FI80837C - Hydrauliskt klassifiseringsfoerfarande och -anordning. - Google Patents

Description

80837

HYDRAULINEN LUOKITUSMENETELMÄ JA -LAITE - HYDRAULISET KLAS-SIFICERINGSFÖRFARANDE OCH -ANORDNING

Tämän keksinnön kohteena on hydraulinen luokitusmenetelmä, jossa nesteen kuljettama hiukkasmateriaa 1i jaetaan lieriömäiseen, oleellisesti pystysuoraan 1uokitusti 1 a an muodostetussa keskipakokentässä kevyemmistä hiukkasista muodostuvaksi hienotuotteeksi, joka erottuu keskipakok entän keskustaan, sekä raskaammista hiukkasista muodostuvaksi karkea tuo11eeksi , joka erottuu keskipakok entän reunaan ja laskeutuu spiraalimaisena, kentän reunaa seuraavana virtauksena luokitustilan alapäähän.

Yleisin hiukkasmateriaalin hydrauliseen luokitukseen käytetty laite on hydrosykloni, joka muodostuu yleensä lieriömäisestä yläosasta ja kartiomaise sta alaosasta. Hydrosykloni jakaa luokitettavan materiaalin hienotuotteeksi , joka poistetaan syklonin yläpäästä, sekä karkeatuotteeksi, joka poistetaan syklonin alapäästä, so. kartiomaisen alaosan kärjessä olevasta aukosta. Mainittujen osaksi kartiomaisten hydrosyklonien lisäksi on käytetty tasapohjaisia sykloneja, joissa hieno- ja karkeatuotteiden erottuminen ja poistuminen tapahtuvat oleellisesti vastaavalla tavalla. Edelleen tunnetaan 1uokitus 1 aitteita, joissa karkeatuote poistetaan tan-• gentiaa 1isesti laitteen kehältä tai pohjasta alkavan tangen- tiaalisen kanavan avulla.

Mainituilla tunnetuilla laitteilla suoritettavassa luokituksessa on epäkohtana se, että karkeatuotteen poistaa nestemäinen luokitusväliaine, jonka mukana on myös luokitettavan materiaalin sisältämää hienojakoista ainesta, jonka pitäisi ideaalisesti joutua hienotuotteeseen. Hienojakoista ainesta poistuu karkeatuotteen mukana vähintään samassa suhteessa kuin luokitusväliainetta eli sitä enemmän, mitä suurempi on karkea- ja hienotuotteiden keskinäinen suhde. Kun luokitus muodostaa osan märkäjauhatusprosessia, jossa mainittu suhde 2 80837 on optimaalisesti n. 100-300 %, on tunnetuilla laitteilla suoritetun luokituksen erotusterävyys eli se osuus luokitettavan materiaalin sisältämistä määrättyä rajakokoa pienemmistä hiukkasista, joka saadaan erotetuksi hienotuotteeksi , tyypillisesti vain n. 50 % ja joskus jopa alle 40 %.

Yleisimmin käytetyissä hydrosykloneissa on edelleen epäkohtana se, että mainitun rajakoon säätäminen toiminnan aikana on lähes mahdotonta. Muita säätökeinoja kuin syklonin alapäässä olevan karkeatuotteen poistoaukon koon säätäminen ei juuri tunneta, eikä tätäkään käytännön vaikeuksien vuoksi sanottavasti käytetä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa hydraulinen 1uokitusmenete 1 mä , jossa yllämainitut tunnetun tekniikan epäkohdat on vältetty ja jolla päästään entistä parempaan erotusterävyyteen ja 1 uokitusproses sie n säädettävyyteen.

Tunnusomaista keksinnön mukaiselle menetelmälle on se, että karkeatuote poistetaan keskipakokentästä luokitustilan alapäähän sijoitetun, olennaisesti pyöreän sulkuelimen ja 1uokitusti1 an seinämän välisen rengasmaisen raon kautta käyttäen apuna erillistä, keskipakokenttään nähden tangen t i a a 1 i s es t i johdettua, rakoa sen alapuolelta sivuavaa nestevirtausta.

