающийся тем, что барабан выполняют с несущим валом, при этом клапанные средства первой зоны регулируют посредством первого контура подачи жидкости, часть которого проходит вдоль вала, а клапаны второй зоны регулируют посредством второго контура подачи жидкости, часть которого проходит вдоль вала, причем первый и второй контуры подачи жидкости

Фиг. 1 имеют коаксиальные первый и второй каналы, проходящие вдоль вала, каждый из которых запитывают жидкостью от раздельных первого и второго стационарных шарнирных соединений, смонтированных на валу.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что шарнирные соединения устанавливают отстоящими друг от друга в осевом направлении.
10. Способ по и.8 или 9, отличающийся тем, что ожижающую жидкость подают в барабан через периферийную стенку, включая подачу этой жидкости по каналу вала, коаксиально расположенного указанным первому и второму каналам контуров подачи жидкости.