Puhtaan, keskipakokenttään nähden tangentiaalisesti johdetun ne stevirtauksen käytöllä karkeatuotteen poistamiseen saavutetaan se, että karkeatuotteen joukkoon joutuu entistä vähemmän, jos lainkaan hienojakoisia, hienotuotteen rajako-koa pienempiä hiukkasia. Nestevirtauksen määrä voidaan säätää sellaiseksi, että luokitettavan materiaalin mukana luokitusprosessiin syötetty nestemäinen väliaine ei lainkaan osallistu karkeatuotteen poistamiseen vaan poistuu kokonaisuudessaan hienotuotteen mukana. On myös mahdollista, että mainittua nestevirtausta edelleen kasvatetaan, jolloin sillä voidaan säätää hieno- ja karkeatuotteiden välistä rajakokoa.

Il 3 80837

Tangentiaa 1inen nestevirtaus tehostaa keskipakokenttää niin, että karkeatuote saadaan erottumaan riittävällä nopeudella silloinkin, kun hieno- ja karkeatuotteiden välinen rajakoko on pieni .

Keksinnön kohteena on myös laite hiukkasuateriaa 1in hydrauliseen luokittamiseen edellä kuvatulla menetelmällä. Laite käsittää sinänsä tunnettuina elementteinä lieriömäisen, oleellisesti pystysuoran 1uokitusti1 an, johon on muodostettavissa keskipakokenttä, syöttökanavan luokitettavan materiaalin ja väliaineena toimivan nesteen johtamiseksi luokitus-tilaan sekä poistoaukot 1uokitusti1 an keskustaan erottuvan, kevyemmistä hiukkasista muodostuvan hienotuotteen sekä 1uokitusti1 an reunaan ja edelleen spiraalimaisena, alaspäin laskeutuvana virtauksena luokitustilan alaosaan erottuvan, raskaammista hiukkasista muodostuvan kark e atuo11een poista-·'··’ miseksi. Tunnusomaista laitteelle on se, että karkeat u otteen poistoaukon muodostaa lieriömäisen luokitusti1 an alapäässä oleva rengasmainen rako, joka on aikaansaatu sijoittamalla luokitustilan alapäähän olennaisesti pyöreä sulkuelin siten, :: että rako jää luokitustilan seinämän ja sulkuelimen väliin, ja että laitteeseen raon alapuolelle liittyy keskipakokenttään nähden tangentiaa 1inen kanava niin, että karkeatuotteen poistossa voidaan käyttää hyväksi erillistä kanavan kautta johdettua, rakoa sivuavaa nes te v i r tau s ta .

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, : jossa

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista hydraulista luoki-tuslaitteistoa,

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaiseen laitteistoon kuuluvan lieriömäisen luokitustilan alaosaa leikkauksena II-II kuviosta 1, 4 80837

Kuvio 3 esittää osaa laitteiston luokitusti1 asta keksinnön erään toisen sove11utusmuodon mukaisena, ja

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaista 1uokitus 1 ai11eistoa jauhatuspiirin osana.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty hydraulinen luokituslaitteisto, joka jakaa nesteen, kuten veden kuljettaman, erisuuruisista hiukkasista muodostuvan hiukkasmateriaa1in kevyemmistä hiukkasista muodostuvaksi hienotuotteeksi sekä raskaammista hiukkasista muodostuvaksi karkeatuotteeksi. Luokitus tapahtuu pystysuorassa, lieriömäisessä 1uokitusti1 a ssa 1 luokitettavan materiaalin ja väliaineena toimivan nesteen tangen-tiaalisen syötön aikaansaamassa keskipakokentässä, joka erottaa hienotuotteen 1uokitusti1 an keskelle ja karkeatuot-teen sen reunaan. Luokitettava materiaali ja väliaine ovat 1uokitusti1 assa 1 spiraa1imaisesti pyörivässä liikkeessä, joka tilan keskellä nostaa hienotuotteen lähellä tilan yläpäätä sijaitsevaan hienotuotteen poistoaukkoon 2 ja tilan reunalla painovoiman vaikutuksesta painaa karkeatuotteen tilan alaosassa olevaan karkeatuotteen poistoaukkoon 3.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaiseen laitteistoon kuuluu lieriömäisen 1uokitusti1 an 1 ohella olennaisina osina 1uokitus ti 1 an . yläpäähän tangentiaalisesti liittyvä luokitettavan materiaa lin ja väliaineen syöttökanava 4 poistoaukosta 2 alkava • · hienotuotteen ja sitä kuljettavan väliaineen poistokanava 5, 1uokitusti1 an alaosassa oleva pyöreä sulkulevy 6, joka rajaa karkeatuotteen poistoaukon levyn ja 1uokitusti 1 an lieriömäisen seinämän väliseksi rengasmaiseksi raoksi 3, sekä tangen-tiaalisesti luokitustilan alapäähän liittyvät vaakasuorat kanavat 7a, 7b raon läpäisseen karkeatuotteen poistamiseksi erillisen, rakoa sivuavan nestevirtauksen avulla. Kanavan 7a kautta tuleva nestevirtaus syötetään aukosta 9a luokitustilan alapäähän välittömästi rengasmaisen raon 3 alapuolelle, jossa se joutuu spiraalimaiseen, tilan reunaa seuraavaan liikkeeseen, joka on suorana jatkeena ylempänä, varsinaises-

II

5 80837 sa 1 uokitustilassa 1 tapahtuvalle spiraalivirtaukse11e, ja poistuu tilasta aukon 9b kautta kanavaan 7b. Kanava 7a on varustettu säätöventtii1i1lä , joka on merkitty kuviossa 1 viitenumerolla 8. Kanavaan 7b poistuva nestevirtaus kuljettaa karkeatuotteen hydrosykloniin 10, jossa karkeatuote erottuu syklonin kartiomaisessa alapäässä olevaan poistoa ukkoon 11 ja neste syklonin yläosasta alkavaan pystysuoraan poistokanavaan 12.

Kuviossa 3 on esitetty 1uokitus1aitteis ton sovellutus, joka eroaa kuviossa 1 esitetystä siinä, että lieriömäisen luoki-tustilan 1 alaosaa 13 on laajennettu ja tilan laajemman alaosan ja sen yläpuolella olevan kapeamman osan 14 rajalle 15 on sijoitettu kartiomainen, pystysuunnassa liikkuva sulkuelin 16. Kanavaa 7a myöten tuleva nestevirtaus syötetään tilan alaosaan 13 aukosta 9a ja se poistuu aukosta 9b kanavaan 7b vieden karkeatuotteen mukanaan. Sulkuelimen 16 ja luokitustilan 1 seinämän välisen rengasmaisen karkeatuotteen poistoaukon 3 kokoa voidaan tässä sovellutuksessa säätää sulkuelimen sijainnin avulla.

Esitetyssä keksinnön mukaisessa 1uokitus 1 ai11eis tos s a on olennaista se, että karkeatuotteen poistaminen kanavan 7 kautta 1uokitusti1aan 1 nähden tangentiaa1ise sti johdetun, ··. varsinaiseen luoki tustapahtumaan osallistumattoman nestevir- tauksen avulla estää hienojakoista, hienotuottee s een kuuluvaa materiaalia joutumasta karkeatuotteen mukaan. Nestevir-tausta voidaan säädellä kanavassa olevan säatöventtiilin 8 avulla, ja virtaus voidaan järjestää tapahtuvaksi esim. siten, että se huolehtii yksinään karkeatuotteen poistamisesta, jolloin luokitettavan materiaalin mukana luokitusti-laan 1 tuleva väliaine poistuu kokonaisuudessaan hienotuot-teen mukana eikä karkeatuotteen poistoaukon 3 kohdalla tapahdu vä1iainevirtaus ta kumpaankaan suuntaan. Myös on mahdollista säätää kanavan 7 kautta luokitusti1 aan 1 tuleva nestevirtaus suuremmaksi kuin karkeatuotteen mukana poistuva virtaus, jolloin osa ko. nesteestä joutuu hienotuotteen 6 80837 mukaan. Tällaisella säätelyllä voidaan suurentaa tai pienentää hieno- ja karkeatuotteen hiukkasten rajakokoa.

Kuviossa 4 on esitetty kiinteän materiaalin jauhatuspiiri , joka käsittää 1uokitusti1an 1 ja erotussyk1 onin 10, jotka voivat olla kuviossa 1 esitetyn mukaiset. Materiaali, joka koostuu osaksi aikaisemmin käsittelemättömästä materiaalista (viitenumero 17) ja osaksi hydrosyklonin 10 erottamasta karkeatuotteesta (viitenumero 11), jauhetaan myllyssä 18, ja jauhatuksen jälkeen materiaali sekoitetaan syklonista 10 saatavaan veteen ja syötetään pumpun 19 avulla tangentiaa 1i-sesti luokitustilan 1 ke skipakok enttään. Luokituksen erottama hienotuote poistuu prosessista, ja samalla poistuvan veden korvaa kanavan 7 kautta syötettävä vesivirtaus, joka kuljettaa karkeatuotteen erotussykloniin 10 ja esitetyn mukaisesti palaa sen jälkeen luokitusti1assa 1 tapahtuvan luokituksen väliaineeksi. Kuvioon 4 on merkitty kunkin virtauksen kiintoainepitoisuus prosenttilukuna.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot eivät rajoitu edellä esitettyihin esimerk-: keihin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Il

Claims (5)

7 80837

1. Hydraulinen luokitusmenetelmä, jossa nesteen kuljettama hiukkasmateriaali jaetaan lieriömäiseen, oleellisesti pystysuoraan 1uokitusti1 aan (1) muodostetussa keskipakokentässä kevyemmistä hiukkasista muodostuvaksi hienotuotteeksi, joka erottuu keskipakokentän keskustaan, sekä raskaammista hiukkasista muodostuvaksi karkeatuotteeksi, joka erottuu keskipakokentän reunaan ja laskeutuu spiraalimaisena, kentän reunaa seuraavana virtauksena 1uokitusti1 an alapäähän tunnettu siitä, että karkeatuote poistetaan keskipakokentästä 1uokitusti1 an (1) alapäähän sijoitetun, olennaisesti pyöreän sulkuelimen (6, 16) ja luokitusti1 an seinämän välisen rengasmaisen raon (3) kautta käyttäen apuna erillistä, keskipakokenttään nähden tangentiaa 1isesti johdettua, rakoa sen alapuolelta sivuavaa nestevirtausta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkeatuote erotetaan mainitusta nestevirtauk-sesta hydrosyk1onissa (10), minkä jälkeen neste palautetaan 1uokituspros e ssiin keskipakokentässä tapahtuvan luokituksen väliaineeksi.

3. Laite hiukkasmateriaa1 in luokittamiseksi patenttivaati muksen 1 tai 2 mukaisella menetelmällä, joka laite käsittää lieriömäisen, oleellisesti pystysuoran luokitusti1 an (1), johon on muodostettavissa keskipakokenttä, syöttökanavan (4) luokitettavan materiaalin ja väliaineena toimivan nesteen johtamiseksi 1uokitusti1aan sekä poistoaukot (2, 3) luoki- tustilan keskustaan erottuvan, kevyemmistä hiukkasista muodostuvan hienotuotteen sekä luokitustilan reunaan ja edelleen spiraalimaisena, alaspäin laskeutuvana virtauksena :· 1uokitusti1an alaosaan erottuvan, raskaammista hiukkasista muodostuvan karkeatuotteen poistamiseksi, tunnettu siitä, että karkeatuotteen poistoaukon (3) muodostaa lieriömäisen luokitustilan (1) alapäässä oleva rengasmainen rako, joka on aikaansaatu sijoittamalla 1uokitusti1 an 8 80837 alapäähän olennaisesti pyöreä sulkuelin (6, 16) siten, että rako jää 1uokitusti1an seinämän ja sulkuelimen väliin, ja että laitteeseen raon alapuolelle liittyy keskipakokenttään nähden tangentiaalinen kanava (7) niin, että karkeatuotteen poistossa voidaan käyttää hyväksi erillistä kanavan kautta johdettua, rakoa sivuavaa nestevirtausta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että 1uokitusti1 an (l) alapää (13) on laajeneva ja että sulkuelin (16) on järjestetty liikkumaan pystysuunnassa niin, että rengasmaisen raon (3) koko on säädettävissä sulkuelintä siirtämällä.

5. Patenttivaatimuksien 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että karkeatuotteen poistava kanava (7) on yhdistetty hydrosyk 1 oniin (10), joka erottaa karkeatuotteen nestevirtauks e sta, ja että hydrosykloni on yhdyskanavan (12) ja pumpun (19) kautta liitetty luokitustilan (1) syöttökana-vaan (4) niin, että neste on palautettavissa 1uokitusproses-siin keskipakokentässä tapahtuvan luokituksen väliaineeksi. Il 9 80837